אנרגיה גיאותרמית
Download
Report
Transcript אנרגיה גיאותרמית
מקורות אנרגיה
מקורות אנרגיה
מתכלים (דלקים מאובנים)
נפט
פחם
גז
אורניום
לא מתכלים
שמש-סולארית
רוח
מים-הידרואלקטרית
אנרגיה גרעינית
ביומסה
גאות ושפל
מקורות האנרגיה משמשים אותנו בעיקר ליצור חשמל
בישראל משתמשים בעיקר בפחם ונפט.
מקורות אנרגיה –מתכלים
הפקת אנרגיה חשמלית מגז טבעי
בישראל משתמשים בחומרי דלק כמקור אנרגיה עיקרי להפקת חשמל.
בשנים האחרונות התחילו להשתמש בתחנות-כוח בטכנולוגיה חדשה:
טורבינות-גז ומחזור משולב .בטכנולוגיה החדשה אפשר להשתמש בכל
חומרי הדלק סולר ,מזוט) ובחומר דלק נוסף -גז טבעי.
מהו הגז הטבעי?
הגז הטבעי הוא משאב טבע ,המצוי במעמקי האדמה ,שמגלים אותו על-
ידי קידוחים לעומק האדמה.
הגז הטבעי טוב לבעירה ,ולכן משתמשים בו בתעשיות שונות,
כגון :הפעלת תחנות-כוח המותאמות לשימוש בגז ,הפקת דלקים נוזליים,
והפקת כימיקלים שונים .בעולם הוא נפוץ ביותר במערכות חימום.
יתרונות וחסרונות
ידידותי לסביבה -הגז הטבעי הוא חומר הדלק הידידותי ביותר
לסביבה מבחינת פליטת מזהמים לאוויר .לכן ,השימוש בו בהפקת
חשמל בתחנות-כוח ,מזהם פחות מחומרי דלק אחרים .אין צורך
בקרבה לים -הפקת החשמל באמצעות טורבינת-גז אינה דורשת קירור
במים ,ולכן ניתן למקם את תחנות-הכוח הרחק מחוף הים.
ניצול של מי-קולחין -בהפקת חשמל בתחנות-כוח במחזור משולב
דורשת שלב קירור במים ,אך הקירור מתבצע על-ידי אוויר או על-ידי
מי-קולחין .ניצול של מי-קולחין לצורך קירור בתהליך הפקת חשמל
תורם גם הוא לנושא איכות הסביבה.
הפקת אנרגיה חשמלית מחומרי דלק –פחם ונפט
חומרי דלק הם חומרים ,הפולטים חום רב בזמן בעירתם .את אנרגיית החום
הנפלטת בזמן בעירתם ,מנצלים בתהליך הפקת החשמל בתחנת-כוח ליצירת
אדים בלחץ רב .הקיטור הנוצר גורם לסיבוב של ציר הטורבינה.
את תחנות הכוח הפועלות באמצעות חומרי דלק ממקמים ליד החוף .בתהליך
הפקת החשמל נדרש לעבות קיטור ,זה מחייב קירור ולמטרה זו יעיל ונוח
להשתמש במי-ים.
יתרונות וחסרונות
הפחם (סוג של חומר דלק) הוא מתנה מן הטבע :זהו סלע קשה ושחור שנוצר
במעמקי האדמה .לכן ,בארצות רבות הוא משמש מקור אנרגיה חשוב ביותר
לצרכים תעשייתיים שונים ,ובעיקר להפקת חשמל.
החיסרון שלו הוא שתהליך הפקת החשמל באמצעותו בתחנות-כוח מזהם את
הסביבה .גם השימוש במזוט להפקת חשמל מזהם את הסביבה ,ואילו
הסולר הוא חומר דלק יקר מאוד .חיסרון נוסף הוא כי ערמות הפחם עשויות
להתלקח ,ולכן יש צורך להרטיבן מדי פעם.
מקור אנרגיה
יתרונות
חסרונות
פחם
אנרגיה זמינה ונסחרת.
