360 מעלות

דניאל מאייר

האצה שתאיר את כל רמת גן?

חוקר ירדני וחוקר ישראלי מאוניברסיטת בר אילן פיתחו טכנולוגיה שמאפשרת לגדל אצות בקצב כפול – וכך לייצר אנרגיה חליפית לגז ולנפט

11 במרץ 2017

בראשית שנות האלפיים, ישראל נרעשה כאשר התגלו שדות גז טבעי מול חופי ישראל. משקיעים מיהרו לשלוף ארנקים, חוקים ותקנות נכתבו ואלפים יצאו לרחובות, והכול בגלל הגז – שאיים לשנות את כללי המשחק האזוריים ואת התלות של ישראל בנפט הערבי. אך עם כל הכבוד לגז הטבעי, שהוא מקור אנרגיה נקי יחסית ממזהמים אך מתכלה ופולט גזי חממה רבים, מתגברת היום ההבנה שמקורות האנרגיה המבוססים על דלקי מאובנים הולכים ומצטמצמים, ולכן מדינות רבות שואפות לפתח עצמאות כלכלית שנשענת על מקורות אנרגיה מתחדשים – דוגמת אנרגיית הרוח והשמש – ולהיות תלויות פחות באוצרות טבע ובגחמות של בעלי השליטה בהם.

בשנים האחרונות משקיעים גופי המחקר, הממשלה והתעשייה כספים רבים בחיפוש אחר אנרגיות מתחדשות שיוכלו לאפשר למשק האנרגיה הישראלי ביטחון כלכלי תוך שימוש בטכנולוגיה נקייה וסביבתית. לאחרונה מסתמנים מחקרים בתחום הדלק הביולוגי כאפשרות לעתיד אנרגטי נקי וסביבתי יותר; האם בקרוב יחליפו את שדות הגז הימיים שדות של אצות? לשם כך צריכים להתקיים כמה תנאים ולהבשיל כמה פיתוחים טכנולוגיים, שיהפכו את העסק לכלכלי.

דלקים ביולוגיים. עתיד אנרגטי נקי וסביבתי יותר. צילום: Robert Couse-Baker, Flickr

מעמאן לבר-אילן

מהם דלקים ביולוגיים? מדובר למעשה בדלקים שמנצלים את האנרגיה האצורה בחומר צמחי, ומהווים תחליף לדלקים המוכרים לנו – דיזל, בנזין וגז. ביו-דיזל, שהוא התחליף הביולוגי לדיזל, מיוצר משמנים צמחיים; ביו-אתנול מיוצר מעמילן וסוכר; וביו-גז מתייחס כיום בעיקר לגז שנוצר מפירוק של פסולת באמצעות חיידקים, ומשמש בעיקר לבישול במדינות העולם המתפתח.

ב"עולם מושלם" היינו יכולים היום לעבור להשתמש בשלושת הדלקים הביולוגיים האלה כחומר דלק שמניע תחבורה, תעשייה וייצור חשמל. הבעיה היא שבינתיים, עלות הייצור של הדלקים הביולוגיים עדיין לא משתלמת בקנה מידה גדול, בשל העלויות הגבוהות של חומרי הגלם ושל טכנולוגיית ההמרה שלהם לדלק. כמו כן, גידול צמחים במיוחד לתעשייה זו גורם לעליית מחירי המזון, לתפיסת שטחים נרחבים ולפגיעה בבתי גידול רגישים כמו יערות גשם. כדי למצוא פתרון לבעיה זו, מנסים חוקרים רבים בעולם ובישראל למצוא דרכים להוריד את עלויות הייצור ולתת פתרון ירוק יותר לצורך האנרגטי שלנו. אחד מהם הוא ד"ר סעיד אבו-גוש מאוניברסיטת בר אילן.

"תמיד רציתי לעשות שינוי, ליצור משהו ייחודי. כיום, לאחר דוקטורט בביוטכנולוגיה של אצות, אני מרגיש שאני בדרך הנכונה. אני מקווה לעבוד כחוקר באחת האוניברסיטאות ולפתח את המחקר בתחום זה", אומר השבוע אבו-גוש. מבין הדוקטורנטים שסיימו השנה את לימודיהם באוניברסיטת בר אילן, בלט אבו-גוש כסטודנט דובר אנגלית שלא התאים לפרופיל הקלאסי של דוקטורנט באוניברסיטה הדתית.

אבו-גוש נולד בכוויית ועבר עם משפחתו לירדן לאחר מלחמת המפרץ. "לאחר סיום התואר הראשון באוניברסיטה בירדן עבדתי בחברת תרופות", הוא מספר. "אבל אחרי זמן מה הרגשתי צורך להימלט משגרת החיים, וכך הגעתי ללימודי סביבה במכון ערבה, היושב בקיבוץ קטורה, לשנה של מנהיגות סביבתית וביצוע פרויקט מחקר עצמאי בהפקת ביו-דיזל ממיקרואצות. זו הייתה הזדמנות להכיר ישראלים מעבר למה שראיתי עד כה בתקשורת, ללמוד על התרבות והדת ולדבר על אי-ההסכמות שלנו תחת המטרייה של מציאת פתרונות לבעיות איכות סביבה שמהן סובלות שתי המדינות, ישראל וירדן. בעזרת מכון ערבה הגשתי מועמדות לתואר שני בביוטכנולוגיה של אצות באוניברסיטת בן גוריון, והמשכתי בנושא זה לדוקטורט באוניברסיטת בר אילן".

