עמוד הבית > מדעי כדור-הארץ והיקום > מטאורולוגיה [אקלים ומזג האוויר] > השפעות האדם > זיהום אוירעמוד הבית > טכנולוגיה ומוצרים > אנרגיהעמוד הבית > מדעים > אקולוגיה ואיכות הסביבה > אוויר > זיהום אוויר
ירוק כחול לבן : ביטאון פורום המשק והכלכלה למען איכות הסביבה



תקציר
ליצור החשמל יש השלכות סביבתיות בעיקר בכל הקשור לזיהום אויר.
המאמר סוקר את היתרונות והחסרונות של מקורות אנרגיה שונים (פחם, מזוט, גז) להפעלת תחנות כח ליצור חשמל.
לגז הטבעי יש יתרונות מובהקים כחומר דלק ליצור חשמל.



גז להפקת חשמל : הברירה הטבעית
מחברת: ד"ר איילה תמרי


מבחינה סביבתית, לגז הטבעי יש יתרונות מובהקים על פני הפחם, כחומר-דלק לייצור חשמל. גילוי מאגרי הגז בים מול חופי אשקלון, רק מגדיל את הזמינות ואת הכדאיות הכלכלית.

תחנת-כוח פחמית או על גז? בשאלה זו מתחבטים ראשי חברת החשמל ומעצבי הכלכלה במשרדי הממשלה. כידוע, חשמל אפשר לייצר ממקורות אנרגיה שונים והחשמל הוא אותו חשמל. לכאורה, השאלה היחידה שנותרה היא: מהי ההשקעה הישירה הנדרשת להקמת תחנת-כוח ומה יהיה מחיר החשמל שהיא תייצר?

אלא שמזה מספר שנים מופקעת שאלה זו מאחיזתם הבלעדית של מעצבי המדיניות (בעיקר במדינות המפותחות) ונוגעת לכלל האוכלוסייה. בניסוחה המחודש היא מעלה את הדילמה הבאה: מהו המחיר שמשלמת
הסביבה והחיים בה על השימוש בחומר הדלק המסוים?

אנרגיה לייצור חשמל אפשר להפיק מכוח מים נופלים, מהאנרגיה הגלומה באטום, מאנרגיית הרוח או מקרינת השמש. מקור האנרגיה המקובל ביותר בעולם הוא הנפט הגולמי ונגזרותיו (סולר, מזוט, גז), כולן תרכובות פחם או הפחם עצמו. אלה הם דלקים פוסיליים (מאובנים), שנוצרו בבטן האדמה לפני מאות אלפי ומיליוני שנים, ואם כי הם מצויים בכמות גדולה, הם בגדר משאבים מתכלים.

אמנם, כל הטכנולוגיות שנמנו כאן בשלות לייצור חשמל ופועלות במקומות שונים בעולם, אן הנפוצות ביותר הן תחנות-הכוח המונעות באנרגיה המשתחררת משרפת הפחמן המרכיב את הדלק הפוסילי, וזה גם המצב בארץ.

בשנת 1998 יוצרו בארץ כ-36 מיליון קילוואט-שעה. מזה, 73% הופקו מפחם ו-25% ממזוט. כ-2% הופקו בתחנות-כוח קטנות בהן מותקנות טורבינות גז המונעת בסולר המופק מהנפט. מכאן עולה שמדינת ישראל תלויה תלות מוחלטת עד עצם היום, בייבוא חומרי-הגלם להפקת החשמל.

מצב זה ישתנה עם התחלת הפקת הגז הטבעי מהים מול חופי אשקלון. זה שינוי לטובה לא רק מהבחינה הסביבתית.


 

מה גרם למעצבי מדיניות האנרגיה להחליט איזה מקור אנרגיה לרכוש עבור ייצור החשמל?


התמהיל הנוכחי של מקורות האנרגיה בישראל לא היה כזה בעבר, וקרוב לוודאי שהוא ישתנה גם בעתיד. ב-1923 ייסד פנחס רוטנברג את חברת החשמל, והקים בנהריים תחנת-כוח שהונעה בכוח מי הירדן הזורמים.

