พลังงานชีวมวล Biomass Renewable Energy ในประเทศ ทางเลือกที่น่าสนใจของเกษตรกร และการบริหารจัดการขยะ
ประเทศไทยเป็นประเทศเกษตรกรรมชั้นนำของโลก มีผลผลิตการเกษตรคุณภาพ และมีแหล่งเชื้อเพลิงที่เป็นสารอินทรีย์ มีพื้นที่การทำเกษตรไม้โตเร็วเพื่อเป็นเชื้อเพลิงโดยเฉพาะ มีวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร มีอุจจาระจากฟาร์มเลี้ยงสัตว์ ขยะเปียก ขยะแห้งจำนวนมากมาย สามารถนำมาผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้าชีวมวลใช้เองในชุมชน ท้องถิ่น หรือส่งไฟฟ้าส่วนเกินเข้าสายส่งเพื่อขาย และ/หรือจ่ายเข้าระบบ Virtual Power Plant : VPP ที่ฉลาดกว่าในอนาคตได้
ทั้งนี้ ประเทศไทยมีนโยบายและแผนการปฏิบัติระดับชาติ ในการส่งเสริมการผลิตไฟฟ้าแบบกระจายจากพลังงานทดแทน พลังงานทางเลือก หรือพลังงานหมุนเวียนอย่างเป็นรูปธรรม และแม้ว่าในกระบวนการผลิตจะมีการปล่อยก๊าซเรือนกระจก เช่นคาร์บอนไดออกไซด์ แต่การดำเนินการดังกล่าว ถือว่าเป็นการลดการพึ่งพาน้ำมันหรือเชื้อเพลิงฟอสซิล ที่ต้องนำเข้าจากต่างประเทศ
รวมทั้ง เมื่อเทคโนโลยีก้าวหน้าไปกว่านี้อีก ประเทศไทยอาจประยุกต์ใช้ Carbon Capture & Storage Technology : CCS ที่ราคาต้นทุนลดลงมากกว่านี้ เพื่อดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไปเก็บในที่ปลอดภัย หรือนำเข้ากระบวนการผลิตเป็นพลังงานหมุนเวียนรูปแบบอื่น ๆ เช่น Bio Diesel and Bio Jet สำหรับเครื่องยนต์ดีเซลอากาศยานที่ใช้เครื่องยนต์ลูกสูบ หรือ รูปแบบของสารไฮโดรคาร์บอนด์ Hydrocarbon ในลักษณะเชื้อเพลิงพลังงานหมุนเวียนได้ในอนาคตอันใกล้นี้ ..การผลิตไฟฟ้าจากชีวมวล (Biomass) .. ถือเป็นการส่งเสริมการผลิตและใช้พลังงานทดแทน ภายในประเทศไทยที่สำคัญสอดคล้องกับยุทธศาสตร์ความมั่นคงทางพลังงานของประเทศ ที่มุ่งกระจายแหล่งเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้าให้ประกอบไปด้วยเชื้อเพลิงประเภทต่าง ๆ อย่างเหมาะสม ..
ประเทศไทยมีการส่งเสริมการผลิตไฟฟ้าด้วยพลังงานทดแทนจากชีวมวลมาเป็นเวลาหลายปีแล้ว โดยเชื้อเพลิงชีวมวลส่วนใหญ่มาจากวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร ได้แก่ แกลบ ฟางข้าว ชานอ้อย กากมันสำปะหลัง หรือทะลายปาล์ม หรือแม้แต่ขยะ ของเหลือใช้ ฯลฯ เป็นต้น
อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันชีวมวลจากวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร รวมทั้งขยะเหลือใช้จากชุมชน อาจเริ่มขาดแคลน ทั้งที่มันเป็นเป้าหมายของแผนงานผลิตไฟฟ้า ภายในปี 2579 ของประเทศไทย ซึ่งกำหนดกำลังการผลิตไฟฟ้าจากชีวมวล ไว้ถึง 5,570 เมกะวัตต์ แต่ในปัจจุบันทั่วประเทศมีโรงไฟฟ้าชีวมวลที่เปิดดำเนินการ และจ่ายไฟฟ้าแล้ว เพียง 2,061 เมกะวัตต์ (ข้อมูลรายงานการประชุมสภาขับเคลื่อนการปฏิรูปประเทศ ครั้งที่ 6/2560 เมื่อ 27มีนาคม 2560) โดยไม่นับที่มีสัญญา PPA หรืออยู่ในระหว่างการก่อสร้าง หรือกำลังการผลิตของโรงไฟฟ้าขนาดเล็กในชุมชนที่ไม่จ่ายไฟฟ้าเข้าสายส่ง
