טכנולוגיות להפקת אנרגיה מפסולת

פסולת היא לא סתם זבל – אפשר להפיק ממנה אנרגיה

בשנים האחרונות המודעות לטיפול בפסולת הולכת וגוברת. בהתאם למדיניות ניהול חומרים בשוק הפסולת, התפיסה היא כי ראוי להפנות כל מה שלא ניתן למיחזור – למסלול של הפקת אנרגיה. הפקת אנרגיה מפסולת נעשית בדרכים ובטכנולוגיות שונות. חלקן כבר מיושם בישראל, וחלקן טרם מומש מסיבות שונות. בכתבה זו נסקור את השיטות השונות להפקת אנרגיה מפסול, יעילותן, חסרונותיהן ויתרונותיהן, ויישומן בפועל.  

 

טכנולוגיית השריפה הקונבנציונלית

השריפה הקונבנציונלית היא השיטה הנפוצה בעולם לטיפול בפסולת.זאת ע"י שריפתה באופן ישיר וללא עיבוד מקדים. בשיטה זו משתמשים כיום ב-3 טכנולוגיות מובילות שיפורטו להלן:

  • מצע מרחף – בטכנולוגיה זו מכניסים את הפסולת לתא בעירה שממולא במצע חול או אלומינה, אשר מונח על רשת תחתית. את הפסולת מזינים כחלקיקים גרוסים או כנוזלים המוזרקים ישירות למצע. פעולת שמירת החום ע"י המצע המרחף בשילוב חיכוך הפסולת הגרוסה עם החול, יוצרים שריפה של הפסולת ביעילות בטמפרטורות נמוכות יחסית (1000-800 מ"צ). שיטה זו פותחה בשנות ה-60 כמתקן להשבת חומרים מפסולת בתחום תעשיות זיקוק דלק, והוכנסה לאחר מכן לתחום הטיפול בפסולת בארה"ב.

 

  • כבשן סובב – מדובר ביישום עדכני לכבשנים הסובבים הקיימים בתעשייה למעלה מ-200 שנה. היישום במשרפות הפסולת נעשה ע"י קבלת סוגי פסולת בלתי הטרוגנית בכל מצבי הצבירה. באמצעות סיבוב הכבשן, הפסולת המוזנת מתערבבת עם גוף המסה הבוער של הכבשן. החומר הבוער יוצא מהכבשן לתא שריפה נוסף בעל יעילות גבוהה יותר.  פסולת עירונית מטופלת לרוב בטמפרטורה שנעה בין 700-500 מ"צ.  שיטה זו נהוגה לרוב בשילוב של תעשיית המלט, בה נעשה שימוש בחומרים עם ערך קלורי גבוה, המהווים תחליף לפחם או לדלק פט-קוק.

 

  • רשת נעה - שיטת שריפה זו ותיקה ובסיסית. עם זאת, עדיין נוקטים בה עם שכלולים  מסוימים גם במתקנים חדישי,  בשל פשטותה ההנדסית, האמינות הגבוהה והתחזוקה הנוחה שלה. השכלולים מסייעים ליעילות האנרגטית, להפרדת האפר ולמערך הנעת החומר. בשיטת הרשת הנעה, החומר מוזרם ממשפך כניסה בצורה רציפה ומבוקרת ותוך כדי חימום שנועד לייבוש הפסולת לפני שריפתה. הרשת נעה כמו מסוע, משנעת את החומר לאזור של טמפרטורות גבוהות 800-700 מ"צ, בו נעשית פירוליזה חלקית לייעול השריפה. בהמשך, החומר עובר שריפה בטמפרטורה של עד 1,000 מ"צ על גבי הרשת שמסיעה אותו לאורך מטרים ספורים.   

 

טכנולוגיות חדישות לטיפול תרמי בפסולת 

לצד השיטות המסורתיות יותר, פותחו גם טכנולוגיות חדישות לטיפול תרמי בפסולת. מדובר בטכנולוגיות מורכבות יחסית, שיש קושי מסחרי ליישמן בפועל:

  • גזיפיקציה – מדובר בתהליך כימי המתקיים במתקן ייעודי, במסגרתו ממירים חומרים מוצקים לגזים. הגזיפיקציה היא ריאקציה תרמית שמתרחשת בתנאים של חוסר חמצן. בגזיפיקציה משתמשים בפסולת שיש לה ערך קלורי איכותי דיו ליצירת גז סינתטי.
    הגזים שנוצרים תוך כדי התהליך הכימי, נעים למעלה, עוברים סינון ומוכנסים לתא



    בעירה כדי ליצור להבה שתשמש לייצור האנרגיה. בחודשים האחרונים נעשית בישראל בחינה מחודשת של שיטת הגזיפיקציה, ונראה שההתנגדות כלפיה פחתה. עם זאת, עדיין לא הוקמו בארץ מתקני גזיפיקציה. השיטה עשויה להיות רלוונטית בעיקר במתקנים לוקאליים לטיפול בפסולת.

 

  • פירוליזה
    תהליך הפירוליזה דומה לגזיפיקציה אך הוא מתרחש בתנאים של העדר חמצן ומצריך השקעה של אנרגיה. שיטה זו מכוונת כיום בעיקר להשבת מתכות וכימיקלים, ופחות להשבת אנרגיה. לפני הזנת הפסולת למתקן הפירוליזה, יש לעבד אותה בתהליך מוקדם ליצירת דלק RDF. כיום קיימים בעולם מתקני פירוליזה  בודדים בלבד שיכולים לטפל בקנה מידה מסחרי בפסולת עירונית מעובדת ל-RDF, ונראה כי העלויות והתנאים הכרוכים בשיטה זו לא יאפשרו את יישומה בטיפול תרמי בפסולת עירונית.

 

  •  פלסמה
    שיטת הפלסמה מהווה למעשה גזיפיקציה של חומרי הפסולת בתנאים מיוחדים ובטמפרטורות גבוהות של כ-8,000 מ"צ. במסגרת תהליך הפלסמה, החומרים עוברים פירוק לתרכובות בסיסיות וליסודות גזיים. טכנולוגיה זו נחשבת לאצילה, שכן תוצרי הלוואי שלה מהווים חומרי גלם מעולים. עם זאת, מדובר במערכת מורכבת הכרוכה בעלויות הקמה ותפעול גבוהות, ולכן אין לה שימוש נרחב בעולם בתחום הפסולת העירוני. מתקני הפלסמה הקיימים כיום הם יותר ברמת הפיתוח או אבי טיפוס קטנים. נציגות קנדית מתחום זה הפועלת בישראל, הציעה את מתקן הפלסמה למטרות טיפול בפסולת רעילה שבאתר רמת חובב.

 

עיכול אנאירובי של פסולת

עיכול אנאירובי הוא למעשה פירוק של חומר אורגני בתנאים של העדר חמצן. במסגרת עיכול אנאירובי של פסולת מתרחש תהליך בקטריולוגי, במסגרתו הרימות המצויות בפסולת מעכלות אותה, ופולטות גזים אשר יוצרים התססה. בסיום התהליך נוצר ביו-גז (מתאן), שניתן לשרוף אותו ולהפיק ממנו חומרים, דלק וחשמל. בשיטה זו, מרבית החומר האורגני אינו מנוצל אלא הופך לדשן דמוי קומפוסט. החיסרון הוא כמות האנרגיה המופקת נמוכה יחסית. היתרון הוא  בפשטות השיטה ובייצור הדשן שמשחרר לקרקע חומרים מזינים, ומעלה בה את אחוז המים וריכוז החמצן. שיטה זו נחשבת למועדפת ע"י המשרד להגנת הסביבה, בעיקר משום השימוש שעושים בה למיחזור פסולת ולא רק לצרכי הפקת אנרגיה. בהתאם לכך, המשרד מעודד  הקמת מתקני הפקת אנרגיה מפסולת בתהליך עיכול אנאירובי.

 

טיפול לוקאלי במתקנים קטנים

במדינות רבות בעולם המפותח מנהיגים טיפול לוקאלי בתחום הפסולת, כמו גם בתחומים אחרים, בבחינת "לכלכת – תנקה". בישראל, לעומת זאת, הטיפול בפסולת נעשה במתקנים אזוריים גדולים, בהם נצברים הררי פסולת. המשמעות היא מטרד לסביבה, בזבוז של שטחי נדל"ן פוטנציאליים עצומים, ועלויות תפעול גבוהות הנובעות משינוע משאיות למרחקים ארוכים, דמי כניסה וכיו"ב. הפתרון הוא - מתקנים קטנים ומקומיים לטיפול בפסולת בטכנולוגיות ידידותיות לסביבה. טיפול נקודתי במתקן לוקאלי חוסך בעלויות של שינוע וטיפול בפסולת, ומייתר צורך במשאיות שמגבירות את זיהום האוויר. המתקנים המקומיים קלים לתפעול ואינם כרוכים בהיערכות מורכבת בזמן תקלה. בעת השבתה ניתן לשנע את הפסולת למתקן ביישוב שכן. מעל הכול, הם מאפשרים לרשות המלכלכת ליהנות מתוצרי המחזור והאנרגיה המופקים מהפסולת שלה.

שתף בפייסבוק
שתף בטוויטר
Please reload

בנייה ועיצוב אתר וויקסר