ביולי 2019, בעיצומו של גל חום כבד שפקד את ישראל, נשבר השיא המקומי של צריכת החשמל ונקבע על 13,655 מגה-ואט. לשימוש הגובר במזגנים יש חלק חשוב בביקוש לחשמל. ככל שחלקים נרחבים יותר מהאוכלוסייה גרים בערים, מוקפים באספלט ובבטון, במתכת ובזכוכיות – הקיצים הופכים חמים יותר בעיר בשל "אי החום העירוני" (תופעה שנגרמת בגלל כמה סיבות, העיקרית שבהן היא השפעת אפקט האלבדו – כלומר, המידה שבה משטח מסוים מחזיר את קרינת השמש) ואנו פונים למזגנים כדי להתקרר. כך למשל, באילת, העיר החמה בישראל, מערכות המיזוג אחראיות לכ-40 אחוז מצריכת השיא של חשמל בקיץ.

מדובר בפרדוקס אכזרי: העליה בטמפרטורות גורמת לשימוש מוגבר במזגנים, שהם לרוב צרכני חשמל משמעותיים, שגורמים להחרפת משבר האקלים בגלל פליטת גזי חממה. "השימוש הגובר במזגנים בעצם יוצר אפקט חימום אורבני בערים הגדולות", מסביר פרופ' יואב יאיר, מומחה אקלים ודיקן בית הספר לקיימות במרכז הבינתחומי הרצליה. "האספלט והבטון בערים בולעים את האנרגיה של השמש והחום המשתחרר מהמזגנים מעלה את הטמפרטורות בעיר וגורם לריבוי שימוש במזגנים  – וחוזר חלילה".

במחקר ישראלי שפורסם בכתב העת "חשמל ואנרגיה" מוצג רעיון מקורי להתמודדות עם הבעיה: שימוש במי-ים ממפרץ אילת במערכות המיזוג במלונות העיר, צעד שלטענת החוקרים יוביל לחיסכון משמעותי באנרגיה.

אישור ההצטרפות מהווה הסכמה לתנאי השימוש באתר

לחסוך 35 אחוז מהחשמל

במבנים גדולים רבים, כגון מלונות, קירור החדרים מתבצע בעזרת צינורות שמפוזרים בחלל המבנה ושבהם מוזרמים מים מזוקקים וקרים. כשהצינורות הקרים באים במגע עם האוויר החם, טמפרטורת החלל  יורדת. עם זאת, מעבר הצינורות בחדר החם גורם גם לעליית טמפרטורת המים שבצינורות, ולכן יש צורך לקרר אותם לפני שהם מוחזרים שוב אל המבנה.

מנוע של מזגן (צילום: Vladislav Nikonov/Unsplash)

קירור המים מתבצע באמצעות גז דחוס, בדומה לתהליך שמתבצע במזגן הביתי ובמקרר: כשהגז מתפשט הוא מתקרר, וכך מקרר גם את המים שנמצאים אתו במגע. לרוב, תהליך זה מתבצע באוויר הפתוח (כמו שקורה במזגנים הביתיים, שכוללים כידוע יחידה שממוקמת בחלקו החיצוני של קיר הבית). בעיר כמו אילת, שבה טמפרטורת האוויר בחוץ יכולה להגיע גם ל-45 מעלות צלזיוס, יש צורך בכמויות גדולות של אנרגיה כדי לקרר את המים. במערכות מסוימות בעיה זו נפתרת באופן חלקי על-ידי הזרמת המים בצינורות לגג המבנה, שם מותזים על הצינורות מי שתייה שמצננים אותם במידה מסוימת וכך מקלים על תהליך הקירור בגז, אך גם שיטה זו צורכת אנרגיה רבה, וכן כמות גדולה של מי שתייה.

כעת, החוקרים מציעים לקרר את מערכות המיזוג על ידי שימוש במי ים שיישאבו ממפרץ אילת. מי הים הקרירים יוזרמו בצנרת קצרה שתוצב במקביל למערכת קירור המים המזוקקים, כך שתהליך הקירור בגז יתבצע בסביבה צוננת יותר ולכן יצרוך פחות אנרגיה. "זו טכנולוגיה ותיקה ומבוססת, שפועלת במקומות רבים בעולם, כגון ארה"ב, קנדה ושוויץ", אומר פרופ' חזי גילדור, חוקר אוקיינוגרפיה פיזיקלית ומדעי האקלים במכון למדעי כדור הארץ באוניברסיטה העברית, מכותבי המחקר.

על-פי הערכות החוקרים, המעבר לשימוש בטכנולוגיה זו יאפשר חסכון של לפחות 35 אחוז מצריכת החשמל של מערכות הקירור, וכן יחסוך כמות גדולה של מי שתייה.

עיר חמה, מים קרים

על-פי המחקר, מאפייניה הייחודיים של אילת הופכים את מערכת הקירור הייחודית לכדאית במיוחד עבורה. הקמתה של המערכת המורכבת, שכוללת כאמור שאיבת מים מן הים, דורשת השקעה כספית לא-מבוטלת, שהופכת למשתלמת בעיקר כשהמערכת מותקנת במבנים גדולים – שצורכים אנרגיה רבה מאוד. באילת פועלים כ-50 בתי מלון, שבהם מתארחים 2.8 מיליון התיירים שפוקדים את אילת מדי בשנה, ובימי הקיץ הלוהטים הם נמצאים בתפוסת שיא. ריבוי המלונות שקרובים זה לזה (בעיקר באזור צפון המפרץ) וכן למתחמי קניות גדולים, מהווה הזדמנות להקמת מערכת מרכזית רחבה.

