אנרגיה וחדשנות טכנולוגית

עם התפתחות הערים והמודרנה, צריכת האנרגיה הולכת וגדלה ומצב זה לא צפוי להשתנות. ככל שאנו תלויים יותר ויותר בטכנולוגיה לנוחיותנו, כך צריכת האנרגיה שלנו תגדל עם השנים.

הערכת הסוכנות הבינלאומית לאנרגיה (IEA) שצריכת האנרגיה העולמית תגדל ב-30% עד שנת 2040, היא מפתח להבנת הכיוונים אליהם תבחר להתפתח החברה המודרנית, והיכן תשקיע משאבים. הדרישה לחשמל בענפים מתפתחים מהווה 70% מעליית הצריכה העולמית באנרגיה. אם נבחן את הרכב החשמלי, לדוגמה, נוכל להיווכח כי אנו ניצבים בפני עלייה ניכרת בצריכת האנרגיה בתחום זה. מכירות הרכבים החשמליים עלו ב-128% מ-2012 ל-2014 בארצות הברית. יש המעריכים שהמכירות השנתיות יכולות לצמוח ב-400% עד 2024, ובכך להעלות 860,000 רכבים חשמליים חדשים אל הכביש (Institute for Sustainable Communities, 2015). על כן לא פלא שהשקעות ענקיות מופנות לענפי האנרגיה, כדי לוודא את האפשרות לעמידה בדרישות.

אך לעלייה בצריכת האנרגיה יש השלכות שליליות, כאשר שתי העיקריות הן צפי למחסור במשאבים והגברת פליטת גזי החממה. מדינות בעולם כבר אינן יכולות לטמון את ראשן בחול ביחס להשלכות אלו, וסדרה של אמנות והחלטות בינלאומיות מנסות לתת מענה ברמה הגלובלית. באיחוד האירופי הוצבה מטרה לרדת ב-20% בצריכת אנרגיה עד שנת 2020. בארה"ב חוקק חוק שחזור והשקעה מחודשת באנרגיה בשנת 2009, שייעד 12 מיליארד דולר ליוזמות חסכון. גם מזרח אסיה צועדת לכיוון זה.

אחד התחומים הבולטים כיום בסוגיית ההתמודדות עם ההשלכות השליליות של צריכת אנרגיה הוא פיתוח מקורות אנרגיה מתחדשת דוגמת טורבינות רוח ולוחות סולאריים. למעשה, תפוקת האנרגיה המתחדשת ראתה את שיעור הצמיחה הגדול ביותר שלה ב-2016, ותרמה כ-62% משיעור התפוקה (נטו) שנוסף ליכולת העולמית. שוק האנרגיה הסולארית העולמי בלבד צפוי להתרחב בקצב הולך וגובר של כמעט 25% בשנה בממוצע עד 2022 ולהגיע לשווי של 422 מיליארד דולר. המגמה בולטת במיוחד באסיה, שם אנרגיה מתחדשת מושכת יותר משקיעים על שום העניין הגובר של השלטונות המקומיים בחיפוש אלטרנטיבות לדלקים במטרה לעמוד בצריכת הגוברת ובתקווה להילחם בזיהום.

עם זאת, נכון לשנת 2015 אנרגיה מתחדשת עדיין מהווה רק 15% מכלל הקיבולת המותקנת בארה"ב. מעבר לכך, המקורות החלופיים מייצרים אספקה לא סדירה ובלתי יציבה של חשמל, וישנו קושי להתאימן לרשתות הקובנציונאליות של ייצור ואספקת החשמל. קשיים אלה דורשים התאמות נוספות וכיווני מחשבה חדשים סביב הסוגיה והפתרון הראוי לה. חיזוק לכך שארה"ב נותרת מאחור, ניתן לראות בדו"ח השנתי של ה- RNE21 לשנת 2017, המציב את סין בראש כשזה נוגע לתפוקה מאנרגיית רוח, ובאוחזה בשליש מתחנות הרוח בעולם- ארה"ב וגרמניה משתרכות הרחק מאחור. ב-2016 סין הוסיפה למערך הרוח שלה 23.4 גיגה-ואט, לכדי סך תפוקה מרשים של 169 גיגה-ואט (לשם ההשוואה, ארה"ב עומדת על תפוקה 82 גיגה-ואט).

טכנולוגיות חכמות בתחום האנרגיה יכולות לתת מענה בטיפול בחלק מן האתגרים, על ידי אופטימיזציה של צריכת משאבים כמו חשמל, מים וגז, ושיפור שירותים, דרך ניהול נכון יותר של ביקוש והיצע. הפתרונות החכמים, מייעלים את צריכת המשאבים בעזרת מידע מדויק יותר על כיצד, היכן ומתי המשאבים נצרכים. מידע זה מאפשר ניטור וניהול טוב יותר מצד חברות השירותים הציבוריים (מים, גז, חשמל), ובנוסף מאפשר לצרכן לקבל החלטות טובות יותר לגבי הצריכה שלו.

מערכת היחסים בין מים לאנרגיה מורכבת, ודורשת התייעלות במערכות ניהול המים על מנת להביא להתייעלות אנרגטית. צורך זה קיים בשני מישורים:

• האחד קשור לצורך במים בתהליכי הפקת אנרגיה, כגון בעת ביצוע קידוחי גז ונפט, קירור תחנות כוח רגילות, הפעלת תחנות כוח הידרואלטריות ועוד.
• המישור השני קשור לצריכת האנרגיה של תעשיית המים עצמה. על מנת לשאוב, לאחסן, ולשנע מים, יש צורך באנרגיה רבה. 15-30% מעלויות הפעלת ותחזוקת המים קשורות להוצאות אנרגיה. מתקני ההתפלה הם צרכני אנרגיה גדולים מאד. על מנת לייצר מ"ק אחד של מים יש צורך בכ- 3.5 קוט"ש חשמל.

זאת ועוד, ארגון ה-CDP מצא שכ-24% מפעולות הצמצום של גזי החממה, תלויות בזמינות מים באיכות טובה. המים הם משאב במחסור, וכזה ש-50% ממנו אובד בנזילות בלתי מבוקרות- ולכן כדי לצמצם באנרגיה ובגזי החממה יש להתייעל בניהול המים. בין היתר הדבר נעשה באמצעות מונים חכמים, שמנטרים את כמות המים הנצרכת ומספקים מידע חשוב למשתמש ולרשויות שיאפשר התייעלות אנרגטית.