อย่างไรก็ตาม หากรวมหน่วยผลิตไฟฟ้าขนาดเล็กที่ไม่ส่งไฟฟ้าเข้าสายส่งด้วยแล้ว ประเทศไทยมีกำลังการผลิตไฟฟ้าชีวมวลรวมมากกว่า 4,500 เมกะวัตต์ และมากกว่าครึ่งหนึ่งของการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำ Hydro Power ในประเทศ ซึ่งถือว่าเป็นระดับหัวแถวแนวหน้าของโลกใบนี้เลยทีเดียว
ทั้งนี้ ตามนโยบายของคณะกรรมการนโยบายพลังงานแห่งชาติ ซึ่งมีการกำหนดอัตราราคารับซื้อไฟฟ้าจากชีวมวลในแบบ FiT ไว้แล้ว เชื่อว่าระดับราคามีแรงจูงใจอยู่พอสมควร แต่ปัญหาหลัก คือ การขาดแคลนเชื้อเพลิงชีวมวล และขาดระเบียบการรับซื้อกับการจัดลำดับความสำคัญ และการจัดกลุ่มพื้นที่การ Zoning ของระบบสายส่ง รวมทั้งระบบจำหน่ายให้รองรับกันอย่างเหมาะสมเพราะตามแผนพัฒนาพลังงานทดแทนของรัฐบาลนั้น การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานชีวมวล ยังมีโอกาสเติบโตได้อีกมาก จึงเห็นสมควรให้หน่วยงานภาครัฐ และรัฐวิสาหกิจที่เกี่ยวข้อง หรือเอกชนที่มีศักยภาพ เร่งส่งเสริมให้มีกำลังผลิตไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงชีวมวลนี้ ให้เป็นไปตามแผนโดยเร็ว รวมทั้งการขยายศักยภาพระบบสายส่งรองระบบหน่วยผลิตย่อย ๆ เหล่านี้ ซึ่งจะเกิดประโยชน์ในภาพรวมของประเทศ ชุมชนและเกษตรกรในท้องถิ่นอย่างมาก ..
พลังงานชีวมวล
ชีวมวล (Biomass) คือ สารอินทรีย์ที่เป็นแหล่งกักเก็บพลังงานจากธรรมชาติ และสามารถนำมาใช้ผลิตพลังงานได้ สารอินทรีย์เหล่านี้ได้มาจากพืช และสัตว์ต่าง ๆ เช่น เศษไม้ ขยะ วัสดุเหลือใช้ทาง การเกษตร
จุดเด่นของการใช้เชื้อเพลิงชีวมวล คือ เป็นเชื้อเพลิงที่สามารถหาได้ง่ายโดยมีอยู่ทั่วไปในท้องถิ่นนั้น ๆ และการแปรรูปเชื้อเพลิงชีวมวลมาเป็นพลังงานมีต้นทุนที่ไม่สูง เช่น ในพื้นที่ชนบทบางพื้นที่ได้นำไม้ฟืนมาใช้เพื่อเป็นแหล่งความร้อนสำหรับประกอบอาหาร หรือในพื้นที่ที่ต้องการใช้ไฟฟ้าก็สามารถนำเชื้อเพลิงชีวมวลที่สามารถหาได้รอบ ๆ พื้นที่นั้น มาเป็นเชื้อเพลิงขั้นต้นสำหรับกระบวนการผลิตไฟฟ้าได้เช่นกัน นอกจากนี้การเพาะปลูกพืชชีวมวลยังสามารถสร้างรายได้ให้แก่ประชาชนได้ในท้องถิ่นนั้นได้ ..
การใช้งานชีวมวลเพื่อทำให้ได้พลังงาน อาจจะทำโดยนำมาเผาไหม้เพื่อนำพลังงานความร้อนที่ได้ไปใช้ในกระบวนการผลิตไฟฟ้าทดแทนพลังงานจากฟอสซิล เช่น น้ำมัน ซึ่งมีอยู่อย่างจำกัด จำเป็นต้องนำเข้ามากลั่นและอาจหมดลงได้ ชีวมวลเหล่านี้มีธรรมชาติ และแหล่งที่มาต่าง ๆ กัน อาทิ พืชผลทางการเกษตร (Agricultural Crops) เศษวัสดุเหลือทิ้งการเกษตร (Agricultural Residues) ไม้ เศษไม้ (Wood & Wood Residues) หรือของเหลือจากจากอุตสาหกรรม และขยะในชุมชน ..
