לפני כ-4 שנים, כשהחלו הפקות הגז הטבעי בישראל, ציפיותיה של מדינה שלמה הרקיעו שחקים. החשיבה הייתה שצרכני האנרגיה במשק יוכלו לצרוך גז טבעי ולעבוד על מערכות גז טבעי, וכך להגיע ממצב של הכנסות נמוכות לרווחיות וצמיחה. ברם, הציפיות הגבוהות פגשו את המציאות – הגז הטבעי לא מגיע לכל צינור, ואין עמידה בקצב או במכסות להן ציפינו.
לגז הטבעי יתרונות סביבתיים חשובים ובעלי ערך היות והוא כמעט לא מכיל חומרים מזהמים, תהליכי השריפה שלו נקיים יותר. שילוב הגז הטבעי במערך ייצור החשמל יתרום משמעותית להפחתת זיהום האוויר, כפועל יוצא מהפחתת פליטות מזהמים מתחנות הכוח. כמו כן, עלותו נמוכה והוא חסכוני לעומת דלקים נוזליים שונים כגון מזוט וסולר אך כאמור, השימוש בו עדין אינו מיטבי ונפוץ כפי שראוי ונכון שיהיה.
עם זאת, בשנתיים האחרונות אנו רואים שמתגבש בישראל שוק של תחנות כוח לוקאליות – מתקנים קטנים המשמשים לייצור חשמל וקו או טרי-גנרציה.
קו-ֹגֶנֶרַצְיָה הינה תהליך שבו משולבים בו זמנית כוח וחום או ייצור משולב של חשמל וחום תוך שימוש במנוע חום או בתחנת כוח כדי לייצר חשמל וחום שימושי (אנרגיית חום הנפלטת מהמערכת בה ניתן להשתמש בתהליך).
תחנות המשלבות ייצור אנרגיה חשמלית וניצול חום שיורי (חום הנוצר בתהליך השריפה ובתהליך יצירת חום בפעולה מכנית) של גזי הפליטה לייצור קיטור מוקמות לאחרונה בסמיכות למפעלי תעשייה בעלי דרישה לתפוקות קיטור גבוהות כדוגמת בתי זיקוק, מפעלי ייצור תהליכי וכד’. ייצור אנרגיה תוך שילוב של כוח וחום בשיטת קו-גנרציה נקרא גם CHP – דהיינו, Combined Heat & Power Generation.
טְרִי-גֶנֶרַצְיָה הינה תהליך של שילוב כוח, חום וקור או ייצור משולב של חשמל, חום וקור מתייחס לייצור בו-זמני של חשמל יחד עם חום וקור שימושיים ממנוע חום או תחנת כוח.
לאחרונה מאופיין שימוש של אנרגית חום ואנרגית קור הניתנת להפקה באמצעות ניצול החום השיורי כנ”ל לייצור קיטור ומים קרים/תמלחת קרה למפעלי תעשייה בעלי דרישה לתפוקות גבוהות של קיטור ומים קרים/תמלחת קרה כדוגמת מחלבות, מפעלי ייצור בתעשיית הטכנולוגיה ועוד.
ייצור חום בשיטה זו מכונה בעגה המקצועית טרי-גנרציה שילוב של כוח, חום, וקור ונקרא גם CCHP דהיינו,
. Generation Power & Heat, Cooling Combined- .
על ידי ייצור משולב של כוח וחום ניתן להגדיל בעשרות אחוזים את יעילות (נצילות) ייצור האנרגיה המופקת מתחנת כוח במחזור משולב של קו-גנרציה או טרי-גנרציה, וזאת ביחס לתחנת כוח או מנוע קונבנציונלי.
הרעיון עצמו לא חדש. ניתן לראות שהשימוש המוקדם ביותר בקו-גנרציה היה, כנראה, על ידי תומאס אדיסון. תחנת הכוח המסחרית הראשונה שלו שהוקמה בשנת 1882 סיפקה גם חשמל וגם חימום עבור הבניינים הסמוכים. היעילות של תחנת כוח זו הגיעה, בזכות השימוש הנוסף בחום, ל-50% בקירוב.
כאמור, בשנים האחרונות אנו רואים בארץ הקמה של תחנות כוח בחצרות המפעלים הפועלות בטכנולוגיה כפולה או משולשת, המשלבת ייצור חשמל מגז טבעי יחד עם ניצול האנרגיה התרמית לייצור של קיטור, קירור או מים חמים, שישרתו את תהליך הייצור במפעל.
