אנרגיה ירוקה כחולה

ראיון עם אל”מ ש., ראש מחלקת בינוי ותשתיות בחיל האויר

“לחיל האוויר יש מערך בינוי עצמאי משום שזה חלק אינטגרלי  ממערכות הנשק שלו והכשירות המבצעית “, כך פותח אלמ ש , ראש מחלקת בינוי ותשתיות בחיל האוויר את השיחה איתנו. “בינוי זה מעבר למסלולי המראה ומבנים פיסיים. זה כולל את  כל מערכות אספקת הדלק, המערכות האלקטרו מכניות, מערכות מיזוג אוויר ומערכות חשמל שמספקות לחיל האוויר יכולות אוטונומיות”.

אל”מ ש., רמ”ח בינוי ותשתיות בחיל האוויר

אל”מ ש החל את דרכו בחיל האוויר,כילד,עוד בתקופה שבה החזיקה ישראל בסיסים בסיני. אביו שירת כקצין בחיל האוויר, והוא המשיך את דרכו כעתודאי בטכניון ועד לראש מחלקה במטה החיל, תפקיד אותו סיים בשבועות האחרונים אחרי כמעט 30 שנות שירות. השיחה עם אלוף משנה ש מספקת הצצה ייחודית למאמץ העיקרי של חיל האוויר , שמירת כשירות מבצעית ורציפות תפקודית בעיתות מלחמה. זה לא סוד שהתרחיש אליו מתכונן חיל האוויר מדבר על מאות ואולי אלפי רקטות שישוגרו לעבר ישראל, כשבסיסי חיל האוויר הם אחת המטרות העיקריות ואולי הראשונות להיפגע. לצורך כך מתרגל חיל האוויר כבר שנים תרחישי הפעלה שונים, כשלצד המענה המבצעי של הטייסים ואנשי התחזוקה הוא בונה בהתאם  תשתיות. נוסף לכך,  הוחלט בשנים האחרונות על מהלך כלל חילי של התייעלות אנרגטית וייצור חשמל מאנרגיות מתחדשות.

“ההתייעלות האנרגטית נתפסת כמרכיב חשוב מאד בחיל האוויר” מספר אל”מ ש. “כבר לפני עשר שנים הוחלט לשים על כך דגש, ולצורך זאת מונה קצין ייעודי בדרגת רב סרן. המהלך הזה הוכיח את עצמו בגדול, כאשר כל שנה נחסכים קרוב ל 80 מיליון שקל בתפעול השוטף. זה כסף שנשאר בחיל האוויר ומוסט למשימות אחרות.  בנוסף, הפרויקט הזה נלמד ויושם גם בזרועות האחרות של צה”ל”.

ש: כלומר, חיל האוויר מחזיק היום חוות סולאריות משל עצמו?

“כן. אנחנו מפעילים כבר למעלה משלוש שנים שדה סולארי בבסיס רמון  שמספק לנו 5 מגה וואט בכל רגע נתון. המתקן הזה כבר החזיר את ההשקעה שלו מעבר לעובדה שהוא מספק את כל תצרוכת החשמל של הבסיס ולעיתים אנחנו אפילו מחזירים חלק מהחשמל השיורי לרשת. בשלב הזה אנחנו מתמקדים רק בייצור האנרגיה לא באגירה שלה ובהמשך זה  בהחלט פרויקט שאנחנו מביטים עליו”.

ש: מעבר להתייעלות האנרגטית, איפה בא כאן לידי ביטוי מימד הרציפות התפקודית?

