PowerplantKMUTNB: Direct-firing Biomass Powerplant

นายฉัตรนรินทร์ เรืองพริ้ม 5310063051

นายทศพร ทองแท้ 5310060172

นายตะวัน อรรฐาเมศร์ 5310061048

นายณัฐภาคย์ โพธิ์ศรี 5310063101

นายพงศกร ฤทธิบันลือ 5310063192

Direct-firing Biomass Powerplant

พลังงานจากชีวมวล เป็นพลังงานที่ได้จากพืชและสัตว์ หรือองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตหรือสารอินทรีย์ต่างๆ รวมทั้งการผลิตจากการเกษตรและป่าไม้ เช่น ไม้ฟืน แกลบ กากอ้อย วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรอื่นๆ รวมถึง การนำมูลสัตว์ ของเสียจากโรงงานแปรรูปทางเกษตร และขยะ มาเผาไหม้โดยตรงและนำความร้อนที่ได้ไปใช้ หรือนำมาผลิตก๊าซชีวภาพ โดยขบวนการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีโดยอาศัยจุลินทรีย์

ชีวมวลแต่ละชนิดมีข้อดีข้อเสียแตกต่างกันออกไป ตัวอย่างเช่น

แกลบ เป็นชีวมวลที่ได้จากโรงสีข้าว เมื่อนำข้าวเปลือก 1 ตัน ผ่านกระบวนการแปรรูปต่างๆ แล้ว จะใช้พลังงานทั้งสิ้น 30-60 kWh เพื่อให้ได้ข้าวประมาณ 650-700 กิโลกรัม และจะมีวัสดุที่เหลือจากกระบวนการผลิตหรือ แกลบ ประมาณ 220 กิโลกรัม หรือเทียบเท่าพลังงานไฟฟ้าได้ 90-125 kWh

กาก (ชาน) อ้อย เป็นชีวมวลที่ได้จากโรงงานน้ำตาล เมื่อนำอ้อย 1 ตัน ผ่านกระบวนการแปรรูปต่างๆ แล้ว จะใช้พลังงานทั้งสิ้น 25-30 kWh และใช้ไอน้ำอีก 0.4 ตัน เพื่อให้ได้น้ำตาลทรายประมาณ 100-121 กก. และจะมีวัสดุเหลือจากการผลิตคือ กากอ้อย เหลือประมาณ 290 กิโลกรัมหรือได้พลังงานไฟฟ้าประมาณ 100 kWh

เปลือกปาล์ม กะลาปาล์ม และทลายปาล์ม เป็นชีวมวลที่ได้จากโรงงานสกัดน้ำมันปาล์ม เมื่อนำปาล์ม 1 ตัน ผ่านกระบวนการแปรรูปต่างๆ แล้ว จะใช้พลังงานทั้งสิ้น 20-25 kWh ใช้ไอน้ำ 0.73 ตัน เพื่อได้น้ำมันปาล์ม 140-200 กิโลกรัม และจะเหลือเปลือกปาล์มประมาณ 190 กิโลกรัม ได้เป็นทลายปาล์ม 230 กิโลกรัม เทียบเป็นพลังงานไฟฟ้า 120 kWh

เศษไม้ เป็นชีวมวลที่ได้จากโรงเลื่อยไม้ เมื่อนำไม้ 1 ลูกบาศก์เมตร ผ่านกระบวนการแปรรูปต่างๆ แล้ว จะใช้พลังงานทั้งสิ้น 35-45 kWh เพื่อให้ได้ไม้แปรรูป 0.5 ลบ.ม. และจะเหลือเศษไม้ 0.5 ลบ.ม.เช่นกัน กลายมาเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ 80 kWh

การเผาไหม้คือวิธีที่เก่าแก่และถูกใช้มากที่สุดนับตั้งแต่อดีตกาล เพื่อที่จะนำพลังงานออกมาจากชีวโมเลกุลชนิดของแข็งทั้งหลาย ระหว่างการเผาไหม้นั้นพลังงานส่วนมากจะถูกนำออกมาในรูปความร้อนซะเป็นส่วนใหญ่ โดยจะใช้วัฏจักรไอน้ำในการนำพลังงานออกมา เริ่มที่เผาชีวมวลแล้วใช้ความร้อนนั้นไปให้ความร้อนกับน้ำจนกลายเป็นไอน้ำที่มีความดันและอุณหภูมิที่สูง ก่อนที่ไอน้ำจะขยายตัวที่กังหันใบพัดซึ่งการหมุนของกังหันใบพัดจะทำให้เกิดพลังงานไฟฟ้าขึ้น หลังจากนั้นไอน้ำก็จะถูกทำให้เย็นลงแล้วนำกลับไปใช้ในวัฎจักรอีกครั้ง