במשך השנים, התווספו תחנות-כוח שהונעו בדלק נוזלי שמקורו הנפט. רק בראשית שנות ה-70, לנוכח משבר הנפט העולמי, הגיעו קברניטי המשק למסקנה שאסור להסתמך על הנפט בלבד (שרובו הופק בארצות לא-ידידותיות לישראל, בלשון המעטה) והחליטו על הקמת תחנת-כוח פחמית.

הוויכוח על מיקומה של תחנת-הכוח הפחמית הראשונה - חיפה או חדרה - היה קשה ונוקב, ולראשונה שותף בו הציבור. זו הייתה הפעם הראשונה שזיהום הסביבה נכנס לדיון בכלל ולדיון הציבורי בפרט. זו הייתה גם הפעם הראשונה שהשיקול הסביבתי הכריע: הוחלט שאי-אפשר להעמיס על חיפה זיהום אוויר נוסף על זה שמייצרים תחנת-הכוח הקיימת, בתי הזיקוק ושאר המפעלים במפרץ. היה גם חשש לזיהום הים מפחם בנמל הקיים.

תחנת-הכוח הפחמית הוקמה, איפוא, בחדרה. נבנו נמל ומסוף לפריקת הפחם ותוקנו תקנות לשמירה על הים (מפני נפולת פחם) ועל האוויר (מפני עלייה משמעותית בנוכחות מזהמים). באותן שנים דובר רק על זיהום מחלקיקי גופרית דו-חמצנית (SO2) הנפלטים עם שריפת הדלק. בתחנת-הכוח בחדרה הותקנו משקעים אלקטרו-סטטיים ללכידת החלקיקים. בסביבה, ברדיוס של קילומטרים רבים, הוקמו תחנות ניטור למדידת זיהום האוויר. אף נקבעו בחוק רמות פליטת גופרית דו-חמצנית לאוויר באזור חדרה, הנמוכות מהתקן הארצי.

התקנות נשמרו והתברר שייצור אנרגיה מפחם ושמירה על איכות הסביבה, יכולים ללכת יד ביד. בעקבות הניסיון המוצלח בחדרה הוקמה תחנת-הכוח הפחמית באשקלון וכך, בשנת 1998, עלה חלקו של הפחם לכמעט 75% מכלל ייצור החשמל בארץ.



 

מהו סוד קסמו של הפחם?


לפחם כחומר דלק מספר יתרונות על פני המזוט:

  • שיקול אסטרטגי: שוק הפחם ידידותי יותר ואינו נתון לזעזועים פוליטיים.

  • עלות: מחיר הפחם יציב וזול יותר ממחיר הנפט הגולמי.

  • תכולת גופרית: כיום ניתן להשיג גם פחם וגם נפט בעלי אחוז גופרית דומה (1% ומטה).

  • טיפול בתחנות-כוח: מבחינות אלו למזוט יתרון על הפחם, כיוון שאחסון הפחם ותוצר-הלוואי שלו, אפר הפחם (המהווה כ-10% מהפחם), דורשים שטחים נרחבים ומציאת פתרונות לאפר (ראה כתבה בגליון זה).

  • כוח עבודה: תחנת-כוח פחמית מחייבת כוח עבודה רב יותר מאשר תחנה מזוטית. עובדה זו יכולה להיחשב יתרון או חיסרון, תלוי בנקודת המבט.





 

שחקן חדש בזירה


כפי שמתברר, משק האנרגיה העולמי אינו שוקט על שמריו, והחל משנות ה-80 נכנס לתמונה שחקן חדש: הגז הטבעי, אשר לו תכונות אחרות. הגז הטבעי נשאב ממאגרים יבשתיים או ימיים ומועבר, לרוב בצינורות. מובילים אותו גם באוניות, אלא ששיטה זו מייקרת מאד את הגז הטבעי ובנוסף, נדרשים בה תנאים בטיחותיים מחמירים.

