דלק ההווה- האם האלכוהול יחליף את הבנזין בקרוב ?

בשנים האחרונות אנו עדים לשינויים גלובליים אדירים כמעט בכל תחום בחיינו. אך ניתן לומר שרוב הקדמה מתנקזת בסופו של דבר למחיר אנרגטי וסביבתי. אנחנו צורכים יותר אנרגיה, פולטים חומרים מזהמים לסביבה (תרכובות חנקן, גזי חממה ואירוסולים) וכדור הארץ לא מצליח לעמוד בעומס. הסביבה שלנו מזדהמת אך גם בפן הכלכלי, חברתי עליית מחירי הדלק יוצרת התמרמרות רבה. כולם מבטיחים לנו שבעתיד יהיו לנו מכוניות חשמליות, דלק מתאי מימן או תאים פוטווולטאים ואני שואל מה קורה עם ההווה ?

כבר היום נוסעים בברזיל מדלק אתאנולי (=אלכוהול כמו ביין) שמקורו מקנה סוכר,בארצות הברית יש אפשרות לתדלק בתערובות של אתאנול מתירס ובנזין ביחסים שונים ותעשיות הנייר והעץ משתמשות בשאריות כדי לייצר לעצמן דלק משאריות התאית וחשמל מפסולת הליגנין.

כאמור הדור הראשון של הדלקים הללו מקורו מגידולים חקלאיים מוכרים. אם זה סוכרוז (הסוכר שאתם מוסיפים לקפה ולתה) מקנה סוכר או עמילן מקלחי התירס. העמילן והסוכרוז מתפרקים בקלות לגלוקוז שלאחר מכן הופך לאלכוהול בתהליך תסיסה פשוט שדומה לתהליך ייצור בירה, יין או כל משקה אלכוהולי אחר.

כבר זמן רב ברור שיש בעיות בסיסיות בשיווק דלקים כאלה:

• אין מספיק שטח בעולם כדי לגדל מספיק תירס וקנה סוכר שיחליפו את הדלק הקונוונציונלי.
• שימוש בדלק שמקורו ממזון יוצר בעיה אתית חמורה. איך העולם המערבי יכול לנהוג על דלק מתירס שבצידו השני של העולם אנשים רעבים למזון.

על מנת לפתור את הבעיות האלו מתרחש כיום מעבר לדור השני של הדלקים- אתאנול המיוצר מתאית.

תאית או צלולוז הוא החומר הנפוץ ביותר בטבע. הוא נמצא בכל דפנות תאי הצמחים וגם הוא כמו עמילן מורכב מגלוקוז. במקרה הזה המקור לתאית יכול להיות עצים (או שיירי עצים), שאריות של תירס וחיטה (קוביות החציר), עשבים כאלו ואחרים ולמעשה כמעט כל חומר צמחי.

ייצור אתאנול שמקורו בתאית עונה על כל הבעיות שהוזכרו לעיל ומעבר לכך. תהליך הייצור הוא די פשוט: לוקחים את החומר הצמחי, קוצצים אותו, מעבירים אותו תמיסות חומציות או בסיסיות בשילוב לחץ -כך למעשה מפרקים את דופן התא שמורכבת מחומרים קשיחים רבים המכסים על התאית. לאחר מכן מוסיפים אנזימים שמפרקים את התאית לגלוקוז ומפה הסוף ידוע- מבצעים תסיסה בנוכחות שמרים לקבלת אלכוהול וזיקוק סופי.

שוב נשאלת השאלה - אם זה כלכך פשוט למה זה לא נמצא בתחנת הדלק הקרובה לביתי ?

כאן התשובה סבוכה יותר: כדי להגיע לתאית משתמשים באנרגיה רבה כדי לפרק את הליגנין (פולימר שתפקידו לחזק את הצמח- ממש כמו מלט). האנרגיה הדרושה עולה כסף רב ומזה זמן רב עומלים חוקרים רבים בעולם על מציאת פתרונות לבעיה. הפתרונות הראשונים היו לייצר צמחים טרנסגנים (כאלו שעברו הנדסה גנטית) שיש להם פחות ליגנין. הניסויים היו מוצלחים ביותר- הם באמת הצליחו להוריד משמעותית את האנרגיה הדרושה לפרק את הדופן. אבל כמו תמיד נמצאו בעיות נוספות- הליגנין לא סתם קיים בצמחים. תפקידו לחזק את הצמח ולהגן עליו מפני מזיקים, רוחות ותנאים קשים. צמחים טרנסגנים רבים פשוט לא שרדו את התנאים מחוץ למעבדה.

