הפקת אנרגיה
איך החשמל מגיע לשקע בקיר?
מהיכן בא החשמל?
דלקי מאובנים
אנרגיה גרעינית
אנרגיות מתחדשות
תחנת כוח תרמית - איך זה עובד?
תחנת כוח תרמית קונבנציונלית היא בעצם מכונה ענקית שהופכת חום לחשמל.
התהליך מתחיל בשריפת דלק - פחם, גז טבעי או נפט. האנרגיה הכימית בדלק משתחררת כחום.
החום מחמם מים עד שהם הופכים לקיטור בלחץ גבוה. הקיטור דוחף את להבי הטורבינה ומסובב אותה במהירות גבוהה.
הטורבינה מחוברת לגנרטור - מכשיר שממיר תנועה סיבובית לחשמל. הגנרטור עובד על עקרון אינדוקציה אלקטרומגנטית - כשמסובבים מגנטים ליד סלילי חוט, נוצר בהם זרם חשמלי.
הקיטור שיצא מהטורבינה עובר דרך מעבה שמקרר אותו חזרה למים, והמים חוזרים לדוד להתחמם שוב.
אנרגיה כימית ← חום ← קיטור ← תנועה ← חשמל
תחנת כוח היא בעצם "מכונת קיטור" ענקית ומשוכללת שהופכת אנרגיה לחשמל!
←
←
←
←שרשרת המרות האנרגיה: דלק ← חום ← קיטור ← תנועה סיבובית ← חשמל
פחם
יתרונות:
• זול יחסית
• מצוי בשפע
• טכנולוגיה מוכרת
חסרונות:
• מזהם מאוד
• פולט CO₂ רב
• כרייה מזיקה לסביבה
גז טבעי
יתרונות:
• פחות מזהם מפחם
• יעיל יותר
• מקור עיקרי בישראל
חסרונות:
• עדיין פולט CO₂
• משאב מוגבל
• תלות במאגרים
נפט
יתרונות:
• ייצור גמיש
• תחבורה קלה
• אנרגיה גבוהה
חסרונות:
• יקר מאוד
• מזהם
• סיכון דליפות
תחנות כוח בישראל
תחנת כוח חדרה (אורות רבין)
תחנת הכוח הגדולה ביותר בישראל. בעבר פעלה על פחם, היום חלקה הוסב לגז טבעי. נקראת על שם יצחק רבין ז"ל.
תחנת כוח רוטנברג (אשקלון)
פועלת על גז טבעי מהמאגרים הימיים. תחנה מודרנית ויעילה שמפחיתה זיהום אוויר.
מאגרי הגז - לוויתן ותמר
מאגרי גז טבעי ענקיים שהתגלו בים התיכון מול חופי ישראל. שינו את מפת האנרגיה של המדינה והפכו אותנו לעצמאיים באנרגיה.
תחנת כוח רדינג (תל אביב)
תחנת כוח ישנה שסגרה את פעילותה. היום האזור עובר התחדשות עירונית לפארק ירוק.
השוואת סוגי דלקים
| סוג דלק | יעילות (%) | פליטת CO₂ (ק"ג/MWh) | זמינות |
|---|---|---|---|
| פחם | 33-35 | 820-1000 | שפע עולמי |
| גז טבעי | 45-50 | 350-400 | מצוי |
| נפט | 38-42 | 650-750 | מצוי אך יקר |
| גרעיני | 33-38 | 0 | נדיר, מסוכן |
* יעילות = אחוז האנרגיה בדלק שהופך לחשמל שימושי
למה ישראל עברה מפחם לגז?
גז טבעי נקי יותר (פולט פחות CO₂ וזיהום), יעיל יותר (מייצר יותר חשמל לכל יחידת דלק), וזמין במקום (מאגרי לוויתן ותמר).
- עד 2009 - רוב החשמל מפחם מיובא
- 2009 - גילוי מאגר תמר
- 2010 - גילוי מאגר לוויתן
- 2013 ואילך - מעבר הדרגתי לגז טבעי
- היום - מעל 70% מהחשמל מגז טבעי
שאלה לחשיבה
למה אנחנו לא משתמשים רק בדלקי מאובנים לנצח?
התשובה: דלקי מאובנים הם משאב מתכלה - הם נוצרו לפני מיליוני שנים ולא מתחדשים במהירות שבה אנחנו צורכים אותם.
בנוסף, שריפת דלקי מאובנים:
• מזהמת את האוויר - SO₂, NOₓ, חלקיקים
• פולטת גזי חממה - CO₂ גורם להתחממות גלובלית
• מזיקה לסביבה - כרייה, דליפות, זיהום מים
• משפיעה על הבריאות - מחלות נשימה, סרטן
המסקנה: אנחנו צריכים למצוא מקורות אנרגיה מתחדשים ונקיים!
מדענים מעריכים שאם נמשיך בקצב הנוכחי, מאגרי הנפט יאזלו תוך 50-100 שנה!
אנרגיה גרעינית מופקת מפיצול אטומים כבדים כמו אורניום-235. התהליך משחרר אנרגיה עצומה - כמות קטנה של דלק יכולה לייצר חשמל רב!
איך זה עובד?
נויטרון פוגע באטום אורניום-235 ← האטום מתפצל לשניים ← משתחררים נויטרונים נוספים ← הם פוגעים באטומים אחרים ← תגובת שרשרת!
הפיצול משחרר חום עצום שמשמש להרתיח מים ולהפעיל טורבינות, בדיוק כמו בתחנת כוח רגילה.
יתרונות וחסרונות
יתרונות
• לא פולטת CO₂ - אנרגיה "נקיה" מבחינת גזי חממה
• יעילה מאוד - קילוגרם אורניום = טונות פחם
• ייצור יציב - לא תלוי במזג אוויר
• כמויות ענק - תחנה אחת מספקת חשמל למיליונים
דוגמה: צרפת מייצרת 70% מהחשמל שלה מאנרגיה גרעינית!
חסרונות
• פסולת רדיואקטיבית - מסוכנת לאלפי שנים
• סיכון תאונות - צ'רנוביל (1986), פוקושימה (2011)
• עלות עצומה - בניה ותחזוקה יקרות מאוד
• מטרה לפיגועים - סיכון ביטחוני גבוה
דוגמה: תאונת צ'רנוביל גרמה לזיהום רדיואקטיבי ענק באוקראינה וסביבתה
בישראל אין תחנות כוח גרעיניות בגלל שיקולי ביטחון, גודל המדינה, וסיכוני רעידות אדמה.