זרקור פרוייקט: תחנת הכוח הראשונה בארץ המבוססת אנרגיה תרמו-סולארית באשלים

על המרואיין, אינג' עופר בן דוד

המרואיין הינו עופר בן-דוד, בן 40, נשוי ואב לארבעה מגן יבנה. בוגר תואר ראשון בהנדסה אזרחית בטכניון במסלול הנדסת מבנים. עובד מזה ארבע שנים בחברת "שיכון ובינוי - אנרגיה מתחדשת", חברה בקבוצת "שיכון ובינוי". תפקידו הנוכחי בחברה הוא מנהל מחלקת ההקמה.

לפני כן, עבד עופר כמהנדס בתחום תשתיות הסלולר וכיוצא מכך- תכנון, ייצור והקמה של קונסטרוציות פלדה למגדלי תקשורת וחשמל ברחבי הארץ. בנוסף, עבד ב'רילוקיישן' לתאילנד ולאפריקה, בתפקיד מנהל הנדסה מטעם חברת "ברן".

 

על חברת "שיכון ובינוי - אנרגיה מתחדשת"

החברה מתמקדת בפרויקטים בתחום האנרגיות המתחדשות ותחנות כוח מונעות בגז טבעי. החברה יוזמת, מקימה ומפעילה מתקנים לייצור חשמל, בארץ ובחו"ל, לרבות תחנות כוח פוטו-וולטאיות ותרמו-סולאריות המייצרות חשמל נקי באמצעות אנרגיית השמש.

חברת "שיכון ובינוי - אנרגיה מתחדשת" הקימה בשנים האחרונות מתקנים פוטו-וולטאים בהיקף של כ-24MW בחצרים, תמנע, שדה בוקר ועוד וכן מסיימת בימים אלו הקמה של מתקן בהיקף 18MW בנבטים.

בבעלות החברה גם מתקן "אתגל אשדוד" תחנת כח בהיקף של 26MW המופעלת על בסיס מזוט, ולכן פעילה רק בשעות צריכת שיא (peaker) על מנת להמנע מזיהום הסביבה. התחנה בשלבים של המרת הרישיון לייצור חשמל בעזרת גז ואגב כך להגדיל את היקף הייצור ל-200MW. פרוייקט זה נמצא בשלבי ייזום מתקדמים וההקמה עתידה להתחיל בשנה הקרובה.

פרוייקט הדגל של "שיכון ובינוי - אנרגיה מתחדשת" כיום, הינו תחנת הכוח התרמו סולארית באשלים.

לצורך ביצוע הפרויקט הוקמה חברת הזכיין "נגב אנרגיה" שהיא חברה בבעלות משותפת של "שיכון ובינוי - אנרגיה מתחדשת" וחברת "אבנגואה" הספרדית.

 

על הזכיין, "נגב אנרגיה"

חברת "נגב אנרגיה" הינה חברה בבעלות משותפת של 50% "שיכון ובינוי - אנרגיה מתחדשת" ו-50% חברת "אבנגואה" הספרדית.

חברת "אבנגואה" (Abengoa) הינה חברת ספרדית העוסקת בניהול ותפעול נכסי אנרגיית חשמל ברחבי העולם. פעילות החברה כוללת בעלות, ניהול ותפעול תחנות כוח מבוססי אנרגיה מתחדשת, קווי הפצת חשמל ותחנות כוח מסורתיות.

 

על הפרוייקט, הקדמה - ייצור חשמל בטכנולוגיה התרמו-סולארית

עד היום נעשה שימוש במדינת ישראל במתקנים המבוססים על אנרגיה פוטו-וולטאית. אנרגיה זו נוצרת בעזרת המרה ישירה של אנרגיית השמש לחשמל. לעומתה, האנרגיה התרמו-סולארית, היא אנרגיה אשר נוצרת ע"י המרת אנרגיית השמש לחום, בעזרתו מייצרים קיטור אשר מניע טורבינה המייצרת חשמל.

