أشيل هآرتس

وقد ورد ذكره في كتاب "التكوين"، ويمكن أن يحل محل الفحم في محطات توليد الطاقة، ويعتبر مصدراً ثابتاً للطاقة المتجددة. هل ستكون شجرة الدردار مصدراً نظيفاً للطاقة لإسرائيل والعالم؟

أبي موصل | جاليليو

يخبرنا سفر التكوين عن إبراهيم أبينا، الذي بعد أن قطع عهدًا مع أبيمالك ملك جرار، وتأمين لنفسه مكان إقامته وبئر الماء التي حفرها، وقف وغرس شجيرة. وقد أرجع المفسرون الكتابيون أهمية هذه الغرس كخطوة لإنشاء مكان إقامة دائم واستقبال الضيوف. وربما يعزون اليوم أيضًا إلى الزراعة معنى ضمان مصدر مستقر للطاقة المتجددة.

شجرة مقاومة لظروف الملوحة

ومن الشائع ربط الأشكل المذكور عدة مرات في الكتاب المقدس بالشجرة المعروفة اليوم بهذا الاسم، رغم أن هذا غير مؤكد. ينمو حوالي 16 نوعًا من نبات Tamarix (Tamarix) بريًا في إسرائيل. الرماد هو جنس من فصيلة الرماد يضم حوالي 90 نوعاً من الأشجار أو الشجيرات البرية التي تنمو بشكل رئيسي في المناطق المعتدلة وشبه الاستوائية وتسكن المناطق الرملية ومجاري الأنهار.

وتتميز بعض أنواع الهاشيل بأنها قادرة على النمو في ظروف الملوحة الشديدة. تنمو بعض أنواع الرماد إلى ارتفاع كبير وتعيش لفترة أطول (150 عامًا وأكثر)؛ في الأنواع الأخرى، يهيمن شكل الأدغال، ولا يحتوي النبات على جذع مركزي واحد. جميع الأنواع لها فروع طويلة وأنظمة جذر مزدوجة: جذور عميقة وجذور تنتشر بشكل جانبي، لمسافة طويلة.

كما ذكرنا سابقًا، تكيفت العديد من أنواع نبات الإيشيل مع الملوحة العالية في التربة. وتفرز الغدد الموجودة في الأوراق الملح الذي تمتصه الشجرة. يمتص الملح، بسبب خصائصه الاسترطابية، كمية كبيرة من الندى من البيئة ليلاً. ونتيجة لذلك تتشكل قطرات تتساقط من أغصان الشجرة وبهذه الطريقة تتلقى الشجرة إضافة هامة من الماء إلى بيت الجذر من جهة، ومن جهة أخرى تسبب الظاهرة تراكم الأملاح حولها. الشجرة ويمنع النباتات الأخرى من النمو حولها، وبالتالي تجنب المنافسة على الموارد. بسبب نموها السريع، ومناظرها الخلابة، ومقاومتها للجفاف والملوحة، من المعتاد زراعة إيشيل باراكيم في المناطق القاحلة: كشجرة ظل، كمصد للرياح، وكمصدر مهم للخشب للتدفئة والتدفئة. طبخ.

نظام الري

قبل بضع سنوات، قام البروفيسوران الراحلان يوآف ويسيل وبي إل إيه عمرام ببحث إيشيل في مزرعة نيسيون في بيتباتا، وهي مجموعة فريدة من نوعها من فصول إيشيل. وفي ستينيات القرن الماضي، أدرك الصندوق الوطني لإسرائيل أن هذا الصنف، المسمى إيشيل زكوف، لديه القدرة على النمو بسرعة لأغراض الغابات الصحراوية. يمكن لهذا النبات أن يستهلك المياه قليلة الملوحة بمستوى لا يستطيع أي محصول زراعي تحمله: ما يصل إلى 10 EC (الموصلية الكهربائية، هو مقياس لملوحة المياه). فالزيتون، على سبيل المثال، يمكن زراعته في مياه لا يتجاوز مستوى ملوحتها EC 4.2.

