עמוד הבית > טכנולוגיה ומוצרים > אנרגיהעמוד הבית > מדעים > אקולוגיה ואיכות הסביבה > אוויר > זיהום אוויר
ירוק כחול לבן : ביטאון פורום המשק והכלכלה למען איכות הסביבה


תקציר
חברת החשמל אימצה, עוד בשנת 1982, זיהום אויר בגופרית הוא אחד המזהמים הבעיתיים מבחינה סביבתית. חברת חשמל מפעילה מערכת בקרה לסירוגין (מב"ס). השיטה מיועדת להפחית את רמות תחמוצות הגופרית באוויר. תוך כשעה עוברת התחנה לשריפת דלק דל גופרית, בהתאם לנתונים המטאורולוגיים.



והרי תחזית מזג הגופרית
מחברת: ד"ר מירה גפני


חברת החשמל אימצה, עוד בשנת 1982, מערכת בקרה לסירוגין (מב"ס) המיועדת להפחית את הרמות של תחמוצות הגופרית באוויר. תוך כשעה עוברת התחנה לשריפת דלק דל גופרית, בהתאם לנתונים המטאורולוגיים.

פיזור גזי שריפה מארובות ומקורת פליטה אחרים מושפע רבות מתנאי האקלים, ולכן הם המהווים מרכיב חשוב בקביעת איכות האוויר בין יתר הדברים המושפעים מתנאי האקלים, נמנה גם פיזור גזי השריפה הנפלטים מהארובות. בתחנות-כוח השורפות מזוט המכיל כמות ידועה של גופרית, ניתן לחשב במדויק את כמות תחמוצות הגופרית שתפלטנה בגזי השריפה מהארובה. ברם, ריכוז תחמוצות הגופרית סמוך לקרקע, באוויר אותו אנו נושמים, תלוי בנוסף לכך גם במיהול המזהמים בשכבות הגבוהות יותר של האוויר. כשתנאי מזג האוויר גורמים לגזי השריפה להיתמר למעלה ולהתערבב באוויר הנקי, יחזרו הגזים אל פני הקרקע כשהם מהולים יותר. לעומת זאת, כשהתנאים מונעים מתימרת הגזים לעלות כלפי מעלה וגורמים לה לשקוע לעבר הקרקע, יעלה ריכוז המזהמים באוויר באזור.

בתחילת שנות ה-80', החליטה חברת החשמל לפעול באופן וולונטרי להפחתת ריכוזי תחמוצות גופרית באוויר. הדרך הפשוטה היא שימוש בדלקים דלי גופרית בדרך של שימוש בדלקים דלי גופרית. אך דרך זו הנה גם יקרה יותר, כיוון שמחיר המזוט עומד ביחס הפוך לתכולת הגופרית בו.

השיטה שנבחרה על-מנת להשיג הפחתה משמעותית בזיהום האוויר בתחמוצות גופרית ובעלות מינימלית (יחסית לאמצעי מניעה אחרים כגון סולקנים) בתוספת מחיר מינימלית, נקראת מב"ס (מערכת בקרה לסירוגין, או במקור Intermittent Control System. השיטה פותחה בארה"ב ועיקרה: הפעלת אמצעי בקרה להפחתת פליטת תחמוצות גופרית בתחנות-כוח, בהתאם לתנאי מזג האוויר: כאשר התנאים מעודדים את פיזור המזהמים באטמוספרה, ניתן להשתמש בדלקים רגילים. אך כשאלה עלולים לגרום לריכוז מזהמים גבוה סמוך לפני הקרקע - עוברים לשימוש בדלקים דלים בגופרית.

למערכת המפעילה את המב"ס שותפים מספר גופים. על מבנה המערכת למדנו מהמטאורולוגים יעקב בלמור ויוסי רובינזון, המטפלים במערך הבקרה לסירוגין, במסגרת עבודתם ביחידה למניעת מפגעים ורישוי סביבתי בחברת החשמל.


 

"הפרדה בין הרשויות"


איגוד ערים לאיכות הסביבה שבתחומו ממוקמת תחנת-הכוח, הוא הזרוע המפקחת, המורה לחברת החשמל (מפעילת התחנה) על פי נוהל, מתי לעבור לשריפת דלק דל גופרית. חברת החשמל מספקת לאיגוד הערים לאיכות הסביבה תחזית יומית של הקף ייצור החשמל הצפוי ליום המחרת, וסוג הדלק בו מתכננים להשתמש. בעזרת נתונים אלה ניתן לחשב את רמות תחמוצות הגופרית, שייווצרו וייפלטו לאוויר בשעות השונות של היום והלילה. מרכז מב"ס שבשירות המטאורולוגי, מקבל מידע על תחזיות מזג האוויר, גם המקומיות וגם האזוריות, תוך התייחסות להשלכות מזג האוויר הצפוי על פיזור המזהמים הנפלטים מארובות תחנות-הכוח.

