עקרונות ליבה
אפס פסולת
כל תוצר לוואי במערכת הופך למשאב במערכת אחרת. חום עודף מומר לאנרגיה ומים, CO₂ נספג ביולוגית, ומי עיבוי מופנים להשקיה.
סינרגיה מרובעת
שילוב אופטימלי בין אנרגיה, מים, חקלאות וסביבה היוצר ערך גדול מסך חלקיו. חשמל ↔ מים ↔ מזון ↔ סביבה.
היררכיית טמפרטורות
ניצול מדורג של אנרגיה תרמית בהתאם לטמפרטורה:
700-800°C → HTSE (מימן)
400-600°C → טורבינות קיטור (חשמל)
100-300°C → התפלה תרמית (מים)
<100°C → חימום אזורי
מבנה המערכת
ניצול חום עודף
ניצול חום עודף מתחנות כוח (גרעיניות, תרמיות) ומתעשייה כבדה.
- ייצור חשמל נוסף מטורבינות קיטור
- אלקטרוליזה בטמפרטורה גבוהה (HTSE) לייצור מימן
- התפלה תרמית לייצור מים מתוקים
ניהול מים
מערכות משולבות להפקה, טיהור והשבת מים
- מגדלי קונדנסציה סולאריים
- התפלה תרמודינמית מבוססת מחזור Rankine
- מערכת השקיה היברידית עם טפטוף תת-קרקעי
שיקום סביבתי
יצירת איים ירוקים במדבר ושיקום אקולוגי
- נטיעת יערות מלאכותיים לקליטת CO₂
- חקלאות אנכית הידרופונית
- יצירת אגמים מלאכותיים להשפעה אקלימית
תועלות ותפוקות
מדדים כמותיים (לתחנת כוח 1,000 MW)
30,000 m³
מים מתוקים ליום
6,666 kg
מימן ירוק ליום
5,760 MWh
חשמל נוסף ליום
3,000 דונם
שטח מושקה
השפעות נוספות
- ייצור מזון: 120 טון ירקות ליום (חקלאות אנכית)
- קליטת CO₂: 41 טון ליום באמצעות יערות קולטי פחמן
- הפחתת טמפ' מקומית: 3-5°C באזור 5 קמ"ר
- הגברת משקעים: 10-15% באזור 20 קמ"ר
אנליזת עלות-תועלת
השקעה ראשונית (פיילוט 100 MW)
| רכיב | עלות משוערת (מיליון $) | אתגרים עיקריים |
|---|---|---|
| מערכת HTSE | 120 | חומרים עמידי טמפ' >700°C |
| מתקן התפלה תרמית | 80 | מניעת אבנית בצנרת |
| תשתית השקיה | 40 | אוטומציה לניטור מלחים |
| נטיעת יערות | 20 | התאמת צמחים לאקלים |
תועלות כלכליות שנתיות
| תועלת | כמות שנתית | ערך כספי (מיליון $) |
|---|---|---|
| מים מתוקים | 10.9 מיליון m³ | 16.0 |
| מימן ירוק | 2,400 טון | 8.4 |
| חסכון באנרגיה | 5,760 MWh/יום | 7.2 |
| סחר בפחמן | 15,000 טון CO₂ | 0.75 |
כיווני פיתוח עתידיים
מחקר ופיתוח
- אלקטרודות LSCF ליעילות HTSE >95%
- ממברנות גרפן להתפלה תרמית
- חומרים קרמיים ננומטריים
- אינטגרציה עם CCS (טמנע פחמן)
טכנולוגיות מתקדמות
- מערכת נוירונומית מבוססת RL
- איזון עומסים בזמן אמת
- חיזוי ביקוש אנרגיה מבוסס בינה מלאכותית
- חקלאות אוטונומית מבוססת IoT
פרויקטי דגל
- "נווה מדבר אנרגטי" בנגב
- מערכת משולבת בים המלח
- פיילוט משותף ישראל-ירדן
- יישום במדבר סהרה
תרחיש יישומי: "נווה מדבר אנרגטי" בנגב
- מיקום: נגב מערבי (אזור ניצנה)
- רכיבים: תחנת כוח תרמו-סולארית (150 MW), מערכת HTSE קיבולת 30 MW, אגם מלאכותי 800 דונם, חוות חקלאות אנכית 200 דונם, יער קולט CO₂ 5,000 דונם
- תפוקות שנתיות: מים: 11 מיליון m³, מימן: 2,400 טון, מזון: 43,000 טון, קליטת CO₂: 25,000 טון