ניתנת להובלה בעולם – באוניות
רכבות ומשאיות
אנרגיה מתכלה
מזהם את הסביבה -אויר ויש גם פסולת יבשה.
תורם לאפקט החממה.
מיקום תחנת הכוח מוגבל בקרבה למקור מים
לצורך קירור.
נפט
אנרגיה זמינה ונסחרת בעולם.
ניתנת להובלה בצינורות ובאוניות.
אנרגיה מתכלה
מזהם את הסביבה -באוויר וגם בים כאשר יש
דליפה מאונייה.
תורם לאפקט החממה.
מיקום תחנת הכוח מוגבל בקרבה למקור מים
לצורך קירור.
גז
אנרגיה זמינה ונסחרת בעולם.
ניתנת להובלה בצינורות ובאוניות.
תחנת הכוח קטנה בשטחה יחסית
אנרגיה מתכלה
מזהם את הסביבה פחות מפחם ונפט.
תורם לאפקט החממה.
מקורות אנרגיה – מתחדשים
סרטון
HTTP://WWW.YOUTUBE.COM/WATCH?V=Q_FVBO2VXJC&FEATUR
E=RELATED
הפקת אנרגיה חשמלית מן השמש
יש לכך שלוש שיטות:
.1הפקת חשמל באמצעות מגדל שמש
המגדל מוקף בשדה-מראות (שנראות כמו מראות של דוד-שמש).
המראות עוקבות אחרי מסלול השמש וקולטות את הקרינה שלה .המעקב
אחרי השמש נעשה באמצעות מחשב .המראות מחזירות אל ראש המגדל
את האנרגיה של קרינת השמש ,ואנרגיה זאת גורמת לחימום גזים,
המסובבים את הטורבינה ,סיבוב הטורבינה מניע מחולל (גנרטור) ,והוא
יוצר אנרגיה חשמלית.
.2הפקה חשמל באמצעות קיטור
קיימות תחנות כוח המרכזות את קרינת השמש בעזרת קולטים
פרבוליים .אנרגית השמש הנקלטת גורמת להרתחת מים וליצירת קיטור
(נוזל מסוים עוזר לתהליך זה) .הקיטור גורם לסיבוב הטורבינה ,סיבוב
הטורבינה מניע מחולל (גנרטור) והוא יוצר אנרגיה חשמלית.
.3הפקת חשמל באמצעות תא שמש (תא סולרי)
בשיטה זאת הופכים את אנרגית השמש (אנרגיה סולרית) לאנרגיה
חשמלית .כיצד? אור השמש פוגע בתא ,המורכב משני חומרים מסוימים
שונים ,הצמודים זה לזה .פגיעת אור השמש בתא גורמת לפליטה של אנרגיה
חשמלית .כאשר מחברים מוליכים חשמליים לשני החומרים האלה ,מקבלים
זרם חשמלי ,כמו בסוללה.
תאורה של תאי שמש תוכלו לראות בטרמפיאדות ,בשלטי דרכים
ובמחשבוני-כיס.
יתרונות וחסרונות
היתרון בהפקת חשמל מן השמש הוא שבתהליך זה אין שרפה של חומרי
דלק ,ולכן גם אין זיהום של הסביבה.
החסרונות העיקריים הם הצורך בשטח גדול עבור שדה-המראות וכן עלויות
גבוהות של המראות ותחזוקתן .בנוסף ,יש מגבלות בשעות של זריחת השמש
ובעוצמתה המשתנה במשך היממה ובמשך השנה.
אנימציה של אנרגיית השמש:
HTTP://SCIENCE.CET.AC.IL/SCIENCE/ELECTRICITY/ENERGY/SUN.ASP
הפקת אנרגיה מתנועת מים
נפילת מים מגובה רב יוצרת אנרגיה .את האנרגיה הזאת מנצלים בתחנת כוח
הידרו-אלקטרית (הידרו = מים; אלקטרית = חשמל) .איך זה פועל?
האנרגיה ,שנוצרת מהפרש המפלס של המים ,מומרת לאנרגיה של תנועה.
