המחיר הסביבתי של האנרגיה הירוקה בים הצפוני

הים הצפוני נמצא בעיצומה של מהפכה בהפקת האנרגיה. אלפי טורבינות רוח כבר פועלות במימיו, ועוד אלפי טורבינות חדשות צפויות להצטרף אליהן בעשרות השנים הקרובות. עבור מדינות צפון אירופה מדובר בצעד מרכזי במאמציהן להפחית את פליטות גזי החממה, לצמצם את התלות הכלכלית שלהם בדלקי מחצבים כמו נפט, פחם וגז טבעי, ולחזק את הביטחון האנרגטי שלהן. אולם מחקר חדש מעלה שאלה מסקרנת: האם ייתכן שהפקת אנרגיה נקייה בקנה מידה כה גדול משנה את הים עצמו?

חלק משמעותי משטח האוקיינוס האטלנטי בצפון-מערב אירופה מוקף כמעט מכל עבריו ביבשה. דרום-מערבית לו נמצאת תעלת למאנש שמפרידה בין אנגליה לצרפת, במזרחו שוכן הים הבלטי, ובל נשכח את המצרים הימיים בדנמרק. עומק המים הממוצע באזורים האלה עומד על 95 מטר בלבד.

האזור הזה הוא הים הצפוני. בשנים האחרונות הוא הפך למוקד מוביל בעולם בתחום ניצול האנרגיות המתחדשות, בזכות הרוחות החזקות והיציבות שנושבות בו, והמים הרדודים שמקילים על קיבוע הטורבינות לקרקעית הים הסלעית. עוד יתרון הוא נופי: הטורבינות הללו נמצאות הרחק מעין האדם, ואינן תופסות שטחי קרקע יקרים על היבשה.

בשנים האחרונות הפכה אנרגיית הרוח לאחד ממקורות החשמל החשובים ביותר ביבשת אירופה. לפי נתוני האיחוד האירופי, ייצור חשמל ביבשת מאנרגיית הרוח והשמש עקף בשנת 2024 לראשונה את היקף ייצור החשמל מדלקי מחצבים. הפלישה הרוסית לאוקראינה ב-2022 והחשש מהתלות הגוברת של מדינות מערב אירופה בגז טבעי ובנפט מרוסיה האיצו אף יותר את המעבר למקורות אנרגיה מתחדשים.

דנמרק הייתה המדינה הראשונה בעולם שהקימה חוות רוח ימית, כשפתחה בשנת 1991 את חוות וינדבי (Vindeby) לא הרחק מהחוף הדני בים הצפוני. בינואר 2025 הכריזו תשע מדינות השוכנות לחופי הים הצפוני, ובהן גרמניה, הולנד, דנמרק, בלגיה ובריטניה, על הרחבה חסרת תקדים של שיתוף הפעולה ביניהן בתחום אנרגיית הרוח הימית. מטרתן היא להפוך את הים הצפוני למרכז האנרגיה הימית הגדול בעולם. האיחוד האירופי קבע כיעד ארוך טווח לעצמו להגדיל את היקף הפקת האנרגיה מטורבינות רוח ימיות ל-300 ג’יגה-ואט עד שנת 2050. מדובר בעלייה של פי יותר מעשרה לעומת ההספק הנוכחי.

כדי לעמוד ביעד השאפתני הזה יצטרכו להתקין אלפי טורבינות נוספות. לפי תחזיות ארגון WindEurope כבר בשנים הקרובות יהיה צורך להגדיל את קיבולת האנרגיה השנתית המופקת בים הצפוני ביותר מעשרה ג’יגה-ואט בשנה. עד תחילת העשור הבא ייתכן שיצטרכו להאיץ את קצב ההתקנה עד כדי כ-13 ג’יגה-ואט בשנה.

הטורבינות משנות את הים?

טורבינות רוח ימיות מפיקות חשמל על ידי ניצול האנרגיה הקינטית (אנרגיית התנועה) של הרוח: תנועת האוויר מסובבת את כנפי הטורבינה, ומחולל חשמלי בתוכה ממיר את התנועה הסיבובית לאנרגיה חשמלית. כל עוד מספר הטורבינות הפועלות באזור מסוים הוא מצומצם, השפעתן על הסביבה נשארת מוגבלת למדי. אך כשמדובר באלפי טורבינות הפרושות על פני אלפי קילומטרים רבועים, התמונה נעשית מורכבת יותר.

מחקר חדש שפורסם בכתב העת Nature Communication Earth & Environment בחן את ההשפעה המצטברת של חוות רוח ימיות על הסביבה בים הצפוני. החוקרים השתמשו במודלים ממוחשבים מתקדמים שדימו את התנהגות הים לאורך עשר שנים תחת תרחישים שונים של פיתוח אנרגיית הרוח.

