האדם השתמש בכוח המים לפעולות שונות כבר אלפי שנים, גם בשיטות שקיימות עד היום. במאה העשרים הטכנולוגיה והיכולות כבר אפשרו לנו לייצר חשמל באמצעות הכוח האדיר של המים, חשמל שמיוצר בשיטה שנקראת ייצור אנרגיה הידרואלקטרית.
בדומה לאנרגית רוח ואנרגיה סולארית מדובר על אנרגיה מתחדשת, כלומר אנרגיה ממקור מתחדש – המים ממשיכים לזרום, לא מזהם – התהליך כולל את כוח המים ללא שריפת דלקים, זול – מעבר להקמת המתקן המים פשוט מייצרים חשמל וזוהי אנרגיה שלא מכלה משאבים – המים פשוט ממשיכים לזרום הלאה ואינם מתבזבזים בתהליך הפקת החשמל.
הפקת חשמל באמצעות אנרגיה הידרואלקטרית
ראשית נסקור את הדרך הנפוצה ביותר להפקת חשמל שבה משתמשים בכל העולם. על ידי יצרית אנרגיה ממקור כלשהו מסובבים טורבינה מיוחדת שמסתובבת סביב סליל מתכת ובתהליך נוצר חשמל שנשלח הלאה למערכת אגירה או הפצה. בישראל מיוצר חשמל בשיטה זו אך תוך שימוש בפחם או גז טבעי שבעזרתם מתרחש תהליך של שריפה ויצירת חום שבתורו יוצר קיטור שמסובב את הטורבינות.
אנרגיה הידרואלקטרית רותמת את כוח המים לסיבוב אותה טורבינה ללא צורך בחימום ושריפה של חומר כלשהו שייצר קיטור אך גם יזהם, יהיה יקר לרכישה או הפקה וייצור תלות במשאב מוגבל או ספק אחר. בפשטות, מים שנופלים או זורמים בעוצמה אל הטורבינה מסובבים אותה והיא בתורה מייצרת חשמל שנשלח הלאה למערכות אגירה והפצה.
מודל זה של אנרגיה הידרואלקטרית לייצור חשמל מיושם גם בהיקפים עצומים וגם בתחנות כוח קטנות מאוד שיכולות לשרת אזור מצומצם או אפילו כמה בתים ליד נחל, כמובן שמסיבות כלכליות לרוב תחנות אנרגיה הידרואלקטרית הן גדולות מאוד ומשרתות אזורים נרחבים.
לאחר הפקת החשמל באמצעות אנרגיה הידרואלקטרית המים ששימשו בתהליך אינם יוצאים מהמערכת שממנה נלקחו אלא פשוט ממשיכים לזרום הלאה כפי שהיו עושים בכל מקרה.
שיטות יישום של אנרגיה הידרואלקטרית
קיימות כמה שיטות טכנולוגיות להפקת חשמל מאנרגיה הידרואלקטרית, העיקריות שבהן:
- סכר ומפל: השיטה הנפוצה ביותר, מקימים סכרי ענק על מסלול נהרות ובמקומות בעלי הפרשי גובה אופטימאליים. הסכר עוצר את זרימת הנהר ואוגר מאחוריו כמויות אדירות של מים, אותם מים מוזרמים בנפילה אל הטורבינות, מסובבים אותן ונוצר חשמל.
- טורבינות גלים: שיטה חדשה והרבה פחות נפוצה. בדומה לטורבינות רוח, רק שבמקרה זה משתמשים באנרגיה הידרואלקטרית, הטורבינות נמצאות בתוך המים ולאורך חופים, נעשה שימוש בעוצמה הטבעית של גלי הים ובזרמי גאות ושפל על מנת להניע את הטורבינות ולייצר חשמל מאנרגיית ים.
- זרימת נחלים: זו שיטה של ניצול אנרגיה הידרואלקטרית בקנה מידה קטן, מניחים טורבינה קטנה בתוך נחל שזורם בעוצמה מספיקה וזו מייצרת חשמל לטובת בית או מתקן קרוב. לא מדובר על ייצור בקנה מידה גדול ומסחרי לרוב.
אמנם אנרגיה הידרואלקטרית מסכרים היא נקייה וזולה אך ישנן טענות רבות על הצפת אזורי ענק שגורמים להרס מערכות אקולוגיות ופגיעה בתושבים שנאלצים לעזוב את בתיהם.
ניצול אנרגיה הידרואלקטרית בעולם ובישראל
המדינות שמובילות בניצול אנרגיה הידרואלקטרית הן סין, ארה"ב, איסלנד, ברזיל, רוסיה וקנדה. במדינות אלו נבנו סכרים הידרואלקטריים עצומים כאשר הגדול ביותר הוא בסין (סכר שלושת הנקיקים) שמייצר 22.5 גיגה-וואט. תחנת אנרגיה הידרואלקטרית שמשתמשת בטורבינות גלים נמצאת בלא-ראנס שבצרפת ובה 24 טורבינות.
בישראל אין תנאים טובים לניצול אנרגיה הידרואלקטרית, נעשה ניסיון מוצלח על ידי פנחס רוטנברג באתר נהריים שעל הירדן, התחנה פעלה בשנים 1932-1948 אך הפעלתה נזנחה מסיבות ביטחוניות וכלכליות. כיום פועלת רק תחנת אנרגיה הידרואלקטרית קטנה מאוד של קיבוץ כפר הנשיא בצפון. החל מסוף 2010 מתבצעת גם הפקת אנרגיה מגלי הים מול חופי יפו, אך התנאים עדיין אינם מתאימים לשימוש במקורות אנרגיה חלופיים בקנה מידה גדול.