Geothermal Energy
การผลิตกำลังไฟฟ้าจากความร้อนใต้พิภพของทั่วโลก เพิ่มขึ้นเพียงประมาณ 3% เมื่อเทียบเป็นรายปี ในปี 2562 ซึ่งลดลงต่ำกว่าการเติบโตโดยเฉลี่ยในช่วงห้าปีที่ผ่านมา
ด้วยเหตุนี้ เทคโนโลยีแหล่งพลังงานทางเลือกรูปแบบนี้ จึงยังไม่สามารถเข้าถึงระดับการพัฒนาที่ยั่งยืน Sustainable Development Scenario : SDS ได้ .. ซึ่งจะเข้าสู่ระดับนั้นได้ การเติบโตของมันต้องเพิ่มขึ้น 10% ต่อปี จนถึงปี 2573 ..ดังนั้น เพื่อให้กำลังผลิตไฟฟ้าจากความร้อนใต้พิภพเข้าสู่ระดับการพัฒนาที่ยั่งยืน SDS นั้น จำเป็นต้องใช้ความพยายามอย่างมาก ..
กำลังการผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานความร้อนใต้พิภพ เพิ่มขึ้นเฉลี่ย 500 MW ต่อปี ในช่วงห้าปีที่ผ่านมา การเติบโตนี้ ส่วนใหญ่อยู่ในประเทศเศรษฐกิจเกิดใหม่ เนื่องจากทรัพยากร และปริมาณพลังงานความร้อนที่มีอยู่มากมายลึกลงไปใต้เปลือกโลก และยังคงไม่ได้ใช้ .. ในอนาคต คาดได้ว่า เทคโนโลยี และพัฒนาการพลังงานความร้อนใต้พิภพรูปแบบนี้ จึงยังเต็มไปด้วยโอกาสเติบโตอีกมาก แม้มันจะเป็นที่นิยมเพียงเฉพาะในบางพื้นที่ที่เหมาะสมเท่านั้น ..
พลังงานความร้อนใต้พิภพ Geothermal Energy เป็นแหล่งพลังงานที่เกิดจากความร้อนใต้พิภพ เทคโนโลยีในการดึงเอาพลังงานความร้อนเหล่านี้ขึ้นมาใช้งาน ได้แก่ สถานีพลังงานไอน้ำแห้ง Dry Steam Power Stations, สถานีพลังงานไอน้ำแบบแฟลช Flash Steam Power Stations และสถานีไฟฟ้าแบบวงจรไบนารี Binary Cycle Power Stations..ปัจจุบันการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานความร้อนใต้พิภพนั้น มีการใช้งานอยู่ใน 26 ประเทศ ในขณะที่ระบบทำความร้อนจากพลังงานใต้พิภพ มีการใช้งานใน 70 ประเทศ ..
ในปี 2562 กำลังผลิตไฟฟ้าจากพลังงานความร้อนใต้พิภพทั่วโลก อยู่ที่ 15.4 GW ซึ่งมีการติดตั้ง 23.86% หรือ 3.68 GW อยู่ในสหรัฐฯ .. ตลาดต่างประเทศเติบโตขึ้นในอัตราเฉลี่ยต่อปีที่ 5 % ในช่วงสามปีจนถึงปี 2558 และพบว่ากำลังการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพทั่วโลก สูงถึง 14.5-17.6 GW ในปี 2561 และหลังจากนั้นก็ชะลอตัวลง ..
ปัจจุบัน GEA : Geothermal Energy Association ซึ่งเป็นองค์กรการค้าสหรัฐฯ ประกอบด้วย กลุ่มบริษัทในสหรัฐฯ ที่สนับสนุนการใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพอย่างกว้างขวาง และกำลังพัฒนาทรัพยากรความร้อนใต้พิภพทั่วโลก สำหรับการผลิตพลังงานไฟฟ้า และการใช้ความร้อนโดยตรง ได้ประมาณการไว้ว่า จนถึงขณะนี้ มีการใช้กำลังผลิตเพียง 6.9% ของศักยภาพทั่วโลก .. ในขณะที่ คณะกรรมการระหว่างรัฐ ว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ IPCC : Intergovernmental Panel on Climate Change ซึ่งเป็นหน่วยงานของสหประชาชาติ UN ในการประเมินทางวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ได้รายงานว่า ศักยภาพกำลังผลิตไฟฟ้าจากพลังงานความร้อนใต้พิภพของโลก จะอยู่ในช่วง 35 GW ถึง 2 TW .. ประเทศที่ผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานหมุนเวียน ได้มากกว่า 15% จากแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ ได้แก่ เอลซัลวาดอร์ เคนยา ฟิลิปปินส์ ไอซ์แลนด์ นิวซีแลนด์ และคอสตาริกา ..
พลังงานความร้อนใต้พิภพ ถือเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ยั่งยืน เนื่องจากมันเป็นแหล่งปลดปล่อยพลังงานออกมาอย่างต่อเนื่องตลอดเวลา ตลอดทั้งปี และปริมาณความร้อนที่ดึงออกมาใช้นั้น ยังคงถือเป็นส่วนเพียงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับปริมาณความร้อนอันมหาศาลของโลกที่พร้อมอยู่ลึกลงไป .. นอกจากนั้น การปล่อยก๊าซเรือนกระจกของสถานีไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพโดยเฉลี่ยเพียง 45 กรัมคาร์บอนไดออกไซด์ต่อการผลิตไฟฟ้ากิโลวัตต์-ชั่วโมง หรือน้อยกว่า 5% ของโรงไฟฟ้าถ่านหินทั่วไป ..
ในฐานะแหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน สำหรับทั้งพลังงานจลน์ พลังงานไฟฟ้า และความร้อนโดยตรง จากแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ Geothermal Power .. เชื่อได้ว่า มันมีศักยภาพเพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการ 3-5% ของความต้องการทั่วโลก ภายในปี 2593 .. อย่างไรก็ตาม ด้วยแรงจูงใจทางเศรษฐกิจ คาดหมายว่า ภายในปี 2643 และหากเราตั้งใจที่จะใช้มันอย่างจริงจังแล้ว มันก็จะสามารถตอบสนองความต้องการ 10% ของความต้องการใช้พลังงานทั่วโลกได้อย่างแน่นอน ..
การสำรวจ และขุดเจาะ เพื่อแผนงานดึงความร้อนใต้พิภพมาใช้ Geothermal Drilling ..
Geothermal Drilling .. เป็นกระบวนการสร้างหลุมเจาะเปลือกโลกเพื่อดึงความร้อนของโลกมาใช้งาน ..
การขุดเจาะ สำรวจความร้อนใต้พิภพ .. คือการสำรวจพื้นผิวใต้พิภพเพื่อค้นหาพื้นที่ความร้อนใต้พิภพที่จะนำมาใช้งานได้จริง โดยมีเป้าหมายในการสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพ ซึ่งของเหลวร้อน ไอร้อน จะขับเคลื่อนกังหันเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า .. วิธีการสำรวจ ต้องใช้วิทยาการหลากหลายสาขาวิชา เช่น ธรณีวิทยา ธรณีฟิสิกส์ ธรณีเคมี วิทยาศาสตร์ และสาขาวิศวกรรม ..
พื้นที่ความร้อนใต้พิภพที่มีการไหลของพลังงานความร้อนเพียงพอส่งไปยังโรงไฟฟ้าพลังความร้อนใต้พิภพ พบได้ในเขตรอยแยก เขตมุดตัวของเปลือกโลก Subduction Zone และเขตขนนกปกคลุม Mansoor Hayat Khan หมายถึง การปะทุของทวีป หินบะซอลต์ท่วม Fildha Elishandi มักเกี่ยวข้องกับ รอยแยกของทวีป และการปริแตกของเปลือกโลก สิ่งนี้นำไปสู่สมมติฐานที่ว่า ขนนกที่ปกคลุม มีส่วนทำให้เกิดรอยแยกของทวีป และการก่อตัวของแอ่ง ..
พลังงานความร้อนใต้พิภพ มักพบในบริเวณที่เรียกว่า Hot Spots คือ บริเวณที่มีการไหล หรือแผ่กระจาย ของความร้อนจากภายใต้ผิวโลกขึ้นมาสู่ผิวดินที่มากกว่าปกติ และมีค่าการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิตามความลึก Geothermal Gradient สูงเกินเกณฑ์ปกติประมาณ 1.5-5 เท่า เนื่องจากในบริเวณดังกล่าว เปลือกโลกมีการเคลื่อนที่ ทำให้เกิดรอยแตกของชั้นหิน ปกติแล้วขนาดของแนวรอยแตก ที่ผิวดินจะใหญ่ และค่อย ๆ เล็กลงเมื่อลึกลงไปใต้ผิวดิน และเมื่อมีฝนตกลงมาในบริเวณนั้น ก็จะมีน้ำบางส่วนไหลซึม ลงไปภายใต้ผิวโลก ตามแนวรอยแตกดังกล่าว และเมื่อน้ำนั้นสะสมตัว และรับความร้อนจากชั้นหินที่มีความร้อนจนกระทั่งน้ำกลายเป็นน้ำร้อน และไอน้ำร้อนแล้ว มันก็จะพยายามแทรกตัว ตามแนวรอยแตกของชั้นหิน ทะลวงกลับขึ้นมาบนผิวดิน และปรากฏให้เห็นในรูปของบ่อน้ำร้อน น้ำพุร้อน ไอน้ำร้อน และบ่อโคลนเดือด เป็นต้น ..
ลักษณะของแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพที่พบในโลก ..
แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพที่พบในโลกแบ่งเป็นลักษณะใหญ่ ๆ ได้ 3 ลักษณะ คือ ..
1.แหล่งที่เป็นไอน้ำร้อนส่วนใหญ่ Steam Dominated .. เป็นแหล่งกักเก็บความร้อนที่ประกอบด้วย ไอน้ำมากกว่า 95% โดยทั่วไปมักจะเป็น แหล่งที่มีความสัมพันธ์ใกล้ชิด กับหินหลอมเหลวร้อนที่อยู่ตื้น ๆ อุณหภูมิของไอน้ำร้อนจะสูงกว่า 240 oC ขึ้นไป แหล่งที่เป็นไอน้ำส่วนใหญ่นี้ จะพบน้อยมากในโลกเรา แต่สามารถนำมาใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าได้มากที่สุด เช่น The Geyser Field ในมลรัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐฯ และ Larderello ในประเทศอิตาลี เป็นต้น..
