בחינה טכנו-כלכלית לניצול פסולות לייצור דלקים לתחבורה

1. בשיתוף: בחינה טכנו-כלכלית לניצול פסולות לייצור דלקיםלתחבורה ** עבודה זו הוגשה למשרד להגנת הסביבה ותוצאותיה אינן מחייבת את המשרד

2. צוות המחקר מוסד שמואל נאמן: אופירה אילון, יערה גרינברג, עידן ליבס צנובר: שאול צבן, רונית גולובטי, טל גרד כיוון: גדי רוזנטל, דנה גבאי

3. במסגרת החלטת ממשלה 1354 מיום ה- 7.2.2010 בדבר כינון מאמץ לאומי להפחתת התלות העולמית של ישראל בנפט לתחבורה • ובהמשך להחלטת ממשלה מספר 2790 מיום 30.1.2011 בדבר הפעלת תכנית לאומית להפחתת התלות העולמית בנפט לתחבורה שותפים משרד האנרגיה והמשרד להגנת הסביבה במנהלת שהוקמה לצורך קידום התכנית. • משרד האנרגיה והמים ומשרד הגנ"ס מסייעים ומקדמים מו"פ בתחום ההיבטים הסביבתיים של תחליפי הנפט השונים והתשתיות הנלוות. • העבודה בנושא ניצול פסולות לייצור דלקים לתחבורהמשותפת למשרד להגנ"ס ומשרד האנרגיה

4. הגדרות חומרי גלם: • ביומסה מפסולת אורגנית- עירונית, פסולת חקלאית, פרש בע"ח, בוצה וכד' • פסולת ביומסה מעובדת – נייר, קרטון • פסולת סינטטית- פסולת פלסטיק, צמיגים וכד'.. תוצרים: • ביודלקים (שמקורם מביומסה) • דלק סינטטי

5. הגדרת המושג "ביודלק" עמומה (מקשה על הבנת מדיניות, בעיקר באירופה וארה"ב) • "דור 1" -שימוש בגידולי-מאכל חקלאיים להפקת ביו-דיזל משמן צמחי ו/או אתנול מסוכרים או עמילנים (דוגמאות: תירס, קנולה, קנה סוכר), • "דור 1.5" -הפקת ביו-דיזל משמן צמחי של גידולים לא-אכילים (דוגמאות: קיקיון, ג`טרופה). • "דור 2" -הפקת אתנול/ ביודיזל מ(פסולת) צלולוזה צמחית, פסולות שמנים • "דור 2.5" -הפקת ביו-דיזל ואתנול מאצות • ו"דור 3" -יתר הטכנולוגיות העתידיות כגון הפקת בוטנול.

6. מצב שוק הביודלקים העולמי כיום • נתונים של IRENA, 2013: • כיום ביודלקים (דור 1) ודלקים סינטטיים מהווים כ- 3% מסך ביקוש הדלקים העולמי. • ההערכות הן כי ביודלקיםודלקים סינטטיים קונבנציונליים ומתקדמים יכולים לספק כ- 9.3% מסך הדלקים לתחבורה עד 2030 ועד 27% ב- 2050. • גידול זה יכול למנוע פליטות של כ- 2 מיליארד טון פד"חלשנה. • כושר הייצור של ביודלקיםודלקים סינטטיים מתקדמים מוערך כי יגיע ל- 250 מיליארד ליטר שו"ע בנזין לשנה ב- 2030.

7. תחזיות עולמיות לשלוב ביודלקים במשק הדלק לתחבורה ביודלקים- כולל גם דור ראשון, גם דור שני וגם ביודלקים מאצות Million Barrels per Day of Oil Equivalent BP BP- Transport fuel in 2030 will be dominated by oil (87%) and biofuels (7%)

8. תחזיות IEA לשימוש בביודלקים גם אם מחירי ייצור ביודלקים קונבנציונאליים ירד (תחזיות IEA להוזלה של 10-20% עד 2035), עלויות הטיפול בחומרי הגלם של דור 2 ואילך לא צפויות לרדת באופן משמעותי.

