เรื่องโดย ดร.ทัศชา ทรัพย์มีชัย
จากปัญหาราคาน้ำมันที่สูงขึ้นเรื่อย ๆ ในปัจจุบัน ทำให้เกิดการมองหาพลังงานหมุนเวียนที่ไม่ได้มาจากการผลิตด้วยน้ำมันมากขึ้น การมองหาพลังงานทางเลือกที่จะนำมาทดแทนการใช้พลังงานน้ำมัน เกิดขึ้นอยู่ตลอดเวลา แต่จะมีการพูดถึงแหล่งพลังงานทางเลือกมากขึ้นเมื่อเกิดเหตุการณ์ที่ส่งผลกระทบกับราคาน้ำมัน นอกจากนี้แหล่งพลังงานทางเลือกยังเป็นเทรนด์พลังงานสะอาดที่ทั่วโลกให้ความสนใจ มาดูกันว่าพลังงานที่สามารถทดแทนการใช้น้ำมันนั้นมีอะไรบ้าง
พลังงานหมุนเวียนคืออะไร
พลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy) คือพลังงานที่ใช้ไม่หมด สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ มีแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติรอบ ๆ ตัวเรา รวมถึงผลผลิตและวัสดุเหลือทิ้งจากการเกษตรก็สามารถนำมาใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตพลังงานหมุนเวียนได้ ปัจจุบันพลังงานหมุนเวียนเป็นพลังงานทางเลือกที่นำมาใช้ทดแทนพลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิล หรือพลังงานที่ใช้แล้วหมดไป เช่น น้ำมัน ถ่านหิน ก๊าซธรรมชาติ หินน้ำมันและทรายน้ำมัน เป็นต้น พลังงานหมุนเวียนจึงถือเป็นพลังงานสะอาด ไม่ก่อมลพิษ ไม่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม เพราะพลังงานเหล่านี้ไม่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ ทั้งยังช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เป็นสาเหตุของภาวะโลกร้อน ลดการนำเข้าเชื้อเพลิงจากต่างประเทศและยังสามารถส่งเสริมให้ชุมชนมีส่วนร่วมในการผลิตพลังงานไฟฟ้าอีกด้วย
ประเภทของพลังงานหมุนเวียน
พลังงานหมุนเวียนที่ทั่วโลกนิยมใช้ในปัจจุบัน ได้แก่ พลังงานน้ำ พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม พลังงานความร้อนใต้พิภพ พลังงานชีวมวลและพลังงานจากขยะ
พลังงานน้ำ (Hydropower)
พลังงานน้ำ (Hydropower) เป็นแหล่งพลังงานธรรรมชาติที่มีให้หมุนเวียนใช้อย่างไม่มีวันหมดและเป็นปัจจัยสำคัญต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตทั้งหลาย นอกจากนี้น้ำยังสามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานในการผลิตไฟฟ้า โดยอาศัยหลักการเปลี่ยนรูปของพลังงานจากน้ำที่เก็บกักในเขื่อน (พลังงานศักย์) ไหลผ่านท่อส่งน้ำ (พลังงานจลน์) ปั่นเครื่องกังหันน้ำ (พลังงานกล) และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เพื่อผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้า พลังงานที่ได้จะขึ้นอยู่กับความสูงของน้ำและอัตราการไหลของน้ำที่ใช้ในกระบวนการผลิตไฟฟ้า แต่การผลิตไฟฟ้าพลังงานน้ำ ก็มีข้อเสียตามมาคือการต้องใช้ต้นทุนในการผลิตสูงและอาจทำลายสภาพแวดล้อมจากการสร้างเขื่อน
Credit ภาพ : https://www.xnycn.net
พลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Energy)
พลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Energy) มีอยู่มากมายมหาศาลในธรรมชาติ เป็นพลังงานสะอาดที่ถูกนำมาใช้ประโยชน์ด้านต่าง ๆ อย่างแพร่หลาย สามารถนำมาผลิตไฟฟ้าโดยใช้เซลล์แสงอาทิตย์หรือโซลาร์เซลล์ (Solar Cell) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ผลิตมาจากสารกึ่งตัวนำประเภทซิลิคอน โดยเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรงและไฟฟ้าที่เซลล์แสงอาทิตย์ผลิตได้จะเป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC)
พลังงานลม (Wind Energy)