סרטון המתאר בקצרה על אופן ייצור החשמל בעזרת אנרגיה תרמו-סולארית:

 

בניגוד לעבר, נכון להיום ייצור חשמל בטכנולוגיה התרמו-סולארית אומנם יקרה מעט ומורכבת יותר ביחס לייצור חשמל בטכנולוגיה הפוטו-וולטאית, אך יש לה יתרונות בולטים. לדוגמא:

  1. תרומה למשק הישראלי - בשונה ממתקן פוטו-וולטאי אשר עלויותיו העיקריות הן רכש פאנלים סולאריים וממירים מחו"ל (לרוב סין), תחנת כח תרמו-סולארית הנה מפעל מסובך הכולל כמות אדירה של צינורות, מיכלים וציוד אלקטור מכאני. אחוז משמעותי מעלות הקמת תחנה תרמו-סולארית מופנה לעבודות ייצור וקבלנות בארץ ובכך תורם להנעת המשק: עבודות עפר, מבני בטון, קונסטרוקציות פלדה, ריתוכי צנרת מסוגים שונים, ציוד אלקטרו מכאני וכו'. 
  2. ייצור חשמל באופן יציב ורציף בעזרת האופציה להנעה בגז - תחנה תרמו-סולארית מניעה טורבינת קיטור (דומה מאוד לטורבינה של תחנת כח פחמית) ובכך החשמל שלה יציב ורציף. רב החום להנעת הטורבינה מגיע מהשדה הסולארי אולם לתחנה יש גם מערך של מבערי גז אשר יכולים להניע את הטורבינה בכל עת גם כשאין שמש. הנ"ל מבטיח רציפות תפקודית לאורך כל שעות היממה ולאורך כול ימי השנה. לכן, משק החשמל יכול לכלול את התחנה התרמו-סולארית באשלים כחלק ממערך כושר הייצור הבסיסי ומייתר את הצורך בהקמה של תחנת כח קונבנציונלית על ההיקף המסופק.
  3. התחנה בעלת מערכת אגירת חום המאפשרת אספקת חשמל גם בלילה - לתחנה מערכת אגירת חום בהיקף של למעלה מ-4 שעות ייצור אשר ניתן לנצל גם בשעות הלילה. בעונת החורף, כידוע, שיא הדרישה הוא בשעות הערב והתחנה בעלת יכולת לתת מענה לשעות צריכת שיא אלו.

 

על הפרוייקט, תחנת הכוח באשלים

ביוני 2013 זכתה "נגב אנרגיה" במכרז להקמת תחנת הכוח. המכרז הינו מסוג BOT - מימון, הקמה ותפעול ל-25 שנים, שבסופן הפרוייקט יעבור לידי המדינה.

ניהול הפרויקט מחולק בין שתי חברות בקבוצת "שיכון ובינוי":

  • "שיכון ובינוי - אנרגיה מתחדשת" היא בעלת הזיכיון ומתפקדת כיזם בפרוייקט, SPC, Special Purpose Vehicle.
  • "שיכון ובינוי - סולל בונה" היא חברת ההקמה, EPC, Engineering procurement Construction.

תפקידו של צוות ההקמה ב"שיכון ובינוי - אנרגיה מתחדשת" (כאמור היזם), הינו לדאוג למימוש ההסכמים וההתחייבויות ובביצוע פיקוח עליון על התכנון, הרכש והביצוע ובכך להבטיח שהפרויקט יוקם בתקציב, בזמן ובאיכות.

תחנת הכוח מתוכננת להיות בעלת כושר ייצור כולל של כ-121MW ותהווה כ-1% מכושר הייצור הארצי (הספק גדול מאוד גם בקנה מידה עולמי). בנוסף, התחנה בעלת כושר אגירת חום למשך כארבע שעות - המשמעות היא שניתן לנצל את האנרגיה הסולארית גם בשעות הלילה. התחנה תפיק חשמל נקי לרשת החשמל הארצית למשך 25 שנים מתום ההקמה. ביולי 2015 הושלמה הסגירה של מימון הפרוייקט, שמוערך בכארבעה מיליארד ש"ח. שטח אתר הבנייה הינו 4,000 דונם (לשם השוואה - שווה לשטחה של קריית אונו). מבחינת כוח אדם - בתקופת ההקמה (שאורכת כשלוש שנים) עובדים על הפרוייקט למעלה מ-70 עובדים בצוותי הנדסה וניהול הפרוייקט. בנוסף, צפויים בזמן השיא לעבוד בפרוייקט כ-500 עובדים ברמת ה-EPC.

תצלום מהאויר של שטח העבודה. צילום: שיכון ובינוי.

