זרקור – אדמה לוהטת בעדולם / איתן קריין

שיטה חדשה להפקה תת-קרקעית של נפט מעוררת תקוות גדולות וחששות גדולים לא פחות. ביקור בחברת IEI בירושלים.

“נסה לדמיין אירוע גאופוליטי דרמתי, או משבר כלכלי, הגורם למחסור חמור בדלק בישראל,” ביקש ממני ד”ר יובל ברטוב, הגאולוג הראשי של חברת Israel Energy Initiatives (IEI) כשביקרתי במשרדי החברה בירושלים. “מתחת לאדמת שפלת יהודה שוכן מקור דלק אדיר, מן הגדולים בעולם, שיכול להקנות לישראל עצמאות אנרגטית לעשרות שנים ולמנוע את התרחיש הדמיוני, אך הלא בלתי-סביר, הזה. איך תרגיש,” הוסיף ברטוב, אם תדע שהמקור הזה אפילו לא נחקר?”

ראשיתו של הסיפור לפני כ-70 מיליון שנה בימים שבהם כיסה ים טֶתיס הקדום את האזור. [ראו “ברון הדינוזאורים מטרנסילבניה”, מאת ג’ארת דייק, עמוד 60 בגיליון זה.] כמו בסביבות ימיות רבות אחרות, הצטברו בקרקעית הים חומרים אורגניים – שאריות של מיליארדי טונות של מיקרואורגניזמים קדומים שניצלו מחמצון, ממאכל בידי יצורים חיים ומתהליכי פירוק אחרים – נקברו ונשתמרו בקרקעית הים. ברבות השנים, עשו הזמן, הכימיה והטמפרטורה את שלהם והמולקולות האורגניות התחברו זו לזו ברשת פולימרית תלת-ממדית בלתי מסיסה הקרויה בלשון הגאוכימיה האורגנית בשם קֵרוֹגֶ’ן. סלע כמה טכנולוגיות הקיימות כבר היום המשקע המכיל בתוכו קרוג’ן קרוי אבן ביטומטית או פצלי שמן. חברת IEI קיבלה רישיון לחקור מרבץ פצלי שמן השוכן בעומק של כ-300 מטרים מתחת לפני השטח של שפלת יהודה הדרומית בחבל עדולם, מעמק האֶלָה בואכה בית ג’וברין ודרומה.

כשסלעים כאלה נקברים בעומק רב יותר, והטמפרטורה עולה, הקרוג’ן עובר פירוק תרמי ומשחרר מולקולות אורגניות חדשות, שונות למדי מן התרכובות הביולוגיות שיצרו אותו מלכתחילה: תערובת מורכבת מאוד של פחמימנים (תרכובות המכילות פחמן ומימן) המוכרת כנפט גולמי. כך קרה למשל בסעודיה או בלוב אבל לא בחבל עדולם. המרבץ הישראלי אינו קבור בעומק רב ולא נחשף לטמפרטורות גבוהות דיין כדי ליצור נפט. פצלי עדולם מעולם לא נכנסו ל”חלון הנפט”.

“עם תחילת הפקת הנפט בעולם, היו בו 3 טריליון חביות נפט,” אומר ד”ר הרולד וינגר, המדען הראשי של החברה. “מאז ניצלנו שליש מהן, אנחנו יודעים היכן טמון השליש השני – רובו במזרח התיכון ובצפון אפריקה – ואת השליש השלישי צריך למצוא. הבעיה היא שהעתודות האלה מצויות כנראה במקומות רחוקים שקשה להגיע אליהם, כמו באזורי הקוטב, ולכן מחיר הנפט שיופק מהן צפוי להיות גבוה,” מסכם וינגר ומוסיף, “עתודות הנפט בעולם רחוקות מלהיגמר, אבל עתודות הנפט שקל להפיקו ומצוי בידיים ‘ידידותיות’ הולכות ואוזלות. אם לא נמצא חלופות, אופ”ק ימשיך להחזיק את העולם בגרון, ואף יהדק את אחיזתו. אין למדינות האלה שום תמריץ להגביר את ייצור הנפט ולהוזילו.”

אבל יש לכך פתרון, אומר וינגר, שהיה בעבר המדען הראשי של חברת הנפט שֶל. בעולם יש מקורות בלתי קונבנציונליים שעד לא מזמן לא היו שיטות לנצלם, או שהדבר לא השתלם מבחינה כלכלית: נפט כבד, חולות זפת ופצלי שמן. “מחיר הנפט ה’רגיל’ הולך ועולה, ואילו מחיר הנפט ה’בלתי קונבנציונלי’ יורד. לפני 5 שנים השתוו המחירים ומאז משתלם להפיק נפט בדרכים חדשות,” אומר וינגר. על פי חישובים שערכה IEI יהיה אפשר להפיק באזור הרישיון שלה כ-40 מיליארד חביות נפט, ובכל האגן המרכזי של שפלת יהודה כ-90 מיליארד חביות. לשם השוואה, שדה הנפט של סעודיה מכיל כ-250 מיליארד חביות של נפט “קל להפקה”. ישראל משתמשת היום בכ-100 מיליון חביות נפט בשנה. “ניצול של 30 קמ”ר תת-קרקעיים ורק 5 קמ”ר על פני השטח, יוכל לספק את צורכי מדינת ישראל במשך כ-30 שנה,” אומר ברטוב.