צריך להבין – תחנות כוח מבוססות חום (כולל אלו המשתמשות באנרגיה גרעינית, או אלה שעושות שימוש בפחם או גז טבעי), לא הופכות את כל אנרגיית החום שנוצרת בהם לחשמל. למעלה ממחצית מאנרגיית החום אובדת בתהליך ולא מנוצלת. מה שעושה תחנה שפועלת בקו גנרציה הוא “לכידת” החום שנפלט בתהליך וניצולו, מה שמאפשר לה להגיע ליעילות גבוהה יותר, שיכולה להגיע עד ל-80% (לעומת פחות מ-50% במסורתית). פירוש הדבר הוא שנדרשת כמות קטנה יותר של דלק על מנת לייצר אותה כמות של חשמל.
כיום, עוד ועוד חברות ויזמים בענף תחנות הכוח הקטנות נרתמים כדי לסייע בהרחבת השוק החדש. מפעלים שנאלצו עד כה להשתמש בדלקים מזהמים ויקרים או בחשמל המוזרם מחברת החשמל, כבר נכנסו לתהליך חיבור לרשת החלוקה של הגז הטבעי, והם בדרכם להסבת הפעילות במפעל לגז טבעי ואם כבר חיבור לגז טבעי, אז למה לא לייצר חשמל, קור וחום לצריכה עצמית?.
מגמה זו רווחת גם בעולם:
האיחוד האירופי הוציא בשנת 2004 הנחיות לכלל חברי האיחוד שמטרתן קידום השימוש בקוגנרציה. יישום ההנחיות היה עד שנת 2006, כאשר חלק מהמדינות קיבלו הארכה עד שנת 2007. בבדיקה שנערכה בשנת 2011 התגלה כי 11% מהחשמל באיחוד האירופי מיוצר על ידי קוגנרציה. דנמרק, הולנד ופינלנד הן בין הכלכלות המובילות את השימוש הנרחב ביותר בקוגנרציה. ב- 2012 81.8% מהחשמל בפינלנד יוצר בתחנות כוח המשתמשות בקוגנרציה.
ורדית ניב,
מנכ”לית חברת
Boost Forward
המתמחה בניהול
תהליכים ומערכות
בייצור והפקת
אנרגיה, התייעלות
אנרגטית וערים
חכמות.
במדינות רבות באירופה, בהן צרפת, גרמניה ואחרות נעשים מאמצים להגביר את השימוש בקוגנרציה, ואף נקבעים בחקיקה יעדים להיקף השימוש העתידי בקוגנרציה. בגרמניה למשל, נקבע יעד לפיו עד שנת 2020 25% מהחשמל במדינה ייוצר מקוגנרציה.
בארצות הברית, בתחילת המאה ה-20 הרגולציה האמריקאית עודדה בניית תחנות כוח גדולות שישרתו אזורים שלמים ובכך הקשתה על בניית תחנות המשתמשות בקוגנרציה. בהמשך, בשנת 1978, וזאת על מנת לעודד יעילות של ייצור החשמל, הוציא הקונגרס חוק חדש שעודד רכישת חשמל מספקי אנרגיה קטנים. מהלך זה הפך את הקמתן של תחנות קוגנרציה לכדאי, ותוך מספר שנים כ-8% מסך החשמל במדינה יוצר על ידי קוגנרציה. מחלקת האנרגיה של ארה”ב קבעה יעד שעד שנת 2030, ייצור חשמל באמצעות קוגנרציה יגיע ל-20% מכלל החשמל המיוצר.
אני בהחלט מאמינה שטכנולוגית הקו-גנרציה והטרי-גנרציה אכן עשויה לחולל שינוי משמעותי במשק האנרגיה הישראלי. בין היתרונות הבולטים: המחיר לאספקת אנרגיה נמוך יחסית לטכנולוגיות אחרות ומביא לייצור, שימוש וניצול מיטבי של התהליך ותוצריו הן לצרכן והן למשק האנרגיה. הקו-גנרציה מביאה איתה יתרון גדול בכל הקשור לעלויות הייצור במפעלים מקומיים – מה שיפתח הזדמנויות לייצור רווחי ולהקלה ביוקר המחיה בישראל.
בישראל בהחלט לא אדישים למהפכה הזו. משרד האנרגיה והמים נענה להזדמנות שבפתח, ומעודד התקנה של מערכות קו-גנרציה במפעלים ומתקנים שצורכים חשמל, מים חמים או קיטור.
הרגולציה בישראל מתייחסת באופן שונה להקמת מתקנים מעל ומתחת ל-5 מגה וואט. כל התהליך הסטטוטורי והשגת האישורים קל יותר כשמדובר במתקנים קטנים. המהלך בפועל מצריך התחברות לתוואי הראשי של נתג”ז (נתיבי גז לישראל) באמצעות זכיינים המחברים את הרשויות לרשת ההולכה. מעבר לרשת ההולכה ישנה גם רשת חלוקה. תחנות הקו-גנרציה הראשונות בישראל הוקמו בשנת 1992 באזור תעשייה ארז. בין תחנות הקו-גנרציה הגדולות בישראל ניתן למצוא את התחנה במפעלי ים המלח והמפעל רותם אמפרט בנגב.
