הנדסת מים

40 מגזין המים הישראלי הנדסת מים על רקע הירידה הדרמטית בעלויות האנרגיה המתחדשת, אם מחשבים את העלות המלאה תוך התייחסות להשפעה סביבתית, הרי שלבניית מתקני אנרגיה מתחדשת כחלק ממפעלי התפלה חדשים יש היגיון כלכלי בכל מקום של מתקני התפלת מי ים. ניסיונהשל ישראל רלוונטי במיוחד אפוא לבחינת אסטרטגיה סביבתית לפיתוח ההתפלה העתידית של העולם. זאת לאחר שחמישה מתקני התפלה בקנה מידה גדול החלו להמיר מי ים למי שתייה, באמצעות אוסמוזה הפוכה. המרה זו גררה גידול משמעותי בביקוש לאנרגיה. בסיכום הכולל, אספקת מייצור החשמל הלאומי, כאשר ההתפלה 10%- המים של ישראל צורכת כ מהווה נתח גדל מהביקוש לאנרגיה. שיעור זה אולי נמוך מזה הנצרך על ידי המזגנים של המדינה, אך הוא עדיין משמעותי למדי. חמשת מתקני ההתפלה מיליון מטרים מעוקבים מים באיכות גבוהה בכל שנה, 582- מייצרים כיום כ ליטר ועונה על מרבית 1,000- סנט ל 60 במחיר שרוב הזמן אינו עולה על צורכי הפנים של המדינה. אף שרשמית הדברים לא הוגדרו באופן זה, אפשר לראות במעבר של ישראל להסתמכות מוחלטת על התפלה אמצעי הסתגלות לשינוי האקלימי. אולם, באופן פרדוקסלי, החלטה זו מערערת את מאמציה של ישראל לצמצום השינוי האקלימי, במיוחד לאור התחייבויותיה במסגרת יעדי תרומת המדינה Intended Nationally Determined Contribution - להפחתת גזי החממה ( . בתכנית פעולה 2015- ), שהוגשו לאו“ם לפני ועידת האקלים בפאריז ב INDC עד שנת 26%- זו, התחייבה ישראל להפחית את פליטות גזי החממה לנפש ב . התכנית הציגה התחייבות עמומה לטפל בסוגיות הכרוכות בצריכת 2030 אנרגיה בקשר לתעשיית המים, בקביעה כי: “התיאום בפיתוח תשתיות בין מגזר המים למגזר האנרגיה יוגבר.“ למרבה הצער, חיסכון בפרטים הוא אחד ממאפייניו הבולטים של המסמך. בשום אופן אין בכך כדי להעיד כי הגברת שימור האנרגיה והפחתת פליטות גזי החממה הקשורות להתפלה הן בעיות בלתי קיימות בישראל. אדרבא, , מפעלי התפלת מי ים בשיטת האוסמוזה 2010 חשיבותן רק תגדל. בשנת ,2020 מיליון קוט“ש בממוצע בשנה. עד 1,030 ההפוכה בישראל כבר צרכו 1,961- הביקוש לאנרגיה ממגזר ההתפלה בישראל יוכפל קרוב לוודאי ל מייצור החשמל הנוכחי. מאמר זה מתאר 3.7%- מיליון קוט“ש בשנה, קרוב ל את הניסיון של ישראל ומציג חשיבה על מה שמכונה קשר מים-אנרגיה, כדי להעריך את האמצעים שניתן לנקוט לצמצום טביעת הרגל הפחמנית של מערכת ייצור המים הישראלית. ביקושי אנרגיה של מגזר ההתפלה צמיחת תעשיית ההתפלה בעולם מלווה בהגדלת טביעת הרגל הפחמנית הקשורה בה. מפעלי ההתפלה הישראלים משתמשים כולם באוסמוזה הפוכה, בניגוד לתהליכי התפלה עתירי אנרגיה יותר בשיטת הזיקוק התרמי, שבה גורמים לאידוי ולאחר מכן להתעבות של מי הים. ובכל זאת, תהליך האוסמוזה ההפוכה מחייב כמות משמעותית של אנרגיה לצורך הפעלת לחץ מספיק על המים כדי שיעברו דרך ממברנות חדירות למחצה. המשמעות היא שכמות האנרגיה שבה ישתמש מתקן אוסמוזה הפוכה תלויה בסופו של דבר בריכוז המלח במים המוזנים למערכת. מתקנים שבהם המים מגיעים ממי תהום מליחים, שמליחותם נמוכה מזו של מי ים, משתמשים בפחות אנרגיה