הרעיון שמאחורי השיטה של חברת IEI פשוט למדי. כל כימאי יודע שמה שלא עושה הזמן, עושה הטמפרטורה. לו היו פצלי השמן של עדולם מגיעים לעומק שבו שוררת טמפרטורה של 100 מעלות צלסיוס היו נדרשות מיליון שנה להפכו לנפט. אם היו כורים את הפצלים האלה במכרה פתוח ומחממים ל-800°C היינו מקבלים נפט מיד. בחברה מציעים חלופה שלישית: לחמם את הפצלים בבטן האדמה לטמפרטורה של 300°C בלבד במשך שלוש שנים, ולאסוף את הנפט הנוצר.

לשיטה הזאת כמה יתרונות, אומרים בחברה. טמפרטורה של 300°C אינה מפרקת את הסלע עצמו ואינה משנה את המרקם שלו. כמו כן, רק פחממנים במצב צבירה גזי עולים אל פני השטח ומתעבים בו. “המערכת פועלת למעשה כמו בית זיקוק תת-קרקעי בשטח,” אומר וינגר. “ואנחנו מסוגלים לפקח על הלחץ והטמפרטורה שלו.” ניסויי מעבדה שערכה החברה הראו ששליש מן החומר האורגני שיופק יהיה גז ושני שלישים נפט נוזלי קל יחסית בעל התפלגות פחמימנים ששיאה 12 אטומי פחמן לתרכובת. השאריות הכבדות יותר, שבשיטות אחרות יש צורך לטפל בהן במיוחד, נשארות באדמה. מלבד זאת צפוי להשתחרר מימן שישמש להעלאת איכות הנפט ולסילוק הגופרית המצויה בו.

זאת ועוד, ההפקה תתבצע באמצעות קידוחים אופקיים [ראו “האמת אודות סדיקה תת-קרקעית”, מאת כריס מוני, עמוד 32 בגיליון זה] שימנעו את הצורך בכרייה פתוחה שאינה באה בחשבון באזור נופי רגיש כמו חבל עדולם. הנפט הנוצר בשיטה הזאת איכותי הרבה יותר מנפט שנוצר בחימום מהיר של אותם פצלי שמן. מכיוון שרוב ההפקה תיעשה בעומק רב, מתקן ההפקה על פני השטח יהיה קטן באופן יחסי. מלבד המתקנים הקשורים בחימום הקרקע ובבקרה על הטמפרטורה והלחץ, הוא יטפל גם בסילוק גזים רעילים, כמו מימן גופרי, ובטיפול ראשוני בנפט. עם התקדמות ההפקה התת-קרקעית יוקם מתקן חדש במרחק כמה קילומטרים מן הראשון שיפורק והשטח שלו ישוקם. ההתקדמות תיעשה בדילוגים ואפשר להקים את המתקנים לאורך כבישים קיימים, אומרים בחברה.

אבל האם חימום שטחים גדולים של סלע תת-קרקעי משתלם בכלל? על פי מאזני האנרגיה של החברה התשובה כמובן חיובית. בתנאים מושלמים אפשר לדעתה להפיק נפט וגז שתכולת האנרגיה שלהם היא פי 6 מן האנרגיה המושקעת. אבל אם מביאים בחשבון ניצולת חלקית ושימוש בחשמל לחימום הקרקע, דרך שהיא יקרה ביותר, מקבלים יחס של 1:3 אומר וינגר. בחברה מתכננים להשתמש בשיטות יעילות ממנה המבוססות על גז טבעי. “בראשית התהליך נצטרך לרכוש גז, אבל בהמשך יספיק הגז שיופק בשטח כדי להפיק את הנפט הנוזלי,” אומר וינגר. “אנחנו מתכוונים להזרים מלחים מותכים שיחוממו בגז על פני השטח ויוחדרו בצינורות לשכבת ההפקה.”