המחקר בנושא נמשך וכיום מעבדות רבות בעולם עובדות על צמחים טרנסגניים חדשים עם הרכבים שונים של דופן התא:- חלקם בהצלחה רבה. בנוסף מנסים לשפר את האנזימים המפרקים את דופן התא וכמו כן את המיקרואורגניזמים המבצעים את התסיסה.

רק תחשבו על הפוטנציאל הסביבתי- צמחים לוקחים פחמן דו חמצני מהאטמוספירה והופכים אותו לסוכרים- אנחנו מפיקים אותם ומייצרים דלק (דו פחמני בניגוד לשמונה פחמנים של בנזין), פולטים פחמן דו חמצני וסוגרים מעגל בר קיימא.

אספקה קבועה ובטוחה של אנרגיה תהיה תלויה באינטגרציה של אגרונומיה, ביולוגיה מולקולרית, גנטיקה, מיקרוביולוגיה והנדסה כימית ומכאנית. המדענים והתעשיינים יצטרכו לפעול נגד הזרם הציבורי והפוליטי להנדסה גנטית של צמחים, מיקרואורגניזמים ואנזימים על מנת להבטיח את הגברת היעילות הכדאיות הכלכלית של ייצור דלקים מתחדשים והפיכת הסביבה לברת קיימא. זה נמצא ממש כאן מעבר לפינה.

לקריאה נוספת:

Grassoline- דלק מעשב

מידע מ-National Geographic

BESC- קבוצת מחקר אמריקאית

ענבי זעם: חקלאות, אקולוגיה, משבר כלכלי ויצירת מופת אחת

"...אבק הדרכים התנער והתפשט ונחת על העשבים שבצידי השדות, ונחת מרחק מה בתוך השדות. הרוח התחזקה והתקשחה וכרסמה את קרום האדמה שנותר בשדות הדגן אחרי הגשם. לאטו החשיך האבק המתערבל את השמיים, והרוח גיששה את האדמה, שיחררה את האבק, ונשאה אותו איתה. הרוח התחזקה עוד. קרום הגשם התפרק והאבק נישא מחוץ לשדות והתרומם בתמרות אפורות אל האוויר כעשן נרפה. הדגן דש ברוח וצליל יבש ושורקני בקע ממנו. האבק העדין ביותר לא שב אל האדמה עתה, אלא נעלם בשמיים המתכהים.

הרוח התחזקה, טאטאה מתחת לאבנים, ושלפה משם גבעולים ועלים יבשים, ואפילו רגבי עפר קטנים, שציינו את נתיבה בעודה מנשבת על פני השדות. האוויר והשמיים החשיכו ובעדם זרחה שמש אדומה, ועקצוץ חריף נישא באוויר. בלילה הגבירה הרוח את מרוצתה על פני האדמה, חפרה בערמומיות בין שורשוני הדגן, והדגן לחם ברוח בעליו המוחלשים עד שעקרה הרוח את השורשים ואז נחה כול שיבולת מותשת על צידה, נוטה אל האדמה ומצביעה בכיוון הרוח. השחר הפציע, אך לא היום. בשמיים האפורים שמש אדומה הופיעה, עיגול אדום עמום שלא הפיץ אור כמעט, כבשעת בין ערביים; ובהתקדם היום שקעו הדמדומים והיו לחשיכה, והרוח יללה ושרקה על פני הדגן השטוח. 

גברים ונשים התכרבלו בבתיהם, וקשרו ממחטות על חוטמיהם בצאתם החוצה, והגנו על עיניהם במשקפי מגן. בבוא הלילה שוב היה זה לילה שחור, שכן הכוכבים לא הצליחו להחדיר את אורם מבעד לאבק והאור שבקע מהחלונות לא התפשט אפילו מחוץ לחצרות הבתים..."

