בחינה השוואתית של חלופות לתפיסת פחמן בתהליכי ייצור דלקים מבוססי גז טבעי

פרופ' אופירה אילון, ד"ר מרים לב-און, ד"ר דניאל מדר, ד"ר פרי לב-און, נעמה שפירא

צטט כ:
אילון אופירה, לב-און מרים, מדר דניאל, לב-און פרי, שפירא נעמה. בחינה השוואתית של חלופות לתפיסת פחמן בתהליכי ייצור דלקים מבוססי גז טבעי חיפה, ישראל, מוסד שמואל נאמן, 2018. https://neaman.org.il/A-Comparative-Study-of-the-Carbon-Capture-Alternatives-in-the-Production-of-Natural-Gas-based-Transportation-Fuels

קבצים להורדה:

בחינה השוואתית של חלופות לתפיסת פחמן בתהליכי ייצור דלקים מבוססי גז טבעי(7149KB)

תפיסה ואחסון פחמן (CCS - Carbon Capture and Storage) הינו תהליך בו פחמן דו-חמצני (פד"ח) נתפס מפליטות של תהליכים תעשייתיים והפקת חשמל, ומאוחסן ללא יכולת להיפלט לאטמוספירה. מטרת התהליך לצמצם השפעת פליטת גזי חממה אנתרופוגניים (ממקור אנושי) על שינוי האקלים.CCS מורכב משלושה שלבים עיקריים: תפיסה - הפרדת פד"ח מגזים אחרים בתהליך התעשייתי או בתהליך הפקת חשמל; שינוע - העברת הפד"ח מאתר תפיסתו אל אתר אחסנה; ואחסון - הזרקת פד"ח אל תצורות קרקע או לאקוויפרים תת-קרקעיים לשם כליאה ארוכת טווח. לחילופין, ניתן לשלבו בתהליכים תעשייתיים ליצור מוצרים (CCU - Carbon Capture and Utilization). מדובר במגוון רחב של טכנולוגיות ותהליכים. חלק מהם פועלים בהצלחה כבר עשרות שנים, בעוד אחרים נמצאים תחת פיתוח או בשלבי מעבר לשימוש בקנה מידה תעשייתי. כיום פועלים בעולם כ-35 פרויקטים ועוד כעשרים בשלבי פיתוח שונים. המפעלים הקיימים הם בעלי יכולת תפיסה מצרפית של יותר מ-30 מיליון טון בשנה (רק 0.1% מפליטות גזי חממה אנתרופוגניים), והם מיושמים בתחנות כוח ובתעשייה.

מטרות המחקר: לסקור את תחום ה-CCS בעולם: טכנולוגיות, מתקנים, יישום ומדיניות. להשוות בשלות, יעילות ועלות של טכנולוגיות אלו. לבצע בחינה השוואתית ראשונית של יישום פתרונות CCS במערך תחליפי הדלקים לתחבורה מבוססי גז טבעי אשר עשויים לקום בישראל, בהתאם לתחזית התוכנית הלאומית לתחליפי דלקים לשנת 2030.

ממצאים עיקריים: * עיבוד גז טבעי וייצור CNG (Compressed Natural Gas - גז טבעי דחוס) -הגז הטבעי הגולמי אשר נמצא עד כה בישראל עני מאוד בפד"ח. לכן, אין צורך ב-CCS בתהליכים אלו. * ייצור מתנול- ניתן לצמצם 50% מפליטות הפד"ח באמצעות CCU, ללא עלות נטו למפעל המתנול או אפילו ברווח. אולם, כמות זו צפויה להוות רק 0.25% מפליטות גזי החממה השנתיים של ישראל. * ייצור GTL (gas to liquid)- ניתן לתפוס 1.5-3.5% מפליטות גזי החממה השנתיים של ישראל בעלות נמוכה, תוך התייקרות של 3.5% בלבד בתהליך ייצור הדלק. * חשמל בתחנת כוח מונעת בגז טבעי (NGCC)- ניתן לתפוס עד 30% מפליטות גזי החממה השנתיים של ישראל. אולם, הפתרון זה הוא היקר ביותר לכל טון פד"ח שנתפס וגורר התייקרות של 30-60% בתהליך ייצור החשמל.

* יישום CCS צנוע במתקני תחליפי דלקים מבוססי גז טבעי יביא לתפיסה, שינוע ואחסון של 3 מיליון טון פד"ח בשנה, בעלות של 450-900 מיליון ₪ (3% מפליטות גזי החממה בישראל ב-2030).

* יישום CCS בינוני במתקני תחליפי דלקים מבוססי גז טבעי יביא לתפיסה, שינוע ואחסון של 6 מיליון טון פד"ח בשנה, בעלות של 750-1,650 מיליון ₪ (6% מפליטות גזי החממה בישראל ב-2030).

* יישום CCS נרחב במתקני תחליפי דלקים מבוססי גז טבעי יביא לתפיסה, שינוע ואחסון של 25-30 מיליון טון פד"ח בשנה, בעלות של 7,600-19,200 מיליון ₪ (25-30% מפליטות גזי החממה בישראל ב-2030). רק יישום חלופה זו, או יישום חלקי שלה, יכולים לצמצם באופן משמעותי את פליטות גזי החממה השנתיים של ישראל, בהתאם לתפקיד שדו"ח ה-IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) רואה ל-CCS.

אחסון פד"ח אפשרי בשבעה אקוויפרים מלוחים עמוקים (Deep saline aquifers) בדרום ישראל, המסוגלים לקלוט את כל כמויות הפד"ח השנתיות שנזכרו לעיל במשך 130-800 שנים.

המלצות מדיניות: שילוב כלי מדיניות הינו קריטי בהתנעת ו/או האצת פיתוח CCS. אלו כוללים וידוא ומעקב ממשלתי של היצמדות למטרות הפחתת פליטות לכל רוחב המשק, באופן עקבי עם מטרות הסכם פריז (2015); גיבוש מדיניות, לרבות שימוש בתמריצים כלכליים (המעודדים התייעלות אנרגטית, הקמת מתקני אנרגיה מתחדשת והקמת מתקני CCS או שימוש במס פחמן) להשגת צמצום פליטות בטווח בינוני בענפים רבים במשק, בהתאמה למטרות הפחתת הפליטות לטווח ארוך; נדרשת הכללה מפורשת של CCS בתוכניות לאומיות להתמודדות עם שינוי אקלים או בהצהרות מדיניות מרכזיות בתחום, ולהדגיש כיצד CCS יכול לשחק תפקיד לצד טכנולוגיות דלות בפחמן אחרות; הבטחת ודאות לענפים הרלוונטיים במשק ע"י התחייבות ממשלתית מתמשכת; ייזום מעורבות ציבורית/פרטית על מנת לתת מענה לסיכון בין חלקי התפיסה, השינוע והאחסון בשרשרת ה-CCS, לשם צמצום סיכון כללי; וכן הקדשת תשומת לב מיוחדת להאצת השקעה באיתור ואפיון אתרי אחסון, לאור העובדה כי נדרש זמן רב לפיתוח אתרים אלו.

קישור אל מאמר בנושא המצטט את המחקר: Marine Air Pollution in Israel: Extent, Proposed Mitigation Targets, Benefits and Feasibility