אנרגיית התנועה מסובבת את הטורבינה שנמצאת בתחנת-הכוח ,סיבוב
הטורבינה מפעיל מחולל (גנרטור) וגורם להפקת חשמל .כמות האנרגיה
החשמלית המופקת בתחנת-הכוח תלויה בכמות המים והפרש המפלס.
יתרונות וחסרונות
החסרונות העיקריים של הפקת חשמל באמצעות מים הם בעיות "ירוקות":
לעתים השיטה מצריכה שינויים בנוף ,והיא גם עלולה לפגוע בדגה ובמאזן
האקולוגי.
היתרון בהפקת חשמל באמצעות המים הוא שבתהליך זה אין שרפה של
חומרי דלק ,ולכן גם אין זיהום של הסביבה .כמו כן ,התחנה קלה בתפעול
ובאחזקה.
אנימציה של הפקת אנרגיה על ידי המים:
HTTP://SCIENCE.CET.AC.IL/SCIENCE/ELECTRICITY/ENERGY/WATER.ASP
הפקת אנרגיה מן הרוח
הרוח היא אוויר בתנועה ,כלומר -אנרגיה .כדי להפיק חשמל מאנרגיית
הרוח משתמשים בטורבינת-רוח .איך זה פועל? תנועת הרוח גורמת
לכנפיים של טורבינת-הרוח (כפות הטורבינה) להסתובב ,והסיבוב מפעיל
מחולל (גנרטור) ,המפיק חשמל.
יתרונות וחסרונות
על אף שהרוח היא גם משאב זול (בעצם ,חינם) וגם ידידותי לסביבה (אינו
מזהם את האוויר),
להפקת חשמל מהרוח יש חסרונות :עוצמת הרוח וכיוונה משתנים ממקום
למקום ,מרגע לרגע ,ומעונה לעונה; הרוח אינה מרוכזת אלא מתפזרת על
שטחים נרחבים .לכן ,בשיטה זאת משתמשים רק במקומות פתוחים
וגבוהים ,אשר משב הרוח בהם חזק מספיק .כמו כן ,טורבינות הרוח
תופסות שטח רב הפוגע בנוף.
אנימציה של אנרגיית הרוח
HTTP://SCIENCE.CET.AC.IL/SCIENCE/ELECTRICITY/ENERGY/WIND.ASP
אנרגיה גיאותרמית
אנרגיה המופקת מחום תת-קרקעי.
מתחת למעטפת הסלע של כדור-הארץ נמצאת מגמה לוהטת .חום המגמה,
המוקרן כלפי מעלה ,מחמם מי תהום ויוצר במעמקי האדמה "כיסים" של
קיטור ,שלעיתים פורצים בצורת מעיינות של מים חמים ,המעלים קיטור על-
פני האדמה .אלה נקראים גייזרים.
מים חמים הפורצים בצורת גייזרים מנוצלים כאנרגיה גיאותרמית; איסלנד היא
אחת המדינות שבה קיטור טבעי משמש לחימום בתים .מים חמים הלכודים
בקרקע ינוצלו בעתיד כאנרגיה גיאותרמית באמצעות קידוחים שייעשו באיזורים
גיאותרמיים.
האנרגיה הגיאותרמית נקייה ואינה מותירה פסולת מזהמת .כמותה ,למעשה,
בלתי מוגבלת.
מקורHTTP://LIB.CET.AC.IL/PAGES/ITEM.ASP?ITEM=2644 :
מקור
האנרגיה
יתרונות
חסרונות
אנרגיה
גרעינית
כמות אנרגיה עצומה ביחס לחומר.
•אנרגיה מתכלה
•מזהם את הסביבה -סכנה סביבתית ,לכן יש צורך
במיקום רחוק ממרכזי אוכלוסייה.
•יש צורך בכוח אדם משכיל ובעל ידע להפקת אנרגיה.
•יש מגבלות סחר בעולם באורניוםולכן המדינות
המפיקות הן בעלות אורניום שקיים אצלן כמשאב טבע.
