ארובות שרב: התשובות לשאלות הגולשים

שאלות רבות התקבלו בתגובות לכתבה על "ארובות השרב", שפורסמה ביום חמישי. פרופ' דן זסלבסקי, מהיחידה להנדסת הסביבה מים וחקלאות של הטכניון, משיב על הבולטות שבהן:

א. מקור הרעיון: אכן הרעיון נהגה לראשונה על ידי ד"ר פיליפ קרלסון מחברת לוקהיד, שפרש אותו בשנת 1965 ורשם פטנט בשנת 1975. בשנת 1989 התחילה עבודת צוות הפיתוח בטכניון בצורה אינטנסניבית, בה הושקעו עד עתה כ-150 שנות אדם של פרופסורים, דוקטורים ומשתלמים בטכניון. הכסף שהושקע עד כה הוא כ-10 מיליון דולר, כאשר התומכים העיקריים היו משרד התשתיות הלאומיות ואגודת דורשי הטכניון. הפרויקט הגיע בשנים האחרונות לבשלות טכנולוגית ומסחרית. הוא עבר ועדות היגוי שונות בארץ ובעולם, עם המלצות ליישום הפרויקט בעתיד.

ב. המגדל הגבוה: הרעיון לחפור מגדל בתוך הר הוא רעיון שנבדק ונמצא לא כלכלי. ארובת שרב לא תבנה מבטון כפי שחלק ציינו, אלא ממסבך פלדה שבגליל הפנימי מכוסה ביריעה - כפי שמופיע בסרטון בכתבה. מבנה זה כבר תוכנן על ידי מספר גופים עם הערכת עלות. לגבי הגובה - בשנים האחרונות נבנים מבני משרדים גבוהים מאוד כמו שציינתם בתגובות, בדובאי למשל, נבנה מגדל בגובה שמעל 700 מטר, ויש תכניות לבנות בסין מבנה של 1,280 מטר, כך שהנושא של בניה לגובה לא מהווה בעיה טכנולוגית.

יתרה מזו, מבנה הארובה הוא מבנה פשוט וחלול שתפקידו לאפשר זרימת אויר כלפי מטה בלבד. בראש המגדל תהיה מערכת ריסוס של המים בלבד. אין בתוכו משרדים ואלפי אנשים שעובדים בו כמו במבנה משרדים. באשר לכוחות רוח - אכן הכוח המשפיע על יציבות מבנה זה הוא הרוח החיצונית אך המבנה תוכנן כך שיעמוד בכוחות הרוח המרביות באזור הבניה הנתון.

ג. מאזן האנרגיה: כמתקן שאמור להפיק אנרגיה, הדבר הראשון שנבחו הוא מאזן האנרגיה. עבור תחנת כוח שתמוקם צפונית לאילת (אזור יטבתה) נמצא ש-33 אחוז מהאנרגיה המכנית המופקת מהארובה משמשת לשאיבה, 22 אחוז הולכים להפסדי חיכוך ואנרגיה קינטית וכ-45 אחוז לייצור חשמל לצרכנים. כך שהמאזן הוא חיובי. הדבר נבחן באתרים רבים בעולם ונמצא שטווח הספקים במקומות המתאימים נע בין 200-600 מגהואט - הספק ממוצע עבור תחנה אחת.

ד. בעיות סביבתיות: אכן יש מספר בעיות סביבתיות שארובת שרב עלולה לגרום, והחשובה שבהן היא זיהום הסביבה בטיפות מי-ים מלוחות. לנושא זה הוקדשו למעלה משבע שנים, כדי להעריך את גודל הבעיה ולפתור אותה. בחישובים שעשינו ובניסויים נמצא שרוב הטיפות שוקעות בתחום המבנה. כמו כן פותחו טכנולוגיות נוספות, שלא נוכל להסביר כאן, למניעת בעיית זיהום רסס המלח.

ה. האויר הקר והלח היצא מהארובה: פיליפ קרלסון מצא במחקרו שארובת שרב יכולה ליצור נאת-מדבר בשל שינוי המיקרו-אקלים בסביבתה. בבדיקה שעשינו במודלים ממוחשבים על ארובה בגדול מלא עם סביבה, נמצא שהאוויר הקר זורם בעשרות המטרים התחתונים ואינו מתערבב עם הסביבה בשל צפיפותו הגדולה יותר. לפיכך אנו צופים שהאוויר הקר יתפזר בסביבה ובטח לא יעלה למעלה.

ו. מקור האויר החם: האוויר החם והיבש הנכנס לארובה הוא מגובה רב, ותפוקת הארובה תלויה בטמפרטורה ובלחות שלו. ספיקת האוויר בארובה לעומת זרימות האוויר האטמוספריות היא קטנה מאוד. האוויר המגיעה לארובה נובע מתהליך גלובלי הנקרא "תא הדלי", המספק אוויר יבש וחם לאזורי המדבר. הארובה לא תשפיע על התהליך הגלובלי, אלא תהא ניזונה ממנו.

ז. המגדל האוסטרלי: קיים רעיון לבנות קולטי שמש שבמרכזם ארובה, ואז האוויר החם יעלה למעלה ויפעיל טורבינות. טכנולוגיה זו מבוססת על קרינת שמש ישירה על קולטים שיחממו את האוויר. משמעות הדבר שהמתקן יעבוד רק כשליש מהיממה ועלות ייצור האנרגיה היא פי חמישה יותר יקרה מאשר בארובת שרב. גם השטח הנדרש הוא עשרות פעמים מהשטח הנדרש לארובת שרב.

ח. תועלות נוספות: עקב הקמת מתקן להובלת מי-ים, מתקן שאיבה ומערכת כוח, ניתן להשתמש בתשתית זו להפיק מים מותפלים בשיטת האוסמוזה ההפוכה, ולא כפי שכתבתם על ידי עיבוי אדי המים בארובה.

ט. שלבי העבודה: הפרויקט הגיע לבשלות טכנולוגית ומסחרית כאמור. השלב הבא הוא תכנון מוקדם והערכת תפוקה ומחיר מדויקים באזור נתון, כשלב לקראת תכנון מפורט והקמת תחנה מסחרית ראשונה.

לסיכום, ברור לכל שהקמת תחנה מסוג כזה היא לא דבר פשוט, ואני מניח שיהיו בעיות שנצטרך לפתור גם בעתיד ולהמשיך בפיתוחים נוספים. צוות הפיתוח בטכניון עמל במשך שנים רבות לתת מענה לכל הבעיות שהזכרתם ושלא הזכרתם. פרויקט זה דורש חזון, אמונה והתמדה ורק כך יש סיכוי שנגיע למימוש הטכנולוגיה.

תודה על הערותיכם ועל תמיכתכם.

• פרופ' דן זסלבסקי הוא לשעבר המדען הראשי במשרד האנרגיה, נציב המים ויושב ראש המועצה הלאומית למחקר ופיתוח. הוא משמש כיום כמרצה ביחידה להנדסת הסביבה מים וחקלאות בטכניון. הוא ומרצים אחרים של היחידה ישתתפו באירוע "חכמים גם בלילה" ב"מדעטק - מוזיאון המדע בחיפה" ביום ב', 24 בספטמבר, ויציגו טכנולוגיות שונות בנושאי סביבה, מים וחקלאות.
  

• ארועי "חכמים גם בלילה" נערכים בחסות משרד המדע, התרבות והספורט והאיחוד האירופי. פירוט מלא של האירועים במוסדות המחקר והמוזיאונים למדע ניתן למצוא כאן