เนื้อหา

     ประเทศไทยมีความตระหนักและให้ความสนใจกับการใช้พลังงานหมุนเวียน เพื่อลดการพึ่งพาพลังงานจากต่างประเทศ ซึ่งพลังงานหมุนเวียนอีกประเภทหนึ่งที่ถูกนำเสนอเป็นทางเลือกอย่างแพร่หลาย นั่นคือ พลังงานชีวมวล อันเป็นผลมาจาการที่ประเทศไทยเป็นประเทศเกษตรกรรม มีผลผลิตทางการเกษตรเป็นจำนวนมาก การแปรรูปผลผลิตทางการเกษตรเหล่านี้จะมีวัสดุเหลือใช้ออกมาจำนวนหนึ่งซึ่งสามารถนำมาแปรรูปให้เกิดเป็นพลังงานหมุนเวียนได้
     พลังงานชีวมวล (ชีวมวล คือ สารอินทรีย์ที่เป็นแหล่งกักเก็บพลังงานจากธรรมชาติ และสามารถนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงผลิตพลังงานได้ เช่น เศษวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร หรือกากจากกระบวนการผลิตในอุตสาหกรรมการเกษตร) คือ พลังงานที่ได้จากพืชและสัตว์ หรือองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตหรือสารอินทรีย์ต่างๆ รวมทั้งการผลิตจากการเกษตรและป่าไม้ เช่น ไม้ฟืน แกลบ กากอ้อย วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรอื่นๆ รวมถึง การนำมูลสัตว์ ของเสียจากโรงงานแปรรูปทางเกษตร และขยะ มาเผาไหม้โดยตรงและนำความร้อนที่ได้ไปใช้ หรือนำมาผลิตก๊าซชีวภาพ โดยขบวนการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีโดยอาศัยจุลินทรีย์

   

 
การนำชีวมวลมาแปรรูปด้วยการผ่านกระบวนการเพื่อผลิตพลังงาน แบ่งเป็น 2 กระบวนการ คือ
     1.กระบวนการแปรรูปทางความร้อน เป็นการแปรรูปชีวมวลเพื่อให้ได้เชื้อเพลิงชีวิมวล ที่อาจจอยู่ในรูปของของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ ดังนี้
          1.1 การเผาไหม้โดยตรง (Direct Combustion) เป็นกระบวนการแปรรูปชีวมวลโดยใช้ความร้อนในที่ที่มีอากาศ เพื่อให้เกิดการสันดาป (การสันดาป คือ ปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างเชื้อเพลิงกับออกซิเจนซึ่งให้ความร้อนออกมาสิ่งที่จำเป็นสำหรับการสันดาปมี 4 ประการ คือ เชื้อเพลิง ออกซิเจน ความร้อน และปฏิกิริยาเคมี เมื่อใดก็ตามที่ระบบมีองค์ประกอบครบทั้งสี่ประการ การสันดาปจะเริ่มขึ้นและสามารถดำเนินต่อไปได้เอง แต่ถ้าขาดอย่างหนึ่งอย่างใดการสันดาปก็จะหยุดลง ถ้าหากเชื้อเพลิงมีความชื้นมากจะทำให้ค่าความร้อนที่ได้ลดลง เนื่องจากต้องใช้ความร้อนส่วนหนึ่งในการเผ่าความชื้นนั้นให้กลายเป็นไอ ทำให้เสียความร้อนไปโดยเปล่าประโยชน์ สิ่งที่เหลือจากการสันดาปได้แก่ เถ้าและควัน โดยเฉพาะเชื้อเพลิงเชื้อเพลิงถ่านหินหลังการสันดาปจะมีเถ้าเกิดขึ้นมากกว่าเชื้อเพลิงชนิดอื่นๆ) อย่างสมบูรณ์ สารเคมีในชีวมวลจะถูกเปลี่ยนเป็นก๊าซคาร์บอนได้ออกไซด์ น้ำ และให้พลังงานออกมา (วรนุช แจ้งสว่าง,2551) ซึ่งวิธีการนี้สามารถพบเห็นได้ทั่วไปนั่นคือการใช้ฟืนและถ่านไม้เป็นเชื้อเพลิงในการหุงต้ม
          1.2 การย่อยสลายด้วยความร้อน หรือกระบวนการไพโรไลซิส  เป็นกระบวนการให้ความร้อนกับวัสดุโดยไม่ใช้อากาศหรือออกซิเจน ซึ่งตัวอย่างของกระบวนการไพโรไลซิส คือ การเผาถ่าน
          1.3 กระบวนการแปรรูปเป็นก๊าซชีวมวล (Biogas) เกิดจากกระบวนการที่มีการควบคุมอุณหภูมิและความดัน หรือที่เรียกว่ากระบวนการแปรสภาพก๊าซ (Gasification) ซึ่งเป็นกระบวนการทำปฏิกิริยาระหว่างเชื้อเพลิงแข็งกับไอน้ำ และอากาศหรือออกซิเจน เพื่อผลิตเชื้อเพลิงที่มีสถานะเป็นก๊าซ ก๊าซที่ได้จากกระบวนการนี้เรียกว่า ก๊าซชีวมวล (Biogas) หรือ โพรดิวเซอร์ก๊าซ ซึ่งจะถูกนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ในการสันดาปภายใน หรือเป็นเชื้อเพลิงให้ความร้อน ก๊าซชีวมวลที่ได้ประกอบด้วยก๊าซไฮโดรเจน และคาร์บอนมอนนอกไซด์เป็นส่วนใหญ่