מתוך: ענבי זעם, ג'ון סטיינבק (תרגום:  גרשון גירון) הוצאת ידיעות אחרונות

במהלך החודש האחרון יצא תרגום חדש ליצירת המופת האמריקאית- ענבי זעם. מעבר להיותו ספרות משובחת וקולחת, הספר מחזיר אותנו לתקופה מעניינת ודרמתית בהסטוריה האמריקאית: שנות השלושים של השפל הכלכלי הגדול, בצורת וסופות אבק עצומות שכיסו מרבית משטחי ארצות הברית. פוסט זה יתאר את מקצת התופעות האקולוגיות שהביאו לסדרת אירועים חברתיים וכלכליים היסטוריים אשר היו ההשראה לכתיבת הספר.

שנות השלושים 'המלוכלכות' היו תקופה של סופות אבק קשות שגרמו לנזק אקולוגי וחקלאי באדמות הערבה המרכזית בארצות הברית וקנדה. תקופה זאת התחילה בבצורת קשה בתחילת שנות השלושים שנבעה מאנומליה בטמפרטורת האוקיינוסים. השינוי בטמפרטורת האוקיינוסים פגעו בעוצמתו של זרם הסילון המושפע מהפרש הטמפרטורות בין האוקינוס השקט לאוקיינוס האטלנטי. זרם הסילון, שבדרך כלל זורם מערבה מעל מפרץ מכסיקו ולאחר מכן פונה צפונה וגורם לגשמים במישורים הגדולים, נחלש ונע דרומה יותר מהרגיל. כתוצאה מכך הלחות והמשקעים לא הגיעו לאיזור זה.

כמות המשקעים בהשוואה לממוצע לאורך מאה שנה (שימו לב לשנות השלושים)

אם לא די בכך, האמריקאים (בניגוד לאינדיאנים המקומיים) תפשו בצורה מוטעית את המישורים הגדולים היבשים בדרך כלל. סוף שנות ה-90 של המאה ה-19 היתה תקופה עשירה במשקעים במישורים הגדולים. עקב כך, הממשלה עודדה את ההתיישבות והחקלאות במקום. עשרות שנים של רעיית יתר וכניסת מיכון חקלאי עודדו חקלאות אינטנסיבית באיזורים שלא מיועדים לכך. יתר על כן הטכניקות החקלאיות היו חסרות מחזור זרעים ווכיסוי הקרקע באמצעות שאריות היבול. כתוצאה מכך נגרמה התייבשות, בלייה וסחף של הקרקע. המשך חריש עמוק של שכבת הקרקע העליונה הבתולה של המישורים הגדולים ועקירתם של עשבים רבים חשפו את הקרקע לרוחות עזות.

ברגע שהגיעה הבצורת, הקרקע התייבשה במהירות, לא היו עוגנים טבעיים שייצרו מעין אפקט 'מסרק' שיעצור או יאט את הרוח ורוחות עזות הפכו את הקרקע לאבק שהתרומם לגבהים של עשרות מטרים מעל פני האדמה וכיסה שטחים עצומים (כ-100 מליון דונמים) שהשתרעו בין הרוקיס לאפלצ'ים אך לעיתים נסחפה הקרקע והגיעה עד לערים הגדולות וושינגטון ופילדלפיה. מעבר לבליית הקרקע סופות האבק עצרו עוד את הלחות מלהגיע למישורים הגדולים וכאפקט שרשרת החמיר עוד את הבצורת.

מיליוני דונמים של אדמה חקלאית, הפכו חסרי תועלת, החובות של החקלאים לבנקים טפחו וארצות הברית שהיתה שרויה עדיין תחת המשבר הכלכלי הגדול לא תמכה בחקלאים והמשבר החריף עד למצב שבו מאות אלפי אנשים נאלצו לעזוב את בתיהם. משפחות רבות (הידועים לרוב בתור "Okies" משום שרובם הגיעו מאוקלהומה) היגרו לקליפורניה ומדינות אחרות, שם הם מצאו תנאים כלכליים קצת יותר טובים במהלך השפל הגדול. רבים הפכו ל'מהגרי עבודה' שנסעו מחווה לחווה לקטוף פירות וגידולים אחרים בשכר רעב.