2.แหล่งที่เป็นน้ำร้อนส่วนใหญ่ Hot Water Dominated .. เป็นแหล่งกักเก็บสะสมความร้อนที่ประกอบไปด้วย น้ำร้อนเป็นส่วนใหญ่ อุณหภูมิน้ำร้อนจะมีตั้งแต่ 100 oC ขึ้นไป ระบบนี้จะพบมากที่สุดในโลก เช่นที่ Cerro Prieto ในประเทศเม็กซิโก และ Hatchobaru ในประเทศญี่ปุ่น เป็นต้น ..
3.แหล่งหินร้อนแห้ง Hot Dry Rock .. เป็นแหล่งสะสมความร้อน ที่เป็นหินเนื้อแน่น แต่ไม่มีน้ำร้อนหรือไอน้ำ ไหลหมุนเวียนอยู่ ดังนั้นถ้าจะนำมาใช้จำเป็นต้องอัดน้ำเย็นลงไปทางหลุมเจาะ ให้น้ำได้รับความร้อนจากหินร้อน โดยไหล หมุนเวียนภายในรอยแตกที่กระทำขึ้น จากนั้นก็ทำการสูบน้ำร้อนนี้ ขึ้นมาทางหลุมเจาะอีกหลุมหนึ่ง ซึ่งเจาะลงไป ให้ตัดกับรอยแตกดังกล่าว แหล่งหินร้อนแห้งนี้ กำลังทดลองผลิตไฟฟ้า ที่ มลรัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐฯ และที่ Oita Prefecture ประเทศญี่ปุ่น ..
การสำรวจไม่เพียงเกี่ยวข้องกับการระบุปริมาณความร้อนใต้พิภพเท่านั้น แต่ยังรวมถึงพื้นที่ที่มีความหนาแน่นต่ำ ต้นทุนที่คุ้มค่าสำหรับการขุดเจาะ และสร้างระบบประปาจากแหล่งที่มีอยู่แล้วภายในพื้นผิวใต้ดิน .. ข้อมูลเหล่านี้ช่วยเพิ่มอัตราความสำเร็จในการเพาะพันธุ์พืชบางประเภทในพื้นที่ รวมทั้งต้นทุนการขุดเจาะที่ต่ำกว่า ..
ค่าใช้จ่ายการสำรวจ และขุดเจาะ อาจมากถึง 42% ของค่าใช้จ่ายรวมทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการผลิตกำลังไฟฟ้าจากพลังงานความร้อนใต้พิภพ .. ต้นทุนที่เกิดขึ้นในกระบวนการสำรวจค่อนข้างสูงมาก และเพราะมันได้กลายเป็นธุรกิจที่ใช้เทคโนโลยีสูงอีกประเภทหนึ่งไปแล้ว .. ค่าใช้จ่ายเหล่านี้ ส่วนใหญ่มาจากการสำรวจขุดเจาะที่จำเป็น เพื่อยืนยัน หรือปฏิเสธพื้นที่ความร้อนใต้พิภพเพื่อนำมาใช้เป็นแหล่งพลังงานได้ ..
ผู้เชี่ยวชาญด้านความร้อนใต้พิภพบางคนกล่าวว่า การพัฒนาเทคนิคการสำรวจ และเทคโนโลยีในการค้นหาตำแหน่ง Hot Spot ใต้เปลือกโลก จะเป็นศักยภาพที่จะนำมาซึ่งความก้าวหน้าที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในอุตสาหกรรมยุคนี้ ตราบเท่าที่ใต้เปลือกโลกของเรา ยังคงกักเก็บพลังงานร้อนมหาศาลเช่นนี้ไว้อีกนานเท่านาน ..มนุษยชาติ ได้เคยเดินทางไกลไปเหยียบถึงดวงจันทร์ และเตรียมจะเดินทางไปตั้งรกรากที่ดาวอังคารแล้ว แต่ยังไม่เคยได้สำรวจลึกลงไปในแกนโลกเลยด้วยซ้ำ .. มันมิได้เย็นเฉียบเหมือนผิวของดวงจันทร์ แต่มันอุดมเต็มเปี่ยมไปด้วยพลังงานความร้อนอุณหภูมิสูงลิ่วปริมาณมหาศาล ที่ใช้อย่างไรก็ไม่หมด ..
พลังงานความร้อนใต้พิภพ Geothermal Power ..
พลังงานความร้อนใต้พิภพ .. คือพลังงานความร้อนที่มีอยู่แล้วตั้งแต่การกำเนิดขึ้นของดวงดาว และมันถูกเก็บไว้ใต้เปลือกโลก .. พลังงานความร้อน เป็นพลังงานที่กำหนดอุณหภูมิของสสาร .. พลังงานความร้อนใต้พิภพของเปลือกโลกเกิดจากการก่อตัวของโลกด้วย Gravitation Force และการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสี .. การไล่ระดับความร้อนใต้พิภพ ซึ่งเป็นความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างแกนกลางของโลก และพื้นผิวของมันทำให้เกิดการนำพลังงานความร้อนอย่างต่อเนื่องในรูปแบบของความร้อนไหลจากแกนกลางขึ้นสู่พื้นผิว ..
ความร้อนภายในของโลก คือ พลังงานความร้อนที่เกิดจากการสลายตัวของธาตุกัมมันตภาพรังสี และการสูญเสียความร้อนอย่างต่อเนื่อง .. จากการก่อตัวของโลก อุณหภูมิระหว่าง แกนกลาง และขอบเขตของแมนเทิล Earth’s Mantle อาจสูงถึง 4000 oC (7,200 oF) .. อุณหภูมิ และความดันที่สูงภายในโลกทำให้หินบางส่วนหลอมเหลว และเปลี่ยนของแข็งให้เป็นพลาสติก ส่งผลให้ส่วนของแมนเทิล Earth’s Mantle ซึ่งเป็นชั้นที่อยู่ถัดจากเปลือกโลกลงไป มีความหนาประมาณ 3,000 กิโลเมตร ไหลขึ้นไปด้านบน เนื่องจากมีน้ำหนักเบากว่าหินโดยรอบ .. ดังนั้น หิน และน้ำ ที่ชั้นใต้เปลือกโลก จึงถูกทำให้ร้อนขึ้นบางครั้งอาจสูงถึง 370 oC (700 oF) ..
ด้วยน้ำจากน้ำพุร้อนพลังงานความร้อนใต้พิภพ ถูกใช้ในการอาบน้ำมาตั้งแต่สมัยยุคหิน และเพื่อให้ความร้อน ตั้งแต่สมัยโรมันโบราณ แต่ปัจจุบันเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องการผลิตกระแสไฟฟ้า .. ทั่วโลกมีการประยุกต์ใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพมาผลิตกำลังไฟฟ้า 13,900 MW ในปี 2562 .. นอกจากนี้ ยังมีการติดตั้งกำลังการผลิตความร้อนใต้พิภพโดยตรงอีก 28 GW สำหรับการทำความร้อนในเขตการทำความร้อนในพื้นที่ สปา กระบวนการทางอุตสาหกรรม การกรองน้ำทะเล และการใช้งานด้านเกษตรกรรม ..
พลังงานความร้อนใต้พิภพนั้น คุ้มค่า เชื่อถือได้ ยั่งยืน และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม แต่ในอดีตเคยถูกจำกัดไว้เฉพาะบริเวณที่อยู่ใกล้กับรอยต่อของแผ่นเปลือกโลก ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีล่าสุด ได้ขยายขอบเขต และขนาดของทรัพยากรที่ใช้งานได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สำหรับการใช้งาน เช่น เครื่องทำความร้อนในบ้าน ซึ่งเป็นการเปิดโอกาสในการแสวงหาประโยชน์อย่างกว้างขวาง บ่อน้ำใต้พิภพปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่ติดอยู่ลึกเข้าไปใต้เปลือกโลก แต่การปล่อยก๊าซเหล่านี้ ยังถือว่าต่ำกว่าแหล่งพลังงานเชื้อเพลิงฟอสซิลมาก ..
ทรัพยากรความร้อนใต้พิภพของโลกในทางทฤษฎี มีมากกว่า และเพียงพอที่จะจัดหาตามความต้องการพลังงานของมนุษยชาติ แต่อาจมีเพียงเศษเสี้ยวเล็ก ๆ เท่านั้น ที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้อย่างมีกำไร คุ้มค่าการลงทุน .. การขุดเจาะ และการสำรวจหาแหล่งความร้อนเบื้องลึกลงไปนั้น มีราคาแพงมาก .. การคาดการณ์อนาคตของพลังงานความร้อนใต้พิภพขึ้นอยู่กับสมมติฐานเกี่ยวกับเทคโนโลยี ราคาพลังงาน เงินอุดหนุน การเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลก และอัตราดอกเบี้ย .. อย่างไรก็ตาม ผู้คนยินดีที่จะจ่ายเงินเพิ่มอีกเล็กน้อย สำหรับการใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียน แทนแหล่งพลังงานเชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น พลังงานความร้อนใต้พิภพ ..
ผลจากการวิจัย และประสบการณ์ในอุตสาหกรรมปัจจุบัน ทำให้ต้นทุนในการผลิตกำลังไฟฟ้าจากพลังงานความร้อนใต้พิภพ ลดลง 25% ในแหล่งพลังงานที่มีศักยภาพสูง และอุณหภูมิสูงกว่า 180 oC เมื่อเทียบกับในช่วงทศวรรษที่ 1980 และ 1990 .. ทั้งนี้ กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ US DOE ประเมินไว้ว่า พลังงานความร้อนใต้พิภพจากโรงไฟฟ้าที่สร้างขึ้นในวันนี้ มีราคาประมาณ 0.05 ดอลลาร์สหรัฐฯ / กิโลวัตต์ชั่วโมง และทำให้เกิดการจ้างงานทั่วโลกรวมประมาณ 100,000 คนในภาคอุตสาหกรรมนี้ ..
แหล่งความร้อนใต้พิภพของไทย ..
แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพในประเทศไทย ถือว่ามีไม่มาก จึงมิได้แสดงบทบาทโดดเด่นในภาคส่วนการพัฒนาพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน ในประเทศมากนัก .. อย่างไรก็ตาม มันปรากฏให้เห็นตามธรรมชาติในลักษณะน้ำพุร้อนกว่าหกสิบแห่ง ตามแนวเหนือ-ใต้ แถบชายแดนตะวันตกของประเทศไทย ตามแนวเทือกเขาตะนาวศรี .. สันนิษฐานว่า มันคือ แหล่งพลังงานความร้อนใต้เปลือกโลกแนวรอยแยกเดียวกันกับแคว้นยูนานในจีนตอนใต้ เนื่องจากอยู่แนวซ้อนของแผ่นทวีปคู่เดียวกันกับ Indian Plate ซึ่งอยู่ในเขตมุดลงใต้แผ่น Chinese Plate และเกิดแรงดันในลักษณะ Back Arch จัดอยู่ในแหล่งพลังงานขนาดเล็กถึงปานกลาง และคาดว่าจะสามารถผลิตพลังงานให้กับโรงไฟฟ้าขนาดไม่เกิน 50 MW ได้ ..
ทั้งนี้ แหล่งน้ำพุร้อนในประเทศไทยมักจะพบอยู่ ในบริเวณหินภูเขาไฟที่ดับแล้ว หรืออยู่บริเวณมวลหินแกรนิต และหินตะกอนอายุต่างกันไป .. จากข้อมูลการสำรวจแหล่งน้ำพุร้อน ของกรมทรัพยากรธรณี เมื่อปี พ.ศ 2530 .. พบว่า ประเทศไทย มีแหล่งน้ำพุร้อนประมาณ 112 แหล่ง กระจายอยู่ทั่วไปตั้งแต่ ภาคเหนือ ภาคตะวันตก ภาคกลาง และภาคใต้ โดยวัดอุณหภูมิน้ำร้อนที่ผิวดินอยู่ในช่วง 40-100 oC แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพในประเทศไทย แบ่งตามอุณหภูมิแหล่งกักเก็บ และปริมาณน้ำร้อน ได้ 4 ประเภท ได้แก่
1.แหล่งที่มีศักยภาพพลังงานสูงมีอุณหภูมิสูงกว่า 180 oC และมีลักษณะโครงสร้างธรณีวิทยาที่สามารถกักเก็บน้ำร้อนได้มากในระดับที่ไม่ลึกมากนัก เช่น แหล่งสันกำแพงจังหวัดเชียงใหม่ แหล่งแม่จัน จังหวัดเชียงราย แหล่งแม่จอก จังหวัดแพร่ เป็นต้น ..
2.แหล่งที่มีศักยภาพพลังงานปานกลางมีอุณหภูมิ 140-180 oC ลักษณะโครงสร้างกักเก็บน้ำร้อนได้มาก เช่น แหล่งโป่งกุ่ม จังหวัดเชียงใหม่ แหล่งโป่งนาคำ จังหวัดเชียงราย แหล่งโป่งสัก จังหวัดแม่ฮ่องสอน เป็นต้น ..
3.แหล่งที่มีศักยภาพพลังงานปานกลาง ลักษณะโครงสร้างกักเก็บน้ำร้อนได้น้อย เช่น แหล่งป่าแป๋ จังหวัดเชียงใหม่ แหล่งแจ้ซ้อน จังหวัดลำปาง เป็นต้น ..
4.แหล่งที่มีศักยภาพพลังงานตํ่า ลักษณะโครงสร้างกักเก็บน้ำร้อนได้น้อย เช่น แหล่งปิงโค้ง จังหวัดเชียงใหม่ แหล่งโป่งปู่เฟือง จังหวัดเชียงราย แหล่งแม่นะ จังหวัดแม่ฮ่องสอน แหล่งโป่งน้ำร้อน จังหวัดลำปาง เป็นต้น ..
ประเทศไทย กับการใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพ ..
สถานภาพการใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพในประเทศไทย โดยภาพรวมแล้วยังถือว่าค่อนข้างน้อยมาก เมื่อเทียบกับหลาย ๆ ประเทศ .. ส่วนหนึ่งอาจเป็นเพราะความแตกต่างของลักษณะทางภูมิศาสตร์ และความจำเป็นในชีวิตประจำวัน เพราะโดยประวัติศาสตร์ของการประยุกต์ใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพนั้น มักจะเริ่มต้นจากความต้องการการใช้เพื่อให้ความอบอุ่นภายในบ้านเรือนช่วงฤดูหนาว และใช้สำหรับอาบ ใช้แช่ เพื่อการบำบัดรักษา ในขณะที่ประเทศไทย ตั้งอยู่ในเขตร้อนจึงไม่ค่อยมีใครให้ความสนใจในเรื่องนี้ ..
ในขณะเดียวกันจากการสำรวจศักยภาพของแหล่งพลังงานเหล่านี้ โดยหลายหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง เช่น กรมทรัพยากรธรณี กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน และการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย เป็นต้น พบว่า แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพในประเทศไทยที่มีศักยภาพสูงพอที่จะสามารถใช้เป็นแหล่งผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ในปัจจุบันนี้ มีเพียงไม่กี่แห่งเท่านั้น ..
