האם ביומסה היא אנרגיה מתחדשת? בהחלט לא תמיד. על האספקטיים הטכנולוגיים של הביומסה הסביר בכנס ביוגז של תשתיות ד"ר גדעון פרידמן, ראש תחום טכנולוגיות ואנרגיה מתחדשת במשרד האנרגיה. מצגת מצורפת

על הפקת אנרגיה מביומסה

 בתמונה: גדעון פרידמן בכנס ביוגז 2014. צילום: תומר קזיניץ

גדעון פרידמן, ראש תחום טכנולוגיות ואנרגיה מתחדשת במשרד האנרגיה, היה אחד מאורחי כנס ביוגז 2014 של תשתיות. בהרצאתו,  ביקש בפרידמן  "לעשות סדר" באספקטים הטכנולוגיים של נושא הביומסה באופן כללי. לפניכם סיכום ההרצאה והמצגת המפורטת שליוותה אותה:

סקירת מצב האנרגיה המתחדשת באירופה

באירופה מעל ל-20% מצריכת האנרגיה מיוצרת מאנרגיה מתחדשת ויש להם יעד של 30-34% לשנת 2020. רוב האנרגיה המתחדשת באירופה היא הידרואלקטרית (כ-10%) והביומסה תופסת כ-4 עד 5% מכלל ייצור האנרגיה המתחדשת. לשם השוואה, בישראל אנחנו מייצרים בערך 1% אנרגיה מתחדשת ומתוך זה הביומסההיא חלק קטן, בערך 20 מגה-ואט בהספק, כשיש כנראה עוד כמה מתקנים עצמאיים בשטח.

מהי ביומסה?

ביומסה היא חומר אורגני שמקורו בצמחים, כולל גם בעלי חיים שאוכלים אותם. מה טוב בביומסה? הצמחים לוקחים אנרגיית שמש, והופכים אותה למסה, לאנרגיה כימית בתהליך הפוטוסינתזה שהצמחים עושים. בתהליך הופכים מים ופחמן דו חמצני לפחממנים וחמצן. הצמחים למעשה מצמצמים את כמות גזי החממה באטמוספירה, שהפחמן הדו חמצני הוא אחד מהם. בתהליך זה אנחנו גם מקבלים חמצן לאטמוספירה.

האם ביומסה היא אנרגיה מתחדשת?

התשובה היא שלא תמיד. למשל: נפט הוא דוגמה קלאסית לביומסה משום שהינו חומר צמחי שקלט פחמן, אך אנחנו לא מחשיבים את הנפט כאנרגיה מתחדשת כיוון שהתהליך קרה לפני שנים רבות ובתהליך הפקת אנרגיה מנפט, כיום, נפלט פחמן דו חמצני לאוויר בכמות רבה.  ההגדרה לאנרגיה מתחדשת היא משהו שהוא בלתי נדלה.פרידמן ציין כי הוא אוהב להגדיר את האנרגיה המתחדשת ככזו שאינה מוסיפה פחמן דו חמצני לאטמוספירה שלנו. לכן חלק מהביומסה שקיימת בעולם נפסלת במובן זה.

בבואנו לבחון את הנושא יש לערוך את המאזן הבא: כמה פחמן דו חמצני קלטו הצמחים במהלך חייהם וכמה פחמן דו חמצני ניפלט במהלך תהליך ההפקה של האנרגיה מהצמחים, "כי המצב לא תמיד כל כך סימפטי בתחום הזה", העיר פרידמן.

הצמחים טובים בלקלוט את דו תחמוצת הפחמן ולפרקה, בכך הם עולים על הדרכים שמצאה עד כה האנושות. לעומת זאת, כשמדובר על ניצול אנרגיית שמש – במקרה זה מערכות סולאריות יעילות פי כמה וכמה מאשר הצמחים.

תהליך המרת האנרגיה מהביומסה ותוצריו הרצויים והלא רצויים

תהליך הפקת האנרגיה מהביומסה כולל את חומרי הגלם (הצמחים, פרש בעלי חיים וכולי), המרה (של אנרגיית הצמחים לאנרגיה המשמשת לתועלת בני האדם) ותוצרים – חלקם רצויים וחלקם לא. התוצרים הרצויים יכולים להיות דלקים או חשמל, הפחות רצויים: פליטות ושאריות של התהליך. אם מדובר בדלק, כחלק מצריכת הדלק, הפחמן הדו חמצני חוזר לאטמוספירה בתהליך השריפה.

כדאיות תהליך הפקת האנרגיה מביומסה

בכדי לבחון את התהליך יש לבדוק עלות, תוצרים רצויים ולא רצויים ו(ויש לא מעט כאלה) ומחזור הפחמן. מחזור הפחמן, אומר פרידמן, הוא לא אפס ולא קרוב לאפס. זאת אומרת: בכדי לייצר יחידת אנרגיה אחת מביומסה, יש צורך להשקיע לרוב משהו שקרוב ליחידת אנרגיה ממקורות אחרים ולכן, נטו לא מקבלים הרבה ובנוסף גם לא מצמצמים בהרבה את הפחמן באטמוספירה. האיחוד האירופי קבע מינימום של פחמן דו חמצני בתהליכים בכדי שהם ייחשבו תהליכים ירוקים: כיום כשמפיקים ליטר אתנול או דלק מביומסה, נדרש באירופה שלפחות שליש מזה יהיה חיסכון של פחמן דו חמצני. היעד שלהם ל-2017 הוא להגיע לחצי בחיסכון הפחמן.

חומרי הגלם 

פוטנציאל האנרגיה מביומסה הוא של 10% מצריכת האנרגיה האנושית: הרוב יגיע מגידולים חקלאיים שיגודלו במיוחד להפקת האנרגיה ורק שליש יגיע מפסולת. "מימושם של הגידולים החקלאיים כנראה לא יהיה בישראל אבל בוודאי שניתן להקים פה תעשייה בנושא הגידולים החקלאיים שמהם תופק האנרגיה", אומר פרידמן.

תהליך המרה באמצעות תהליכי חום:

המרה באמצעות תהליכי חום: בעירה, גזיפיקציה ופירוליזה (דלק)

בבעירה מקבלים חום, בגזיפיקציה מקבלים גז ובפירוליזה מקבלים דלק או שמן

המרות כימיות:

תהליך תסיסה בו סוכר הופך לאלכוהול הינו התהליך הבסיסי ביותר שקיים. בחלק מן הצמחים ישנם סוכרים כמו קני סוכר. במדינה כמו ברזיל בה ניתן לגדל כמויות גדולות של סוכר ואנו רואים שאת כל המכוניות שלהם הם הסבו למכוניות שעובדות על אתנול המופק מקני הסוכר. השלב הבא הוא תירס המכיל מלניו אותו ניתן לפרק באמצעות תהליך שנקרא הידרוליזה באמצעות אנזימים או באמצעות בישול. השלב היותר מתקדם הוא זה בו לוקחים חומר שיש בו  צלולוזה, כמו עץ. את הצלולוזה יש לפרק בכמה שלבים עד שמגיעים לסוכר וממנו מפיקים את הדלק.

לסיכום – מדוע?

הדרייב המרכזי בנושא הפקת אנרגיה מביומסה הוא לאו דווקא האנרגיה המופקת או העובדה שהיא אנרגיה מתחדשת. בדרך כלל שני הדברים המרכזיים העומדים מאחורי העניין הם פיתרון לבעיית הפסולת והרצון לעצמאות אנרגטית וצמצום התלות בדלקים במקומות שאין בהם דלק נוזלי.