في نظام الري الصحيح، يبلغ استهلاك مياه الهاشل العمودي حوالي 1,000 متر مكعب للفدان سنويًا (بما في ذلك الأمطار)، وهي مماثلة للكمية المطلوبة سنويًا للفدان الواحد لزراعة الزيتون. إن قدرة الشجرة على النمو في التربة المالحة والمياه قليلة الملوحة تسمح باستغلال الأراضي الزراعية التي تم التخلي عنها بسبب الملوحة المفرطة، وكذلك المياه قليلة الملوحة أو مياه الصرف الصحي عالية الملوحة التي لا يمكن استخدامها اليوم للأغراض الزراعية.

إن زراعة شجرة الدردار بنظام الري الصحيح لا يسبب تمليح المياه الجوفية، ومع طريقة النمو والحصاد الصحيحة من الممكن استخدام قدرات الشجرة على امتصاص الملح كوسيلة لتقليل كمية الأملاح في التربة. الرماد المستقيم قادر على النمو لسنوات عديدة، في جميع أنواع التربة تقريبًا، ويتطلب الحد الأدنى من مدخلات الرعاية.

معدل نمو الشجرة سريع جدًا: بالنظر إلى كمية الكتلة الحيوية وقيمتها من السعرات الحرارية، تنتج الشجرة كتلة حيوية أكبر بمقدار 2 إلى 3 مرات من أي نبات خشبي آخر معروف في العالم، وحتى أكثر من القصب سريع النمو في المناطق الاستوائية. (!): حوالي 7.5 طن صافي للفدان سنويا. علاوة على ذلك، فإن الرماد المستقيم له قيمة عالية من السعرات الحرارية: حوالي 4,800-4,600 سعرة حرارية لكل كيلوغرام من الخشب الجاف مقارنة بـ 4,000-3,500 سعرة حرارية في معظم المواد النباتية.

مصدر جديد للطاقة

منذ حوالي عامين، بدأت مجموعة من المستثمرين الإسرائيليين (Mihar Bioenergy Israel) في زراعة قطع من أشجار الدردار من الصنف الجديد، الرماد المستقيم، بهدف تأسيس صناعة زراعية جديدة في إسرائيل - زراعة أشجار الدردار كمصدر للطاقة . وكانت أول قطعة أرض مزروعة قبل خمس سنوات في منطقة يتباتا، بمساحة تقدر بنحو عشرة دونمات.

وفي العام الماضي، قامت المجموعة بزراعة ثلاث قطع أراضي أخرى من المزارع الأم للشتلات في وادي ماعين (كفار روبين)، وفي السهل الساحلي (ماعين صفي) وفي النقب الغربي (نيتسانا). بمساحة إجمالية حوالي 130 دونماً. ومن المقرر أن ينتقل المشروع خلال العام المقبل إلى مرحلة زراعة المزارع الكبيرة، والخطة تتمثل في زراعة ما لا يقل عن 10,000 آلاف دونم في مناطق مختلفة من البلاد.

وبخلاف ضرورة إجراء تغيير في تسمية الأرض عند الرغبة في تركيب أنظمة استغلال الطاقة الشمسية لإنتاج الكهرباء، فإن المشروع لا يحتاج إلى تغيير في تسمية الأرض لأنها أرض زراعية مسبقاً. ويجري إنشاء المزيد من قطع الأراضي في الهند بالتعاون بين الشركة الإسرائيلية وشركة هندية (أجرو جولد) بمساحة تبلغ نحو 100,000 ألف دونم.

الخشب بدلا من الفحم

وفي العالم، اكتسبت زراعة الأشجار زخما في السنوات الأخيرة باعتبارها وسيلة فعالة ورخيصة لتوفير الطاقة المتجددة، والتي يتم التعبير عنها من خلال استبدال الفحم بحرق الأخشاب. واليوم، تُزرع آلاف الدونمات من الأشجار (معظمها أشجار الصنوبر) المصممة لهذا الغرض حول العالم. بعد الوصول إلى الأبعاد المطلوبة، يتم "حصاد" الأشجار وطحنها إلى زلابية وبهذه الطريقة يتم نقلها كوقود لكل شيء. ربما يكون من المستحيل استخدام أوراق نبات الهاشل في محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم، بسبب المحتوى العالي نسبياً من الملح في الأوراق، ولكن قد يكون من الممكن استخدامها في أنظمة إنتاج الطاقة المخصصة ذات مقاومة أفضل للملح.

