מאת: אמיל כהן

יזם בארץ, המבקש לייצר אנרגיה ומוצרי קצה ידידותיים לסביבה מפסולת, חייב להתמודד עם נושאי יסוד. פוטנציאל הייצור הוא גדול: כל ישראלי מנפק מדי יום 1.4 ק"ג פסולת. אך בדרך ל"פתרון מקיף ועגול", הרווחי ליזם ומועיל לאדם ולסביבה, יש ליישם גישה רבת שלבים ולפעול להקמת 8-7 מתקנים.

מאמר זה מבקש להציג תחזית מבוססת על הפוטנציאל ליצור אנרגיה ומוצרי קצה ידידותיים לסביבה ממקורות פסולת שונים, המאפיינים את אזור היעד. כל זאת תוך יישום גישה רב-שלבית ומפורטת, במטרה להגיע ל"פתרון מקיף ועגול" לטיפול בפסולת, רווחי ליזם ומועיל לאדם ולסביבה.

אופן התנהלות הטיפול בפסולת בארץ

יזם בתחום בניית פרויקטים / פתרונות לטיפול בפסולת, נדרש  להתמודד עם מספר נושאים ייחודיים לישראל, ביניהם:

• כל מתקן צריך לטפל במגוון פסולות, בכללן: פסולת עירונית, פסולת בע"ח, בוצת שפכים, פסולת מפעלי מזון, ועוד.

• רדיוס השירות של כל מתקן טיפול בישראל אמור לכלול לקוחות ומקורות פסולת ממרחק 80-60 ק"מ.

• סביר להניח, כי המסלול הבירוקראטי מול יזמים ופעילים בתחום הפסולת עלול להיות מייגע, מסורבל וטרחני במיוחד, ובדרך זו לגרום להארכת לוח הזמנים ולפגיעה בתוכנית העסקית.

• במצב הקיים בתחום הפסולת ואתרי ההטמנה בישראל צפויה התמודדות משפטית  מול מערך חוזים "והסכמות" קיימים, רובם חוזים והסכמים ארוכי טווח, עם קבלנים ומפעילי אתרי אשפה וזכיינים מיוחדים. הסחבת בבתי המשפט עלולה גם היא לתרום את שלה בעיכובים בלו"ז ההקמה וברווחיות המתקן.

• התקנות והחקיקה בתחום איכות הסביבה "אומצו", ממדינות אירופה. בישראל, כמובן, העצימו והחמירו את התקנים מעל הדרישות המקוריות. ניתן היה לצפות, שבארץ יעודדו ויקלו על היזמים בתחום הטיפול בפסולת במדינה, נוכח מיקומינו והישגינו הלא מחמיאים. לפיכך, צפויים מאבקים עם הרשויות גם בתחום זה.

• התמורות ליזם בגין מוצרי הקצה של מתקן הטיפול בפסולת תהיינה נמוכות: דמי הטיפול שיקבל היזם בגין טונה פסולת יהיו נמוכים, אם בכלל. בשל הסעיף הקודם גם  התמורה בגין חשמל ירוק, המופק מפסולת, עתידה להיות נמוכה מהמקובל באירופה, להבדיל, ומטעמים בלתי מובנים, בהשוואה לתמורה הניתנת בישראל ליצרני חשמל ירוק בטכנולוגיה פוטוולטאית, הגבוהה עשרה מונים.

צידה לדרך

אמצעים, כלים ושיטות החיוניים לניהול היזמות:

• מאגר מידע של החברה.

• מודלים כלכליים, תוכנית עסקית של החברה, תכנית עסקית של הפרויקט.

• מודל פירוק כימי (decay model) לחישוב פליטות ע"פ שאלון מיוחד  (המודל של IPCC והמודל האמריקאי).

• טבלאות ונורמות פסולת רשמיות.

• חישוב מאזן אנרגיה, מאזן חומרים, מאזן נוזלים.

• מידע טכנולוגי, תהליכי ועסקי מחברות הטכנולוגיה ויצרני הציוד.

• הכנת תסקיר השפעה על הסביבה (EIA ), לפי TOR של משרד להגנת הסביבה.

• תקנים, תקנות סביבה ואישורים מיוחדים.

• שאלון טכנולוגי מפורט לחברה ספקית הציוד.

• שאלון נתונים מקיף ללקוח לאזור היעד.

• שימוש במפת פיזור אוכלוסיה / גושי אוכלוסיה. מפת אתרים מורשים לפינוי פסולת עירונית מעורבת. מפת אתרי מעבר לפסולת, לצורך תכנון מספר מתקנים, מיקומם ורדיוס השירות של כל מתקן.

