ידענים: סביבה ואנרגיה

מאת 16 באוקטובר 2011 3 תגובות

הוא מוזכר בספר "בראשית", יכול להחליף את הפחם בתחנות הכוח, ומהווה מקור יציב של אנרגיה מתחדשת. האם עץ האשל יהווה מקור אנרגיה נקי לישראל ולעולם?

עץ אשל בן 400 בשמורת פורה שבצפון הנגב. צילום: אסתר ענבר

עץ אשל בן 400 בשמורת פורה שבצפון הנגב. צילום: אסתר ענבר

אבי מושל | גליליאו

בספר בראשית מסופר על אברהם אבינו, שלאחר שכרת ברית עם אבימלך מלך גרר והבטיח לעצמו את מקום מושבו ואת באר המים שחפר, עמד ונטע אשל. פרשני המקרא ייחסו משמעות לנטיעה זו כצעד של קביעת מגורי קבע והכנסת אורחים. היום מן הסתם היו מייחסים לנטיעה גם משמעות של הבטחת מקור יציב של אנרגיה מתחדשת.

עץ עמיד בתנאי מליחות

מקובל לזהות את האשל הנזכר כמה פעמים בתנ"ך עם העץ הקרוי היום בשם זה, אם כי הדבר אינו ודאי. בארץ גדלים בר כ-16 מיני אשל (Tamarix). האשל הוא סוג במשפחת האשליים, המונָה כ-90 מינים של עצי בר או שיחים הגדלים בעיקר באזורים ממוזגים וסובטרופיים ומאכלסים שטחים חוליים ואפיקי נחלים.

מקצת ממיני האשל מתאפיינים בכך שהם מסוגלים לגדול בתנאי מליחות קיצוניים. מיני אשל אחדים מתנשאים לגובה רב ומאריכים ימים (150 שנים ויותר); במינים אחרים שולטת צורת השיח, ולצמח אין גזע מרכזי אחד. לכל המינים ענפים ארוכים ומערכות שורשים כפולות: שורשים מעמיקים ושורשים המתפשטים לרוחב, למרחק רב.

מינים אחדים של האשל הסתגלו כאמור למליחות גבוהה בקרקע. בלוטות שנמצאות בעלים מפרישות את המלח שהעץ קולט. המלח, בגלל תכונותיו ההיגרוסקופיות, סופח בלילות כמות רבה של טל מהסביבה. בשל כך נוצרות טיפות הנוטפות מענפי העץ ובאופן זה העץ מקבל תוספת מים חשובה לבית השורשים מחד גיסא, ומאידך גיסא גורמת התופעה להצטברות מלחים מסביב לעץ ומונעת מצמחים אחרים לגדול סביבו ובכך נמנעת תחרות על משאבים. משום מהירות צמיחתו, נופו המרהיב ועמידותו בפני יובש ומליחות, נוהגים לשתול את אשל הפרקים באזורים צחיחים: הן כעץ מצל, הן כשובר רוח והן כספק חשוב של עץ להסקה ולבישול.

משטר השקייה

לפני כמה שנים חקרו הפרופסורים יואב וייזל ז"ל ויבל"א עמרם, אשל בחוות ניסיונות ביטבתה זן ייחודי של אשל הפרקים. בשנות השישים של המאה הקודמת זיהתה הקרן הקיימת לישראל שלזן זה, הנקרא אשל זקוף, יכולת גידול מהירה לצורכי ייעור מדברי. אשל זה יכול לצרוך מים מליחים ברמה ששום גידול חקלאי אינו יכול לעמוד בה: עד 10 EC (מוליכות חשמלית, Electrical Conductivity, היא מדד למליחות המים). זיתים, לדוגמה, אפשר לגדל במים שרמת המליחות שלהם אינה עולה על EC 4.2.

במשטר השקיה נכון צריכת המים של האשל הזקוף היא כ-1,000 מטרים מעוקבים לדונם בשנה (כולל גשם), בדומה לכמות הנדרשת בשנה לדונם לגידול זיתים. היכולת של העץ לגדול בקרקעות מלוחות ובמים מליחים מאפשרת לנצל קרקעות חקלאיות שננטשו בשל המלחת יתר וכן מים מליחים או מי קולחין בעלי מליחות גבוהה שכיום אי אפשר לנצלם לצורכי חקלאות.