 

על הביצוע

על מנת לקדם את לוחות הזמנים, הביצוע החל טרם הסגירה הפיננסית למימון הפרוייקט - לפני כשישה חודשים במימון עצמי ותחת מגבלות ותנאים של ועדת המכרזים. משאושרה הסגירה הפיננסית, קצב העבודה גדל משמעותית.
מנהל ההקמה מטעם חברת ההקמה (ה-EPC), איציק שקולניק, מהנדס בעל למעלה מ-30 שנות ניסיון בפרויקטים מורכבים בארץ ובחו"ל מקדם כרגע בעיקר עבודות פיתוח השטח ועבודות ביסוס. רוב עבודות אלו מבוצעות בפועל ע"י חטיבת התשתיות וחטיבת הבנייה של "שיכון ובינוי - סולל בונה".
עבודות אלו כוללות:

  1. חפירה ומילוי להסדרת המפלסים - סלילת דרכים אל ובתוך האתר וכן מערכת של אגמי היקוות קטנים הפזורים בכל השטח על-מנת לעצור מי גשם ולאפשר להם לחלחל בתחום האתר במקום שינוקזו בתעלות החוצה. עבודה זו בוצעה כבר בכ-1,000 דונם (רבע משטח העבודה).
  2. ביסוס למיכלי אגירה תרמית - עבור ביסוס מיכלי האגירה התרמית בלבד (מפורט מטה) נדרשים מעל 400 כלונסאות בקוטר של 1 מ' ובעומק של 20 מ', עד כה בוצעו למעלה מ-200 כלונסאות.
  3. ביסוס לשקתות הפרבוליות - לשדה הסולארי נדרשים מעל 30,000 כלונסאות. הדיוק הדרוש בהצבת ברגיי העיגון לתמיכת השקתות הנו מילימטרי, והקצב הדרוש לביצוע הכלונסאות על מנת לעמוד בלוחות הזמנים הינו 180 כלונסאות ביום.  

במהלך השנה הקרובה צפויות להתבצע עבודות עפר וביסוס בהיקפים הולכים וגדלים. כמו כן הצוותים צפויים להתחיל בעבודות הקמה למערכות הכבדות: טורבינת קיטור, מיכלי לחץ, מחליפי חום, משאבות, מתקן קירור, מתקן טיפול במים, חדרי חשמל, חצר מיתוג וכו'.

בפני מנהל ההנדסה של חברת ההקמה (ה-EPC), שי בהרב, ומנהל התכנון האזרחי, ליאור הרוש, ושאר הצוות ניצבים אתגרים רבים בעת ביצוע הפרוייקט, כגון – הקף עצום של חבילות תכנון, הצורך באינטגרציה צמודה בין מתכננים רבים בארץ ובחו"ל ואתגרים נוספים הנובעים ממורכבות הפרוייקט וחדשנותו. ביצוע עבודות רבות בפרוייקט זה מיושמות למעשה בפעם הראשונה בישראל ולא מוכרות מספיק ע"י התקינה, הרגולציה והתעשייה המקומית – עובדה שכמובן הופכת את הפרוייקט למאתגר עוד יותר.

מכיוון שהפרויקט מוקם בשותפות עם חברת "אבנגואה" הספרדית, ומכיוון שחברות הפיקוח מטעם הגורמים המלווים הן חברות זרות, רוב הפרויקט מתנהל בשפה האנגלית. בנוסף, מכיוון שזהו המתקן התרמו-סולארי הראשון בישראל, קיימת גם מעורבות גבוהה של גופי הרגולציה בארץ: המשרד לאיכות הסביבה, משרד האנרגיה והמים, רשות הכיבוי וכו'. הפרויקט מצריך כמות רבה של אנשים איכותיים למגוון תפקידים: מהנדסים אזרחיים והנדסאים לתפקידי ביצוע, פיקוח, מנהלי עבודה, בטיחות, איכות, סביבה ועוד. החברה בעיצומו של גיוס נרחב וזו בהחלט הזדמנות לקחת חלק בפרוייקט מעניין וראשון מסוגו בארץ.

 

האתגרים ההנדסיים בפרוייקט

לדברי עופר, ישנם מספר אתגרים הנדסיים בפרוייקט מסוג זה:

א. שימוש בשוקת פרבולית Parabolic Trough Collectors - השוקת הפרבולית הינה למעשה קונסטרוקציית פלדה מחופה במראות קמורות אשר עוקבת אחר תנועת השמש. עקרון הפעולה הוא של אופטיקה עדינה למיקוד קרינת השמש הנופלת על המראות למוקד אופטי מצומצם. עקרון זה דורש דיוק מילימטרי בכל חלקי הקונסטרוקציה, החל מברגי העיגון והעמוד הנושא וכלה בכל חלק ותת חלק של המערכת. מידות כל שוקת בודדת הוא 5.77*12 [מטר*מטר]. בשדה ישנן 16,224 פרבולות ולשם הרכבתן מוקם מפעל קו הרכבה ייעודי בשטח הפרוייקט במיוחד לצורך זה. 