מעבר לכך, טמפרטורת המים במפרץ אילת בעומק של כ-180 מטר עומדת על 21 מעלות צלזיוס לכל אורך השנה – כולל בימי הקיץ החמים, שבהם טמפרטורת האוויר בחוץ יכולה כאמור לחצות את רף ה-45 מעלות צלזיוס. פער זה מאפשר למי הים לקרר את מערכות המיזוג באופן משמעותי. "ככל שהפרש הטמפרטורות בין המים שנשאבים מהים לבין האוויר גדול יותר, המערכת כדאית יותר מבחינה כלכלית", אומר גילדור.

בנוסף, שאיבת המים מעומק הים קלה יחסית במפרץ אילת, מכיוון ששיפוע קרקעית המפרץ גדול מאוד, ולכן הנקודה שבה עומק הים מגיע ל-180 מטר קרובה יחסית לחוף. "לשם השוואה, על מנת לשאוב מים קרים מספיק מהים התיכון יש צורך בצינור באורך של 30 קילומטר", אומר גילדור.

לקרר בלי לפגוע

התוכנית שמוצעת במחקר אמנם נמצאת כיום עדיין בגדר רעיון, אך היא מעוררת התלהבות בקרב מקבלי ההחלטות. עם זאת, לפני שתוכנית כזו תמומש, יהיה צורך לוודא שהיא לא פוגעת במערכת האקולוגית הרגישה והייחודית שמאפיינת את מפרץ אילת.

היבט אחד של התוכנית שעלול לעורר קשיים סביבתיים הוא עצם העובדה שהיא כוללת שאיבת מים מתוך הים. לטענת החוקרים, עצם העובדה שהשאיבה תתבצע בעומק של 200 מטר, שבו ריכוז לרוות הדגים (דגיגים זעירים שנמצאים בשלבי ההתפתחות הראשונים שלהם) נמוך, יצמצם משמעותית את הסיכוי לפגיעה בדור ההמשך של דגי מפרץ אילת. בכל הנוגע לבעלי חיים ימיים גדולים יותר, לטענת החוקרים יצורים אלה לא יישאבו אל המערכת בזכות הרשתות שיוצבו בפתחים.

קושי נוסף טמון בכך שטמפרטורת המים צפויה לעלות בכ-8 מעלות בעקבות התהליך, מה שעלול להיות בעייתי כשהם יוחזרו אל הים. לטענת החוקרים, הבעיה תיפתר אם המים לא יוחזרו למיקום שממנו נשאבו, אלא יוזרמו לים בעומק של 50-20 מטר. "במקרה כזה, המים האלה יהיו קלים יותר מסביבתם, הם יתחילו לעלות למעלה ותוך כדי כך להתערבב עם מים שנמצאים מסביבם, עד שלבסוף פער הטמפרטורה יעמוד על עשירית מעלה בלבד – הבדל זניח לגמרי", אומר גילדור. לדבריו, גם פער קל זה ישפיע רק על שטח מצומצם של כ-150-100 מטר מנקודת שחרור המים.

לדברי פרופ' מעוז פיין מהפקולטה למדעי הים באוניברסיטת בר אילן והמכון הבינאוניברסיטאי למדעי הים באילת, שלא היה מעורב במחקר, פתרונות החוקרים לקשיים סביבתיים אלה טובים והגיוניים, אך קיימים צדדים בעייתיים נוספים במערכת שאליהם אין התייחסות במחקר. "אין במחקר התייחסות להעשרת המים בנוטריינטים (חומרי מזון) כתוצאה משאיבת מי עומק והחזרתם למים רדודים – העשרה שהיא כנראה לא משמעותית אך כן קיימת", הוא אומר.

"בעיה אחרת היא שמערכות שמובילות מי ים זקוקות לניקוי או למניעה של צימדה ימית – בעלי חיים שיגדלו בתוך הצנרת", אומר פיין. התיישבויות כאלה של יצורים קטנטנים מאפיינות מצעים מלאכותיים שבאים במגע עם מי ים, מה שגורם בדרך כלל לנזקים למערכת המלאכותית. "טיפול בצימדה נעשה בדרך כלל תוך שימוש בחומרים רעילים", הוא מזהיר.

"במחקר הנוכחי לא ירדנו לרזולוציה הזו", אומר גילדור בתגובה, "אבל ברגע שיהיה גוף שיחליט לממש את הרעיון, יהיו מן הסתם דרישות ספציפיות של המשרד להגנת הסביבה ונהלים בנושא".

לסיום, פיין מבהיר שבהנחה שההיבט הסביבתי של המיזם אכן יזכה לטיפול ראוי כפי שטוענים החוקרים, מדובר ברעיון טוב וחשוב. "זה נפלא שהחוקרים מנסים לצמצם את השימוש באנרגיה ומכאן להפחית את פליטות גזי החממה, כל פעילות בנושא היא מבורכת", הוא אומר.


הכתבה הוכנה על ידי "זווית – סוכנות ידיעות למדע ולסביבה".