لذلك، في محطات الطاقة التي تعمل بالفحم سيتم استخدام الجذوع والفروع فقط بعد طحنها إلى زلابية، بينما في المحطات المخصصة سيكون من الممكن استخدام جميع أجزاء المحطة دون الحاجة إلى طحنها إلى زلابية. بعد الحصاد، يتم إعادة إعداد الأرض للزراعة القادمة. تستخدم حوالي 160 محطة طاقة تعمل بالفحم في العالم اليوم الكتلة الحيوية الصلبة، ومعظمها من المنتجات الخشبية كبديل جزئي للفحم، وتم إنشاء أكثر من 1,000 منشأة مخصصة للطاقة حيث يتم استخدام الخشب كوقود حصري لإنتاج البخار والتدفئة. وتوليد الكهرباء.

يعد استبدال الفحم بالخشب في محطات توليد الطاقة أمرًا بسيطًا نسبيًا، ويتطلب بشكل أساسي توجيهًا متجددًا لمطاحن الفحم، بحيث تتناسب مع المادة الجديدة، وكذلك توجيه الشعلات (أو تركيب مطاحن ومحارق مناسبة للخشب) بطريقة تؤدي إلى الاستفادة القصوى من الوقود الجديد. واليوم، يتم إنتاج نحو 1.3% من الكهرباء على مستوى العالم من الكتلة الحيوية ــ وأكثر مصادرها قبولاً هي الأخشاب والمنتجات الثانوية الزراعية (بقايا المحاصيل الصغيرة أو قصاصات الأشجار) والنفايات البلدية والزراعية. يتمثل القيد الرئيسي أمام التوسع في استخدام الكتلة الحيوية كوقود في عدم وجود مصادر كافية ومتجددة للكتلة الحيوية. وفي الولايات المتحدة والعديد من البلدان الأخرى، فإن كمية الطاقة المنتجة من الكتلة الحيوية أكبر بكثير من تلك التي تنتجها طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية.

وشجعت بعض الدول الأوروبية محطات توليد الطاقة على زيادة كمية الأخشاب المستخدمة كبديل للفحم تدريجيا، بهدف الحد من انبعاثات الغازات الدفيئة الناتجة عن الفحم. ويتم الحافز من خلال توفير معدل أعلى للكهرباء المنتجة في محطة توليد الطاقة التي تستخدم الكتلة الحيوية كمصدر للطاقة، وبحسب كمية الكتلة الحيوية المستخدمة. وفي بعض البلدان، طُلب من محطات توليد الطاقة استخدام مصادر متجددة في عملية الإنتاج، أو شراء حقوق التخفيض من مصادر أخرى، والتي ليس عليها مثل هذا الالتزام.

شجرة الرماد - كيف تعمل؟

أثناء نموها، تمتص الشجرة ثاني أكسيد الكربون من الهواء وفي عملية التمثيل الضوئي (التي تستخدم فيها الطاقة الشمسية) تحوله إلى سكريات، وهي اللبنة الأساسية في بناء كتلة الشجرة. ولذلك، فإن استخدام الخشب كوقود يكاد يكون "محايدًا" من حيث انبعاثات غازات الدفيئة: فالكمية المنبعثة عند حرق الأخشاب مماثلة، بل أقل إلى حد ما، للكمية الممتصة من الهواء أثناء نموها. تعمل الأشجار بشكل أساسي كمجمعات شمسية لطاقة الشمس وتمتص ثاني أكسيد الكربون من الهواء كقيمة مضافة.

ويكون الانبعاث الرئيسي في هذه الحالة في عملية نقل الأخشاب من مكان النمو إلى مكان الاستخدام، وكذلك الانبعاث الناتج بغرض زراعة الأرض وتجهيز الجذوع لاستخدامها كوقود في الأفران. إن استخدام الخشب بالقرب من مكان زراعته سيمنع أيضًا معظم هذه الانبعاثات الإضافية. ويتعلق الأمر كله بانبعاث منخفض مقارنة بقيمة السعرات الحرارية المستخرجة من الشجرة وكمية ثاني أكسيد الكربون التي تمتصها من الهواء أثناء نموها.