גידול האשל במשטר השקיה נכון אינו גורם להמלחת מי התהום, ובשיטת גידול וקציר נכונים אפשר אף להשתמש ביכולות ספיחת המלח של העץ כאמצעי להקטנת כמות המלחים בקרקע. האשל הזקוף מסוגל לצמוח שנים רבות, כמעט בכל סוגי הקרקע, ודורש תשומות טיפול מזעריות.

קצב הצימוח של העץ מהיר מאוד: בשקלול כמות הביומאסה והערך הקלורי שלה, העץ מייצר פי 2 עד 3 ביומאסה יותר מכל גידול מעוצה אחר ידוע בעולם, ואף יותר מקנים מהירי צימוח באזורים טרופיים (!): כ-7.5 טון נטו לדונם לשנה. זאת ועוד, האשל הזקוף הוא בעל ערך קלורי גבוה: כ-4,800-4,600 קילו קלוריות לק"ג עץ יבש לעומת 4,000-3,500 ברוב החומרים הצמחיים.

מקור חדש לאנרגיה

לפני כשנתיים, החלה קבוצת משקיעים ישראליים (מיהָר ביואנרגיה ישראל) לנטוע חלקות עצי אשל מהזן החדש, האשל הזקוף, מתוך כוונה לייסד בכך ענף חקלאי חדש בישראל – גידול עצי אשל כמקור אנרגיה. חלקת גידול ראשונה ניטעה לפני חמש שנים באזור יטבתה, בשטח של כעשרה דונם.

בשנה האחרונה נטעה הקבוצה עוד שלוש חלקות של מטעי אֵם לייחורים בעמק המעיינות, (כפר-רופין), במישור החוף (מעיין-צבי) ובנגב המערבי (ניצנה), בהיקף כולל של כ-130 דונם. במהלך השנה הקרובה אמור המיזם לעבור לשלב נטיעת המטעים הגדולים, ובתוכנית לנטוע לפחות 10,000 דונם בחלקים שונים בארץ.

בניגוד לצורך לערוך שינוי בייעוד הקרקע כשמעוניינים להתקין עליה מערכות לניצול אנרגיה סולארית לייצור חשמל, המיזם אינו דורש שינוי ייעוד הקרקע משום שמדובר מראש בקרקע חקלאית. עוד חלקות נמצאות בתהליך הקמה בהודו, בשיתוף פעולה של החברה הישראלית עם חברה הודית (אגרו-גולד) בשטח של כ-100,000 דונם.

עץ במקום פחם

בעולם גידול עצים תופס תאוצה, בשנים האחרונות, כשיטה יעילה וזולה להספקת אנרגיה מתחדשת, המתבטאת בהחלפת פחם לשרפה בעץ. כיום נטועים ברחבי העולם אלפי דונמים של עצים (בעיקר אורנים) המיועדים לצורך זה. לאחר שהגיעו לממדים הרצויים, העצים "נקצרים", נטחנים לכופתיות ובאופן זה הם מובלים כחומר דלק לכל דבר. אי אפשר, כנראה, להשתמש בעלי האשל בתחנות כוח פחמיות, בגלל תכולת המלח הגבוהה יחסית בעלים, אך ייתכן שאפשר יהיה להשתמש בהם במערכות ייעודיות להפקת אנרגיה בעלות עמידות טובה יותר למלח.

לכן, בתחנות כוח פחמיות ישתמשו בגזעים ובענפים בלבד לאחר שאלו נטחנו לכופתיות, ואילו בתחנות הייעודיות אפשר יהיה להשתמש בכל חלקי הצמח מבלי צורך לטחון אותם לכופתיות. לאחר הקציר, הקרקע מוכשרת מחדש לנטיעה הבאה. כ-160 תחנות כוח פחמיות בעולם משתמשות היום בביומאסה מוצקה, שמרביתה היא תוצרי עץ כתחליף חלקי לפחם, והוקמו מעל 1,000 מתקני אנרגיה ייעודיים שבהם העץ משמש חומר דלק בלעדי להפקת קיטור, חימום וייצור חשמל.