באמצע שנות ה-90 הודיע שר האנרגיה דאז, כי ישראל תתחיל לייבא גז טבעי, שחלקו הגדול יופנה לייצור חשמל. הכל מסכימים שאם יוכנס גז טבעי, הוא יחליף את המזוט, בעוד שהשימוש בפחם יימשך. כלומר, משק
החשמל העתידי, זה שנשען על חשמל המיוצר בחברת החשמל (שהיא חברה ממשלתית), יתבסס על גז טבעי ועל פחם ומקצתו יופק מסולר. כיום, קיימת מחלוקת בין חברת החשמל, המצדדת בהקמת תחנת-כוח פחמית נוספת, לבין הממשלה הנוטה לתחנת-כוח המונעת בגז טבעי.



 

לגז כחומר דלק, מספר יתרונות על פני הפחם.


האתר: תחנת-כוח פחמית מחייבת קירור במי ים, ולכן חייבת להיבנות על שפת הים. כמו כן, נדרש שטח נרחב למבני יחידת הכוח ולאחסון הפחם והאפר הנותר אחרי הבעירה. תחנת-כוח המונעת בגז (או סולר) ניתן לקרר באוויר, ולכן אין מגבלה על מיקומה (כמו התחנות ברמת חובב ובאתר חגית שבדרום הכרמל). כמו כן, כל יחידת כוח צורכת יחסית שטח קטן. מכאן, שעלות השטח של תחנת כוח המונעת בגז נמוכה יותר בהרבה.

משך ההקמה: מרגע ההחלטה עד הקמת תחנה פחמית ועד להפעלתה, חולפות כשמונה שנים. תחנה גזית תהיה תפעולית כעבור כארבע שנים. מכאן עלות ההקמה נמוכה בהרבה בתחנת כוח גזית.

ערך קלורי: האנרגיה הנמדדת בקלוריות והמשתחררת עם השריפה, אצורה במבנה הכימי של מולקולות חומר הדלק. ככל שהערך הקלורי גדול יותר, ניתן להפיק יותר חשמל מיחידת משקל דלק. לפחם המיובא לארץ
יש בין 6100 ל-6500 ק"ק/ק"ג (קילו-קלוריות לקילוגרם). למזוט יש כ-9670 ק"ק/ק"ג. לסולר יש כ-10,200 ק"ק/ק"ג ולגז הטבעי כ-11,500 ק"ק/ק"ג. ממספרים אלה נראה, כי על-מנת להפיק אותה כמות חשמל, צריך פי 1.8 יותר פחם בהשוואה לגז.

נצילות: מושג זה מבטא את היחס בין כמות האנרגיה המופקת לבין כמות האנרגיה שהושקעה, והיא מבוטאת באחוזים. הנצילות של יצירת חשמל מפחם וממזוט עומדת על כ-35%. במילים אחרות: רק 35% מהאנרגיה של חומר הגלם הופכת לחשמל, והשאר מתפזר כחום (מכאן הצורך בקירור). לעומת זאת, נצילות הפקת החשמל מגז מתקרבת ל-40%. אלא שבכך לא מסתיים העניין: הטכנולוגיה העכשווית מאפשרת לנצל בתחנת-כוח גזית את התום הנמצא בגזי הפליטה ("חום שיורי" אשר אחרת נפלט לאטמוספירה), על-ידי הוספת יחידה קיטורית המשתמשת בתום השיורי. בשיטה זו, הנקראת "מחזור משולב" עולה הנצילות עד קרוב לכ-60%.

יתרונותיו של הגז הטבעי במדדי הערך הקלורי והנצילות מתבטאים בכך שניתן להפיק ממנו בערך פי 3.5 יותר חשמל מאשר מהפחם. מכאן, שזהו הבסיס להשוואה בין מחירי פחם למחירי הגז.