מקורות וכמויות פסולת

מקורות וכמויות פסולת / פרש, על בסיס כמות וחומר יבש:

• כמות פסולת ממוצע לנפש בישראל: 1.4 ק"ג ליום.

• צריכת חשמל ביתית ממוצעת לבית אב בישראל: 10-9 מגוואט בשנה.

• סה"כ אוכלוסיה ,מפקד אחרון: 7.5 מליון נפש.

• סה"כ כמות פסולת ביתית מעורבת בישראל: 3,834,000 טון בשנה.

כמויות פסולת במונחי חומר יבש:

• פסולת ביתית מעורבת: 766,800 טון.

• בוצת שפכים ממטשי"ם: 60,000 טון, לפינוי לאחר תהליך.

• מפעלי מזון: כמות משוערת: 20,000 טון.

• בתי מלון ומסעדות: 30,000 טון.

פסולת חקלאית:

• פטמים: 80,000 טון.

• הודים: 75,000 טון.

• מטילות: 60,000 טון.

• רפת חלב: 300,000 טון.

• מפטמות: 50,000 טון.

• חזיריות: 60,000 טון.

• גזם מטעים: 2,500,000 קו"ב גזם גלמי, ירוסק וישמש לטיוב הקומפוסט.

• בתי מטבחיים: 40,000 טון.

• צמיגים: 150,000 טון בשנה, לפי דו"ח המשרד להגנת הסביבה 2003.

• שמנים משומשים מנמלים, מוסכים ותעשיית הפלסטיק: תוספת פקטור 15% על כמות הפסולת האינרטית בת 100,000 טון בשנה.

פוטנציאל האנרגיה בפסולת בארץ

פוטנציאל האנרגיה והתוצרים הגלומים במקורות הפסולת בנתוני ישראל:

• חשמל למכירה לרשת: כ-3 מיליון מגוואט לשנה. היקף הספקה של מעל 300 אלף בתי אב.

• דלקים לתעשייה: כ-130 מיליון גלון בשנה.

• אבקת פחם, תוסף מקשה לבטון ואספלט: כ-300 אלף טון בשנה.

• לחקלאות: מעל 2 מיליון קו"ב קומפוסט; מעל 6 מיליון ליטר נוזל בעל ערך דישוני.

• אנרגיה תרמאלית: בהיקף פי שלושה מאנרגית החשמל לצריכה עצמית במתקנים. עיקר שימושיה בתהליכים במתקנים עצמם.

רעיון המתקן המרכזי

המתקן המרכזי לטיפול בפסולת אמור לשלב שלוש טכנולוגיות: מיצוי גז ממטמנה (LFG ); מתקן עיכול אנאירובי (Anaerobic Digestion); טכנולוגיה טרמאלית (Synthetic Diesel Unit במקרה זה).
לשלוש הטכנולוגיות מספר תחנות משותפות: מתקן מיון פסולת (Separation unit); מערך גנראטורים; מערך אחסון המוצרים (Storage ).

המתקן המרכזי יוקם במטמנה, על תא השטח היותר דליל בביובגז. הגז שיישאב יוזרם מתחנה 3 למערך הגנראטורים ליצירת חשמל וחום, הנוצר משריפת הביוגז בגנראטורים. החשמל הנוצר מיועד במיעוטו לצריכה עצמית, לתפעול המתקן. מרביתו מכוונת למכירה לרשת. משך התקופה בו ימוצה הגז נגזר מעקומת גז שחושבה קודם לכן. משם נמשיך במיצוי הגז מתא שטח ע"פ תכנית העבודה.

הפסולת האינרטית

בתא השטח, ממנו מוצה הגז, נשארת למעשה פסולת אינרטית, כמעט ללא רכיב אורגני – שהתפרק במרביתו והפך לביוגז. הפסולת שנותרת במצב זה היא חומר גלם מצוין להזנת המתקן התרמאלי בתחנה מס. 2. מכאן נפיק דלקים, חשמל ותוסף מקשה לבטון ואספלט.

הפסולת הביתית המעורבת היומית

הפסולת הביתית המעורבת היומית, שתכנס לאתר המתקן המרכזי, תעבור דרך תחנה מס.1 – היא מתקן המיון לפסולת. הפסולת תעבור הפרדה לרכיבים אורגניים ורכיבים אינרטיים. כאן תצטרף אליה הפסולת האורגנית מהמקורות נוספים (בע"ח; בוצת שפכים) שתגיע לאתר. פסולת זו, שעיקרה חומר אורגני נקי, תצטרף אף היא לתהליך לאחר הפרדת מתכות.
מכאן יעברו כל הפסולות האורגניות למערך הריסוק והגריסה ומשם למסלול הטיפול במתקן העיכול האנאירובי תחנה מס. 4. תוצר התהליך האנאירובי מתחנה מס. 4, הביוגז, יוזרם למערך הגנראטורים ליצירת חשמל וחום, כאמור.