กระบวนการแปรรูปชีวมวลไปเป็นพลังงานรูปแบบต่าง ๆ
การเผาไหม้โดยตรง (combustion) .. เมื่อนำชีวมวลมาเผาจะได้ความร้อนออกมาตามค่าความร้อนของชนิดชีวมวลความร้อนที่ได้จากการเผาสามารถนำไปใช้ในการผลิตไอน้ำที่มีอุณหภูมิและความดันสูง ไอน้ำนี้จะถูกนำไปขับกังหันไอน้ำเพื่อผลิตไฟฟ้าต่อไปตัวอย่าง ชีวมวลประเภทนี้ คือ เศษวัสดุทางการเกษตร ขยะ และเศษไม้ รวมถึงของเหลือใช้ที่นำมาเผาได้
การผลิตก๊าซ (gasification) ..เป็นกระบวนการเปลี่ยนเชื้อเพลิงแข็งหรือชีวมวลให้เป็นแก๊สเชื้อเพลิงเรียกว่า แก๊สชีวภาพ (Biogas) มีองค์ประกอบของแก๊สมีเทน ไฮโดรเจนและ คาร์บอนมอนอกไซด์ สามารถนำไปใช้กับเครื่องยนต์กังหันแก๊ส (GasTurbine)
การหมัก (Fermentation) .. เป็นการนำชีวมวลมาหมักด้วยแบคทีเรียในสภาวะไร้อากาศ ชีวมวลจะถูกย่อยสลายและแตกตัว เกิดแก๊สชีวภาพ (Biogas) ที่มีองค์ประกอบของแก๊สมีเทน และคาร์บอนไดออกไซด์แก๊สมีเทนใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์สำหรับผลิตไฟฟ้า
การผลิตเชื้อเพลิงเหลวจากพืช มีกระบวนการที่ใช้ผลิตดังนี้
-กระบวนการทางชีวภาพ ทำการย่อยสลายแป้ง น้ำตาลและเซลลูโลสจากพืชทางการเกษตร เช่น อ้อย มันสำปะหลังให้เป็นเอทานอล เพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงเหลวในเครื่องยนต์เบนซิน- กระบวนการทางฟิสิกส์และเคมี โดยสกัดน้ำมันออกจากพืชน้ำมัน จากนั้นนำน้ำมันที่ได้ไปผ่านกระบวนการ Transesterification เพื่อผลิตเป็นไบโอดีเซล- กระบวนการใช้ความร้อนสูง เช่น กระบวนการไพโรไลซิส เมื่อวัสดุทางการเกษตรได้ความร้อนสูงในสภาพไร้ออกซิเจน จะเกิดการสลายตัว เกิดเป็นเชื้อเพลิงในรูปของเหลว และแก๊สผสมกัน
เทคโนโลยีพลังงานชีวมวล
-การสันดาป (Combustion Technology) การสันดาปเป็นปฏิกิริยาการรวมตัวกันของเชื้อเพลิงกับออกซิเจนอย่างรวดเร็วพร้อมเกิดการลุกไหม้ และคายความร้อนในการเผาไหม้ ส่วนใหญ่จะไม่ใช้ออกซิเจนล้วน ๆ แต่จะใช้อากาศแทน เนื่องจากอากาศมีออกซิเจนอยู่ 21% โดยปริมาณ หรือ 23% โดยน้ำหนัก..
-การผลิตเชื้อเพลิงเหลว (Liquidification Technology)
-การผลิตก๊าซเชื้อเพลิง (Gasification Technology) กระบวนการ Gasification เป็นกระบวนการเปลี่ยนแปลงพลังงานที่มีอยู่ในชีวมวลที่สำคัญกระบวนการหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงแบบ Thermal Conversion โดยมีส่วนประกอบของ Producer Gas ที่สำคัญ ได้แก่ ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ไฮโดรเจน (H2) และมีเทน CH4..
-การผลิตก๊าซโดยการหมัก (Anaerobic Digestion Technology) การผลิตก๊าซจากชีวมวลทางเคมีด้วยการย่อยสลายสารอินทรีย์ในที่ไม่มีอากาศหรือไม่มีออกซิเจนซึ่ง เรียกว่า ก๊าซชีวภาพ (Biogas) ได้ก๊าซมีเทน (CH4) และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เป็นหลัก ..
-การผลิตไฟฟ้าโดยใช้ชีวมวลเป็นเชื้อเพลิง ..
– เตาแก๊สชีวมวลเตาแก๊สชีวมวลเป็นเตาที่จัดสร้างขึ้นเพื่อใช้สำหรับการหุงต้มอาหารในครัวเรือน โดยใช้เศษไม้ และเศษวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรเป็นเชื้อเพลิงโดยมีหลักการทำงานแบบการผลิตแก๊สเชื้อเพลิงจากชีวมวล (Gasifier) แบบอากาศไหลขึ้น (Updraf Gasifier) เป็นการเผาไหม้เชื้อเพลิงในที่ที่จำกัดปริมาณอากาศให้เกิดความร้อนบางส่วนแล้วไปเร่งปฏิกริยาต่อเนื่องอื่น ๆ เพื่อเปลี่ยนเชื้อเพลิงแข็งให้กลายเป็นแก๊สเชื้อเพลิง ที่สามารถติดไฟได้ ได้แก่ แก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) แก๊สไฮโดรเจน (H2) และแก๊สมีเธน (CH2) เป็นต้น ..
