כבר לא מדע בדיוני: הפסולת האורגנית הביתית שלנו עומדת להפוך לדלק

פעם, בסרט הידוע משנות ה-80' "בחזרה לעתיד", תדלק המדען הנלהב דוק אמט בראון את מכונת הזמן שלו בפסולת אורגנית. "ככה זה בעתיד, מרטי", הוא אמר למייקל ג'יי פוקס שעמד ושפשף את העיניים. היום זה כבר לא מדע בדיוני: פיתוח חדש של צוות חוקרים מאוניברסיטת תל אביב מאפשר להפוך פסולת גולמית רטובה שאנו זורקים לפח כמו מזון, קליפות ואפילו משקאות קלים לדלקים ביולוגיים נוזליים ומוצקים, ללא צורך בייבוש של הפסולת. החוקרים מעריכים כי ברמה הלאומית דלקים מוצקים שיופקו מפסולת אורגנית יכולים, בין השאר, לתת מענה לכשליש מכלל תצרוכת הדלק הימי בישראל.

המחקר נערך על ידי הדוקטורנטית מאיה מוצרי ובהובלת פרופ' אלכסנדר גולברג מהחוג ללימודי סביבה, בשיתוף פרופ׳ מיכאל גוזין מבית ספר לכימיה בפקולטה למדעים מדויקים ע"ש ריימונד ובברלי סאקלר, פרופ׳ אברהם קריבוס מהפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן, והמהנדס מיכאל אפשטיין. המחקר פורסם בכתב העת Energy Conversion and Management: X.

במקום להטמין - להפוך לדלק

אנחנו מייצרים המון זבל. כמה זה המון? כדי לסבר את האוזן, בשנת 2019 הפסולת העירונית שיצרנו הסתכמה בהיקף של כ-5.8 מיליון טונות, זה אומר שכל אחד ואחת מאתנו מייצרים בממוצע כ-1.76 ק"ג פסולת ליום (כ-30% יותר מהממוצע באירופה). הנתון הזה עולה מדי שנה בכ-2.6% בממוצע. עוד נתון מפתיע ומדאיג הוא שכיום, כ-80% מהפסולת הביתית בישראל מועברת לאתרי הטמנה. אתגר מיוחד מציבה הפסולת האורגנית, אשר מזיקה לסביבה באמצעות פליטת גזי חממה, היווצרות תשטיפים ומפגעי זיהום של אוויר, של מים ושל אדמה, וכל זה בליווי ריח.

"פסולת אורגנית פולטת מתאן, שהוא גז חממה, ובנוסף מזהמת את מי התהום", מסביר פרופ' גולברג. "הטיפול בפסולת הוא נושא קריטי. אתרי הטמנה בישראל הולכים ומתמלאים, ולמרות השאיפה לצמצם את הטמנה למינימום נאלצים לפתוח אתרי הטמנה חדשים, כיוון שאין פתרון אחר. היתרון הגדול בהצעה שלנו הוא שלא נצטרך כל כך הרבה אתרי הטמנה. העיריות שמשקיעות המון כסף על שינוע וטיפול בפסולת, יוכלו לחסוך בהוצאות ולהשקיע בדברים אחרים".

צוות המחקר

להפוך את הזבל לאוצר

בכדי להעריך את פוטנציאל הפסולת העירונית בישראל, החוקרים ניתחו את תוצאותיו של סקר ראשון מסוגו, שנערך ב-2018 על ידי E. Elimelech et al מאוניברסיטת חיפה. הסקר בדק את הרכב האשפה המיוצרת על ידי 190 בתי אב בעיר חיפה במהלך שבוע ימים. מהסקר עלה שפסולת אורגנית מדידה מהווה כ- 36.4% מפסולת המזון וכ-16.4% מכלל הפסולת של משקי האב. הקטגוריה של הפסולת האורגנית המדידה מופתה ונמצא שהיא מורכבת מ-67% פירות וירקות, 14% לחמים, פסטות ודגני בוקר, 8% ביצים ומוצרי חלב, 5% תוצרי לוואי כמו קליפות ועורות, 3% בשר, דגים ועופות, 2% ממתקים ועוגיות ו-1% משקאות קלים.

"תוצאות סקר הפסולת היוו בסיס למודל הפסולת במחקר שלנו", מספר פרופ' גולברג, "בנינו ריאקטור רציף שבהמשך יתאים לשימוש גם באנרגיה סולארית, כדי לחמם את הפסולת ל-280 מעלות צלזיוס, והצלחנו להוריד משמעותית את כמות המים והחמצן בדלק הביולוגי. מצאנו קטליזטורים זולים שמאפשרים לשלוט על הייחס בין תוצרי הדלק הביולוגי הנוזלי לתוצרי הדלק המוצק. דלק מוצק יכול לשמש כביו-פחם, ובעצם לקבע פחמן דו-חמצני לתקופות ארוכות. את הביו-פחם אפשר לשרוף בתחנות כוח כמו פחם רגיל. הדלקים ביולוגיים הנוזליים יכולים לאחר שדרוג, לשמש למטוסים, למשאיות ולספינות".

צוות המחקר הצליח להפיק, בהתבסס על המודל המייצג של הפסולת האורגנית המדידה, תוצרים של דלק נוזלי ביולוגי בתפוקה של עד 29.3% משקלי ודלק מוצק בתפוקה של עד 40.7% מחומר הגלם על בסיס יבש. התהליך מתאים למעשה לטיפול בכל אשפה או שארית אורגנית רטובה למשל פסולת אורגנית ממפעלי מזון, פסולת אורגנית ממטבחים מוסדיים, מבתי חולים וכו'.

החוקרים מסכמים ואומרים: "הפקת דלקים ביולוגיים ממרכיב הפסולת האורגנית עשויה לסייע בצמצום של נפחי ההטמנה של פסולת עירונית ובכך לצמצם זיהומים סביבתיים של קרקע, מים ואוויר. כמו כן צמצום הטמנה יוביל לצמצום פליטות גזי חממה ולהקטנת התלות בנפט ופחם. בנוסף לכך, הפיכת פסולת לאנרגיה הוא פתרון מקומי לעצמאות ובטחון אנרגטי של ישראל".

 החוקרים מודים למדען הראשי של משרד האנרגיה ולחברת נוגה  על התמיכה במחקר.