השימושים בתוצרי התהליך

כ-15% מכמות החשמל האמורה להתקבל מיועדת לצריכה עצמית, לתפעול המתקן האנאירובי. השאר עתיד להימכר לרשת הארצית. החום המתקבל חיוני מאוד ומיועד לשמש במתקן העיכול האנאירובי למטרות ייבוש, חימום ופסטור.
התוצרים האחרים: הקומפוסט והנוזל דישוני, ישמשו בחקלאות. החומר האינרטי, שהופרד בתחנה מס.1 במתקן המיון והפרדת הפסולת, ייערם בשתי ערימות:

• ברזל למכירה / למיחזור.

• זכוכית אבנים וחול בערימה נפרדת לגריסה – ישמשו כחלק מהחומר בו משתמשים לחיפוי הפסולת הוותיקה במטמנה, כחלק מההכנות לפני שאיבת הגז.

רכיבים אחרים – פלסטיק, קרטון, חיתולים, בדים, עץ וכד' – יעברו למערך הגריסה, הריסוק והטחינה להכנה לתהליך במתקן הטיפול התרמאלי.

לתחנה מס. 2, למתקן התרמאלי, יגיעו כאמור חומר אינרטי מהפסולת הביתית וחומר אינרטי מתאי ההטמנה, לאחר תהליך  מיצוי הגז.

להבדיל מעיכול אנאירובי, הכנת חומר הגלם לתהליך במתקן התרמאלי דורשת אנרגיה רבה בגריסה וטחינה של חומר הגלם, עד לגודל גרגר קטן מחמישה מילימטר, תלוי בסוג הטכנולוגיה. החומר חייב להיות יבש עד 15% לחות בלבד. תהליך הפירוק במתקן התרמאלי מתרחש במעגל סגור בלחצים בינוניים. התוצרים הם דלקים ברמת מזוט, תלוי ברמת הזיקוק הכדאית ובלקוח.

הדלקים נמכרים בדר"כ לשיווק ע"י חברה מסחרית מורשית. בתהליך האידוי התרמאלי נוצר סינגז (הדומה בהרכבו לביוגז). הגז מוזרם לאותו מערך גנראטורים לייצור חשמל וחום, הצריכים להיות מותאמים לקלוט את שני סוגי הביוגז כחומר דלק. 20% מתפוקת החשמל משמשים לתפעול המתקן. כל החום השיורי ועודפי החום ממערך הגנרציה משמשים בתהליך עצמו. כמו כן, החום דרוש לייבוש והכנת חומר הגלם למתקן התרמאלי.

תוצאות ויישום המסקנות

תנאי הכרחי לפרויקט מוצלח הוא ביצוע סקרים מקדמיים, הכנה ומילוי שאלונים טכנולוגיים ושאלונים להשגת מידע ונתונים מאתר היעד, והסתייעות בהם במהלך הצעדים הבאים הנדרשים.

• על מתקן הטיפול להיבנות באתר הטמנה פעיל, או בתחנת טרנזיט/מעבר, פעילה.

• מתקן הטיפול צריך לשלב במסלול הטיפול בפסולת מספר טכנולוגיות, כדי להשיג פתרון מקיף ועגול לסוגי הפסולת ולמרכיבי הפסולת השונים, בהתאם "ללקוחות ברדיוס השירות", לכמות הפסולת ולביקושים והשווקים של מוצרי הקצה.

• שילוב בין טכנולוגיות במתקן טיפול מרכזי אחד מביא לחיסכון ניכר בהשקעה כללית במתקן, בהשקעות בציוד היקפי (קדם טיפול; טיפול קצה; אחסנה), בהוצאות ייצור, בהוצאות ניהול, תפעול ואחזקה, בהוצאות לוגיסטיות, בעלויות איסוף והובלה. כן הוא תורם לחסכון רב בתחומי הבטיחות, הבקרה, השליטה והלוגיסטיקה.

• למתקן טיפול מרכזי עם שילוב טכנולוגי יתרון גם מול דרישות איכות הסביבה המקומיים, וגם בזכאות למענקים בינלאומיים בגין חסכון בפליטות מול מנגנון הפיתוח הנקי,CDM.