9. תחזיות IEA לשימוש בביודלקים ביודדיזל מתקדם אתנול צלוליטי The exajoule (EJ) is equal 1018joules

10. תחזיות מנהלת תחליפי נפט, משרד רוה"מ דלק ביולוגי כ- 10% מקור התמונות- דמרקר

12. תחזיות מיסחור טכנולוגיות

13. קריטריונים לבחירת הטכנולוגיות ((DOE: 1.      התכנות השגת עלויות של 3$ לגלון 2.      פוטנציאל טכנו- אקונומי לטווח קצר-בינוני-ארוך 3.      פוטנציאל להשפעה לאומית (הן מבחינת טיפול בביומסה והן מבחינת התפוקות) 4.      זמינות ואיכות ח"ג 5.      מידע זמין לכל אורך התהליך 6.      כלכלת מוצר משלים 7.      פוטנציאל נפח משמעותי ב- 2030 8.      מידת הקיימות הסביבתית (LCA)

14. ניתוח SWOT- פסולת לדלק חוזקות: • משאבים (פסולת) שללא חלופה זו היו נותרים ללא ניצול ומסולקים למטמנה (או לשריפה מבוקרת במקרה של גזם) • דלק מפסולת הינו עוד נדבך לאספקת דלק עצמית- עצמאות אנרגטית, חסכון במט"ח וכו' • במרבית המקרים (יש לבדוק פרטנית) דלקים אלטרנטיביים פולטים פחות גזי חממה במהלך הייצור והשימוש בהם • חלק מהטכנולוגיות מוכרות ומבוססות כאשר מאזני האנרגיה ותוצרים ידועים (פישר טרופס)

15. חולשות • הפסולת לרוב אינה הומוגנית ודורשת טיפולים מקדימים על מנת לקבל איכות תוצר גבוהה, עובדה אשר מעלה את עלויות ההפקה • הטכנולוגיות עדיין בשלבי פתוח. אין עדיין הערכות כלכליות סבירות, קשה להעריך את נצילות המערכות. סודות מסחריים מקשים על השגת מידע אמין • בנושא של ביוגז/ סינגזעיקר השימוש הוא להפקת חשמל וחום ולא להפקת דלק • ביודלקים צריכים להיות תחרותיים למחיר נפט קונבנציונאלי. אין וודאות לגבי מחירי נפט עתידיים • מאחר וחומרי הגלם לייצור הם פסולות, שהרכבן משתנה ואינו אחיד, הדבר עלול לגרום לתוספת עלויות שקשה להעריך אותה • היקף השימוש בביודלקים, שניתן להוסיפם לדלק הקיים מוגבל, ומעל היקף מסוים (10%) נדרשים שינויים ברכבים עצמם • חוסר הכרות עם תוצרי התהליך והשפעתם הסביבתית לאורך זמן בקנה מידה גדול

17. כיום אין מפעל המייצר רקביודלקים מתקדמים ברמה מסחרית"יוזמת התעשייה האירופאית ביו-אנרגיה" שואפת לפתוח את המפעל המסחרי הראשון להפקת ביודלקים מתקדמים ב- 2020 (European Biofuels Technology Platform). הזדמנויות: • הטכנולוגיה בעולם עדיין בשלבים ראשוניים וטרם הושג איזון כלכלי. המצב מאפשר לחברות ישראליות בשלבי מו"פ שונים לחבור לגורמים עולמיים ולפתח את הנושא.

