הנדסת מים

41 מגזין המים הישראלי הנדסת מים הפונטציאל המוגבל להפחתת צריכת אנרגיה כיצד ניתן להפחית צריכת אנרגיה גם בעתיד ? פקידי הממשלה מניחים שהממברנות ימשיכו להיות יעילות יותר, “קשוחות יותר כנגד ביופילם“, עם חדירות טובה יותר ואורך חיים משופר. טכנולוגיות חדשות מהפכניות, כמו מערכות אנרגיה נמוכה האוספות מים מהאטמוספירה, נזנחות בדרך כלל כרעיון שלא יורחב לממדים מסחריים בעתיד הנראה לעין. במקרה ששיפורים כאלה יפותחו בסופו של דבר, הם ישתקפו מיד בירידת הוצאות התפעול, ובירידת המחירים שיגישו המציעים במכרזי ההתפלה העתידיים. כל עוד המחיר למים מותפלים נקבע בחוזים רב-שנתיים ארוכי טווח בין חברות ההתפלה לממשלה, לשותפויות המפעילות כיום את מפעלי ההתפלה בישראל יש למעשה מוטיבציה רבה להפחית את צריכת האנרגיה שלהן וכתוצאה מכך את פליטות גזי החממה. קיצוץ הוצאות האנרגיה מגדיל את רווחי התאגידים. ואמנם, זאת הסיבה לכך שמפעילים נוטים להעדיף להפוך את מפעלי ההתפלה שלהם ליצרני חשמל עצמאיים ולבנות מתקני קוגנרציה: זה חוסך להם כסף. הבעיה היא, שחוקי התרמודינמיקה קובעים כמות אנרגיית מינימום שתידרש קוט“ש בקירוב לכל 1- תמיד כדי להוציא את המלחים ממי הים. היא מגיעה ל סמ“ק מים. תהליכים מודרניים של אוסמוזה הפוכה כבר מתחילים להתקרב למינימום התרמודינמי התיאורטי הזה. הערכת הפוטנציאל לצמצום נוסף של Science דרישות האנרגיה העתידיות של ההתפלה שפורסמה בכתב העת על ידי אלימלך ופיליפס, מתארת את המגבלות הפיזיות הבסיסיות, שיש בהן כדי למתן את האופטימיות לגבי שיפורים אפשריים בניצולת האנרגיה של תהליך האוסמוזה ההפוכה. חדירות הממברנות היא שקובעת בסופו של דבר את מידת לחץ-היתר הנדרש כדי ליצור זרמי המים. בלי קשר למידת החדירות של ממברנה, הלחץ המופעל לא יוכל לרדת מתחת ללחץ האוסמוטי של התרכיז, כפי שמציינים החוקרים: “ממברנות בעלות חדירות גבוהה עשויות לסייע בהפחתת הוצאות ההון על ידי הקטנת שטח הממברנה הנדרש, אך הן לא יפחיתו את צריכת האנרגיה. צריכת האנרגיה נקבעת על ידי הצורך להביא את נפח המים המוזנים ללחץ השווה ללחץ האוסמוטי של התרכיז.“ המכרזים המקוריים של המדינה לשותפות פרטית-ציבורית להקמת מתקני התפלה חדשים כללו סטנדרטים כלליים לנצילות אנרגיה בתנאי התפעול הנדרשים. אך מצוינות בשימור אנרגיה, כשלעצמה, מעולם לא הייתה קריטריון מרכזי לבחירת הצעה נתונה לבניית מתקן התפלה. לאחר קפיצות המדרגה שנעשו בתחילה לשיפור נצילות האנרגיה של ההתפלה, בשנים האחרונות ההתקדמות הייתה אטית יחסית. מנהלי המים הישראלים ראו תמיד ברמה ליטר) מים מעין תקרת 1,000( קילוואט למטר מעוקב 3.5 הבסיסית של זכוכית טכנולוגית. החשיבותשל ניטור נצילותהאנרגיהשלמפעלי ההתפלהתגדל ככלשהמפעלים ילכו ויתיישנו. למרות אורך החיים המרשים של מפעלי התפלה, עם הזמן יעילותם הכוללת פוחתת באופן טבעי. ככל שהממברנות מתיישנות, יש יותר הצטברות של משקעים ואבנית, כך שכמות האנרגיה הנדרשת כדי לדחוף את מי הים דרך הממברנותהמתלכלכות גדלה באופן בלתי נמנע. ניתן וצריך לקבוע סטנדרטים לעניין זה. אולם במקום להגדיל את היעילות, אלה פשוט יבטיחו שצריכת האנרגיה של המפעלים לא תגדל. במילים