החלפת הפחם בעץ בתחנות הכוח היא פשוטה יחסית, ומצריכה בעיקר כיוון מחודש של מטחנות הפחם, כדי שיתאימו לחומר החדש, וכן כיוון המבערים (או התקנת מטחנות ומבערים המתאימים לעץ) באופן שיביא לניצול מרבי של הדלק החדש. כיום מיוצרת כ-1.3% מכמות החשמל בעולם מביומאסה – שהמקורות המקובלים ביותר שלה הם עץ, מוצרי לוואי חקלאיים (שאריות גידולים צעירים או גזם עצים) ופסולת עירונית וחקלאית. המגבלה העיקרית להרחבת השימוש בביומאסה כחומר דלק היא היעדר מקורות מספיקים ומתחדשים של ביומאסה. בארצות-הברית ובמדינות רבות אחרות כמות האנרגיה המיוצרת מביומאסה גדולה בהרבה מזו שמיוצרת באנרגיות רוח או שמש.

חלק ממדינות אירופה תמרצו את תחנות הכוח להגדיל בהדרגה את כמות העץ המשמשת כתחליף לפחם, במטרה להביא להפחתת פליטת גזי החממה מתחומן. התמרוץ נעשה באמצעות מתן תעריף גבוה יותר לחשמל המיוצר בתחנת כוח המשתמשת בביומאסה כמקור אנרגיה, ובהתאם לכמות הביומאסה שמשתמשים בה. בכמה מהמדינות חויבו תחנות הכוח להשתמש במקורות מתחדשים בתהליך הייצור, או לרכוש זכויות הפחתה ממקורות אחרים, שלהם אין חובה כזאת.

עץ האשל – איך זה עובד?

במהלך גידולו, העץ קולט פחמן דו חמצני מהאוויר ובתהליך הפוטוסינתזה (שבה הוא משתמש באנרגיה סולארית) הופך אותו לסוכרים, שהם אבן הבניין העיקרית בבניית מאסת העץ. לכן, שימוש בעץ כחומר דלק הוא כמעט "נייטרלי" מבחינת פליטת גזי חממה: הכמות הנפלטת בעת שריפת העץ דומה, ואף פחותה במקצת, לכמות שנקלטה מהאוויר במהלך גידולו. העצים משמשים בעצם קולטים סולאריים של אנרגיית השמש וסופגי פחמן דו חמצני מהאוויר כערך מוסף.

הפליטה העיקרית במקרה זה היא בתהליך השינוע של העץ ממקום הגידול למקום השימוש, וכן הפליטה שנגרמה לצורך עיבוד הקרקע והכשרת בולי העץ לשימוש כחומר דלק בכבשנים. שימוש בעץ סמוך למקום גידולו ימנע גם את מרבית הפליטה הנוספת הזו. מדובר בסך הכול בפליטה נמוכה יחסית לערך הקלורי המופק מהעץ וכמות הפחמן הדו חמצני שקלט מהאוויר במהלך גידולו.

למרבית סוגי העץ יש ערך אנרגטי נמוך מזה של הפחם. עובדה זו מקטינה במקצת את תפוקת האנרגיה של תחנת הכח המשתמשת בהם. ולכן מקובל להחליף בתחנות כוח פחמיות קיימות רק עד 40% מן הפחם בחומר העץ. נוסף על כך, אפר הפחם הוא היום חומר גלם לתעשיית המלט, הבטון והתשתיות. אחוז גבוה מדי של אפר ממקור צמחי בתוך אפר הפחם עשוי להקשות על שימוש זה, ולכן התחנות מוודאות כי אינן חורגות מהרמות המרביות של אפר העץ בתוך כלל האפר שנוצר בהן.

לעץ האשל יש, כאמור, ערך קלורי טוב יותר מזה של מרבית מיני העצים, כ-4,800-4,600 קילו קלוריות לק"ג עץ יבש לעומת כ-4,000-3,500 לק"ג במרבית מיני הצומח (וכ-6,000 קילו קלוריות לק"ג פחם). עם זאת, הפרשת המלח על פני העלים בעצי האשל מקשה על השימוש גם בהם כחומר דלק בשל הקורוזיביות של המלח שעשויה לפגוע במתקנים המשמשים לשינוע, לשרפה של הדלק ולאחר מכן לטיפול בגזי הפליטה. לכן יהיה צורך למצוא פתרון לעודפי העלווה ולטפל בהם בתחנות הכוח הייעודיות.