פליטות מזהמים לאוויר: סוג הדלק קובע במידה רבה את סוג וכמות המזהמים שיפלטו לאוויר. לעובדה זו יש השפעה גדולה מאד הן על האיכות הישירה של האוויר שאנו נושמים והן בהקשר להשפעות הכלכליות ואפילו הפוליטיות שנרגיש בעקבות אמנת קיוטו (אמנה מ-1998 לצמצום פליטות גזי חממה). בכל הקשור לפליטות מתחנות כוח, הפחמן הדו חמצני ותחמוצות החנקן הם גזי חממה. יתרונו הגדול של הגז הטבעי על פני הפחם ניכר בטבלה, אשר משווה את פליטות המזהמים הנלווים לייצור קילוואט/שעה חשמל.



חשוב לזכור כי להקטנת כמות המזהמים הנפלטים לאוויר יש ערך כמותי עצום, בגלל ההיקף הגדול של ייצור החשמל בארץ. מכאן, שמלבד הקטנה משמעותית של גזי החממה, תוקטן גם פליטתם של החלקיקים ושל הגופרית הדו חמצנית המהווים סיכון לבריאות.



 

ישראל ותחנת-הכוח הבאה


צריכת החשמל בישראל נמצאת במגמת עלייה של כ-5% ומעלה לשנה. קצב גידול זה מחייב הקמת תחנת-כוח גדולה (1100 מגאוואט) אחת לעשר שנים. אם ניקח בחשבון את משך זמן ההקמה, יוצא שמרגע סיום העבודות על תחנה חדשה, יש צורך להתחיל בהקמת התחנה הבאה אחריה.

כזכור, אחת ההחלטות הראשונות היא איזה סוג דלק יזין את התחנה. חברת החשמל והממשלה חלוקות בשאלה זו לגבי תחנת-הכוח הבאה שתוקם: חברת החשמל עומדת על תחנת-נכוח פחמית שתוקם באשקלון (אדמת חוף), ואילו משרד התשתיות הלאומיות מעדיף תחנה גזית שכזכור, אינה חייבת להיות במישור החוף העמוס ממילא. ההכרעה עדיין לא נפלה, למרות שבינתיים התגלה גז טבעי בארץ.

זה הזמן לתת משקל יתר למכלול השיקולים של שמירת איכות הסביבה, בעת קבלת החלטות משמעותיות באשר למשק האנרגיה בארץ. לנוכח עלית הטמפרטורה על פני כדור הארץ ובעקבות זאת הופעת פרוטוקול קיוטו על כל המשתמע ממנו, ישנה מחויבות גדולה יותר של המדינה לבחירת מקורות האנרגיה לתעשייה, ובפרט אלה ההולכים לייצור החשמל. הבחירה צריכה להיעשות בהתאם לשקולים כמותיים של פליטת גזי חממה, ושל גזים וחלקיקים המשפיעים על בריאותנו.

לאור הדברים שנאמרו כאן, המשמעות היא שלגז הטבעי יש יתרון סביבתי ברור על פני הפחם, ולטווח הארוך, לשמירה על האטמוספירה מפני התחממות יתר ולשמירה על איכות האוויר, יהיה יתרון כלכלי גדול מעבר לתחזיות היום.


* ד"ר אילה תמרי, אקולוגית. הקימה את היחידה לאיכות הסביבה במשרד האנרגיה ועמדה בראשה 13 שנה



אל האסופה ישראל - האדם והמרחב : נושאים נבחרים בגיאוגרפיה3

ביבליוגרפיה:
כותר: גז להפקת חשמל : הברירה הטבעית
מחברת: תמרי, איילה (ד"ר)
תאריך: אוגוסט-ספטמבר 2000 , גליון 33
שם כתב העת: ירוק כחול לבן : ביטאון פורום המשק והכלכלה למען איכות הסביבה
הוצאה לאור: ביטאון פורום המשק והכלכלה למען איכות הסביבה בישראל
הערות לפריט זה: ד''ר איילה תמרי, אקולוגית. הקימה את היחידה לאיכות הסביבה במשרד האנרגיה ועמדה בראשה 13 שנה
הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית