ปัจจุบันในประเทศไทย เราเริ่มหันไปสนใจเกี่ยวกับ พลังงานชีวมวล ( Biomass Energy) เพิ่มขึ้น เนื่องจากประเทศไทยของเราเป็นประเทศด้านอุตสาหกรรมทางการเกษตรทำให้มีเศษเหลือทิ้งทางการเกษตรที่มาก (Agricultural residue) จึงนำเศษเหลือพวกนี้มาต่อยอดให้เกิดประโยชน์สูงสุด ก่อนที่เราจะมาทำความรู้จักกับพลังงานชีวมวล (Biomass Energy) เรามารู้จักพลังงานแต่ละประเภทกันก่อน
พลังงานทดแทน
คือ พลังงานที่ใช้ทดแทน เชื้อเพลิงประเภท น้ำมัน ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหลักที่ทั่วโลกนิยมใช้ในปัจจุบัน โดยจะแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ตามแหล่งของพลังงาน
- พลังงานทางเลือก (Alternative Energy) คือ พลังงานที่ได้จากแหล่งฟอสซิล (Fossil Fuel) อื่น ที่ไม่ใช่น้ำมัน ได้แก่ ถ่านหิน (Coal) ปิโตรเลียม ก๊าซธรรมชาติ หรือยูเรเนียม ซึ่งจะเป็นพลังงานชนิดที่ใช้แล้วหมดไป พลังงานประเภทนี้เป็นสาเหตุหลักของการปล่อย คาร์บอนไดออกไซด์ ออกมาสู่ชั้นบรรยากาศของโลก และนำไปสู่ปัญหาด้านการเปลี่ยนแปลง ของสภาพอากาศ และสิ่งแวดล้อม
- พลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy) คือ พลังงานที่ได้จาก แหล่งที่สามารถผลิต หรือก่อกำเนิดพลังงานนั้นขึ้นมาเองได้ และยังหมุนเวียนกลับมาใช้ได้อีก ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็น พลังงานสะอาด (Clean Energy) ซึ่งเป็น พลังงานที่ไม่ส่งผลกระทบ ต่อสิ่งแวดล้อม หรือก่อให้เกิด มลภาวะ โดยเฉพาะการปล่อน ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นต้นเหตุสำคัญของการเกิดภาวะโลกร้อน โดยทั่วไป พลังงานสะอาดจะเป็นพลังงานที่มาจากธรรมชาติเป็นหลัก สามารถนำมาใช้ทดแทนแหล่งพลังงานแบบเดิมได้อย่างไม่จำกัด จึงถือเป็นพลังงานแห่งอนาคตที่ทั่วโลกให้ความสนใจ ตัวอย่างของพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานน้ำ พลังงานลม พลังงานคลื่น พลังงานความร้อนใต้พิภพ พลังงานเคมีจากไฮโดรเจน พลังงานชีวมวล พลังงานชีวภาพ พลังงานไบโอดีเซล พลังงานเอทานอล หรือแก๊ศโซฮอล เป็นต้น
พลังงานทั้ง 2 ประเภทนั้น สามารถนำไปใช้ได้ 2 รูปแบบ ได้แก่ การนำไปใช้โดยตรง กับ การนำพลังงานไปเปลี่ยนให้อยู่ในรูปของกระแสไฟฟ้ากระแสตรง หรือกระแสสลับด้วยอุปกรณ์ต่างๆ ซึ่งมีคุณสมบัติทางฟิสิกส์ ที่สามารถเปลี่ยนรูปพลังงานจลน์ พลังงานศักย์ หรือพลังงานกล เช่น แผงโซลาร์เซลล์ กังหันลม เครื่องกำเนิดไฟฟ้า เป็นต้น
พลังงานชีวมวล (Biomass Energy)
พลังงานชีวมวล เป็นการผลิตพลังงานด้วย วัสดุชีวมวล และอินทรียวัตถุ ที่ได้จากพืช และสัตว์ เช่น ผลิตผล และวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร ไม้และเศษไม้ หรือของเหลือจากชุมชน และภาคอุตสาหกรรม เช่น แกลบ ชานอ้อย เศษไม้ กากปาล์ม กากมันสำปะหลัง ซังความโพด กาบและกะลามะพร้าว เป็นต้น
กระบวนการแปรรูปชีวมวล ไปเป็นพลังงาน สามารถทำได้หลายรูปแบบ คือ
1. การเผาไหม้โดยตรง (Combustion) การนำชีวมวลไปเผา จะได้ความร้อนออกมาตามค่าความร้อนของชนิดชีวมวล ความร้อนที่ได้จากการเผา สามารถนำไปใช้ในการผลิตไอน้ำ หรือไปผลิตไฟฟ้าต่อไป
2. การผลิตก๊าซ (Gasification) การเปลี่ยนเชื้อเพลิงแข็ง หรือชีวมวลให้เป็นแก๊สเชื้อเพลิง เรียกว่า แก๊สชีวภาพ (Biogas) มีองค์ประกอบของแก๊สมีเทน ไฮโดรเจน และคาร์บอนมอนอกไซต์
3. การหมัก (Fermentation) การนำชีวมวลมาหมักด้วยแบคทีเรีย ในสภาวะไร้อากาศ เกิดเป็น แก๊สชีวภาพ (Biogas)
4. การผลิตเชื้อเพลิงเหลวจากพืช
ตัวอย่างของการนำชีวมวลมาเป็นพลังงาน เช่น โรงไฟฟ้าชีวมวล คือ โรงไฟฟ้าที่ใช้เศษวัสดุต่างๆที่เป็นชีวมวล เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้า หรือผลิตไอน้ำ ซึ่งอาจเป็นวัสดุชนิดเดียวกัน หรือหลายชนิดรวมกันก็ได้ เช่น โรงน้ำตาลที่ใช้กากอ้อยที่ได้จากการหีบอ้อย มาเป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้า
เมื่อมีการใช้ชีวมวล (Biomass) มาใช้เป็นพลังงานความร้อนนั้น ความจำเป็นอย่างหนึ่งที่โรงงานอุตสาหกรรมควรมี คือ เครื่องมือตรวจสอบคุณภาพของเชื้อเพลิง เนื่องจากว่าเป็นปัจจัยสาคัญ สาหรับการซื้อขาย และเครื่องทดสอบคุณภาพจะเป็นตัวชี้วัดว่า ค่าใช้จ่ายในกระบวนการผลิตไฟฟ้า หรือพลังงานนั้น ได้กาไรสูงสุดหรือไม่ เพราะถ้าเรารู้ค่าพลังงานความร้อนที่แท้จริงของเชื้อเพลิง หรือค่าความชื้นของเชื้อเพลิงที่ซื้อมา ก็ทาให้สามารถบริหารจัดการค่าใช้จ่ายที่จะเกิดขึ้นตลอดกระบวนได้อย่างมีประสิทธิภาพที่สุด
คุณสมบัติที่สำคัญของชีวมวล (Properties of Biomass Sources)
1. ค่าความชื้น (Moisture Content)
สัดส่วนระหว่างน้ำที่อยู่ในชีวมวล ต่อน้ำหนักชีวมวลทั้งหมด แบ่งออกเป็น 2 รูปแบบ คือ ความชื้นภายใน (Intrinsic Moisture) และความชื้นภายนอก (Extrinsic Moisture) ค่าความชื้นเป็นคุณสมบัติที่ส่งผลต่อค่าพลังงานความร้อน ยิ่งมีค่าความชื้นมาก ค่าพลังงานความร้อนยิ่งต่ำ
2. ค่าความร้อน (Calorific value)