18. חסמים: • עלויות גבוהות של חומרי הגלם (איסוף, מיון, הכנה), חוסר וודאות מחירים • כמויות קטנות (בעיקר בנושא שמנים) • מגבלות מדיניות המשרד להגנ"ס בנושא העדפת מיחזור על פני הפקת אנרגיה (בעיקר מפלסטיק ונייר) • מגבלות טכניות- יישום הטכנולוגיה בקנה מידה גדול וחסמים טכניים לעמידות ויציבות תוצר הדלק

19. פוטנציאל הפקת הדלק שלב ד': הצגת מקדמי תפוקה (פסולת/דלק) שלב ג': הקצאת הפסולת לטכנולוגיות הרלוונטיות שלב ב': מיפויכמויות הפסולת (עם וללא מגבלה) שלב א': • מתודולוגיה- • פוטנציאל הפקת דלק מפסולות ישראל

20. היצע פסולות בישראל (אלפי טון, 2012)

22. שלב א: ריכוז היצע הפסולת הפוטנציאלי ליצור דלק (אלפי טון בשנה)

23. שלב ב: הקצאת הפסולת לטכנולוגיות הרלוונטיות משיקולי בשלות טכנולוגית, זמינות הנתונים והפסולות הרלוונטיות- מתוך משפחת הטכנולוגיות הביוכימיות התמקדנו בטכנולוגיית העיכול האנאירובי ומבין המשפחה התרמית, בגזיפיקציה. בשני התרחישים פסולות השמנים יופנו לטכנולוגיות המיועדות להן: הידרוגנציה ואסטריפיקציה. • הקצאה משולבת(תרחיש א') - מניחה התפלגות הפסולת בין טכנולוגיות ביוכימיות לתרמוכימיות: פסולת רטובה תיועד לתהליך עיכול אנאירובי ויתר הזרמים לטכנולוגית גזיפיקציה (ש"יודעת" לטפל בכלל זרמי הפסולת שנבחנו). שילוב זה יאפשר הפקה מקסימאלית של דלק (במונחי שעט"ן) • תרחיש גזיפיקציה (תרחיש ב') - בתרחיש זה כל זרמי הפסולת יופנו לתהליך הגזיפיקציה ממנה מופק אתנול.

25. שלב ג: מקדמי תפוקה (מהספרות)

26. שלב ד1: כמות הביודלקים שניתן להפיק בשנה מהפסולות בישראל- לאחר הטמעת מדיניות מיחזור

27. שלב ד2: כמות הביודלקים שניתן להפיק בשנה מהפסולות בישראל- לאחר הטמעת מדיניות מיחזור

28. ביודיזל משמנים(בשני התרחישים) • 2,633 אלפי גלון ביודיזל בשנה משמן צמחי/שומן בע"ח - ביודיזל המיוצר משומן, פסולת שמנים ותוצרי לואי של תהליך ייצור האתנול מדור 1 יהווה 15% מכלל הביודיזל המיוצר בעולם המפותח - כ- 10% מהביודיזל עתיד להיות מיוצר מדורות מתקדמים של ביודיזל OECD-FAO Agricultural Outlook 2011-2020

29. פוטנציאל השבת הפסולות לדלקים (כמויות דלק ואלפי שעט"ןבשנה) תחת התרחיש בו לא קיימות מגבלות מדיניות טיפול בפסולת ניתן יהיה לייצר כ- כ-14% מהביקושים לדלק לתחבורה כיום. תחת מגבלת מדיניות המחזור פוחתת כמות זו לכחצי מיליון שעט"ן המספקים כ-9% מהביקושים.

30. תובנות עד כה • פסולת משמשת בעולם בעיקר להפקת חשמל וחום • הפיכתה לדלק לתחבורה עדיין בשלבים ראשוניים של פתוח • נדרשים שלבי ניקוי מקדימים של הפסולת ושלבי התאמה, בסוף התהליך, לדלק • קשה לבצע הערכות עלות עם המידע הקיים • ההערכות הכלכליות יתבססו, בכל מקרה, על ההנחה כי קיימות תשתיות תדלוק (CNG מתסיסה אנאירובית) • קיימות הזדמנויות מבחינת מו"פ עולמי • בקבלת ההחלטות לגבי הטיפול בפסולת, חסרה עדיין תמונה כוללת של עדיפות טיפול