אור מהבהב - העתיד של גידול האצות? צילום: fdecomite, Flickr
אור מהבהב – העתיד של גידול האצות? צילום: fdecomite, Flickr

טכנולוגיה פשוטה ויישומית

פרט לסיפור החיים הייחודי, מה שמעניין במיוחד הוא המחקר החדשני של אבו-גוש, שמסקרן כעת את התעשיות הביוטכנולוגיות. "ממציאים ומשקיעים בתחום הביוטכנולוגיה כיום מנסים להוריד את עלויות הייצור של מוצרים על ידי הפחתה של האנרגיה המושקעת, מיחזור פסולת ושימוש באנרגיות מתחדשות", מסביר אבו-גוש. "אנחנו מצאנו ששימוש באור שמש טבעי בצורות מסוימות יכול לגרום ליצרנות גבוהה יותר ולחיסכון אדיר במשאבים בגידול אצות".

התחום של גידול אצות תופס בשנים האחרונות תאוצה בשל האפשרות להפיק מהן תוספי מזון שונים, מוצרי רפואה וקוסמטיקה, תוספי תזונה לבעלי חיים וגם בשל הפוטנציאל להפיק מהן חומרי בעירה, בעיקר שמנים ואתנול, מה שמכונה "ביודיזל". "בישראל ישנן מספר חברות שמגדלות מיקרואצות למטרת מסחריות של תוספי מזון, קוסמטיקה ולשימושים מדעיים, ובעבר אף נעשו ניסיונות להפקת ביודיזל", מסביר ד"ר דוד אילוז, יוזם המחקר באוניברסיטת בר אילן ומנחה שותף של אבו-גוש יחד עם פרופ' צבי דובינסקי. "הסיבה לשימוש במיקרואצות היא הכמות הגבוהה של ליפידים (שומנים), שמהם ניתן להפיק ביודיזל, והניצולת הטובה שלהם בשל הכמות המעטה יחסית של פסולת שנזרקת בתהליך. לכן הפקת דלק ממיקרואצות מהווה אנרגיה חלופית שאולי תחליף בעתיד את הנפט, כמקור אנרגיה עיקרי.

"הבעיה כיום היא שגידול מיקרואצות לצרכי ביודיזל רחוק מכדאיות כלכלית מספקת לעומת העלות הנמוכה יחסית של שימוש בנפט", מוסיף אילוז. "על מנת ליצור כדאיות כלכלית, צריך לחשוב איך מייעלים את התהליך". פרט לשיפורים הטכנולוגיים בתהליך הייצור, דרך נוספת להגעה לכדאיות כלכלית היא ייצור של מוצרים נלווים מהשאריות של תהליך הפקת הביודיזל, כמו שימוש בחלבון שנותר כמזון לבעלי חיים והכנת ביו-אתנול מהפחממות. מכלול תהליכי ההפקה נקרא בית זיקוק ביולוגי (bio-refinery).

זה מהבהב

בהנחיית פרופסור צבי דובינסקי מאוניברסיטת בר אילן, מצאו אבו-גוש ואילוז שאור שמש טבעי המהבהב בצורה קבועה, לצד אור רקע סביבתי, מעלה את הביומסה (המאסה הצמחית) והיצרנות במיקרואצות ביותר מ-55 אחוז בתהליך שאורך חצי מהזמן, כל זאת בעלות נמוכה ובטכנולוגיה פשוטה שתוכל להיות מיושמת בגידול מיקרואצות בחקלאות מים בקנה מידה רחב – לאחר הוכחת היתכנות כלכלית והגדלת קנה המידה של התהליך לגודל מסחרי. "מחקרים קודמים הראו שאור מהבהב הוא בעל השפעה חיובית על פוטוסינתזה בצמחים עיליים (צמחים שגדלים על היבשה – ד"מ), אך לא בדקו את נושא זה במיקרואצות", אומר אילוז. "אנחנו פשוט מצאנו את התדר הנכון ויישמנו את השיטה במיקרואצות". כעת המחקר זוכה להתעניינות ויפורסם בקרוב בכתב עת בתחום הביוטכנולוגיה.

מערכת גידול האצות עם אור מהבהב. יותר מ-55 יצרנות, בחצי מהזמן

איך זה עובד? אור מהבהב למעשה מדמה את האור הסביבתי שאליו נחשפות אצות בים הרדוד, בשל התנהגות הגלים על פני המים, המרכזים ומפזרים את אור השמש. כשאנחנו שוחים בים רדוד גם אנחנו חשופים לאור המהבהב, וזה לרוב נגלה לנו בתצלומים יפים שצולמו מתחת לפני הים. אבו-גוש ועמיתיו הצליחו לדמות את האור המהבהב על ידי הזרמה של המיקרואצות במכשיר המורכב מצינורות זכוכית, שבהן האור נחסם במרווחים קבועים. האצות עוברות דרך המקטעים המוחשכים וכך הן חשופות לאור ולחושך לסירוגין. מהירות הזרימה ואורך המקטעים קובעים את התדר של ההבהוב.

אז האם בקרוב נוכל לתדלק מיכל מלא של דלק אצות בתחנת הדלק הסמוכה? נדמה שהיום הזה עוד רחוק; אבל כעת כבר ברור שאצות הן יותר מעוד מאכל שזוללים בהנאה, וייתכן שהן טומנות בחובן את הדלק הירוק של המחר. באמצעות בחירת גישה סביבתית יותר למשק האנרגיה הישראלי, ניתן יהיה בעתיד להתבסס על אנרגיה מתחדשת ומקומית, שתייתר את התלות בדלקים המחצביים היקרים, המזהמים והמתכלים.

בעקבות הכתבה ב"זווית" הסיפור פורסם גם ב-וואלה!