ค่าความร้อน (CV) เป็นปริมาณความร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้ด้วยอากาศ (Combustion) โดยทั่วไปค่าความร้อนจะแสดงในรูปของปริมาณความร้อนต่อหนึ่งหน่วยน้ำหนัก หรือหนึ่งหน่วยปริมาตร เช่น MJ/kg, Cal/g, J/g
ค่าความร้อนจะมีสองรูปแบบคือ ค่าความร้อนสูงสุด (Higher Heating Value, HHV) แล ค่าความร้อนต่ำ (Lower Heating Value, LHV) HHA จะเป็นค่าความร้อนที่รวมกับค่าความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอน้ำของความชื้น ส่วน LHV เป็นค่าความร้อนที่ไม่รวมกับค่าความชื้นของชีวมวล
3. สัดส่วนของคาร์บอนคงที่ และสาระเหย (Proportion of Fixed Carbon and Volatile, FC and VM)
เป็นพลังงานเคมีที่ถูกเก็บไว้ภายในชีวมวล ค่าทั้งสองเป็นตัวชี้วัดว่าชีวมวลแต่ละชนิดควรแปลงพลังงานโดย การเผาไหม้ (Combustion) การทำให้เป็นแก๊ศ (Gasification) หรือ ให้รวมตัวกับออกซิเจน (Oxidization)
4. สัดส่วนเถ้าถ่าน (Ash/ Residue Content)
การเผาไหม้ (Combustion) เศษที่ไม่สามารถเผาไหม้ได้ เรียกว่า ขี้เถ้า ปริมาณขี้เถ้า และเศษเหลืออื่นๆนี้เป็นปัจจัยที่สำคัญปัจจัยหนึ่งในการออกแบบเตาเผาไหม้ชีวมวล
5. สัดส่วนโลหะอัลคาไล (Alkali metal)
โลหะที่อยู่ในชีวมวลจำพวก Na (โซเดียม), K (โพแทสเซียม), Mg (แมกนีเซียม), P (ฟอสฟอรัส), Ca (แคลเซียม) จะส่งผลกระบวนการเผาไหม้ โลหะพวกนี้เมื่อถูกความร้อนปริมาณมาก จะหลอมแหลวกลายเป็นเมือกเหนียว (Sticky)
6. อัตราส่วนเซลลูโลส/ ลิกนิน (Cellulose/ Lignin Ratio)
เป็นคุณสมบัติในการพิจารณาการแปลงชีวมวลเป็นพลังงานโดยวิธีชีวเคมี (Biochemical conversion) ความสามารถในกระบวนการย่อยสลายทางชีวภาพของชีวมวลที่มีอัตราส่วนของเซลลูโลสมาก จะมีค่ามากกว่าที่มีลิกนินมาก
7. ขนาดและความหนาแน่นรวม (Size and Bulk density)
ปัจจัยสำคัญในแง่ของค่าขนส่ง และค่าการเก็บรักษา ซึ่งส่วนใหญ่จะทำการอัดชีวมวลให้เป็นก้อนเล็กๆ เพื่อเพิ่มความหนาแน่น
จากคุณสมบัติที่กล่าวมาจึงจำเป็นต้องมีเครื่องมือาำหรับทดสอบ เช่น การทดสอบหาค่าความร้อน จะใช้เครื่อง Bomb Calorimeter, การหาค่าความชื้น ขี้เถ้าและปริมาณสาร volatile ก็จะใช้ Oven และ Muffle furnace เป็นต้น
ทาง Chemical House เป็นตัวแทนจำหน่ายเครื่องมือ เครื่องทดสอบ สำหรับด้าน Biomass และถ่านหิน โดยเป็นตัวแทนจำหน่าย Sundy จากประเทศจีน ซึ่ง Sundy มีเครื่องมือทดสอบในด้านคุณสมบัติของชีวมวล เช่น Bomb Calorimeter, Muffle Furnace, Ash Fusion เป็นต้น
สอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่
ppsales@chemihouse.com
หรือ Add line จาก QR Code ด้านล่าง