תמונה: גג סולארי בבסיס חצור

“ההתייעלות האנרגטית קודם כל מכוונת בדיוק לזה,  אנחנו מכנים את זה רגל נוספת. המתקן הזה מספק חשמל ובמידה ויש תקלה עוברים מיד לרשת החשמל או להיפך.  בעניין הזה אני יכול לומר בזהירות המתבקשת,  אנחנו מכינים גיבויים נוספים מבחינת אספקת חשמל בצורת תחנות כוח עצמאיות וגנרטורים. מעבר לזה אנחנו נמצאים במהלך גדול של חיבור כל תחנות הכוח הללו לתשתיות הגז ממאגר לויתן. זה אמור קודם כל להוזיל משמעותית את ההפעלה, ובנוסף לתת מימד נוסף ברציפות התפקודית. לדוגמא: תחנות הכוח  מופעלות כיום על ידי דיזל,  במידה והצינור נפגע מסיבה כלשהיא אנחנו עוברים מיד לאספקת גז, ולהיפך”.

אחד הפרויקטים המעניינים במימד החסכון האנרגטי הוא בניית מונה אנרגיה חילי. בכל בסיס הוצבו מונים כאלה במבנים, והם מודדים את צריכת האנרגיה הפרטנית והכוללת. בכל זמן נתון יודע כל מפקד יחידה מה צריכת החשמל שלו והיכן, ובכך ניתן למפקדים כלי פיקודי לעודד חסכון אנרגטי.

“הכלי הזה פועל כמעט שנה והוא  הוכיח את עצמו מעל למצופה” , מספר אל”מ ש. ” מעבר ליכולת המדידה של כל מפקד בחיל האוויר לפקח על צריכת האנרגיה שלו, זה יצר מעין תחרות בין היחידות. כך למשל תופעות כמו השארת תאורה באולמות ספורט בסופי שבוע, הפכה למבוקרת. כל מפקד יחידה שמצליח לחסוך, מקבל את  ה “רווח”  שנוצר בחזרה, כדי להשקיע בפרויקטים על פי בחירתו. דוגמא נוספת היא החלטה להעביר את כל חיל האוויר לתאורת לד. מדובר בפרויקט של עשרות מיליונים וגם במקרה הזה מדובר משמעותי. אבל חשוב לי להדגיש שיש כאן ראייה כוללת ולא מדובר   רק במערכות גדולות.  כל מערכות חימום המים במקלחות  החולפו מבויילרים רגילים ודודי שמש, למערכת ESB – ECO SOLAR BOOST  שהיא למעשה חימום סולארי שמביא לחסכון של עד 80 אחוזים בצריכת החשמל”.

אחד הפרויקטים העתידיים של חיל האוויר הוא ניצול אדי חום מתחנות הכוח לצורך קירור מערכות מתקדמות. הפרויקט הזה אמור להיבנות בבסיס נבטים בנגב, והוא נחשב לפורץ דרך בתהליך שימור האנרגיה שלו. המערכות אותן אמורים אדי החום לקרר מוגדרות כמסווגות, אבל הפיתוח עצמו נחשף כאן לראשונה. (ראו הרחבה בהמשך).

ש: מה הוא קו פרשת המים שממנו מחליטים בחיל האוויר  ללכת חזק מאד על חסכון אנרגטי וקיימות?

“אני הייתי מותח את הקו הזה מ 2010 ואליך, רמ”ח בינוי דאז הגדיר את האנרגיות המתחדשות וההתייעלות האנרגטית כמנוע צמיחה חדש. הצורך נבע אז  מהקיצוץ החד בתקציב הבטחון והמשבר הכלכלי, מה  שאילץ את חיל האוויר להתייעל. במחלקת בינוי נבנה מודל שהוצג למטכ”ל, לאגף התקציבים ואושר על ידם. היום עשור אחרי אפשר בהחלט לומר שההחלטה הזו הייתה נכונה בשעתו וכל שכן כיום”.