אחרות, על אף ההבדלים באסטרטגיותהטכנולוגיות, עבור מתקני ההתפלה העתידיים בישראל, אף אחד קו“ט למ“ק בעתיד הנראה לעין. 3- מהם אינו מצופה לשבור את מחסום ה התפלה וחשמל נקי אסטרטגיות להפחתת טביעת הרגל הפחמנית של ההתפלה יוכלו לצמצם את כמות החשמל שבה משתמשים המפעלים או להחליף את מקור האנרגיה המספק להם חשמל. כפי שתואר לעיל, שיפורי התייעלות בהתפלה ימומשו קרוב לוודאי בצעדים הדרגתיים. אףשנצילות האנרגיהשל ההתפלה השתפרה פלאים, לא סביר שהמפעלים העתידיים יהיו יעילים יותר משמעותית מאלה שנבנים היום. לאור זאת, ראוי בהחלט לשקול טכנולוגיות ומדיניות שיוכלו לספק אנרגיה ירוקה להפעלת תהליכי ההתפלה. בשנים שבאו אחרי הקמת מפעלי ההתפלה הגדולים, תחנות כוח עצמאיות בקוגנרציה, הכרוכות בהפקת חשמל בו-זמנית באתר עצמו עם מים באיכות גבוהה, היו חלק חשוב מהחשיבה האסטרטגיתשל רשות המים בישראל. זאת, מפני שעד לא מזמן החשמל בארץ היה תלוי ברובו בפחם. על רקע טביעת הרגל הפחמנית המסיביתשל שריפת פחם, כמעט כל מתקן קוגנרציה המונע בגז טבעי שיפר את טביעת הרגל הפחמנית של מערכת ייצור חשמל מזהמת. ככלל, הקוגנרציה צוברת פופולריות ברחבי העולם. הדיבידנדים הכלכליים והיתרונות הסביבתיים הנם מהותיים. יתרונות אלה כוללים פחות איבוד אנרגיה בהולכה, הפחתת אנרגיה סגולית ופליטות פד“ח על ידי שימוש חוזר בעודפי חום בדרגה נמוכה בתהליך ההתפלה, ובנוסף, הפחתת הצורך בצינון המים. שלושה מחמשת מתקני התפלה הגדולים בישראל קיבלו רישיונות לבנות ולהפעיל מתקני קוגנרציה באתר. מתקן שורק, לדוגמה, הוא המתקן האחרון ממפעלי ההתפלה 60% שהקים תחנת קוגנרציה. אך העובדה שרק עבור אופציה זו הייתה חלק מהחוזה מלמדת שהרגולטור נתן לכך עדיפות נמוכה יחסית – ורשות המים לא התעקשה על הנושא. מתקן ההתפלה בחדרה, לדוגמה, ממוקם על שטח של חברת חשמל. וכך, המפעילים הסכימו לרכוש את החשמל ישירות מרשת החשמל הארצית. עם גילוי הגז הטבעי בים התיכון בשנים האחרונות, השימוש בפחם על ידי תחנות הכוח בישראל כמקור אנרגיה עיקרי החל להצטמצם. אספקת החשמל המקומית מסתמכת יותר ויותר על גז טבעי כמקור הדלק העיקרי שלה. (כיום אחוז מייצור החשמל המקומי מתבסס על פחם מיובא.) מצב זה מנטרל 36 רק חלק ניכר מה“בונוס“ של שימור אנרגיה המזוהה עם תחנות קוגנרציה מגז טבעי, אףשהפסדי ההולכה עדיין מופחתיםהודות לשימושבמקור חשמל רציף. בכל חמשת מתקני ההתפלה בישראל, רמות האנרגיה הסגולית מתכנסות קו“ט/מ“ק בקירוב. המשמעות היא, שהיתרון הסביבתי שביקשו להשיג 3.3- ל על ידי הבחירה בקוגנרציה במקום ההסתמכות על חשמל מהרשת הארצית, יצטמצם קרוב לוודאי ככל שטביעות הרגל הפחמניות של החשמל המופק עצמאית והמופק מרכזית יישרו קו זו עם זו. אי לכך, התערבויות לצמצום השינוי האקלימי צריכות להתמקד בהבטחת המעבר של מקורות החשמל במפעלי ההתפלה מדלקים מאובנים לאנרגיה מהמים המותפלים בעולםמיוצרים באמצעותמקורות 1% מתחדשת. כיום, רק אנרגיה מתחדשת. יש מדינות רבות, במיוחד באזורים מרוחקים או מתפתחים המפרט ההנדסי של מתקן ההתפלה בשורק זהה באופן כללי לזה של המתקן באשקלון. אפשר ללמוד מכך כי יעילות ההתפלה מתחילה ככל הנראה להגיע לידי מיצוי