•היווצרות פסולת-רדיואקטיבית שאין יודעים מה
לעשות בה ,והחשש מתאונות בכורים אטומיים.
http://www.youtube.com/watch?v=OOf-tIjJQU&feature=related
שמש
אנרגיה מתחדשת לא מזהם
תאים פוטו וולטאים טובים לשימוש
נקודתי באזורים מרוחקים ממקור
חשמל.
יש צורך ברמות קרינת שמש גבוהה ולכן מוגבל לאזורים
שטופי שמש .עלות הפקה גבוהה וכן עדיין לא כלכלי.
לא ניתן להוביל למרחקים .
http://www.youtube.com/watch?v=ZNZrwfj
qKh0&feature=related
יתרונות
חסרונות
מים
אנרגיה מתחדשת
לא מזהם
אנרגיה הידרואלקטרית נחשבת אנרגיה "נקייה" ,אולם
הסכרים המוקמים על מנת להפיק באמצעותה חשמל
גורמים לפגיעות סביבתיות .סכר אסואן ,למשל ,שהוקם
על הנילוס במצרים מהווה מפגע סביבתי .מאז הוקם
קטנה פי ארבעה תפוקת דיג הסרדינים במזרח הים
התיכון ,וכן :אדמת מצרים מאבדת מפוריותה משום
שנחסמה זרימתה של אדמת הסחף מהנילוס.
http://www.youtube.com/watch?v=NWwMa
_kjcBk&feature=related
יש צורך בכמויות מים גדולות ולכן מוגבל בהיקפיו.
מיקום תחנת כוח הידרואלקטרית – מוגבל גם לסוג
המסלע שנבנה עליו כי יש צורך בסלע חזק מאד לשאת
משקל של סכר ותחנת כוח.
לעיתים תחנת הכוח רחוקה מריכוזי אוכלוסייה
שצורכים את החשמל
אנרגיה
גיאותרמית
האנרגיה הגיאותרמית נקייה ואינה
מותירה פסולת מזהמת .כמותה,
למעשה ,בלתי מוגבלת,
מיקומה תלוי במקומות עם פעילות געשית מרובה.
מקור האנרגיה
יתרונות
חסרונות
רוח
אנרגיה מתחדשת
לא מזהם
אין הגבלה להר או מישור.
יש צורך בעוצמות רוח ספציפיות
ולכן מוגבל במיקומו
להפקתה דרוש שטח קרקע גדול; מתקניה
עלולים להפריע לשידורי טלוויזיה
ביומסה
אנרגיה מתחדשת
ניצול אנרגיה של פסולת ולכן יכול
להתקיים בכל מקום.
כמו כן מאפשר להקטין את כמות
הפסולת שייצרת האוכלוסייה
.כמות האנרגיה תלויה בכמות הפסולת.
גאות ושפל
אנרגיה מתחדשת
לא מזהם
מוגבל לאזורים בהם הגאות והשפל
משמעותית ,לא קיים בישראל.
מקורות אנרגיה וסביבה
שריפת פחם ,נפט וגז וזיהום אוויר .
זיהום אוויר הינו מצב בו נפלטים לאוויר תרכובות וחומרים כימיים
וביולוגיים שאינם מהווים חלק מהרכבו הטבעי של האוויר ,או שפליטתם
לאוויר גורמת לעלייה משמעותית באחוזם באוויר .הימצאותם של חומרים
אלה באוויר גורמת לנזק מיידי או מצטבר ,ברמות שונות ,לחי ולצומח.
זיהום ממקורות טבעיים וזיהום מעשה יד אדם
זיהום ממקורות טבעיים יכול להיגרם כתוצאה משריפות טבעיות ,פעילות
בהרי געש ,גזי פליטה של בעלי חיים ועוד .אלו גזים שאינם משפיעים
ישירות על החי או הצומח ,אך תורמים לעיבוי שכבת האטמוספרה המונעת
מקרינה החום להשתחרר לחלל.
זיהום מעשה אדם נגרם כתוצאה משריפות יזומות ,גזי פליטה של כלי
תחבורה ,גזי פליטה במפעלי תעשייה ,היווצרות אדים רעילים ועוד.
