קיימים מקורות שונים לאנרגיה מתחדשת. אחד המקורות שאינם מוכרים מספיק בארצנו הוא האנרגיה הגיאותרמית שנמצאת בשימוש נפוץ במדינות אחרות. לרוב, אנרגיה גיאותרמית מתקשרת אסוציאטיבית עם מתקנים גדולים שמייצרים חשמל מחום או מקיטור שפורץ ממעמקי כדור הארץ.

יתרונות השימוש במשאבות חום גיאותרמיות בישראל

צילום: ארנון מעוז

מאת: אדי בית הזבדי

קיימים מקורות שונים לאנרגיה מתחדשת. אחד המקורות שאינם מוכרים מספיק בארצנו הוא האנרגיה הגיאותרמית שנמצאת בשימוש נפוץ במדינות אחרות. לרוב, אנרגיה גיאותרמית מתקשרת אסוציאטיבית עם מתקנים גדולים שמייצרים חשמל מחום או מקיטור שפורץ ממעמקי כדור הארץ. אמנם מתקנים אלו מספקים חשמל נקי בהיקפים גדולים במדינות כמו איסלנד, הוואי ועוד אך זו רק צורה אחת של אנרגיה גיאותרמית.

צורה אחרת לאנרגיה גיאותרמית מוכרת כאנרגיה גיאותרמית רדודה, זאת היא אנרגיה של המסה של האדמה בעומקים של עד 100 מטר, האנרגיה מופקת מהחום הכמוס של האדמה ו/או המים המצויים במעמקי האדמה. טמפרטורת האדמה בעומקים של 15-20 מטר נעה סביב 19– 16 מעלות צלזיוס בהתאם לפני השטח, למקום ולסוג האדמה. הקרירות שבאדמה מוכרת לבני האדם מאז ומתמיד. לאורך ההיסטוריה בעולם וגם בארץ, הוקמו היקבים במערות שנחצבו בתוך הרים וזאת על מנת לקבל טמפרטורה קבועה של 16 מעלות להשבחת היין.

במשך שנים רבות התפתחה טכנולוגיה של משאבות חום הפועלות על מקור החום באדמה לשם קירור המבנה בקיץ ולחימומו בחורף. טכנולוגיה זאת מוכרת בשם Ground Source Heat pumps GSHP -. באירופה, ארה"ב, אוסטרליה, קנדה ומדינות רבות אחרות משתמשים בטכנולוגיה זו לחימום וקירור מבנים וחוסכים בין 40% – 70% בהוצאות האנרגיה. גם בישראל ישנם ניצנים ראשונים של יישום הטכנולוגיה המאפשרת שימוש במקור אנרגיה הזמין במשך שעות היום והלילה.

העיקרון הוא ניצול החום הקיים במעבה האדמה. החל מעומק מסוים טמפרטורת האדמה נשארת די קבועה. בשיטת הקידוח העמוק קודחים לעומק של בין 30 ל- 100 מטר בהתאם לתנאי האזור, הטמפרטורה ולחות האדמה (אדמה לחה מוליכה חום טוב יותר). בשיטת הקידוח הרדוד קודחים לעומק של 2 – 4 מטרים, בונים תעלות ולתוכם משקעים את מחליף החום בצורה של קונצרטינה הבנויה בדרך כלל מצנרת פלסטית. לתוך מחליף החום מסחררים מים או קרר (גז קירור) באמצעות משאבות. ניתן לשלב טכנולוגיה זאת כחלק ממערכת קדם קירור או קדם חימום בהתאם לטמפרטורה הנדרשת.

משאבת חום היא אמצעי עזר שתפקידו להעביר אנרגיה חום או קור ממקום למקום. בקיץ כשאנו רוצים לקרר את הבית אנו משתמשים במזגן רגיל שסופג את החום מהחלל הפנימי ומכניס במקומו אוויר קר שצונן בהשקעה של חשמל במעגל קירור. במבחן התוצאה אנו מחממים את הסביבה החיצונית ומעמיסים על המערכת החשמלית שכן המדחס פועל בתנאים קשים. משאבת חום גיאותרמית עושה עבודה דומה אך ללא צורך במדחסים או השקעת אנרגיה רבה. החיסכון ביחס למערכת קונבנציונלית הינו כ – 70% ויותר.

תקופת החזר ההשקעה הינו פונקציה של עלות המערכת ונעה בין 4-7 שנים, בשלב ראשון תקופת ההחזר עשויה להיות ארוכה יותר. אני מעריך שבשלב ראשון מערכת של 50 טון קירור תעלה בסביבות 200,000$-170,000$ היינו כ – 800,000 ₪. בהשוואה למערכת קירור רגילה שעובדת בסביבות 2800 שעות מערכת זו יכולה לעבוד כל הזמן. חשבון פשוט מראה שבעוד מערכת קירור רגילה תצרוך 210,000 קוט"ש לשנה מערכת GSHP תצרוך רק 70,000 קוט"ש במחיר חשמל של 0.65 ₪ (ממוצע תעו"ז) כך שרק עלויות החשמל של מערכת רגילה מוערכות בכ – 136,000 ₪ לשנה. מערכת GSHP תצרוך חשמל בעלות של כ- 45,500 ₪ בלבד. גם עלויות הטיפול והאחזקה של מערכת רגילה הם גבוהות ביחס למערכת גיאותרמית. בנוסף יש להפחית את עלות המערכת הקונבנציונלית ונקבל תקופת החזר קצרה יותר (כ- $1000 לטון קירור ללא התקנה).

לאור השימוש הנרחב במיזוג אוויר בארץ, והפוטנציאל הטמון בשימוש בטכנולוגיה זאת בישראל, משרד התשתיות מעוניין לחשוף את הטכנולוגיה של משאבות חום גיאותרמיות בפני הציבור בישראל. בסוף אפריל התקיים סמינר בנושא בהשתתפות אנשי ממשל ורגולציה, מכון התקנים, עמותות לבנייה ירוקה ומתכננים ישראלים וקנדיים. בשלב הבא מתכוון משרד התשתיות הלאומיות לערוך השתלמות מקצועית למתכננים, יזמים וארכיטקטים במקביל עם הזמנה של תקנים ישראליים בעניין משאבות חום והתקנה של הטכנולוגיה האמורה.

הכותב הוא מרכז בכיר באגף שימור אנרגיה – משרד התשתיות הלאומיות וכותב התכנית הלאומית להתייעלות אנרגטית.

לפרטים נוספים אפשר לפנות לכותב: [email protected]

פורסם במגזין "תשתיות סביבה ואנרגיה" גליון 02 אוקטובר 2010