orot
orot_coal_ship
orot_coal_masoh
orot_coal
orot_dud

תהליך ייצור חשמל

iec_how_s

אתר תחנת הכוח אורות רבין בחדרה

ראשית עידן הפחם

על מפת מערך ייצור החשמל בישראל של ראשית שנות ה-2000, בולט אתר "אורות רבין" בחדרה, בהיותו אחד משני אתרי הייצור הגדולים ביותר במדינה. הגן המקיף את האתר, אורות התחנות המנצנצים בחשיכה ושלוש הארובות הגבוהות הפכו כבר לחלק מתבנית הנוף המוכרת, לחולפים ביעף בכביש המהיר חיפה – תל-אביב.

 

לצד תחנות-הכוח הוותיקות בחיפה, בתל-אביב ובאשדוד, המופעלות במזוט – סימנה הקמתה של התחנה הפחמית הראשונה בחדרה (הנקראת "מאור-דוד", על שמו של מי שהיה יו"ר דירקטוריון החברה, דוד שיפמן ז"ל), בראשית שנות השמונים, את תחילת "עידן הפחם". המעבר לשימוש בפחם כחומר דלק ראשי לייצור חשמל בישראל, הוכיח את עצמו בהיותו ידידותי לסביבה, זמין וזול.

 

אתר "אורות רבין" ממוקם מצפון לנחל חדרה ומשתרע על שטח של כ-1,200 דונמים . כשלושה מיליארד דולר הושקעו בו עד כה, והוא כולל כיום 6 יחידות ייצור  פחמיות גדולות, ותשתית שלישית ליחידות ייצור נוספות  בעתיד. בשל הצורך בכמויות גדולות מאוד של מים לקירור ולעיבוי הקיטור, הוקמה התחנה בצמוד לים.

כושר הייצור הקיים באתר עומד על כ-2,590 מגוואט, המהווים כ-20% מכושר הייצור הארצי. בפועל, בשל העלות הזולה יחסית של ייצור החשמל בפחם, מספקת התחנה כ-33% מצריכת החשמל בישראל.

 

במקור תוכננה התחנה בחדרה להיות מופעלת במזוט, כדוגמת כל תחנות-הכוח החופיות שפעלו באותם ימים בארץ. משבר הדלק העולמי והסנקציות שהוטלו על ישראל בעקבות מלחמת יום הכיפורים, הביאו לקבלת החלטה אסטרטגית, להסב את תכנון התחנה כך שתוכל לשרוף פחם כדלק ראשי וגם מזוט במקרה הצורך (תחנה דו-דלקית).

 

פריקת הפחם, דמיונית ככל שנראתה, תוכננה להיעשות ישירות מן האוניות, למזח שיוקם בלב ים, מרחק כשני ק"מ מן החוף – באמצעות מסוע שיוקם על גבי גשר כלונסאות ימי שייבנה במיוחד לצורך כך.

בדצמבר 1981 הופעלה יחידת הייצור הראשונה בתחנה, ועד לשנת 1984, עת הושלמה בנייתם של המזח, הגשר והמסוע – הופעלו כבר ארבע יחידות התחנה, 360 מגוואט כל אחת.

 

הביקושים הגוברים לחשמל במשק, בצד תפעול ותחזוקה מוקפדים של היחידות הפחמיות ועמידתן בתקנים של איכות הסביבה, הביאו לכך שבסוף שנות השמונים הוחלט על הקמת תחנת-כוח פחמית נוספת באתר בחדרה, ובה שתי יחידות ייצור גדולות, בעלות כושר ייצור של 575 מגוואט כל אחת.

 

כיצד נעשית פריקת הפחם

הפחם מגיע לישראל באניות צובר גדולות כשהוא לח.. האניות נקשרות אל מזח הפריקה בלב ים, ושלושה עגורני ענק, הניצבים על המזרח, פורקים את הפחם מבטן האוניה אל מסועים סגורים, הנמצאים על הגשר הימי. באמצעות המסועים מובל הפחם אל אתר האחסון. הקמתו של מזח הפחם בחדרה בסוף שנות השבעים היתה מבצע רב תעוזה. לא היה תקדים בעולם כולו להקמת מיתקן יעיל לפריקת פחם מאניות בים הפתוח, ללא כל הגנה של שובר גלים.