معظم أنواع الخشب لها قيمة طاقة أقل من الفحم. هذه الحقيقة تقلل إلى حد ما من إنتاج الطاقة لمحطة الطاقة التي تستخدمها. ولذلك، فمن المقبول استبدال ما يصل إلى 40% فقط من الفحم بمواد خشبية في محطات الطاقة الحالية التي تعمل بالفحم. علاوة على ذلك، أصبح رماد الفحم اليوم مادة خام لصناعات الأسمنت والخرسانة والبنية التحتية. إن وجود نسبة عالية جدًا من الرماد من أصل نباتي في رماد الفحم قد يجعل هذا الاستخدام صعبًا، لذا تتأكد المحطات من أنها لا تتجاوز الحد الأقصى لمستويات رماد الخشب في إجمالي الرماد المتولد فيها.

تتمتع شجرة الدردار، كما ذكرنا، بقيمة سعرات حرارية أفضل من معظم أنواع الأشجار، حوالي 4,800-4,600 سعرة حرارية لكل كيلوغرام من الخشب الجاف مقارنة بحوالي 4,000-3,500 لكل كيلوغرام في معظم أنواع النباتات (وحوالي 6,000 سعرة حرارية لكل كيلوغرام من الفحم) ). إلا أن إفراز الملح على سطح أوراق أشجار الدردار يجعل من الصعب استخدامها كوقود بسبب تآكل الملح مما قد يؤدي إلى الإضرار بالمنشآت المستخدمة في نقل وحرق الوقود ومن ثم معالجة الغازات العادمة. . ولذلك، سيكون من الضروري إيجاد حل لأوراق الشجر الزائدة والتعامل معها في محطات توليد الطاقة المخصصة.

الرماد كوقود في إسرائيل

ويعتزم المستثمرون الإسرائيليون تحقيق ذلك في السنوات الخمس المقبلة، حيث سيتم دمج الكتلة الحيوية، التي تنشأ من أشجار الرماد الإسرائيلية، كجزء من برنامج التحويل لشركة الكهرباء ووزارة البنية التحتية. هذه خطة لتحويل نظام إنتاج الفحم الخاص بالشركة، إلى حد يصل إلى 20% من استهلاك الوقود لستة من أصل عشر وحدات إنتاج، في محطتي توليد الكهرباء في الخضيرة وعسقلان (4,840 ميغاوات في الساعة)، وبإجمالي لإنتاج حوالي 1,000-800 ميجاوات في هذه المحطات باستخدام الخشب كوقود مادي.

وللوصول إلى هذه القيمة ستحتاج شركة الكهرباء إلى نحو 2.5 مليون طن من الكتلة الحيوية. وهذا يعني ضرورة زراعة نحو 250,000 ألف دونم بأشجار الدردار في كافة أنحاء البلاد، أو استيراد الزلابية إذا لزم الأمر. سيتم زراعة الزيتون في أماكن هامشية وغير مزروعة، مع استخدام المياه المستقرة والمائلة للملوحة المستخدمة بالفعل أو التي سيتم استخدامها في السنوات القادمة.

ويبلغ نطاق المزروعات حوالي 130 دونماً فقط، لذا فهي تعتبر تجريبية. وتهدف الخطة إلى توسيع مساحة الزراعة إلى حوالي 10,000 آلاف دونم. ويلزم أيضًا استثمار أولي في تكييف محطات الطاقة لاستخدام الخشب كبديل للفحم. وبحسب التقدير الحالي، من المتوقع أن يصل حجم الاستثمار في المطاحن والمحارق في الخضيرة وعسقلان إلى نحو 100 مليون دولار، وهو مبلغ صغير نسبيا، مقارنة بتركيب محطة طاقة شمسية بنفس نطاق إنتاج الكهرباء. التكلفة المتوقعة لمحطة طاقة شمسية بهذا الحجم أعلى بحوالي مائة مرة.