זיהום ממקורות טבעיים גורם בעיקר לעלייה באחוז גזי החממה באוויר
כגון :פחמן דו חמצני ומתאן .שפוגעים בחי ובצומח ישירות ,ביניהם
תחמוצות חנקן ,פחמן חד חמצני ,תחמוצות גופרית וכן חלקיקים מרחפים
שונים.
הנפט ואיכות הסביבה.
האדמה באזורי הקידוח והשאיבה מזוהמת בנפט .הנפט הגולמי מובל לבתי-
הזיקוק ומהם בצינורות ,במשאיות ,ברכבות ובאניות .כל אזורי הטעינה והפריקה
של הנפט מזוהמים גם הם .המכלים שבהם נשמרים הנפט ותוצריו (כגון מכלי
אחסון דלק ותחנות דלק) לא תמיד אטומים מספיק ,והנפט מחלחל באדמה ,מגיע
למי התהום ומזהם אותם.
זיהום הים :האניות המובילות את הנפט למרחקים ופורקות את הנפט ביעדו
ממלאות את המכלים במי ים (המשמשים כמי נ ֵֶטל ,כלומר מים המשמשים לאיזון
האנייה) .כשהן חוזרות לנמל המוצא הן שופכות את מי הנטל ,המכילים שאריות
נפט ,חזרה לים.
תאונות :לא אחת אירע שמכליות נפט מלאות טבעו ונבקעו בלב ים ,ותכולתן
נשפכה לים וכיסתה את האזור בשכבה עבה של נפט .הנפט מונע מהחמצן
שבאוויר לפעפע למי הים ,וכל בעלי-החיים שמתחת לכתם הנפט נחנקים מחוסר
חמצן ומתים .בעלי-חיים אחרים נפגעים מהמגע עם הנפט או מבליעתו ,כיוון
שהנפט חוסם את מערכות הנשימה והעיכול.
.1בשנת 1967התבקעה המכלית טורי קניון ליד חופי אנגליה ,וכל מטענה,
120,000מטרים מעוקבים של נפט ,נשפך לים .בחלק מהאזורים שנפגעו,
נמשך הזיהום כ 10-שנים.
.2ב 24-במרץ ,1989כאשר המכלית הענקית אקסון ולדז עלתה על שרטון
ונבקעה ליד חופי אלסקה .כ 20-אחוזים ממטענה ,כ 40-אלף מ"ק של נפט
גולמי ( 258,000חביות) ,נשפכו לים ויצרו כתם נפט ענקי ,שזיהם כ 220-ק"מ
של חופים.
.3בינואר ,1991במלחמת המפרץ הראשונה ,פוצצה עיראק את בארות הנפט
של כוויית ,וכתוצאה מכך הוצף המפרץ הפרסי בכמויות אדירות של נפט.
נוצר כתם של כ 600-קמ"ר ,שנע דרומה לאורך חופי סעודיה במהירות של כ-
20ק"מ ביום ,והשמיד כל יצור חי שהיה בדרכו .שטח כתם זה היה גדול פי
27מהזיהום של אקסון ולדז.
זיהום אוויר –פתרון
.1תקינה וחקיקה.
בעולם נהוג לקבוע תקנים המגדירים את רמת הזיהום המותרת לצורך
אכיפה ושמירה על איכות האוויר .תקנים לאיכות האוויר מתחלקים
לשניים :תקני פליטה ותקני סביבה.
תקני פליטה -הוראות המגבילות את הריכוז המקסימאלי לפליטת
מזהמים ממפעלים וכלי רכב ,כלומר זיהום ממקור ספציפי מעבר לערך
קבוע.
תקני הסביבה -הוראות הקובעות את רמת הריכוז המקסימאלית באוויר
עבור כל מזהם ללא קשר למקור הזיהום .תקני הסביבה יהוו נורת אזהרה
לרשויות לגבי מצב זיהום האוויר באזור וכך תידרש נקיטת אמצעים
לצמצום הפליטות ממקורות ספציפיים.
מקור:
/זיהום-אווירHTTP://WWW.RECYCLING.CO.IL/05//