הפקת נפט באמצעות חימום תת-קרקעי, היא שיטה חדשנית שאינה מופעלת בקנה מידה תעשייתי בשום מקום בעולם. הדבר מעורר כמובן שאלות ודאגות רבות שלא על כולן אפשר לענות כרגע. אחת הסוגיות החשובות ביותר היא שאלת הזיהום האפשרי של מי התהום. ניסיון דומה להפקת האבן הביטומנית בקולורדו שבארה”ב, שבו היה וינגר שותף, נתקל בקשיים בדיוק מסיבה זו. “המצב בישראל הרבה יותר טוב,” אומר ברטוב. בקולורדו אקוויפר המים סמוך מאוד לשכבת הפצלים. “בעדולם, הפצלים שוכנים בשכבה גאולוגית המכונה תצורת ע’ארב, המבודדת ממי התהום בשתי שכבות דחוסות ובלתי חדירות למים, אחת מעליה, ואחת מתחתיה.” אקוויפר המים, השוכן בשכבה הקרויה “חבורת יהודה” קבור בעדולם בעומק של 650-700 מטרים, כלומר כמה מאות מטרים מתחת לאזור ההפקה המתוכנן. יותר מזה, אומר ברטוב, הלחץ ההידרוסטטי של מי התהום גבוה הרבה יותר מן הלחץ הצפוי בבארות הקידוח ולכן הנפט לא יוכל לחדור לשכבה הזאת גם אם יגיע לשם.

עם זאת, לא כולם משתכנעים. תושבי האזור וארגוני הסביבה מתנגדים התנגדות חריפה ליוזמה. מקצתה נובעת מהתנגדות עקרונית לתיעוש חבל הארץ יפה הנוף הזה ולפגיעה בתיירות הפנים המתפתחת בו. יש המודאגים מהשפעות התיעוש הזה, כמו זיהום אוויר, רעש ופיתוח דרכים האופייניות לכל תעשייה כבדה באשר היא. אבל גם אנשי מקצוע מעלים שאלות. “הסלעים התת-קרקעיים אינם מתנהגים כמו מְכָל אטום במעבדה,” אומר פרופסור זאב אייזנשטט, מומחה לאבן הביטומנית הישראלית מן האוניברסיטה העברית בירושלים שאינו מעורב בפרויקט. אבל כמו בכל קידוח בשטח, “כיצד אפשר להבטיח שכל הגזים ‘יתנהגו יפה’ וייכנסו דווקא לצינורות?” הוא שואל. אייזנשטט גם מודאג ממה שיישאר באדמה לאחר התהליך. לא מדובר בנפט שנוצר במשך מיליוני שנה, אלא בתהליך מהיר מאוד שמשאיר מאחור חומר אורגני שעבר עירור כימי. “הקרוגן הישראלי שונה מאוד מזה שבקולורדו,” הוא אומר. מדובר בחומר עתיר גופרית, שהשאריות שלו עלולות להמשיך להגיב באדמה ושצריך לבדוק אותו בניסוי בשטח. “אינני רגוע לגבי מה שהם הולכים להשאיר שם לדורות הבאים,” הוא אומר.

כדי לענות על שאלות כאלה מעוניינת החברה להפעיל “פיילוט”, מתקן הפקה ניסיוני, שיבחן את השיטה באמצעות קידוח אנכי יחיד, בעומק רדוד יחסית, שיפעל במשך שנה. “כרגע איננו חברה להפקת נפט,” אומר ברטוב. “אנו למעשה חברת מו”פ מדעית שבוחנת את הרעיון, ואוספת נתונים.” עדיין לא התקבל האישור להפעלת מתקן הניסוי בעמק האלה וגם סביבו מתנהל מאבק שהגיע אפילו לפתחו של בג”ץ. בחברה מספרים שהם ערכו סיור בשטח לאנשי הארגונים הירוקים וקיימו מפגשי הסברה רבים לתושבי הסביבה, אך מתקשים לשכנעם. אייזנשטט בהחלט תומך במתקן כזה בתנאי שהפעלתו תהיה מבוקרת על ידי גורם חיצוני ותוצאותיו זמינות לכול, גם לתומכים וגם למתנגדים.

אין חולק על כך שמאגר פצלי השמן של שפלת יהודה הוא משאב אסטרטגי של מדינת ישראל ושיש לו פוטנציאל כלכלי אדיר. עם זאת, ניצול זהיק שלו ימנע נזק סביבתי. רק מחקר מדעי מקיף יוכל לקבוע באופן חד-משמעי מהן הדרכים שבהן אפשר לנצל אותו בלי לגרום נזק, אם בכלל. נראה אפוא שמתקן ניסוי הוא צעד נכון ולא כדאי לחכות ליום שבו השאלה שבה פתחנו את הכתבה תהיה אקטואלית.

על המחבר
איתן קריין הוא דוקטור לגאוכימיה אורגנית ועורך ראשי שותף של סיינטיפיק אמריקן ישראל. עקבו אחריו בבלוג ועדת העורכים ב-www.sciam.co.il