השינוי הגדול בתפישה האמריקאית התרחש כשרוזוולט החליף את הובר האנמי, אבל רק כשהגיעו ענני האבק לוושינגטון הבירה, נפלו כמה אסימונים בהנהגה האמריקאית ותקציבים הופנו למחקר בתחומי החקלאות והאקולוגיה. תוך זמן קצר הובן כי יש להשאיר חלק מהיבול על הקרקע על מנת למנוע את בליית הקרקע וטכניקות גידול חדשות נכנסו לתוקף.

מעבר לתופעות אלו חשוב להבין כי תקופה קצרה מאוד של חקלאות אינטנסיבית לא נכונה וללא התחשבות בסביבה יצרה אפקט כלכך גדול והרסני שהכריע יבשת שלמה הן מבחינה חברתית-כלכלית והן מבחינה סביבתית-אקולוגית. לפחות קיבלנו מספר יצירות מופת כמו 'ענבי זעם' ו'על עכברים ואנשים' של ג'ון סטיינבק.

בנוגע לספר- בניגוד לביקורת של דוד רוזנטל בוואלה, אשר מתארת את התרגום כמודרני מדי, דעתי היא כי בניגוד לתרגום הקודם של 1988, שהיה מעט טכני וחסר היכולת להעביר את הקצב וסגנון הדיבור המאפיין את המקומיים (Okies), תרגום זה מצליח לעשות זאת והוא קולח ומשוחרר. יש מקום לבקר משפטים כאלו ואחרים שמנחיתים מעט את הרמה של הספר, אך ניכר כי הדבר נעשה כדי להעביר את המסר והנימה של הספר בצורה טובה יותר. לראשונה יש לספר הזה תרגום ראוי וטוב.

כמה שירים בהשפעת האירועים והתקופה:

Create a playlist at MixPod.com

לקריאה נוספת:

מה הביא לבצורת ?

מאמר בנושא

סרט מצוין ומקיף (PBS).

ההתחממות הגלובלית: חיפושית עץ האורן תוקפת את יערות צפון אמריקה

יערות העולם מהווים מערכות אקולוגיות מורכבות בגלל המספר הרב של האורגניזמים הנמצאים בתא שטח. שינוי קל באחד הגורמים הבאים: טמפרטורה, משקעים והרכב הגזים באטמוספירה עלול להשפיע בצורה קיצונית על המאזן העדין של אותן מערכות אקולוגיות. מודלים רבים חוזים כי הטמפרטורה הממוצעת בעולם צפויה לעלות בכ-3-5 מעלות צלזיוס ב-100 השנים הקרובות.

אז מה בעצם ההשפעות שיכולה להיות אותו שינוי גלובלי על המערכת האקולוגית ביערות:

• מחזור החיים והשרידות של אותם אורגניזמים יכול להשתנות בצורה קיצונית.
• העצים עצמם עלולים לאבד חלק ממערכות ההגנה שלהם כתוצאה מירידה במשקעים ועלייה בריכוז פחמן דו חמצני באטמוספירה.
• תרכובות חנקן הן המזון המועדף על מזיקים רבים. עם עליית הפחמן דו חמצני באטמוספירה, יגדל יחס תרכובות הפחמן / חנקן בעצים ומכאן שמזיקים רבים יאכלו יותר כדי להגיע למנה הנדרשת לשרידותם.
• כל אלו עלולים ליצור אפקט משני על אורגניזמים הבאים במגע עם אוכלוסיות אלו: מתחרים, שותפים ואויבים טבעיים.

יש מספר רב של מזיקים ובפרט חיפושיות שהושפעו משינויי האקלים לאורך מאה השנים האחרונות. אבל הסיפור של ה-Mountain pine beetle (חיפושית עץ האורן) הוא הסיפור הדרמטי ביותר ומלמד בצורה מובהקת איך שינוי סביבתי משנה מערכת אקולוגית שלמה. מאז 1999 החיפושית פגעה ביותר מ-140000 קילומטרים רבועים של יער במערב ארצות הברית וקנדה (יותר גדול משטחה של אנגליה).