אשל כחומר דלק בישראל

המשקיעים הישראליים מתכוונים להביא לכך שבחמש השנים הקרובות תשולב ביומאסה, שמקורה בעצי אשל ישראליים, כחלק מתוכנית ההסבה של חברת החשמל ומשרד התשתיות. זוהי תכנית להסבה של מערך הייצור הפחמי של החברה, בהיקף של עד 20% מתצרוכת הדלק של שש מתוך עשר יחידות ייצור, בתחנות הכוח בחדרה ואשקלון (4,840 MWh), ובסך הכול לייצר כ-1,000-800 מגה-ואט בתחנות אלו באמצעות שימוש בעץ כחומר דלק.

כדי להגיע לערך זה, תזדקק חברת החשמל לכ-2.5 מיליון טון ביומאסה. המשמעות היא צורך בנטיעה של כ-250,000 דונם עצי אשל ברחבי הארץ, או יבוא של כופתיות במידת הצורך. האשלים יינטעו במקומות שוליים ולא מעובדים, תוך כדי שימוש במים מוּשבים ומליחים הנמצאים כבר בשימוש או שייכנסו לשימוש בשנים הקרובות.

היקף הנטיעות הוא כ-130 דונם בלבד, ולכן הן נחשבות לפיילוט. התוכנית היא להרחיב את שטח הנטיעות לכ-10,000 דונם. כמו כן נדרשת השקעה ראשונית בהתאמת תחנות הכוח לשימוש בעץ כתחליף לפחם. על פי ההערכה הנוכחית, היקף ההשקעה במטחנות ובמבערים בחדרה ובאשקלון צפוי להיות כ-100 מיליון דולרים, סכום פעוט יחסית, בהשוואה להתקנת תחנת כוח סולארית בעלת היקף ייצור חשמל זהה. עלותה הצפויה של תחנת כוח סולארית בהיקף כזה גבוהה בערך פי מאה.

השימוש בביומאסה בכלל, ובביומאסת עצי האשל בפרט, כמקור אנרגיה יגדילו את היכולת של ישראל לעמוד במחויבות הבין-לאומית שעליה הכריז הנשיא שמעון פרס בקופנהגן (דצמבר 2009). על פי הכרזה זו ישראל התחייבה לנקוט את מרב המאמצים על מנת לצמצם 20% מפליטת גזי החממה הצפויים בשנת 2020.

החלפת הפחם בעצי אשל בשיעור המתוכנן יכול לסייע לעמידה בכרבע ממחויבות זו. נוסף על כך השימוש בחומר דלק מייצור מקומי הוא בעל חשיבות אסטרטגית ראשונה במעלה להקטנת התלות ברכישת אנרגיה ממקורות חיצוניים. ישראל נשענת היום באופן כמעט בלעדי על מקורות אנרגיה זרים ובלתי מתחדשים, ויש חשיבות רבה לכך שהמקור הוא מקומי ומתחדש וכן שכספים המיועדים לשימוש בדלק מושקעים במגזר החקלאי המקומי ואינם מועברים למדינות חוץ.

תכנונים לעתיד הקרוב

נוסף על השימוש בעצי האשל כתחליף לחלק מכמות הפחם בתחנות הכוח הקיימות, הקבוצה מתכננת הקמת מתקנים ייעודיים לשימוש בחומר העץ כדלק ותינתן עדיפות להפקה משולבת של קיטור, חשמל והתפלת מים. הכוונה היא להקים שלושה מתקנים בהספק של כ-5-25 MWh כל אחד בערבה הדרומית, בעמק המעיינות ובעמק זבולון. להפעלת מתקנים אלו תידרש נטיעה של בין 3,000 ל-15,000 דונם של אשלים לכל מתקן בהתאם להיקפו. נטיעת האשלים יכולה להיות מנוף כלכלי לתושבי הנגב ולסייע בפתרון בעיות תעסוקה וקרקע בשטחים נרחבים בעלויות נמוכות יחסית.

בהודו מתוכננות נטיעות החל מהשנה הקרובה במיזם שאמור להגיע להיקף של 100,000 דונם, שישמשו מקור להפקת חשמל ממקורות ביומאסה בהיקף הגדול בעולם כיום. במקביל הקבוצה פועלת לייצא את תוצרי עצי האשל לאירופה, שכיום מייבאת חלק גדול מצריכת העץ לאנרגיה מצפון אמריקה. הקרבה הגאוגרפית של ישראל חשובה בהקטנת העלויות ופליטת גזי החממה במהלך ההובלה.

