גרמניה מצאה דרך חדשנית לייצר אנרגיה מתחדשת: מכרות פחם ישנים

ממשלת גרמניה שמה לה למטרה לשנות ולקדם את דרך ייצור האנרגיה במהלך העשורים הבאים. הציפייה שלהם היא שעד שנת 2025, בין 35%-40% מאספקת החשמל שלהם תגיע ממקורות של אנרגיה מתחדשת. עד שנת 2035, בין 55%-60%, ועד שנת 2050, לפחות 80%. זאת ביחד עם הפחתה של כ-25% מצריכת האנרגיה.

כדי להגיע ליעדים הללו, יש צורך ברוח, ביצירת אנרגיה סולארית ובכוח הידרואלקטרי (כוח המופק באמצעות תנועת מים). בשנת 2015, אנרגיה מתחדשת סיפקה למעלה מ-32.5% מהסך הכולל של צריכת החשמל בגרמניה. ביום אחד בשנת 2016, אנרגיה מתחדשת סיפקה כמות אנרגיה שהיוותה כ-87% מהסך הכולל של צריכת החשמל בגרמניה באותו היום. כפי שדווח במגזין האמריקאי Quartz באותו הזמן, הייתה כמות אדירה של חשמל זמין: "מחירי החשמל הפכו לשליליים למשך כמה שעות, כלומר הלקוחות בעצם קיבלו כסף כדי לצרוך חשמל."

איך נוצרת אנרגיה מתחדשת?

תחנות כוח המבוססות על כוח הידקרואלקטרי, פועלות על מים. המים נשפכים על טורבינות שמסתובבות, ומהן מגיע החשמל אל הגנרטורים. אותם גנרטורים שמסתובבים ללא הפסקה, עושים יותר מאשר לפלוט זרם חשמלי. הגנרטורים האלה מציעים יציבות פיזית מלאה למערכת. זה קצת כמו סביבון – ברגע שהוא החל להסתובב, הוא פשוט ימשיך להסתובב. היתרון של הגנרטורים האלה הוא שאם אחד מהם נופל ומפסיק להסתובב, רשת הגנרטורים לא מפסיקה לעבוד כולה. זאת מכיוון שיש להם הרבה אנרגיה שנמצאת ברוטינה, ולכן ייצור האנרגיה ממשיך ונותן לרשת הזדמנות לכוון עצמה מחדש. דבר זה מונע את האפשרות שעיר שמחוברת לגנרטורים האלה תיכנס להפסקת חשמל כוללת.

איך אפשר יהיה לשמר אנרגיה בצורה היעילה ביותר? | צילום: Fotolia

טחנות רוח למשל, לא יסתובבו ביום בו אין הרבה רוח. סוללה של תאים סולאריים מייצרת זרם ישר במגמה קבועה, ואפילו זה רק במקרה בו השמש זורחת. אז איך מייצבים ביקוש והיצע כאשר מוסיפים את הטכנולוגיות הללו – טחנת רוח וסוללה של תאים סולאריים – לתוך רשת הגנרטורים? במצבים כאלה האפשרות היחידה היא לשמור את האנרגיה כשהיא נוצרת, ואז לשלוח אותה בחזרה לרשת כשאנו זקוקים לה. פה מכרות הפחם משחקים תפקיד חשוב, שכן בתוכם ניתן לשמור את האנרגיה.

גרמניה החלה לייצר פחם באמצע המאה ה-18. עם עלייתן של תחנות הכוח הגרעיני בין השנים 1960-1980, הדרישה לפחם החלה לפחות. בשנת 2000, רק חלק קטן מאוד ממכרות הפחם בגרמניה עדיין פעלו. בשנת 2007, ממשלת גרמניה נתנה הוראה לחדול מכל פעילויות מכרות הפחם עד לשנת 2018 – מהלך שהיה ניתן לראות בו את סופם של מכרות הפחם. אבל בגרמניה ישנו מכרה פחם אחד שימשיך את פעילותו. מכרה זה נקרא Prosper-Haniel והוא ימשיך את עבודתו אך במתכונת שונה – מעתה הוא ישמש לייצור אנרגיה מתחדשת באמצעות כוח הידרואלקטרי.

הפחם אולי כבר נעלם, אבל מה בנוגע למכרות הפחם? | צילום: Fotolia

תחנות הכוח האלו נשענות על שני מאגרי מים שמופרדים בצורה אנכית. חשמל שנוצר באופן זול וחדש שואב את המים לתוך מאגר גבוה יותר. כשיש יותר מדי מים במאגר העליון, המים משוחררים בחזרה למאגרים התחתונים יותר, היכן שנמצאות טורבינות שמייצרות אנרגיה. המעגל הזה של שימור ושחרור אנרגיה כשיש בה צורך, יכול לחזור על עצמו שוב ושוב ולספק מקור גיבוי של אנרגיה. אותו מעגל דואג לשמירה על היציבות של הרשת "הירוקה" הגוברת של גרמניה.

לחץ וספיקת המים, כמו גם היעילות של הטורבינות והמנועים מגדירים את ייצוא הכוח של תחנה הידרואלקטרית. כמו כן, כמות האנרגיה שיכולה להישמר תלויה בהבדל הגבהים שבין שני המאגרים וה"עוצמה" הכוללת של המים שנמצאים בהם. דבר זה אומר שתחנת כוח הידרואלקטרית דורשת תנאים גיאוגרפיים מסוימים על מנת שהיא תוכל לעבוד. התחנה שנמצאת ב-Prosper-Haniel נמצאת מתחת לאדמה, כך שהמאגר הנמוך ביותר יהיה בעומק של 1.2 קילומטר.

התחנה הזו היא לא הראשונה להשתמש במכרות מים, או במערות תת-קרקעיות. עם זאת, כפי שדווח באתר האמריקאי ArsTechnica, רוב הפרויקטים הללו לא מצליחים לצאת לפועל. התחנה החדשה בגרמניה דווקא מביאה עמה איזושהי אופטימיות. התקווה היא שהתחנה תצליח לייצר אנרגיה שמספיקה לכ-450 אלף בתים ותספק עבודות חדשות לאותה קהילה שהסתמכה וחיה על ייצור פחם במשך יותר מ-50 שנה. אז אמנם תעשיית הפחם לא תעשה איזשהו קאמבק, אבל מכרות הפחם יכולים להוות מקור חשוב מאוד בהבטחת עתידנו בצורה היעילה והזולה ביותר.