إن استخدام الكتلة الحيوية بشكل عام، والكتلة الحيوية لشجرة الدردار بشكل خاص، كمصدر للطاقة سيزيد من قدرة إسرائيل على الوفاء بالالتزام الدولي الذي أعلنه الرئيس شمعون بيريز في كوبنهاغن (كانون الأول/ديسمبر 2009). وبحسب هذا الإعلان، التزمت إسرائيل ببذل أقصى جهودها من أجل خفض 20% من انبعاثات الغازات الدفيئة المتوقعة في عام 2020.

ومن الممكن أن يساعد استبدال الفحم بأشجار الدردار بالمعدل المخطط له في تلبية نحو ربع هذا الالتزام. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام الوقود المنتج محليا له أهمية استراتيجية قصوى لتقليل الاعتماد على شراء الطاقة من المصادر الخارجية. تعتمد إسرائيل اليوم بشكل شبه حصري على مصادر الطاقة الأجنبية وغير المتجددة، ومن المهم جدًا أن يكون المصدر محليًا ومتجددًا، وأن يتم استثمار الأموال المخصصة لاستخدام الوقود في القطاع الزراعي المحلي ولا يتم تحويلها إلى الدول الأجنبية.

خطط للمستقبل القريب

وبالإضافة إلى استخدام أشجار الدردار كبديل لجزء من كمية الفحم في محطات الطاقة القائمة، تخطط المجموعة لإنشاء مرافق مخصصة لاستخدام المادة الخشبية كوقود وسيتم إعطاء الأولوية لإنتاج البخار المشترك. الكهرباء وتحلية المياه. والهدف من ذلك هو بناء ثلاث منشآت بقدرة حوالي 5-25 ميجاوات في الساعة في جنوب عربة، في وادي الينابيع وفي وادي زبولون. ولتشغيل هذه المرافق، سيكون من الضروري زراعة ما بين 3,000 إلى 15,000 دونم من أشجار الزيتون لكل منشأة، حسب نطاقها. يمكن لزراعة البرسيم أن تكون رافعة اقتصادية لسكان النقب وتساعد في حل مشاكل التوظيف والأراضي في مناطق واسعة وبتكاليف منخفضة نسبيًا.

وفي الهند، من المقرر إجراء عمليات زراعة ابتداء من العام المقبل في مشروع من المتوقع أن يصل إلى نطاق 100,000 ألف دونم، والذي سيكون بمثابة مصدر لإنتاج الكهرباء من مصادر الكتلة الحيوية على نطاق أوسع في العالم اليوم. وفي الوقت نفسه تعمل المجموعة على تصدير منتجات أشجار الدردار إلى أوروبا التي تستورد حاليا جزءا كبيرا من استهلاكها من الأخشاب من أجل الطاقة من أمريكا الشمالية. إن القرب الجغرافي لإسرائيل مهم في تقليل التكاليف وانبعاثات الغازات الدفيئة أثناء النقل.

يكتسب استخدام المحاصيل الزراعية كمصدر للطاقة المتجددة زخماً في العالم، ويبدو أن أشجار الدردار بمحتواها العالي من الطاقة وقدرتها على النمو في ظروف قاسية من الحرارة والملوحة، خيار جيد للطاقة المحلية. مصدر. وسيسمح التوسع في مساحات النمو بتقليل الحاجة إلى استيراد الفحم والاعتماد على مصدر طاقة محلي ومتجدد وتقليل انبعاثات الغازات الدفيئة إلى البيئة.

سيرة شخصية
آفي موشيل هو خريج في علم الأحياء ومعتمد في العلوم البيئية من الجامعة العبرية في القدس. عمل لسنوات في وزارة حماية البيئة في مجالات تتعلق بالحد من تلوث الهواء ومنع انبعاث الغازات الدفيئة، من بين أمور أخرى كنائب رئيس الدائرة ومدير دائرة جودة الهواء. يشغل حاليًا منصب مستشار في قضايا جودة الهواء وتغير المناخ للجنة البنية التحتية الوطنية.