โดยกังหันไอน้ำนี้จะสามารถสร้างพลังงานได้ 1MW ไปจนถึง 50MW ซึ่งจะขึ้นกับขนาดของโรงงาน คุณภาพของชีวมวลก็มีผลเช่นกัน จะขึ้นอยู่กับตัวแปรเช่นแหล่งที่มาหรือการทำพรี-ทรีตเมนด้วยเพราะระบบการเผาไหม้นั้นจะจัดการกับเชื้อเพลิงที่มีคุณภาพหลากหลายได้แตกต่างกัน องค์ประกอบทางเคมีและปริมาณความชื้นของชีวมวลจะมีอิทธิผลต่อลักษณะการเผาไหม้เช่น พลังงานสะสม ขี้เถ้าและมลพิษ เป็นต้น

คุณภาพและความเป็นเนื้อเดียวเดียวกันจากแหล่งที่มาจะเป็นตัวกำหนดความยุ่งยากซับซ้อนของการเผาไหม้ด้วย กล่าวก็คือ ถ้าเป็นโรงงานขนาดเล็กก็ยิ่งจำเป็นต้องใช้ชีวมวลที่มีคุณภาพและหนึ่งเดียวกันสูง

ตัวอย่างโรงงานไฟฟ้าชีวมวลในประเทศไทย

เอ.ที.ไบโอพาวเวอร์

โครงการผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยชีวมวลเป็นโครงการของ รัฐบาลโดยสำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน (สนพ.) กระทรวงพลังงาน มีนโยบายให้เอกชนมาร่วมสร้างโรงไฟฟ้าขนาดเล็ก (Small Power Producers หรือ SPP) เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าโดย ใช้พลังงานหมุนเวียน เช่น แกลบ ชานอ้อย ซังข้าวโพด เหง้ามันสำปะหลัง กะลาปาล์ม เศษไม้กิ่งไม้ เป็นต้น เป็นเชื้อเพลิง (เชื้อเพลิงชีวมวล) และจำหน่ายกระแสไฟฟ้าเข้าระบบของการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) เพื่อช่วยพัฒนาพลังงานทดแทน เสริมระบบผลิตไฟฟ้าของประเทศให้มั่นคงยิ่งขึ้น ลดการนำเข้าเชื้อเพลิงจากต่างประเทศ เนื่องจากการใช้เชื้อเพลิงใน การผลิตไฟฟ้าในปัจจุบันนี้ ร้อยละ 90 ใช้เชื้อเพลิงจากน้ำมันเตา ถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติ ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงจากซากดึกดำบรรพ์ ( Fossil) ที่ใช้แล้วหมดไปและร่อยหรอลงทุกวัน เช่น ถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติในประเทศไทย คงจะหมดภายใน 30 ปีหากไม่สามารถขุดหาเพิ่มเติมได้

เมื่อชีวมวลเป็นพลังงานทางเลือก การสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานชีวมวลจะต้องพิจารณาถึงร่างผังเมืองที่มีมาตรฐานกำหนดการใช้ที่ดินสำหรับกิจการพลังงานทางเลือก ซึ่งบางพื้นที่จะกำหนดให้สามารถสร้างได้และบางพื้นที่ไม่สามารถสร้างได้

ในขณะเดียวกันช่วงเวลาระหว่างที่มาตรการในการควบคุมผังเมืองหมดอายุหรือรอประกาศบังคับใช้ใหม่ควรมีข้อกำหนดที่ระบุไว้ชัดเจนเกี่ยวกับการสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานชีวมวลนี้

ข้อมูล ณ เดือนกันยายน 2554 อ้างอิงจาก สำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน กระทรวงพลังงาน www.eppo.go.th เพื่อประกอบการสัมมนา เรื่อง ผลกระทบต่อสุขภาพจากนโยบายพลังงานชีวมวล วันที่ 2-3 เมษายน 2555 ณ โรงแรมรามาการ์เด้น กรุงเทพมหานครฯ

ตารางที่ 1 แสดงปริมาณชีวมวลชนิดต่างๆ (ยกเว้นไม้ฟืน) ที่ผลิตได้ในประเทศไทย ปีเพาะปลูก 2540/41

ชนิด	ผลผลิต¹ /	ชีวมวล		พลังงานทั้งหมด
	(1,000 ตัน)	ประเภท	(1,000 ตัน)	(1,000 GJ)	(1,000 toe)
อ้อย	46,873	ชานอ้อย	11,718	108,392	2,566
ข้าวเปลือก^2/	23,580	แกลบ	5,423	77,386	1,832
		ฟางข้าว	10,540	107,930	2,555
มันสำปะหลัง	15,590	ลำต้นมันสำปะหลัง	1,247	22,970	544
ปาล์มน้ำมัน	2,681	ทะลายปาล์ม	1,147	20,485	485
		เส้นใยปาล์ม	394	6,942	164
		กะลาปาล์ม	131	2,418	57
มะพร้าว	1,386	กาบมะพร้าว	502	8,147	193
		กะลามะพร้าว	222	3,980	94
รวม	90,110		31,324	358,650	8,490