להחלטה להקים את המזח הימי קדמו התלבטויות רבות. הפתרון הראשון שהוצע היה לפרוק את הפחם בנמל חיפה ולהובילו ברכבת לאתר – דבר שהיה מייקר את עלות החשמל.

הפתרון שנבחר – הקמת המזח בים הפתוח – הוכיח את עצמו תפעולית וכלכלית. בעקבות הצלחת המסוע הימי ב"אורות רבין", הוקם מזח ימי שני המשרת מראשית 2000 את אתר "רוטנברג" באשקלון.

 

"היהלום השחור"

הפחם בו משתמשים בתחנת-הכוח מכונה "היהלום השחור", ולא במקרה: הפחם מורכב ברובו הגדול מפחמן והיהלום הינו פחמן טהור. תהליך ההיווצרות של הפחם החל לפני כ-200 עד 300 מיליון שנה, והוא תוצר של שכבות חומר צמחי אשר נקברו ונכבשו במשך השנים על-ידי רובד סחף, סלעים ואדמה. לחץ עצום זה, בן מיליוני השנים, והחום הרב שהפיק – הביאו להתאבנות החומר הצמחי ולהתפחמותו.

הפחם הוא מקור אנרגיה הניתן להצתה ובעירה, והאדם למד להשתמש בו להסקה, לתעשייה ובעיקר ליצירת חום וקיטור המניעים את הטורבינות בתחנות-הכוח לשם ייצור חשמל. כמחצית מהחשמל בעולם מופק כיום מפחם.

 

יתרונות הפחם

זמינות: עתודות הפחם העולמיות יספיקו, על-פי הערכות, לתצרוכת העולמית למשך כ-400 שנים.

מקורות רבים ומגוונים: הפחם מצוי בשפע במדינות ידידותיות לישראל, כך שאספקתו השוטפת מובטחת.

נקיון: פחם משובח, לאחר טיפול נכון, מכיל פחות מזהמים מאשר המזוט. עם שיפור הטכנולוגיות ומתוך המודעות ההולכת וגוברת לאיכות הסביבה, מובטחת שריפת פחם יעילה, נקייה ומבוקרת.

לצורך בהמשך ייצור החשמל באמצעות פחם יש סיבות נוספות: משיקולים אסטרטגיים של אמינות וזמינות הגז הטבעי כדלק מרכזי במשק הנחה משרד התשתיות הלאומיות להגביל את חלקו של החשמל המופק מניצול הגז הטבעי

ל-45% מסך היקף יצור החשמל במדינה. על רקע הנחייה זו  ובהתחשב במצב הגיאופוליטי בו נמצאת מדינת ישראל יש משמעות רבה לגיוון מקורות האנרגיה ולייצור חשמל גם באמצעות פחם

 

 

חברת חשמל והסביבה

 

מניעת פליטות לאוויר

חברת החשמל משקיעה מאמצים רבים בייעול מערך ייצור החשמל בישראל  ובהגברת רמת הנצילות שלו. מתוך שיקולים אסטרטגיים ובמטרה לגוון את מקורות האנרגיה של ישראל, הוחלט כבר בשנות ה- 70 להקים יחידות ייצור המוסקות בפחם.

ייצור חשמל מלווה בפליטות לסביבה ובעיקר לאוויר. כדי להקפיד על תהליך ייצור נקי ככל האפשר, מבוקרות פליטות אלה באופן רציף באמצעים טכנולוגיים שונים ומגוונים, הן על ידי חברת החשמל והן על ידי הרשויות, באמצעות איגוד ערים לשמירת איכות הסביבה שרון-כרמל  והמשרד להגנת הסביבה