קירור בעזרת… אדי  חום – הפרויקט החדשני של חיל האוויר

המתקן מורכב ממספר רכיבים עיקריים:

1. שני גנרטורים מופעלים בגז טבעי (2000 KW) כל אחד. פועלים במתח 6.3 kv (מתח גבוה) שמזינים שנאיים שמעלים את המתח ל33 Kv ומתחברים למסדר כניסה ראשי (כולל מערכת סנכרון).2. תשתית גז טבעי תת קרקעית (צנרת פוליאלילן מוצלב – חליף צנרת ברזל למניעת קורוזיה).
   3. שני צ’ילרים בספיגה ושני מגדלי קירור (500 טון קירור כל אחד). למגדלים מחברים קו מי עבור מי פיצוי כתוצאה מהאידוי. הצ’ילרים בספיגה מוזנים מהחום השיורים של הגנרטורים שמתפתח כתוצאה מהפעילות שלהם.

התהליך של הפיכת חום לקור מבוסס על:
א. תהליך אידוי של מים (המשמשים כקרר) שואב חום מהסביבה (מייצר קור).
ב. ספיגת מים של תמיסת ליתיום ברומיד LiBr .
המערכת מחולקת לשני תאים. בכל תא שני אזורים. התא הראשון כולל את איזור הגנרציה ואת איזור העיבוי ומצוי בלחץ. התא השני כולל את איזור הספיגה ואת איזור האידוי ומצוי בלחץ יותר נמוך הקרוב לוואקום.

איור מערכת הקירור בעזרת אדי חום

תמיסת ליתוים ברומיד מדוללת במים נשאבת מאיזור הספיגה אל איזור הגנרציה בו היא מחוממת לנקודת הרתיחה באמצעות סחרור של מים חמים (חום שיורי מהגנרטורים) במחליף חום שנמצא בתא הגנרציה. אדים של הקרר (אדי מים) משתחררים מהתמיסה ועוברים למחליף החום באיזור העיבוי בו הם מוסרים חום למעגל הקירור של מגדל הקירור והופכים לנוזל.

ההפרדה החלקית של תמיסת הליתיום ברומיד מהמים שמתחוללת באיזור הגנרציה מעלה את ריכוזו בתמיסה שנשארת באיזור הגנרציה. התמיסה בעלת הריכוז הגבוה זורמת מאיזור הגנרציה אל אזור הספיגה בו היא זורמת על מחליף החום של איזור הספיגה.
קירור איזור הספיגה באמצעות מחליף חום בו זורמים מים ממגדל הקירור והריכוז הגבוה של תמיסת הליתיום ברומיד באיזור הספיגה מאפשר שמירת לחץ יחסית נמוך בתא המשותף של איזור האידוי ושל איזור הספיגה. נוזל הקרר מאיזור העיבוי מוזרק דרך מעבר צר ומתאייד על מחליף החום בו זורמים המים של מעגל הקירור.

תמיסת ליתיום ברומיד מרוכזת סופגת את אדי הקרר מאיזור האידוי בזמן שהקרר משנה פאזה מנוזל לאדים תוך שהוא שואב חום כמוס מהמים במעגל הקירור הזורמים בתוך מחליף החום של תא האידוי. התוצר של התהליך המתרחש באיזור האידוי הוא ייצור של מים קרים למעגל הקירור.
התמיסה המרוכזת חוזרת למצב של תמיסה מדוללת בתהליך הספיגה של אדי הקרר המתבצע באיזור הספיגה. התמיסה המקוררת חלקית נאספת באיזור הספיגה ומועברת בחזרה לאיזור הגנרציה לחימום לנקודת הרתיחה באמצעות משאבה וכך נסגר מעגל הקירור הרציף של המערכת.

4. צנרת מים קרים תת קרקעית (מי אספקה וחוזרים) למרכזי האנרגיה – מתחברים למי אספקה (דרך מחליף חום) לצרכן הסופי ובכך חוסכים הפעלת הצ’ילרים המקומיים שבאותם מרכזי אנרגיה. קרי, הופכים להיות גיבוי. החיבור מבוצע דרך מחליף חום נובע משיקולי הגנה על הצרכן הסופי.

תמונת כותרת: חווה סולארית בבסיס תל נוף