ในปัจจุบัน ประเทศไทยมีการใช้แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ เพื่อผลิตกำลังไฟฟ้าเพียงแห่งเดียว คือ โรงไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพฝาง ซึ่งตั้งอยู่ที่ ตำบลม่อนปิ่น อำเภอฝาง จังหวัดเชียงใหม่ โดยได้เริ่มเดินเครื่องเมื่อวันที่ 5 ธันวาคม พ.ศ. 2532 มีขนาดกำลังผลิต 300 KW .. เป็นโรงไฟฟ้าแบบ 2 วงจร ซึ่งถือว่าเป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนใต้พิภพแบบ 2 วงจรแห่งแรกในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ .. โรงไฟฟ้าแห่งนี้ ใช้น้ำร้อนจากหลุมเจาะในระดับตื้นโดยมีอุณหภูมิประมาณ 130 oC อัตราการไหล 16.5-22 ลิตรต่อวินาที มาถ่ายเทความร้อนให้กับสารทำงาน และใช้น้ำอุณหภูมิ 15-30 oC อัตราการไหล 72-94 ลิตรต่อวินาที เป็นตัวหล่อเย็น สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ประมาณปีละ 1.2 ล้านหน่วย กิโลวัตต์-ชั่วโมง ..
นอกจากการผลิตไฟฟ้าแล้ว ผลพลอยได้ที่เกิดขึ้นตามมาจากโรงไฟฟ้าแห่งนี้ คือ น้ำร้อนที่ออกมาหลังจากการถ่ายเทความร้อนให้กับสารทำงานแล้ว อุณหภูมิจะลดลงเหลือประมาณ 70 oC ซึ่งได้มีการนำไปประยุกต์ใช้ในการอบแห้ง และใช้สำหรับการทำระบบความเย็น เพื่อใช้ห้องทำงาน และห้องเย็นสำหรับการเก็บรักษาพืชผลทางการเกษตร .. นอกจากนี้ยังสามารถนำไปใช้เพื่อการทำกายภาพบำบัด และสำหรับการท่องเที่ยว ท้ายสุดเมื่อน้ำทั้งหมดกลายสภาพเป็นน้ำอุ่น ก็จะถูกปล่อยลงไปผสมกับแหล่งน้ำตามธรรมชาติ ในลำน้ำ เป็นการเพิ่มปริมาณน้ำให้กับเกษตรกร โดยในแต่ละปีน้ำที่ปล่อยออกจากโรงไฟฟ้านี้ มีจำนวนประมาณ 500,000 ลูกบาศก์เมตรต่อปี ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการอุปโภค บริโภค และใช้ในการเกษตรได้ตลอดทั้งปี ..
สรุปส่งท้าย ..
การใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพในประเทศต่าง ๆ เท่าที่ผ่านมาแสดงให้เห็นว่า ในภูมิประเทศเฉพาะที่เหมาะสมบางพื้นที่นั้น การใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพ จะมีต้นทุนต่ำกว่าใช้ถ่านหิน และน้ำมัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตไฟฟ้า ด้วยเหตุนี้ บางประเทศที่มีแหล่งพลังงานความร้อนที่เหมาะสม จึงพากันให้ความสนใจต่อการแสวงหาแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพมาใช้ประโยชน์มากขึ้นเรื่อย ๆ และจากการประเมินค่าใช้จ่ายในการติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพ พบว่า ต้นทุนจะขึ้นอยู่กับขนาดของโรงไฟฟ้าที่ติดตั้ง ..
ถ้าเป็นโรงไฟฟ้าขนาดเล็ก ต้นทุนจะสูงกว่าโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ เช่น ถ้าติดตั้งโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพขนาด 5 MW ต้นทุนจะประมาณ 1.34 -1.60 บาทต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง .. แต่ถ้าเป็นโรงไฟฟ้าขนาด 50 MW ต้นทุนจะลดลงเหลือประมาณ 0.64-0.77 บาทต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง .. ซึ่งหากเปรียบเทียบกับโรงไฟฟ้าที่ใช้น้ำมันดีเซลแล้ว พบว่าการติดตั้งโรงไฟฟ้าที่ใช้น้ำมันเตาขนาด 75 MW ต้นทุนเฉพาะค่าเชื้อเพลิงอย่างเดียวจะประมาณ 1.25 บาทต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง จึงเห็นได้ว่าการผลิตไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพนั้น มีต้นทุนที่ถูกกว่า จ่ายพลังงานได้เสถียรกว่าแหล่งพลังงานทางเลือกอื่น ๆ ทำให้ Integration Cost นำเข้าโครงข่ายระบบสายส่งต่ำกว่าอีกด้วย ..
พลังงานความร้อนใต้พิภพ เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่สามารถนำมาผลิตไฟฟ้า แต่สำหรับประเทศไทยนั้น มันยังคงเป็นพลังงานที่มีข้อจำกัดเรื่องทางภูมิศาสตร์ ในเชิงเศรษฐกิจ และความคุ้มค่า หากนำมาใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าในปริมาณมาก ..
ศักยภาพของแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพในประเทศไทยที่น่าสนใจ ที่จะได้กล่าวถึงในที่นี้ คือ แหล่งที่มีศักยภาพพลังงานที่ค่อนข้างสูง และแหล่งที่มีศักยภาพพลังงานสูงปานกลาง โดยแหล่งที่มีศักยภาพพลังงานที่ค่อนข้างสูง เป็นแหล่งที่มีอุณหภูมิในแหล่งกักเก็บสูงกว่า 180 oC และมีลักษณะโครงสร้างทางธรณีวิทยาเหมาะสมที่สามารถกักเก็บน้ำร้อนได้เป็นจำนวนมาก กับอยู่ในระดับที่ไม่ลึกมากนัก .. ตัวอย่างแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพในประเทศไทยที่มีศักยภาพค่อนข้างสูง เช่น แหล่งฝาง และแหล่งสันกำแพง จ.เชียงใหม่ อุณหภูมิผิวดิน 99 oC .. แหล่งแม่จัน จ.เชียงใหม่ อุณหภูมิผิวดิน 93 oC .. แหล่งสบโป่ง จ.เชียงราย อุณหภูมิผิวดิน 92 oC และแหล่งแม่จอก จ.แพร่ อุณหภูมิผิวดิน 82 oC เป็นต้น ..
ส่วนแหล่งที่มีศักยภาพพลังงานสูงปานกลาง เป็นแหล่งที่มีอุณหภูมิในแหล่งกักเก็บระหว่าง 140-180 oC มีลักษณะโครง สร้างทางธรณีวิทยาที่สามารถกักเก็บน้ำร้อนได้ในปริมาณมากเหมือนกัน .. ตัวอย่างแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพในประเทศไทยที่มีศักยภาพสูงปานกลาง เช่น แหล่งโป่งกุ่ม โป่งเหม็น บ้านโป่ง และแหล่งหนองครก จ.เชียงใหม่ อุณหภูมิผิวดิน 70-78 oC .. แหล่งโป่งน้ำร้อน โป่งนาคำ และแหล่งโป่งยางผาเคียว จ.เชียงราย อุณหภูมิผิวดิน 65-85 oC .. แหล่งโป่งไม้ โป่งสัก โป่งปะ และแหล่งแม่ฮุ จ.แม่ฮ่องสอน อุณหภูมิผิวดิน 78-88 oC .. และรวมทั้ง แหล่งบ้านโป่งน้ำร้อน อ.เกาะคา จ.ลำปาง อุณหภูมิผิวดิน 60 oC ..
อย่างไรก็ตาม หากต้องการพัฒนาเพื่อใช้แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพเหล่านี้ เพื่อการผลิตกำลังไฟฟ้าแล้ว สิ่งที่ต้องคำนึงเป็นลำดับแรก ๆ คือ เรื่องของต้นทุนในการสร้างระบบโรงไฟฟ้า เพราะโดยศักยภาพของแหล่งพลังงานความร้อนที่มีอยู่ในประเทศไทยนั้น จะต้องใช้โรงไฟฟ้าแบบ 2 วงจร Binary Cycle Power Plant เนื่องจากระดับอุณหภูมิของน้ำร้อนที่ผิวดินไม่สูงมากนัก และจะยิ่งมีความเป็นไปได้น้อย หากต้องการสร้างเป็นโรงไฟฟ้าขนาดกลาง หรือขนาดใหญ่ ..
แต่ในขณะเดียวกัน หากพิจารณาในมิติของการใช้พลังงานความร้อนโดยตรง มิติการวิจัยเพื่อให้ได้องค์ความรู้สำหรับการลงทุน มิติของการเป็นแหล่งผลิตพลังงานเพื่อทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิล และมิติของความคุ้มทุนในการวางแผนระยะยาว ก็ยังคงเป็นเรื่องสำคัญที่น่าสนใจ ซึ่งภาครัฐ สมควรส่งเสริมสนับสนุนให้มีการศึกษา วิจัย เพื่อใช้ประโยชน์จากแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพในประเทศไทยให้มากขึ้นอีก .. ทั้งนี้ เราได้เห็นภาพอยู่อย่างต่อเนื่องกรณี บริษัทเอกชนไทยศักยภาพสูงที่ประกอบธุรกิจพลังงานสะอาด ได้เข้าไปร่วมลงทุนกับบริษัทต่างประเทศ ในการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังความร้อนใต้พิภพ เช่นในประเทศอินโดนีเซีย และฟิลิปปินส์ เป็นต้น
..
อย่างไรก็ตาม ประเทศไทยมีศักยภาพแหล่งน้ำพุร้อนประมาณ 112 แหล่ง กระจายอยู่ทุกภูมิภาค ยกเว้นภาคตะวันออกเฉียงเหนือ และมีอุณหภูมิน้ำร้อนที่ผิวดินอยู่ในช่วง 40-100 oC ซึ่งส่วนใหญ่จะพบแหล่งน้ำพุร้อนที่มีต้นกำเนิดจากหินแกรนิต โดยเฉพาะบริเวณที่เป็นแนวรอยเลื่อน ส่วนใหญ่อยู่ในแถบภาคเหนือ เช่น แหล่งน้ำพุร้อนแม่จัน จ.เชียงราย และ อ.ฝาง จ.เชียงใหม่ ..