พลังงานลม (Wind Energy) เป็นพลังงานจากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่เกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิและความกดอากาศในแต่ละตำแหน่ง มนุษย์ได้นำประโยชน์จากพลังงานลมมาใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าโดยใช้เทคโนโลยีกังหันลม เมื่อกระแสลมพัดมาปะทะกับใบพัดของกังหันลม กังหันลมจะทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานลมที่อยู่ในรูปของพลังงานจลน์ไปเป็นพลังงานกล จากนั้นจึงนำพลังงานกลจากการหมุนนี้ไปใช้งาน ปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตได้จะขึ้นอยู่กับความเร็วของลม ความยาวของใบพัด และสถานที่ติดตั้งกังหันลม
Credit ภาพ : https://sites.google.com/site/phlangnganhmunweiyn/
พลังงานความร้อนใต้พิภพ (Geothermal Energy)
พลังงานความร้อนใต้พิภพ (Geothermal Energy) เป็นพลังงานความร้อนที่อยู่ใต้ผิวโลกเช่นเดียวกับน้ำมันปิโตรเลียม แต่เก็บอยู่ในรูปของน้ำร้อนหรือไอน้ำร้อนซึ่งเกิดจากการเคลื่อนตัวของเปลือกโลกที่ทำให้เกิดรอยแตกของชั้นหิน ปกติแล้วขนาดของแนวรอยแตกที่ผิวดินจะใหญ่และค่อย ๆ เล็กลงเมื่อลึกลงไปใต้ผิวดิน เมื่อมีฝนตกลงมาในบริเวณนั้นน้ำบางส่วนจะไหลซึมลงไปสะสมใต้ผิวโลกตามแนวรอยแตกดังกล่าวและได้รับความร้อนจากชั้นหินที่มีความร้อน จนกระทั่งกลายเป็นน้ำร้อนและไอน้ำ น้ำร้อนและไอน้ำจะพยายามแทรกตัวมาตามแนวรอยแตกของชั้นหินขึ้นมาบนผิวดินซึ่งปรากฏให้เห็นในรูปของบ่อน้ำร้อน น้ำพุร้อน ไอน้ำร้อน บ่อโคลนเดือดและแก๊ส เป็นต้น
Credit ภาพ : https://sites.google.com/site/phlangnganhmunweiyn/
การนำพลังงานความร้อนใต้พิภพมาใช้ผลิตไฟฟ้าทำได้โดยนำน้ำร้อนที่ได้ไปถ่ายเทความร้อนให้กับของเหลวหรือสารทำงานที่มีจุดเดือดต่ำจนกระทั่งเดือดเป็นไอ แล้วนำไอนี้ไปหมุนกังหันซึ่งมีเพลาต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตไฟฟ้าต่อไป
พลังงานชีวมวล (Biomass)
พลังงานชีวมวล (Biomass) เป็นพลังงานจากธรรมชาติที่กักเก็บในรูปของสารอินทรีย์ โดยมากได้จากกากหรือเศษวัสดุเหลือใช้จากการเกษตรหรือกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรมและพืชพลังงาน เช่น แกลบ ฟางข้าว ชานอ้อย ใบและยอดอ้อย เศษไม้ ไม้โตเร็ว เส้นใยและกะลาปาล์ม กากมันสำปะหลัง ซังข้าวโพด กาบและกะลามะพร้าว ส่าเหล้า ขยะมูลฝอย น้ำเสียจากโรงงาน หรือแม้กระทั่งมูลสัตว์
การผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงชีวมวลสามารถแบ่งได้ 2 ประเภท ได้แก่
1) การเผาไหม้เชื้อเพลิงชีวมวลโดยตรง (Direct Combustion) ซึ่งจะใช้เป็นเชื้อเพลิงของโรงไฟฟ้าชีวมวล (Biomass Power Plant)
2) กระบวนการเคมีความร้อน (Thermochemical Conversion) จนได้ก๊าซชีวภาพ (Biogas) เช่น การหมักน้ำเสียจากกากมันสำปะหลัง กากอ้อย หรือหญ้าเนเปีย เป็นต้น ซึ่งจะใช้เป็นเชื้อเพลิงของโรงไฟฟ้าก๊าซชีวภาพ (Biogas Power Plant) ต่อไป
พลังงานจากขยะ
ขยะชุมชนจากบ้านเรือนและกิจการต่าง ๆ เป็นแหล่งพลังงานที่มีศักยภาพสูง ขยะเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นมวลชีวภาพ เช่น กระดาษ เศษอาหารและไม้ ซึ่งสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงในโรงไฟฟ้าที่ถูกออกแบบให้ใช้ขยะเป็นเชื้อเพลิงได้ โรงไฟฟ้าที่ใช้ขยะเป็นเชื้อเพลิงจะนำขยะมาเผาบนตะแกรง ความร้อนที่เกิดขึ้นใช้ต้มน้ำในหม้อน้ำจนกลายเป็นไอน้ำเดือด ซึ่งจะไปเพิ่มแรงดันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
02 2184141-2
petromat@chula.ac.th