לפי המחקר, הטורבינות משפיעות על הסביבה בשני מישורים. מעל פני המים הן מאיטות את הרוח ויוצרות “שובל רוח” – אזור שבו מהירות הרוח נמוכה מהרגיל. מתחת לפני המים יסודות הטורבינות יוצרים התנגדות לזרמי המים ומחוללים מערבולות מקומיות. שני המנגנונים הללו משנים את תנועת המים ואת האופן שבו אנרגיה וחום מתפזרים בים.

החוקרים מצאו כי בתרחישי הפיתוח העתידיים צפויה האטה של זרמי המים באזורים נרחבים בים הצפוני. במקביל, באזורים אחרים הזרמים דווקא עשויים להתחזק כתוצאה משינויים במסלולי הזרימה. במילים אחרות, חוות הרוח משפיעות לא רק על האזור שבו הן נמצאות, אלא עשויות לשנות את דינמיקת הזרמים בקנה מידה של אגן ימי שלם.

ים חם יותר

אחד הממצאים המעניינים ביותר היה השפעתן של חוות הרוח על טמפרטורת המים. בדרך כלל, רוחות חזקות מערבבות את שכבות המים ומעודדות את החום להתפזר בין פני הים לשכבות העמוקות יותר. כשהטורבינות מאיטות את מהירות הרוח, הערבוב נחלש. כתוצאה מכך, שכבת המים העליונה אוצרת בתוכה יותר חום.

לפי ההדמיות, באזורים מסוימים בים הצפוני עלולה להיווצר התחממות ארוכת טווח של פני הים. אומנם מדובר בשינוי קטן יחסית לעומת ההתחממות הגלובלית הנגרמת מפליטות גזי חממה, אך הוא משמעותי משום שאינו מתפזר על פני אגן הים כולו. ההתחממות מתרכזת בדיוק באזורים שבהם מרוכזות חוות הרוח, וכך נוצרים מוקדים של שינוי סביבתי המפעילים לחץ אקולוגי נקודתי ומוגבר על המערכת הימית. החוקרים מדגישים שההתחממות הזאת אינה נובעת מפליטת חום מהטורבינות עצמן, אלא משינוי בתהליכים הפיזיקליים השולטים בהעברת חום בין האוקיינוס והאטמוספרה.

לשינויים בזרמים ובטמפרטורת המים עלולות להיות השלכות ביולוגיות. זרמי הים וערבוב המים ממלאים תפקיד חשוב בהעברת חומרי מזון מהעומק אל פני הים. החומרים האלה מזינים אצות מיקרוסקופיות שנמצאות בבסיס מארג המזון הימי. שינוי בעוצמת הערבוב עלול להשפיע על כמות חומרי המזון הזמינה ועל תפוצת היצורים הימיים.

בנוסף, התחממות המים ושינויים במבנה השכבות שלהם עלולים להשפיע על ריכוזי החמצן במעמקי הים. אזורים שבהם אספקת החמצן מצומצמת נחשבים רגישים במיוחד, ושינויים פיזיקליים עשויים להחמיר מצבים של מחסור בחמצן. החוקרים מדגישים כי עדיין לא ברור עד כמה ההשלכות האקולוגיות יהיו משמעותיות בפועל. עם זאת, הם קוראים לרשויות להביא בחשבון את ההשפעות האפשריות בעת תכנון חוות רוח נוספות.

אנרגיה ירוקה חדשה – אתגרים חדשים

חשוב להדגיש: המחקר אינו טוען שהנזק הכרוך בהפקת אנרגיית רוח ימית עולה על התועלת שבה. אדרבה, מרבית החוקרות והחוקרים בתחום רואים בה אחד הכלים החשובים ביותר להפחתת פליטות גזי חממה ולהאטת שינוי האקלים. עם זאת, הממצאים מזכירים שגם לטכנולוגיות ירוקות יש השפעות סביבתיות. ככל שהיקפם של מיזמי אנרגיית הרוח הימית גדל, כך גובר גם הצורך להבין איך הם משפיעים על המערכות הטבעיות בסביבתם.

האתגר של השנים הקרובות יהיה למצוא את נקודת האיזון: להמשיך להרחיב את ייצור האנרגיה המתחדשת הדרושה להתמודדות עם משבר האקלים, ובמקביל לצמצם ככל האפשר את השפעותיה על הסביבה הימית. במה שנוגע לים הצפוני, נראה שהשאלה כבר אינה אם חוות הרוח משנות את הים, אלא עד כמה.