מאז שנת 2005 עושה חברת החשמל מאמצים רבים לרכוש פחם דל-גופרית ליחידות הייצור שלה המוסקות בפחם באתר "אורות רבין" בחדרה ומאז שנת 2008 מקדמת החברה פרויקטים להפחתת פליטות מכלל היחידות המוסקות בפחם, באמצעות התקנת סולקנים ומתקנים נוספים לקליטת המזהמים. שדרוג היחידות המוסקות בפחם יבוצע בהדרגה החל משנת 2013 ומתוכנן להסתיים עד שנת 2017. הפרויקטים נועדו לצמצם משמעותית את פליטת הגופרית הדו-חמצנית ואת פליטת תחמוצות החנקן. הפחתת פליטת הגופרית הדו-חמצנית מתבצעת באמצעות סולקני גפרית, המשתלבים בארובה חדשה בגובה 250 מטר, עם ציפוי פנימי מיוחד, בהתאם לטכנולוגיה שנבחרה ואושרה על ידי המשרד להגנת הסביבה ורשויות התכנון. הארובה החדשה שתוקם מותאמת להוצאת פלומה לבנה של אדי מים, העולים עם גזי השריפה שנשטפו, כדי להוציא מתוכם את הגופרית הדו-חמצנית. הפחתת פליטת תחמוצות החנקן מתבצעת בשני שלבים: השלב הראשון יכלול שינוי בדוד השריפה, במטחנות הפחם ובתהליכים נוספים הנלווים לייצור החשמל ובשלב השני יותקן ממיר קטליטי של תחמוצות חנקן

בשנת 2010 החלה חברת החשמל בהקמת המתקנים להפחתת הפליטות. לאחר השלמת כלל הפרויקטים באתר "אורות רבין" תפורק הארובה הדרומית הקיימת באתר, ויוותרו בו 3 ארובות בלבד.

 

שימושי אפר הפחם

תוצר לוואי ליחידות המוסקות בפחם הינו אפר הפחם, הנותר מתהליך שריפת הפחם. באתרי תחנות-הכוח "אורות רבין" ו"רוטנברג", נקלט אפר הפחם במשקעים המיועדים לכך והמונעים את פליטתו יחד עם הגזים דרך הארובה. בשנת 1998 הופסקה הטלת אפר הפחם לים, ומאז הוא מועבר לשימושים מועילים בתעשייה, בחקלאות ובתשתיות. מדובר בכמות של כ-1.2 מליון טון אפר פחם לשנה.

השימוש העיקרי לאפר פחם הוא הוספתו למוצרי בנייה (מלט ובטון), בשל תכונותיו בהעצמת חוזק החומרים, הגדלת עמידותם לקורוזיה ושיפור תכונות הבידוד שמאפיינות אותם.  השימוש באפר הפחם אף מפחית את הפגיעה בסביבה, הנובעת מחציבת חומרי גלם אחרים לאותה מטרה (כגון אבן גיר, חרסית וחול לבנייה הנמצא במחסור בארץ). יתרון סביבתי נוסף לשימושי האפר בתעשיית הבנייה הוא צמצום עקיף של מאות אלפי טון בשנה בפליטת CO2, כתוצאה מהפחתת הצורך בייצור המלט ע"י מפעלי "נשר". לצרכים חקלאיים  משתמשים באפר התחתי – המהווה כ-10% מהאפר הנוצר בתהליך השריפה ושוקע אל תחתית הדוד. אפר התחתי משמש לרוב כחומר ריפוד ברפתות וכמצע גידול לצמחים בחממות.

כל השימושים באפר פחם לסוגיו נעשים כדין בהתאם לאישורים שניתנו על ידי וועדה בין משרדית, האמונה על יישום התנאים הסביבתיים הנכללים בהיתרי ההפעלה שניתנים לתחנות-הכוח.

 

טיפול בשפכים

חברת החשמל מקפידה לטפל בכלל ההיבטים הסביבתיים הנובעים מפעילות יחידות ייצור החשמל. בכלל זה מטופלים השפכים הסניטריים, שבתום תהליך טיהור משמשים להשקיית הצמחייה ברחבי אתר הייצור וכן השפכים התעשייתיים העוברים טיפול מיוחד טרם סילוקם או שמשמשים להרטבת ערמות הפחם והאפר למניעת אבק. כל זאת בהתאם להוראות החוק ותחת פיקוח ובקרה של הרשויות הנוגעות בדבר.

חלק ממי הקירור החמימים של תחנת-הכוח באתר "אורות רבין" מוזרמים לאפיקו התחתון של נחל חדרה, ששוקם בתחילת שנות ה-2000 בשיתוף חברת החשמל והפך לפארק מטופח ונקי לרווחת הציבור.