• פוטנציאל האנרגיה החשמלית מפסולת הוא כ-3 מיליון מגוואט בשנה;  כ-5% מצריכת החשמל הארצית בשנה.

• כל מוצרי הקצה הם ידידותיים לסביבה ונוחים לשיווק ללקוחות ברדיוס  השירות של המתקן: חשמל, קומפוסט, נוזל בעל ערך דישוני, דלקים ותוסף האספלט/בטון.

• מתקן מרכזי משולב לטיפול בפסולת ממקורות שונים הוא יעיל וחסכוני ומדיד בכל הפרמטרים, במסלול התהליכים הכימיים, בהיבטים הטכנולוגיים, בבחינת הטעמים הכלכליים, בהיבטים סביבתיים וחברתיים ובתחום הלוגיסטי.

• בתכנון פתרון לטיפול בפסולת יש לחשוב במונחים של פתרון מקיף ומלא, ולא להתמקד בחיפושים אחר טכנולוגיה שתעשה את הכול. לפתרון חייבות להיות זיקה ותפיסה סביבתית בהתבסס על מקורות הפסולת, סוג הפסולת, אופיים של הלקוחות בסביבה, רדיוס שירות מתאים ומיקום אופטימאלי.

• לפתרון ברמה ארצית נדרשים שבעה, אולי שמונה, מתקנים בהיקף טיפול  ממוצע של 700,000 טון פסולת בשנה, שימוקמו בשמונה מטמנות, או תחנות טרנזיט פעילות, בהתאם לשיקולים מקצועיים, כאמור.

• חשוב לציין, שהרווחים / בונוסים, בגין מניעת פליטות (CER's ), המוענקים במסגרת פרוטוקול קיוטו ממנגנון ה-CDM, מהווים הכנסה משמעותית ביותר בפרויקטים אלה. לנושא זה נתייחס במאמר הבא,  כשנדון בתוכנית עסקית של מתקן לדוגמה.

• הטכנולוגיות הטרמאליות לייצור דלקים איכותיים עדיין לא הבשילו, ואינן מסחריות באופן מלא. סביר להניח, לכל היותר, כי במהלך השנתיים הקרובות נשמע על הטכנולוגיה הראשונה, השייכת לחברה אמריקאית, שנמצאת בשלבים סופיים לשיווק כיחידה מסחרית.

• כמויות הפסולת במציאות בשטח בישראל גדולות יותר והן גדלות מדי שנה. פוטנציאל האנרגיה, שכאמור חושב בנתונים מקורבים וזהירים אלה, מרשים ביותר.

• במתקן המשולב המוצע נוצרת כמות חום עצומה, בערכים קלוריים פי 2.5 מהאנרגיה מחשמל. החום, שבדר"כ מבוזבז במתקנים בודדים, במתקן זה מנוצל כולו בתהליך הפירוק התרמי, בייבוש, בפסטור ובחימום חומר הגלם.

• נשיא מדינת ישראל התחייב בכנס בקופנהגן על הפחתה משמעותית ביותר של פליטות (20%). את היעד הזה ניתן להשיג ללא קושי, ולו רק  מטיפול בפסולת.

• למתקן מרכזי לטיפול בפסולת, כפתרון מקיף ומלא, יתרון חשוב נוסף: ההשקעה היא הדרגתית, ועצם הקמת המתקן באתר אשפה פעיל מאפשרת שימוש מיידי בטכנולוגיה בסיסית וזולה יחסית, שמאפשרת מיצוי פוטנציאל גז שכבר קיים, עם אפשרות ליצירת הכנסות מייד בשלב א' של ההקמה.

לפניכם מפת הפריסה הארצית, המוצעת למתקני טיפול מרכזיים.

תרשים מפת אתרי סילוק פסולת מעורבת

מיקום המתקן המועדף, כאמור, הוא אתר אשפה פעיל, אתר טרנזיט, או כאופציה אחרונה מט"ש. לאחר שנקבע מיקום המתקן מחליטים על רדיוס השירות של המתקן.
משנודעו מקורות הפסולת, הרכב הפסולת ואופי הלקוחות, בונים את הפתרון המקיף בעזרת השילוב הטכנולוגי והציוד ההיקפי המתאים. המתקנים אינם זהים. לכל מתקן מרכזי תיק פרויקט משלו.

הכותב עסק בטכנולוגיות ופתרונות טיפול בפסולת במסגרת תפקידו כמנהל הנושא החקלאי ברמת הגולן. היום משמש כיועץ פרטי ומכין תיקי פרויקטים.

פורסם במגזין תערוכת אופק ירוק לטכנולוגיות מים, אנרגיה מתחדשת, בנייה ירוקה ומיחזור.