อย่างไรก็ตาม การปลูกไม้โตเร็ว เพื่อเป็นเชื้อเพลิงให้แก่โรงไฟฟ้าชีวมวล เช่น ยูคาลิปตัส กระถินยักษ์ หรือกระถินณรงค์ อันเป็นไม้เศรษฐกิจที่สามารถ ตัดโค่นไปทำประโยชน์ได้ภายในเวลาปลูก 3-5 ปีนั้น นับเป็นทางเลือกที่น่าสนใจ และคุ้มค่าในการผลิตเชื้อเพลิงชีวมวลเพื่อป้อนให้โรงไฟฟ้าแน่นอน ซึ่งมิใช่เพื่อประโยชน์ต่อความมั่นคงด้านพลังงานเท่านั้น
แต่ประโยชน์ที่สำคัญ คือ การสร้างห่วงโซ่เศรษฐกิจ และ กระจายรายได้ลงสู่เกษตรกร ด้วยการนำอุตสาหกรรมพลังงานทดแทนไปเชื่อมโยงสร้างมูลค่าเพิ่มให้แก่ ไม้เศรษฐกิจ และสร้างรายได้ให้แก่ ชุมชนและเกษตรกรที่ยากจนจากปัญหาพืชผลเกษตรมีราคาตกต่ำ ด้วยการหันมาปลูกพืชพลังงาน คือ ไม้โตเร็ว ซึ่งสามารถให้ผลตอบแทนสูงกว่าพืชไร่อื่น
ทั้งยังเป็นการจัดการที่ดินให้มีประสิทธิภาพจากพื้นที่เสื่อมโทรมรกร้างว่างเปล่า ให้มาเป็นพื้นที่สีเขียวอันเป็นการช่วยเพิ่มพื้นที่ป่าทางอ้อมอีกด้วย ไม้โตเร็วมิใช่เรื่องใหม่ เพราะมีการปลูกในเชิงพาณิชย์อยู่ทั่วไปบ้างแล้วในประเทศไทย เพื่อใช้ในอุตสาหกรรมก่อสร้าง หรือทำเยื่อกระดาษ การส่งเสริมให้มีการปลูกไม้โตเร็วเพิ่มขึ้น เพื่อมาเป็นเชื้อเพลิงชีวมวลสำหรับการผลิตกระแสไฟฟ้า จะทำให้โรงไฟฟ้าชีวมวลพัฒนากลายเป็นกำลังผลิตไฟฟ้าที่พึ่งได้ (Firm) ของประเทศ เนื่องจากจะมีเชื้อเพลิงอย่างเพียงพอสม่ำเสมอตลอดทั้งปีได้..
ทั้งนี้ ผู้เขียน ขอถือโอกาสนี้ แสดงความอาลัยอย่างสุดซึ้งต่อการจากไปของ อ.มนูญ ศิริวรรณ นักวิชาการ และขุนพลด้านพลังงาน ของประเทศไทย ซึ่งถือเป็นหัวหอกในการพัฒนาพลังงานหมุนเวียน พลังทดแทน หรือพลังงานทางเลือกส่งผลให้เกิดโรงไฟฟ้าพลังงานชีวมวลขึ้นในพื้นที่ชุมชนเกษตรกรและในท้องถิ่นทั่วประเทศอย่างมากมาย ลดการใช้น้ำมัน เพื่อการพัฒนาที่ยั่งยืน การขับเคลื่อนอนาคตที่สดใส ที่แสดงถึงรับผิดชอบต่อสังคมและความมั่นคงด้านพลังงานของประเทศในระยะยาวต่อไป .
…………………..
คอลัมน์ : Energy Key
โดย “โลกสีฟ้า”
ขอบคุณ เอกสารอ้างอิง :-
ข้อมูลโรงไฟฟ้าพลังงานทดแทน ณ เมษายน 2563 :-https://www.dede.go.th/ewt_news.php?nid=41810
ชีวมวล (Biomass) – iEnergyGuru :-https://ienergyguru.com/2015/08/%E0%B8%8A%E0%B8%B5%E0%B8%A7%E0%B8%A1%E0%B8%A7%E0%B8%A5-biomass/
โอกาสและความท้าทาย การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานชีวมวลในประเทศไทย :-https://www.greennetworkthailand.com/bionic-power-in-thailand/
Biomass Database Potential in Thailand :-http://weben.dede.go.th/webmax/content/biomass-database-potential-thailand
คู่มือการพัฒนา และการลงทุนผลิตพลังงานทดแทน | กระทรวงพลังงาน :-http://www.able.co.th/Upload/File/20.pdf
ขอบคุณภาพจาก Credit : EU Science Hub