מאלה שמימיהם מגיעים מהים. בזמן שבו ישראל מתחילה לבחון את אחריותה לצמצום השינוי האקלימי, צמצום טביעת הרגל הפחמנית של ההתפלה צריך להיות אחת מהמטרות המרכזיותשל מדיניותה. משמע, שהתערבויות המדיניות צריכות להפחית את פליטות גזי החממה הנגרמות באופן ישיר ועקיף גם יחד מתהליך ההתפלה ומאספקת המים הקשורה בכך. חשוב להבין אתגר זה בהקשר הכללי של הירידה הדרמטית בצריכת האנרגיה, שכבר מומשה כתוצאה מפיתוחים טכנולוגיים בתהליך ההתפלה. הכוחות המניעים מאחורי התקדמות זו הם פיתוחן של ממברנות משופרות חדירות למחצה, התקנת מערכות להשבת אנרגיה, ושימוש במשאבות יעילות יותר. כתוצאהמכך, עלויותהאנרגיההקשורות להפעלתמתקני ההתפלההישראלים אחוז בקירוב. דומה כי הפחתות נוספות בצריכת האנרגיה 300- כבר קוצצו ב קשות יותר להשגה. כדי להבין את הפוטנציאל ואת המגבלותשל הפחתת צריכת האנרגיה בתהליך ההתפלה, ניתן לבחון את הניסיון של מתקן ההתפלה הישן ביותר והחדש 2- דונם ממוקם כ 70 ביותר בישראל. מתקן ההתפלה באשקלון המשתרע על 40%- ק“מ דרומית לעיר, יחד עם תחנת הכוח רוטנברג המספקת אנרגיה לכ מהמדינה. נצילות אנרגיה גבוהה הייתה בין החידושים ההנדסיים הראויים יותר לציון במפעל באשקלון, ותרמה למה שהיה בזמנו ייצור מים זול באופן פנומנלי. השבת אנרגיה משמעותית ומיחזור היו מובנים בתהליך ההתפלה. המתקן בנוי לפי עיצוב תלת-מוקדי הכולל מרכז שאיבה, מרכז ממברנות, משאבות לחץ גבוה 1+3- ומרכז השבת אנרגיה. מרכז השאיבה משתמש ב מוקי הפעלת האוסמוזה ההפוכה. צריכת האנרגיה 16 כדי להעביר מי ים לכל מגה-ואט. 5.5- של כל משאבה מסתכמת ב קילו- 161 החשמל למתקן באשקלון מגיע משני מקורות יתירים: קו של ואט מרשת חברת החשמל, ותחנת כוח במחזור משולב (קוגנרציה) באתר מגה-ואט. (עודפי החשמל מתחנת 80 הפועלת על גז טבעי, בקיבולת של המחזור המשולב נמכרים חזרה לחברת החשמל או ללקוחות פרטיים.) במועד בניית המתקן, רוב החשמל של ישראל הגיע מתחנות פחמיות. אי לכך, איבוד האנרגיה המופחת של המחזור המשולב במהלך ההולכה, לצד הרמה הנמוכה יותר של פליטות שווי-ערך פד“ח ( פחמן דו חמצני) מהגז הטבעי יחסית לפחם, הקנו לתחנת אשקלון פרופיל אנרגטי נקי יחסית בסטנדרטים מגה- 55 : המקומיים. למרות זאת, עדיין היו למתקן דרישות אנרגיה ניכרות ואט לשעה בביקושי חשמל, השקולים לביקושי האנרגיה של עיר ישראלית למחירם הכולל 25.4% תושבים. עלויות האנרגיה עדיין תורמות 45,000 של של המים המותפלים באשקלון. . הוא נחשב למתקן 2013- מתקן שורק, הגדול והחדש ביותר בישראל, נבנה ב אלף מ“ק 26( מ“ק 624,000 ההתפלה הגדול בארץ, עם קיבולת יומית של 20%- מיליון מ“ק. כיום מספק המתקן כ 110 בשעה) ורמת ייצור שנתית של מדרישות המים המוניציפליות של ישראל. גם מתקן זה משתמש בפעולותיו בגישת מרכז הלחץ שהונהגה לראשונה באשקלון עשור לפניו. גם כאן, תהליך מהאנרגיה המנוצלת על ידי המתקן. למרות 67% האוסמוזה ההפוכה צורך למעלה מעשור של מחקר אינטנסיבי, המפרט ההנדסי של שורק זהה באופן כללי לזה של המתקן באשקלון. אפשר ללמוד מכך כי יעילות ההתפלה מתחילה ככל הנראה להתקרב למיצוי.