 

יצחק רבין - האור לפני המחנה

ב-31.10.95, ארבעה ימים לפני שנרצח, חנך יצחק רבין ז"ל את יחידת הייצור הראשונה בתחנה הפחמית הנוספת באתר. ימים ספורים לאחר הרצח, הוחלט לקרוא לאתר על-שמו – "אורות רבין", ובדרך זו להנציח את מי שהיה קשור בחברת החשמל לאורך כל חייו.

נחמיה רבין, אביו של יצחק רבין היה מראשוני העובדים בחברת החשמל. בשנת 1923 גויס לעבודה בחברה על-ידי פנחס רוטנברג. חברת החשמל היתה חלק מהוויית משפחת רבין, וזיכרונות ילדות מ"חצר" החברה בתל אביב נתחלפו בטקסים מרגשים בהם חנך הבן, כראש הממשלה, תחנות-כוח חדשות.

יצחק רבין, ידיד אמת, עקב בעניין אחר התפתחותה של חרת החשמל, שהיתה תמיד קרובה לליבו. השם רבין ניקשר בתולדות החברה לאורך דורות. גם במותו, ימשיך ויינשא שמו בפי כל ויאיר דרך.

 

תהליך ייצור החשמל

כאשר מסובבים סליל של חוטי חשמל בתוך שדה מגנטי - נוצר חשמל. בדיוק באופן זה פועל ה"דינמו" של פנס האופניים. גלגל האופניים מסובב את גלגל החיכוך, המסובב בתורו סליל שנתון בין שני מגנטים. החשמל שנוצר באופן זה מספיק להפעלת הפנס.

 

בתחנת-הכוח משתמשים באותו העיקרון. אולם על מנת לייצר חשמל בכמות מסחרית נחוצה אנרגיה רבה ולצורך הפקת האנרגיה (הקיטור) הנחוצה להנעת הגנרטור בתחנת-הכוח שורפים דלקים.

orot_iec_how

 

1.   הפחם הנפרק מהאונייה מובל לתחנות-הכוח על גבי מסוע, נטחן לאבקה דקיקה, מוזרק לדוד בתוספת אוויר, נשרף ומפיק חום רב.

 

2.   דוד השריפה בנוי מצינורות פלדה, אשר בתוכם זורמים מים נטולי מלחים. שריפת הדלק יוצרת בחלל הדוד חום גבוה, המביא להפיכת המים שבצינורות לקיטור.

 

 3.  הקיטור מוזרם בלחץ רב ובטמפרטורה גבוהה על להבי הטורבינה ומסובב אותם,

     ובעקבותיהם גם את הרוטור (החלק הסובב) של הגנרטור במהירות של 3,000 סיבובים   בדקה.

 

 4.  תנועת הרוטור יוצרת חשמל, הזורם לשנאים גדולים, ומהם אל הרשת הארצית המעבירה ומחלקת אותו לכל רחבי הארץ.

 

 5.  בדרכו של הקיטור דרך להבי הטורבינה הוא מאבד מכוחו (לחצו וחומו), ומגיע עם סיום פעולתו אל המעבה.

 

 6.  במעבה הופך הקיטור שוב למים ע"י קירור במי ים, ושב אל דוד השריפה למחזור חדש.

 

7.    תוצרי השריפה עוברים מהדוד אל המשקע – בו שוקע אפר הפחם.

 

8.      שאר הגזים – נפלטים לאטמוספירה דרך הארובה הגבוהה.

 

 

נתונים נבחרים

הספק: 2,590 מגוואט

צריכת פחם (בתפוקה מלאה): 18,000-20,000 טון פחם ליממה  

צריכת מי-קירור (בתפוקה מלאה): 300,000 טון לשעה

 

 

 

 

מזהמים הנפלטים מתחנות הכוח

מזח הפחם בתחנת הכח בחדרה
צילום: אילן מלסטר

שריפת הדלקים הקונבנציונליים בתחנות כוח גורמת לפליטת תוצרי השריפה: גזים המכילים טיפות נוזל וחלקיקים מוצקים. התערובת הזאת נקראת גזי פליטה. גזי הפליטה מסולקים ממתקני ייצור החשמל באופן מבוקר דרך ארובות תחנות הכוח.