המידע שנאסף במרכז המב"ס בשרות המטאורולוגי מגובה במידע המגיע ממספר מיתקנים: מכ"ם אקוסטי אלקטרומגנטי המבצע מדידות מטאורולוגיות בשני תחומי אורכי גלי; מגדלים תרנים מטאורולוגיים הממוקמים סמוך לתחנות-הכוח של תל-אביב, אשדוד ומפרץ חיפה; ומכשירים מטאורולוגיים בתחנות הניטור הפזורות סביב תחנות-הכוח השונות.

המידע הרב מעובד על-ידי המטאורולוגים במרכז המב"ס ותחזית זיהום האוויר מועברת לאיגוד הערים. על-פי תחזית זו, ימליץ האיגוד, במידת הצורך, לחברת החשמל באיזה סוג דלק להשתמש לאורך שעות היממה.

אופרטיבית, קיימת הפרדה בין הרשות המבצעת והרשות המחליטה, כך שחברת החשמל, אף כי המידע המטאורולוגי נמצא בידיה, ממלאת אחר הוראות איגודי הערים.




 

שלושה קווי הגנה


כל המידע הרלוונטי זמין לשלושת הגופים המטפלים במב"ס. מערכת בקרה זו מתבססת, למעשה, על שלושה קווי הגנה:

1. תיכנון לזמן 'ארוך' (יממה) המבוסס על התחזית המטאורולוגית ותחזית צריכה ופעילות של יחידות תחנות-הכוח.

2. תיכנון לזמן 'קצר'. התורן ביחידת המב"ס עוקב אחר התאמת תנאי מזג האוויר בפועל לתחזית, ובמידת הצורך, ממליץ על שינוי בהוראות ההפעלה. במידה והסיכון לאי-פיזור המזהמים גובר, הוא ימליץ להשתמש בדלק דל יותר בגופרית. במידה ויש תנאי פיזור טובים יותר ביחס לצפי, הוא ימליץ להשתמש בדלק המכיל יותר גופרית על מנת לחסוך בכסף. שינוי תוכניות לפי משוב מהשטח, המגיע מתחנות הניטור, שהוא המידע האמיתי. אם בניגוד לתחזיות, העובדות בשטח מראות על עלייה ברמת הזיהום, תועבר מיד הנחייה לתחנת-הכוח לעבור לדלק דל גופרית. בחיפה, לדוגמה, הכונן האחראי למב"ס באיגוד ערים לאיכות הסביבה, מקבל התרעה אוטומטית בביפר כשנרשמת בתחנות הניטור עלייה בתחמוצות הגופרית באוויר מעל סף נתון, ומעביר מיד הודעה על שינוי בהנחיות לתחנת-הכוח.

3. הזמן הנדרש למעבר מסוג דלק אחד לאחר, הנו צירוף של פרק-הזמן הנדרש עד שגזי הפליטה הנפלטים מהארובה יגיעו לתחנות הניטור, בתוספת הזמן הנדרש לשינוי סוג הדלק הנכנס למבערים. זמן התגובה הנו כשעה - מהיר יחסית למערכת כה מורכבת ומסורבלת. מי שביקר באתר תחנת-כוח והתפעל מגודלם של המיתקנים, לבטח יידע להעריך את המהירות בה ניתן לשנות את הדלק במבערים.




 

הפחם פחות 'גמיש'


בשנות ה- 80', תכולת הגופרית במזוט עמדה על 3.5-3%. מאז הונהגה שיטת המב"ס ב-1982, משתמשת חברת החשמל - לפי הצורך - בדלק דל גופרית המכיל עד אחוז אחד בלבד של 1% גופרית, או בדלק דל - דל גופרית המכיל עד 0.5% חצי אחוז גופרית בלבד. כאמור, ככל שאחוז הגופרית נמוך יותר כך עולה מחירו, אך כמות תחמוצות הגופרית הנפלטות מהארובה הנה תהייה נמוכה יותר.

יחידות הכוח באתר תחנת 'אורות רבין' בחדרה ובאתר רוטנברג באשקלון, שורפות פחם, הנחשב דלק 'טוב' מבחינת הגופרית (מכיל 0.8%-0.7% גופרית בלבד). קיים גם פחם משופר המכיל רק 0.5% גופרית.