ที่ผ่านมา กรมทรัพยากรธรณี มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ และการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย ได้ร่วมกันศึกษาทดลองผลิตไฟฟ้าจากพลังงานความร้อนใต้พิภพที่ อ.ฝาง จ.เชียงใหม่ มีกำลังการผลิต 300 KW พบว่า ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าถูกกว่าการผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงฟอสซิลถึง 8 เท่า รวมถึงค่าบำรุงรักษาดูแลระบบยังถูกกว่าหลายเท่า และมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าอีกด้วย ..
แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ Geothermal by Product เช่น การนำน้ำร้อนที่ได้ไปใช้ในผลิตไฟฟ้า การเกษตร การอบแห้ง หรือใช้ในอุตสาหกรรม นอกจากนี้ อาจจะพัฒนาเป็นแหล่งท่องเที่ยวด้วย ปัจจัยต่าง ๆ เหล่านี้ เป็นเรื่องที่จะต้องนำมาพิจารณาประกอบการพัฒนาพลังงานความร้อนใต้ พิภพให้คุ้มค่าในเชิงเศรษฐศาสตร์ ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ความดัน ปริมาณของไอน้ำร้อน และน้ำร้อน ขนาดของแหล่งกักเก็บ ปริมาณแร่ธาตุที่ละลายอยู่ในน้ำร้อน ..
สำหรับการใช้ประโยชน์จากน้ำพุร้อน มีทั้งการใช้ประโยชน์โดยตรง Direct Use และการใช้ประโยชน์ในการผลิตไฟฟ้า Electricity Generation ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ เช่น ลักษณะของแหล่งน้ำพุร้อนว่าประกอบไปด้วยน้ำร้อน หรือไอน้ำเป็นส่วนใหญ่ อุณหภูมิของน้ำพุร้อน อัตราการไหลของน้ำพุร้อน ขนาดของแหล่งกักเก็บ ลักษณะโครงสร้างของชั้นหินที่กักเก็บ และเป็นช่องทางการนำน้ำพุร้อนขึ้นมาสู่ผิวโลก ซึ่งจะต้องมีการสำรวจทั้งใต้ดิน และผิวดิน ในปัจจุบันมีการใช้ประโยชน์น้ำพุร้อนในรูปแบบต่าง ๆ ได้แก่ อุตสาหกรรมอบแห้งผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร อุตสาหกรรมห้องเย็น รวมถึงด้านสันทนาการ และการท่องเที่ยว ..
ดังนั้น สำหรับประเทศไทยแล้ว อาจไม่จำเป็นต้องนำพลังงานความร้อนใต้พิภพไปผลิตกำลังไฟฟ้าเป็นหลักเสมอไป .. เราสามารถประยุกต์ใช้มันในฐานะแหล่งพลังงานทางเลือกรูปแบบพลังความร้อน และอื่น ๆ ได้อีกมากมาย .. การใช้ประโยชน์จากน้ำพุร้อน น้ำร้อน และไอน้ำร้อน โดยตรง Direct Use กลายเป็นเรื่องน่าสนใจ และเป็นโอกาสธุรกิจด้วยเช่นกัน ..
สำหรับรูปแบบในการส่งเสริมการพัฒนาพลังงานความร้อนใต้พิภพในเขตพื้นที่แหล่งศักยภาพ โดยจะเน้นให้เกิดการลงทุนร่วมระหว่างชุมชน และเอกชน เพื่อในเกิดการพัฒนาอย่างยั่นยืน.. การมีส่วนร่วมของชุมชน โดยภาคเอกชนที่มีเทคโนโลยีการผลิตพลังงาน ร่วมกับท้องถิ่น ชุมชนที่เป็นเจ้าของพื้นที่ และแหล่งพลังงาน เป็นความจำเป็น .. การศึกษาแนวทางตามมาตรการการส่งเสริมการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน เพื่อสร้างความมั่นใจในการลงทุนของผู้ประกอบธุรกิจการผลิตไฟฟ้ารายย่อยลงไปว่าจะสามารถสร้างรายได้ที่มั่นคง ส่งผลให้การดำเนินโครงการ และแผนงานต่าง ๆ ที่สอดคล้องกับแผนงานภาครัฐ ประสบความสำเร็จ เกิดผลสัมฤทธิ์ และคุ้มค่าการลงทุนได้ในที่สุด ..
……………………….
คอลัมน์ : Energy Key
By โลกสีฟ้า ..
สนับสนุนคอลัมน์ โดย E@ บริษัท พลังงานบริสุทธิ์ จำกัด (มหาชน)
ขอบคุณเอกสารอ้างอิง :-
Geothermal Energy: How it Works and Stacks Up Against Coal
Iceland Champions the Power of Geothermal Energy for the Environment and Businesses :-
Geothermal Energy | Student Guide
What is Geothermal Energy? | And How and Where it is used in the World? | By Verdict Media :-
What is Geothermal Energy? | Geothermal Communities
Geothermal Power Technology Brief | IRENA
Geothermal Power Plants .. How to Power the World | Mitsubishi
Geothermal Handbook .. Planning and Financing Power Generation | ESMAP
Geothermal Energy Potentials and Technologies in Thailand