המזהמים העיקריים הנפלטים מארובות תחנות הכוח הם תחמוצות חנקן, תחמוצות גופרית (בעיקר, דו תחמוצת גופרית), חומר חלקיקי, פחמן חד חמצני ופחמימנים. ונפלט גם פחמן דו חמצני כתוצר שריפה מושלמת של הדלק.

יש לציין, כי 99% מכלל גזי הפליטה הם עודף אוויר כלומר חנקן וחמצן. פירוש הדבר שתכולת מזהמי האוויר בגזי הפליטה אינה עולה על 1%.

#

מדיניות המשרד להגנת הסביבה

מדיניות המשרד להגנת הסביבה, המתבססת על חוק אוויר נקי, התשס"ח - 2008, עוסקת בצמצום פליטת המזהמים לאוויר ממקורות פליטה נייחים: התעשייה ומשק החשמל. על פי החוק, מקורות פליטה נייחים בעלי פוטנציאל גבוה של זיהום האוויר, חייבים להצטייד בהיתרי פליטה, הכוללים הנחיות כלליות לסקטור המסוים והנחיות ספציפיות למקור הנייח, למפעל. התנאים שמציב המשרד בהיתר מבוססים על יישום הטכניקות המיטביות הזמינות (BAT).

שלבי ביצוע המדיניות

שלב ראשון

  1. תחנות כוח ומתקנים חדשים לייצור חשמל , אשר תכניות הקמתם אושרו החל מ-1/01/2011, מחויבים לקבל היתרי פליטה, בהתאם לחוק אוויר נקי.
  2. תחנות כוח ומתקני ייצור חשמל קיימים, או מאושרים לפני 1/01/2011, מטופלים בשני המסלולים הבאים:
    1. מתן הוראות אישיות מכוח חוק למניעת מפגעים, התשכ''א - 1961 (צווים אישיים)
    2. תנאי מסגרת לתחנות כח ולמתקני ייצור חשמל של יצרנים פרטיים

שלב שני

  1. תחנות כוח ומתקני ייצור חשמל קיימים בהספק נומינלי תרמי מ-50 מגוואט ומעלה ייבחנו בשנת 2015, במסגרת הליך מתן היתר פליטה ובהתאם להוראות המעבר של חוק אוויר נקי, וההנחיות שנקבעו עבורם לאור הטכניקה המיטבית הזמינה (BAT) המופיעה במסמכי הייחוס הרלוונטיים (BREF) של האיחוד האירופאי.
  2.  מתקני ייצור חשמל בהספק תרמי נמוך מ-50 מגוואט.בהתאם לחוק אוויר נקי, הנחיות למתקנים אלה בתחום איכות אוויר ייקבעו במסגרת תנאים סביבתיים ברישיון עסק גם בעתיד.
  3. הדרישות וההנחיות המעודכנות בנושא איכות האוויר ייקבעו בהיתרי פליטה.

פעילות המשרד להסדרת פליטות מזהמים ממשק החשמל:

  1. קידום חקיקה - תקנות למניעת מפגעים (מניעת זיהום אוויר מייצור חשמל) לאישור הכנסת
  2. עידוד מעבר לשימוש בגז טבעי
  3. סגירת תחנות כוח ישנות ומזהמות (באשדוד ובחיפה)
  4. התקנת מתקנים להפחתת פליטת מזהמים בתחנת הכוח אורות רבין
  5. עידוד ייצור חשמל מאנרגיות מתחדשות
  6. הגברת בקרה ופיקוח בתחנות של חברת החשמל
  7. צו אישי לחברת החשמל

ארובות חנת הכח בחדרה
צילום: אילן מלסטר
  1. ​בדצמבר 2010 חתם השר להגנת הסביבה דאז, גלעד ארדן, על הוראות למניעת מפגעי זיהום אוויר (צו אישי) מתחנת הכוח אורות רבין של חברת חשמל, לפי החוק למניעת מפגעים. 

    הצו חל על שתי יחידות הייצור מ''ד ב' (יחידות מס' 5 ו-6) בנות 575 מגוואט כל אחת, בתחנת הכוח אורות רבין בחדרה, ומטרתו לעגן את תאריכי היעד להתקנת מתקנים לניקוי גזי הפליטה מיחידות אלה. יצוין, כי תאריכי היעד היו קבועים עד כה בתכנית המפורטת של התחנה, לפי חוק התכנון והבנייה, התשכ"ה - 1965, אשר השתנו מעת לעת. 