לחיפושית, שגודלה כ-5 מ"מ (כגודל גרגר אורז) אסטרטגיה מעניינת של תקיפה: הבוגרים בוקעים במהלך הקיץ מן העץ ותוקפים בהמוניהם את הקורבן הבא. כל חיפושית נושאת עמה פטרייה שמסייעת גם היא בתקיפת העץ תוך כדי חסימת צינורות ההובלה של העץ. לאחר התקיפה נקבת החיפושית מפרישה חומרי ריח, הזכרים מגיעים, ביצים נוצרות ומהביצה בוקע זחל הניזון מן העץ כל תקופת החורף. הזחל מתגלם באביב והגולם ניזון מנבגי הפטריה.

ומה עם העץ? ככלל במערכת אקולוגית נורמלית החיפושית תוקפת עצים חלשים וזקנים. בשנת התקיפה העץ ירוק, בזמן הבקיעה של הבוגר, המחטים מתייבשים והופכים אדומים ובשנה שלאחר מכן העץ מתייבש ומת סופית. המחטים והגדמים היבשים מסייעים בשריפת היער והנ"ל מגביר את התחדשות היער.

ההתפרצות האחרונה שהחלה בסוף שנות ה-90 היתה קטלנית והרסנית מדי בשביל העצים והמערכת האקולוגית. אז למה הכל קרה בעצם ?

ידוע כי החיפושית אינה שורדת מספר שבועות בהן הטמפרטורה יורדת ממינוס 30 מעלות צלזיוס (או מספר ימים במינוס 40). כמו שניתן לראות בגרף למטה (בכחול) טמפרטורת המינימום הממוצעת בפארק ילוסטון (Yellowstone) עלתה דרמתית במהלך 25 השנים האחרונות. הדבר לווה בעלייה בשרידות החיפושית (קו אדום). יותר חיפושיות שורדות- יותר עצים פגועים.

באיזורים שמעל 3000 מטר החיפושית מתקשה לשרוד ומחזור החיים שלה הוא פעם בשנתיים או שלוש. מודלים מתמטיים חזו כי עלייה של 2-2.5 מעלות בטמפרטורה הממוצעת תגרום לחיפושית להסתנכרן במחזור חיים חד שנתי גם בגבהים אלו. הדברים אמורים גם על אזורים צפוניים יותר מבתי הגידול הטבעיים של החיפושית. בגרף למטה ניתן לראות כי הטמפרטורה הממוצעת במערב ארצות הברית היתה פחות או יותר שווה עד שנות ה-70 ומאז הטמפרטורה הממוצעת עולה ליניארית.

למזלנו הרב שני החורפים האחרונים היו קשים ובלמו מעט את התפשטות החיפושית. אך מספר חורפים חמימים יותר יכולים לגרום להתפשטות חוזרת, כאשר הפחד הגדול הוא מפני חצייה של מדינת אלברטה בקנדה- חצייה כזאת תלווה בכניסה לנישה אקולוגית חדשה ולמעשה לאפקט מפל שיגרום לחיפושית להתפשט עד לחוף המזרחי.

היערות שהותקפו הפכו להיות ממבלע של פחמן דו חמצני למקור ומוסיפים עוד "שמן" למדורת גזי החממה. התקפת החיפושית פגעה קשות בכלכלת מערב קנדה התלויה בעצים ובמוצרי העץ. כיום המגמה הנה להשתמש בעצים שמתו ממתקפת החיפושית ליצור ביו-אתאנול כדי לנסות ולנצל את מקור הפחמן הזמין הזה.

ולנקודה הישראלית- בעקבות אסון הכרמל עלה החשש מפני תקיפה של חיפושיות דומות על כל אותם גדמים שנותרו, בעיקר בעקבות החלשות ההגנה הטבעית של העצים. בוא נקווה שלאחר השריפה הקשה, לא נספוג אסון אקולוגי נוסף.


עוד מקורות:

http://www.usu.edu/beetle/

http://mpb.cfs.nrcan.gc.ca/index_e.html

http://mpb.cfs.nrcan.gc.ca/biology/introduction_e.html

http://www.actionbioscience.org/environment/loganmacfarlane.html