נתונים מעניינים על השוקת הפרבולית:

  • לו חוברו כול השקתות הפרבוליות בשורה אחת ארוכה, יהיה האורך הכולל כ- 200 ק"מ! (לשם השוואה- פי 1.5 מאורכו של כביש 6).
  • רמת דיוק הייצור ודיוק ההתקנה לקונסטרוקציית השוקת הפרבולית היא של מילימטרים בודדים מכיוון שמדובר במערכת אופטית למיקוד קרני השמש.
  • עקיבת המערכת אחר השמש מתבצעת ברמת דיוק של עשירית המעלה.

מתקן ניסיוני שהוקם ע"י "שיכון ובינוי - אנרגיה מתחדשת" בערבה

 

ב. תכנון חומרים בעלי התפשטות תרמית גבוהה - השדה כולל עשרות קילומטרים של צנרת שמן בקטרים שונים. טווח הטמפרטורות משתנה מידי יום בין 60-380 מעלות צלזיוס. ההתפשטות התרמית בממדים כאלו ובתדירות יומית מציבה אתגר הנדסי בתכנון.

ג. פיתוח היכולת לאגירה חום - אגירת חום מתאפשרת בעזרת מלח מיוחד בעל תכונות קיבול חום גבוה ובעל טמפרטורת היתוך יחסית נמוכה (220 מעלות) מהווה את האמצעי לאגירת אנרגיית חום. בנוסף, במידה והמלח עצמו מתקרר מתחת ל-220 מעלות צלזיוס הוא מתמצק ומשבית את המתקן לצמיתות. על כן קיימות מערכות חירום לאבטחת טמפ' המלח- על מנת להבטיח שדבר כזה לא יקרה.

  • תיאור התהליך בקצרה: המלח עובר לסירוגין בין שני מיכלי פלדה ענקיים (בקוטר של 55 מ' ובגובה של 17 מ')- מיכל 'חם' ב-380 מעלות צלזיוס ומיכל 'קר' ב-250 מעלות צלזיוס. קרקעית המיכל החם נמצאת בטמפרטורה קבועה של 380 מעלות ומצריכה מערכות בידוד מיוחדות מלבנים קרמיות, חצץ מיוחד ומערכות אוורור ייחודית על-מנת להוות חיץ בין המיכל ליסוד הבטון ולהבטיח שפלטת היסוד לא תעבור את ה 100 מעלות. 

ד. קרקע בעייתית לביצוע - כל השטח, 4,000 דונם, מעובד בצורה מאוד מסוימת למפלסים סופיים לפי דרישות מערכת קונסטרוקציית הפרבולות. השטח ברובו הנו אדמת 'לס' הידועה כאדמה קשה מאוד לעיבוד מכיוון שהיא נוטה להתנפח ומהווה בעיה ליסודות. כמו כן, הקרקע מאוד אטומה ולא סופחת מי גשם. לשם כך תוכננה מערכת של אגמי היקוות קטנים הפזורים בכל השטח על מנת להימנע ממערכות ניקוז יקרות וחשש לארוזיה (סחף) משמעותית. בנוסף, חלקו הצפוני של השטח הנו דיונה חולית המהווה אתגר הנדסי וביצועי.

ה. אתגר אקולוגי - נחל בקוע (נחל מרכזי באזור) חוצה את האתר ואנו נדרשים להסיט את מסלולו אל מחוצה לו.

הדמייה: תחנת הכוח באשלים

 

 


אודות "שיכון ובינוי"

שיכון ובינוי מקבוצת אריסון הינה קבוצת התשתיות והנדל"ן המובילה בישראל. שיכון ובינוי והחברות בהחזקתה פועלות בישראל ומחוצה לה בענפי התשתיות הבנייה, הנדל"ן, הזכיינות והסביבה על תחומיהם השונים, לרבות: קבלנות סלילה ותשתית, קבלנות בנייה, רכישה, תכנון, השבחה ופיתוח של מקרקעין, מכירת מקרקעין, החזקה והשכרה של נכסים מניבים, אנרגיה מתחדשת, מים, וכן בתחום הזכיינות ובפעילויות אחרות, המשיקות לתחומי הפעילות של הקבוצה.

חברות הקבוצה מעורבות בפרויקטים בקנה מידה גדול, בארץ ובעולם, ולהן הישגים מוכחים בבניית תשתיות, בהקמת שכונות למגורים, מבני מסחר וציבור, וכן בהקמה, מימון והפעלה של מיזמי ענק בתחומי תשתיות התחבורה, הסביבה, האנרגיה, טיהור והתפלת המים ופיתוח פרויקטים בינלאומיים.

הוסף תגובה