ביחידת כוח פחמית יש צורך לשרוף את מלאי הפחם שבמערכת ולכן יחידה כזו פחות 'גמישה', ולא ניתן להחליף תוך זמן קצר את הפחם במבערים. זמן תגובה של המב"ס בתחנה זו כיממה. אך באופן כללי, בעונות שנה 'רגישות' יותר לזיהום בתחמוצות גופרית, משתמשים באופן רציף בפחם שהוא דל יותר בגופרית.

שלושה מדדים עיקריים המאפיינים את פעילות חברת חשמל לשיפור איכות האוויר הם:
* סך כל פליטת תחמוצות גופרית לאוויר, מתחנות-הכוח (טון לשנה).
* כמות תחמוצות הגופרית הנפלטות ליחידת חשמל מיוצרת (גרם לקילוואט שעה, שזוהי הפליטה הסגולית)
* ריכוזי תחמוצות הגופרית הנמדדים באוויר הסמוך לפני הקרקע, בהשוואה לתקנים (מיקרוגרם לממ"ק)




 

הפליטה ירדה לרבע, הייצור עלה


בשנת 1980, לפני שהונהגה שיטת המב"ס, נפלטו סה"כ לאוויר מארובות תחנות הכוח כ- 204 אלף טון תחמוצות גופרית בשנה.

ב-1990 ירד הקף הפליטות לכ-163 אלף טון בשנה, ונשאר באותה רמה עד היום. הירידה המוחלטת בכמויות תחמוצות הגופרית הנפלטות, נעשתה עקב מעבר חלקי לשימוש רציף בדלקים דלי גופרית, ובעזרת המב"ס. אל נוכח עלייה מתמדת בייצור החשמל (פי שלושה מ- 1980 ועד היום).

למעשה, ההישג הסביבתי הוא גדול בהרבה מכיוון שבתקופה זו, מ-1980 ועד היום, גדל ייצור החשמל בישראל פי שלושה. ב-1980 הייתה הפליטה הסגולית 16.7 גרם תחמוצות גופרית לקילוואט שעה, ואילו בשנים 1997-98 ירדה הפליטה הסגולית הממוצעת כמעט לרבע והתייצבה על 4.5 גרם תחמוצות גופרית לקילוואט שעה.

נתונים אלה מבטאים את הצלחת המב"ס. אך המדד האמיתי הוא ירידה בריכוזי תחמוצות גופרית באוויר, כפי שנמדד בתחנות הניטור שבסביבות תחנות-הכוח.

לדוגמה, כאשר מתייחסים לתקן היממתי (24 שעות), הממוצע של ריכוזי תחמוצות הגופרית שנמדדו בתחנות הניטור עד אמצע שנות ה- 80', היה לעיתים קרובות גבוה מהתקן. אך בעשר השנים האחרונות נמדד ממוצע יממתי נמוך בהרבה מהתקן. מגמת הירידה ברמה המירבית של תחמוצות הגופרית נמשכה עד 1995, והתייצבה מאז על 50%-25%. כך הדבר לגבי המדידות שנעשו באזורי תל-אביב, חיפה ואשדוד.

יש לציין, שיותר ויותר משתמשים בתחנות-הכוח באופן רציף, בדלק דל גופרית. בתחנת הכוח 'רדינג' בתל אביב, מזה מספר שנים, נשרף באופן רציף מזוט דל גופרית ודל אספלטינים. בתחנת 'אשכול' שבאשדוד, החל מחודש יולי השנה יעברו לשימוש קבוע במזוט דל גופרית ודל אספלטנים. מגמה זו של מעבר לשימוש רציף בדלק נקי יותר, למעשה מקטינה את הקף המב"ס.

שיפור ניכר נוסף בפליטת גופרית דו חמצנית יגיע אם וכאשר יהיה מעבר לשימוש בגז כדלק. אך לכך עוד חזון למועד.



אל האסופה ישראל - האדם והמרחב : נושאים נבחרים בגיאוגרפיה3

ביבליוגרפיה:
כותר: והרי תחזית מזג הגופרית
מחברת: גפני, מירה (ד"ר)
תאריך: יוני-יולי 2000 , גליון 32
שם כתב העת: ירוק כחול לבן : ביטאון פורום המשק והכלכלה למען איכות הסביבה
הוצאה לאור: ביטאון פורום המשק והכלכלה למען איכות הסביבה בישראל
הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית