זיהום האוויר בולם את שוק האנרגיה הסולארית

הערפיח שממלא את האוויר בערים גדולות והמתועשות בעולם הוא חלק בלתי נפרד מחיי התושבים והמבקרים, ומסכות פנים נגד האוויר המזוהם הן כבר סימן היכר של ערים כמו בייג'ינג ודלהי. אך בנוסף לנזק הבריאותי שהוא גורם, עם כ-2,500 מקרי מוות בשנה בישראל וכ-6.5 מיליון בעולם, זיהום האוויר גם מטיל צל כבד, תרתי משמע, על אותן ערים מזוהמות - ומקטין את כמות קרינת השמש המגיעה לקרקע.

כדי לצמצם את פליטות גזי החממה, שהם הגורם העיקרי לשינוי האקלים, להפחית את זיהום האוויר ולאפשר לשמש לחדור דרך ענני הערפיח, הנובע בעיקרו משריפת דלקי מאובנים כמו פחם ונפט, העולם עובר בהדרגה לשימוש באנרגיות מתחדשות, ביניהן אנרגיה סולארית, אנרגיית הרוח, אנרגיית מים (הידרואלקטרית וגלים) ועוד. אך באופן אירוני, בעוד שאנרגיה סולארית יכולה לשחק תפקיד חשוב בשיפור איכות האוויר, זיהום האוויר הקיים מוריד את יעילות הפקת האנרגיה מתאים סולאריים, ומיתרגם להפסדים כלכליים שיכולים להשפיע על כניסה נרחבת יותר של האנרגיה הזו כמקור חלופי לדלק. שורה של מחקרים מהעת האחרונה אומדת את הנזק הכלכלי שנגרם לשוק האנרגיה הסולארית כתוצאה מזיהום האוויר, ומלמדת גם על הפוטנציאל הכלכלי שבצמצום הזיהום.

זיהום אוויר היא הגדרה שטומנת בחובה מגוון רחב של חומרים שנפלטים לאוויר ושאינם אמורים להיות בו באופן רגיל. אלו כוללים גזים שונים, פיח וחלקיקים נשימים זעירים. חלק מהזיהום הוא תוצר ישיר של פעילות האדם, כמו פליטות מזהמים מכלי תחבורה, מתחנות כוח לייצור חשמל וממפעלים, וחלק מקורו בתופעות טבע זמניות כמו סופות אבק ושריפות יער.

בשל מגוון מקורות הזיהום, לכל אזור יש "מתכון משלו" להרכב החלקיקים שנמצא באוויר. כך למשל, בישראל, בערים גדולות כמו תל-אביב וירושלים יש ריכוז גבוה של חלקיקים נשימים עדינים שקוטרם קטן מ-2.5 מיקרון (PM2.5) שמקורם בעיקר מזיהום תחבורתי, בעוד שבבאר-שבע קיים בנוסף לכך אלמנט טבעי של זיהום חלקיקי בדמות חלקיקי אבק שמגיעים מהמדבר.

לריכוז המזהמים השונים שנישאים באוויר יש השפעה על קרינת השמש המגיעה לקרקע, וכך גם על התאים הסולאריים שמפיקים חשמל מהאנרגיה של קרינת השמש. חלקיקים כמו תרכובות גופרית, הנפלטות בכמויות גדולות ממפעלים ומתחנות כוח פחמיות, מפזרים את קרינת השמש ומחזירים את חלקה אל החלל, בעוד שחלקיקים אחרים כמו פחמן שחור, פיח הנפלט בכמויות גדולות מתחבורה (וביתר שאת ממנועי דיזל מזהמים), בולעים אותה. כך, זיהום האוויר אחראי באופן ישיר לצמצום כמות האור הפוגעת ונקלטת בפאנלים הסולאריים, ועל כן באוויר מזוהם פוחתת כמות האנרגיה שניתן להפיק מהם.

בנוסף, ישנם סוגי חלקיקים מזהמים שמהווים גרעיני התעבות שמעודדים היווצרות עננים, שבתורם מחזירים חלק מהאור לחלל ומקטינים את כמות הקרינה שמגיעה לקרקע. חלק ממזהמי האוויר, כגון חלקיקי אבק ופיח, גם נצמדים לפאנלים הסולאריים בעצמם וחוסמים חלק מיכולת קליטת האור שלהם, מה שדורש ניקוי בתדירות גבוהה של הפאנלים. כל אלה יחדיו מצביעים על כך שזיהום אוויר ואנרגיה סולארית אינם מסתדרים היטב זה עם זו.

מחקר ארוך טווח של חוקרים מ-MIT ומסינגפור בדק את השפעת האובך העירוני על פאנלים סולאריים, כאשר זיהום מסוג זה מורכב בעיקרו מחלקיקים נשימים עדינים, שהם אחד מהגורמים העיקריים לבעיות בריאות עקב חשיפה לזיהום אוויר. באמצעות הנתונים שנאספו בעיר דלהי שבהודו ובסינגפור, החוקרים יכלו לחשב את ההפסד האנרגטי והכלכלי לתחום האנרגיה הסולארית כתוצאה מהשפעות זיהום האוויר במקומות שונים בעולם. החוקרים מצאו שעבור עיר גדולה כמו דלהי, האובך גורם לאבדן של 11.5 אחוז מאור השמש שיכול היה להגיע לפאנלים הסולאריים. החוקרים מעריכים כי מדובר בהפסד שנתי של יותר מ-20 מיליון דולר בדלהי לבדה, רק בשל זיהום האוויר החלקיקי. החוקרים חישבו את ההשפעות של זיהום האוויר החלקיקי ב-16 ערים נוספות מסביב לעולם (כולל לוס-אנג'לס ולונדון) ומצאו כי ההפסד הגלובלי עד 2020 יכול להסתכם בבין מאות מיליוני דולרים לכמה מיליארדי דולרים.

מחקר נוסף שהתפרסם לאחרונה מסתכל דווקא על חצי הכוס המלאה ומצמיד תג מחיר לרווח הצפוי מהשפעת הפחתה של זיהום האוויר על הפקת אנרגיה סולארית. החוקרים בחנו נתונים שנמדדו בסין, שנכון להיום היא המובילה בעולם גם בפליטת מזהמים כתוצאה משריפת דלקי מאובנים וגם במספר המתקנים הסולאריים שפועלים בה. הממשלה בסין כבר מיישמת מדיניות להפחתה של זיהום האוויר, בעקבות המודעות העולה להשפעות הבריאותיות שלו ולהשפעה של פליטת גזי חממה על שינוי האקלים.

החוקרים חישבו את עלות הקשחת המדיניות הנוכחית במטרה להקטין את זיהום האוויר כמעט לחלוטין. במקביל חושבה תוספת ההכנסה מאנרגיה סולארית במצב הזה, על ידי מודל אקלים המתחשב בהשפעות העקיפות והישירות של כל סוגי הזיהום. בשכלול ההשקעה והרווח הצפוי, נמצא שעד 2040 הרווח בתחום הסולארי יהיה משמעותי, עם תוספת אנרגיה של 85-158 טרה-וואט שעה בכל שנה, שמיתרגמים לתועלת כלכלית של 7-10 מיליארד דולר.

החוקרים מביעים חשש מהנזק הכלכלי שזיהום האוויר בעולם גורם לשוק ייצור האנרגיה הסולארית, ובעיקר מפני בריחת משקיעים מהתחום. השקעה כיום באנרגיה סולארית משמעותה הקטנת הזיהום בעתיד, שמקביל תאפשר גם הפקת יותר אנרגיה סולארית. ללא השקעה גלובאלית בתחום האנרגיות המתחדשות, בעיית הזיהום רק תגדל והרווח מאנרגיה סולארית יקטן.

בישראל, עיקר הפיתוח של שדות סולאריים קרקעיים נעשה בנגב, שם יש שטחים פתוחים זמינים. "באזורים מדבריים, למרות שיש בהם הרבה שמש, יש גם הרבה אבק, דבר שיכול להוריד את ייצור האנרגיה מהתאים הסולאריים ב-30-50 אחוז", אומר ד"ר דניאל מדר, חוקר ויועץ מדעי וממייסדי חברת SP Interface. "היום מנקים את המערכים הסולאריים ידנית 4 פעמים בשנה, אבל סופת אבק שמגיעה אחרי יום הניקיון גורמת לכך שכל העבודה יורדת לטמיון. זאת בנוסף לעלות הכספית והשימוש במים שאינו אידיאלי לאזור מדברי.

"כבר היום יש חברות שמפתחות ומפעילות רובוטים סולאריים שינקו את הלוחות אוטומטית בכל יום", הוא מסביר. "מבחינת עלויות, המחיר הוא תחרותי לניקיון הידני, ובנוסף ליתרון של חסכון במים, זה מנטרל את השפעת הזיהום המצטבר על התאים הסולאריים, בין אם מאבק או מפיח עירוני. זיהום אוויר החוסם את השמש עדיין ישפיע על התפוקה הסולארית, אבל הוא אינו חמור כפי שהיה בארץ לפני 20 שנה".

נכון להיום, אנרגיה מתחדשת מספקת כ-3 אחוזים ממשק החשמל בארץ, והיעד הוא לספק 10 אחוזים עד 2020 - יעד שלא צפוי להתממש. "כיום ניתן לייצר חשמל באמצעות תאים סולאריים קרקעיים במחיר נמוך פי שלושה ממחיר חשמל שמיוצר בתחנת כוח מונעת בגז טבעי", מסכם מדר. "השימוש הנמוך באנרגיה סולארית הוא עניין של מדיניות".

הכתבה הוכנה על ידי זווית - סוכנות ידיעות למדע ולסביבה