    הצו האישי קובע ליחידות מ"ד ב' ערכי פליטה מרביים לתחמוצות גופרית ולתחמוצות חנקן על פי התקנים העדכניים הנהוגים באירופה, שיחולו על יחידות הייצור השונות בהתאם ללוחות הזמנים הצפויים לסיום התקנת המתקנים לניקוי גזי הפליטה. 

    על מנת לעמוד בערכי הפליטה המרביים שנקבעו בצו, מוטל על חברת החשמל לרכוש ולהפעיל מתקנים לניקוי גזי פליטה - סולקנים (מתקני FGD) לטיפול בתחמוצות גופרית ומתקנים קטליטיים (SCR) לטיפול בתחמוצות חנקן. לאחר סיום התקנת המתקנים תופחת פליטת תחמוצות הגופרית בכ-80%, ותחמוצות החנקן בכ-75%.
  2. אחת המטרות של הצו האישי לחברת החשמל היא הגברת המעקב והפיקוח על פעילות תחנות הכוח, ועל ההשלכות מפעולתן על איכות האוויר.המעקב מתבצע על ידי אגף איכות אוויר ושינוי אקלים, נציגי מחוזות המשרד, וכן על ידי הרשויות המקומיות, כאשר לכל אחד מהגופים יש תפקיד מוגדר בתהליך. הממונים מכח הצו האישי מסכמים את עבודת המעקב שלהם במהלך השנה החולפת, ומגישים את ממצאיהם לאגף איכות אוויר, המגבש דוח מסכם. לרשותכם דוחות המעקב אחר יישום הוראות הצו האישי לשנים 2012 -2013 :
    דוח מעקב  2012     דוח מעקב  2013
  3. בדצמבר 2015 המשרד להגנת הסביבה דרש מחברת החשמל לצמצם את השימוש בפחם - על פי  התנאים החדשים שהציב המשרד לחברת החשמל, יצומצם השימוש בפחם בתחנת הכח אורות רבין בחדרה בשנת 2016 בכ- 8-10% אחוזים.

עמדת המשרד בנוגע לחלופות להפחתת פליטות ביחידות 1-4 ב"אורות רבין"

תחנת הכח בחדרה אורות רבין
צילום: אילן מלסטר

​יחידות 1-4 בתחנת הכוח הפחמית אורות רבין מחוייבות על פי חוק (מתוקף הצו האישי שניתן לחברת החשמל) להפחית פליטות עד ליום 1 לינואר 2018.

חברת החשמל בחרה ליישם את ההפחתה ע"י הסבת היחידות לשריפת גז טבעי והתקנת אמצעי להפחתת תחמוצות חנקן (אמצעים ראשוניים ו-SCR) ואף קיבלה היתר פליטה לאוויר לתכנית זו.

מסיבות שונות, בהן שינויים במחירי דלקים, העיכוב בחיבור מאגר לוויתן, הרפורמה במשק החשמל ועוד, הוחלט על הקמת צוות מקצועי בין-משרדי לבחינה מחודשת של החלופות להפחתת פליטות מיחידות אלה. בצוות השתתפו נציגי משרד האוצר, הגנת הסביבה, התשתיות הלאומיות האנרגיה והמים, רשות החשמל, וחברת החשמל. 
מסקנות הצוות יובאו בפני השר להגנת הסביבה והשר לאנרגיה תשתיות ומים לקבלת החלטה על אופן הפחתת הפליטות שייושם ביחידות אלה.

עמדת המשרד

עמדת המשרד להגנת הסביבה, המסתמכת על הניתוח הכלכלי שנעשה בצוות המקצועי, וכן על ניתוח נרחב יותר שנעשה במשרד להגנת הסביבה, היא כי חלופת המחז"מ (מחזור משולב) היא הכלכלית ביותר למשק (ללא מיסים ועם עלויות חיצוניות) בהנחה שהמחז"מ מנוצל באופן מיטבי (הפעלה שנתית של 7,600 שעות ומעלה או במקדם יכולת של 87%). 
במידה וייעשה שימוש קטן יותר במחז"מ, החלופה הכדאית למשק היא הסבה לגז.