השימוש בגידולים חקלאיים כמקור לאנרגיה מתחדשת תופס תאוצה בעולם, ועצי האשל, שלהם תכולת אנרגיה גבוהה ויכולת לגדול בתנאים קשים של חום ומליחות, נראים כאופציה טובה למקור אנרגיה מקומי. הרחבת שטחי הגידול תאפשר הקטנת הצורך ביבוא פחם והישענות על מקור אנרגיה מקומי ומתחדש ופליטה נמוכה יותר של גזי חממה לסביבה.

ביוגרפיה
אבי מושל הוא בוגר ביולוגיה ומוסמך במדעי הסביבה מטעם האוניברסיטה העברית בירושלים. במשך שנים עבד במשרד להגנת הסביבה בתחומים הקשורים לצמצום זיהום האוויר ולמניעת פליטה של גזי חממה, בין השאר כסגן ראש האגף וכמנהל האגף לאיכות האוויר. כיום יועץ בנושאי איכות אוויר ושינוי אקלים לוועדה לתשתיות לאומיות.

3 תגובות ל “אשל הארץ”

  1. חנן שליב

    האם התוכנית מתיחסת גם לתועלות משנה הנובעות מהיער החדש? למשל נופש ותיירות,בתי גידול לב"ח וכ'.

    מה המשמעויות התעסוקתיות של פרויקט כזה? האם ניתן להשתמש בעץ גם כחומר גלם למוצרים נוספים?

    נייר למשל,סיבית? בכלל על פניו נראה נהדר אבל כדאי להוסיף הבטים ובעיקר לציין מכשלות אפשריות.

  2. 250,000 דונם

    מה היה קורה אם על 250,000 דונם היו מקימים מתקנים טרמו סולריים במקום לשתול עצים? לא יותר זול?
    לא יותר נקי?

  3. אסף

    הרעיון ביסודו חיובי אלא שעולות מס' בעיות ,
    קודם כל עיקר השימוש הקיים בביומסה הוא שימוש בגידולים שיועדו לכך : תירס , סויה,
    דקל-שמן ודומיהם , כלומר גידול דלק במקום לגדל אוכל …. וזה בלשון זהירה…. בעיתי .
    שימוש בביומסה שגורם נזק לסביבה מתרחש בארצות "מתפתחות" בהן כורתים עצים ושיחים
    מכל הבא ליד אם לייצור פחם עץ או ישירות לבעירה … ושוב התוצאה שלילית.
    שימוש אחר – חיובי , בביומסה הוא מפסולת מגידולי חקלאות , וגינון כלומר שימוש מישני,
    היקף השימוש בביומסה מפסולת אינו משמעותי ולא יכול לבוא במקום דלק מחצבי,
    באשר לאשל , קודם כל, מזה שנים רבות מגדלים ירקות בהשקית מים מליחים עד מליחות של
    1200מ'ג לליטר ! (תמרים גדלים מתוקים גם בערכי מליחות גבוהים יותר ) ,
    המלחת קרקעות היא תוצאה של עיבוד לא נכון וחקלאים יודעים להמנע מכך,
    אם הכוונה היא לגדל אשלים בקרקעות חקלאיות כלומר שוב לגדל דלק במקום מזון ….. שלילי.
    אם הכוונה לגדל אשלים בשטחים שאינם חקלאיים , 250000 דונם ? היכן ?
    כדי לדעת את הכדאיות חסרים במאמר נתונים חשובים :
    כל כמה זמן ניתן "לקצור" את האשל,
    בכמה דונם יהיה צורך כדי לתדלק תחנת כוך שתספק כוח למתקן התפלה בערבה ?
    מס' נתונים שיסבירו את היתרון לקורא שאינו בסוד הענינים ,
    באירופה גדלים מליוני דונמים של אורנים , במזרח אפריקה מגדלים אקליפטוסים ובכל זאת
    היערות הטבעיים…… מושמדים !
    בהודו רוב האוכלוסיה משתמשת בביומסה וכמובן שיש בה שטחי ענק
    מהם גם כאלה שהיו חקלאיים …. והומלחו .
    כך שגזירת האפשרויות מאירופה או הודו אינה דוגמא טובה .
    אבל שוב הרעיון חיובי !

הוספת תגובה

  • (will not be published)