     2. กระบวนการแปรรูปทางชีวเคมี เป็นกระบวนการที่เปลี่ยนชีวมวลให้เป็นพลังงานโดยอาศัยจุลชีวะในการผลิต ดังนี้
          2.1 กระบวนการย่อยสลายในที่ที่ไม่มีอากาศ โดยผลิตภัณฑ์ที่ได้เป็นก๊าซผสมระหว่างมีเทน และคาร์บอนไดออกไซด์ และอาจมีก๊าซอื่นปนอยู่บ้าง เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ไฮโดรจน และไนโตรเจน ซึ่งถูกนำไปใช้เป็นเชื่อเพลิงในการหุงต้มและให้แสงสว่าง เป็นเชื้อเพลิงแทนน้ำมันเตา ในการผลิตไอน้ำในหม้อไอน้ำ หรือใช้ในการผลิตไฟฟ้า

 

          2.2 กระบวนการหมักเพื่อผลิตแอลกอฮอล์ โดยจุลินทรีย์หรือยีสต์จะทำหน้าที่เปลี่ยนน้ำตาลให้เป็นแอลกอฮอล์ แอลกอฮอล์ที่ได้โดยส่วนใหญ่ คือ เอทานอล ซึ่งสามารถใช้ผสมกับน้ำมันเบนซินเพื่อผลิตเป็นแก๊สโซฮอล์ 

การใช้ประโยชน์จากพลังงานชีวมวล
     พลังงานชีวมวลที่มีการผลิตในประเทศไทยนั้นถูกนำมาใช้ทั้งในรูปแบบของการกระบวนการแปรรูปทางความร้อน และกระบวนการแปรรูปทางชีวเคมี ดังจะพบได้จากการการใช้พลังงานชีวมวลนั้นเพื่อการใช้เป็นเชื้อเพลิงชีวมวลทดแทนถ่านหิน และการใช้เชื้อเพลิงชีวมวลทดแทนน้ำมันเตา นอกจากนี้ยังมีการนำพลังงานที่ผลิตได้จากชีวมวลไปผลิตไฟฟ้า โดยการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานชีวมวลนั้นเกิดจากการใช้เศษวัสดุจากเชื้อเพลิงชีวมวล ได้แก่ กากหรือเศษวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร กากจากผลผลิตทางการเกษตรที่ผ่านการแปรรูปแล้ว เช่น แกลบ ชานอ้อย เศษไม้ กากปาล์ม กากมันสำปะหลัง ซังข้าวโพด กากและกะลามะพร้าว ส่าเหล้า เป็นต้น นำมาเป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้า และพลังไอน้ำ ซึ่งอาจเป็นเศษวัสดุชนิดเดียว หรือหลายชนิดรวมกันก็ได้ โดยชีวมวลแต่ละชนิดมีคุณสมบัติแตกต่างกันไป โดยเทคโนโลยีที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้าอาจแบ่งได้เป็นดังนี้

     - โรงไฟฟ้าชีวมวลเทคโนโลยีกังหันไอน้ำ http://www.vcharkarn.com/uploads/234/235122.jpg
     - โรงไฟฟ้าชีวมวลเทคโนโลยีกังหันก๊าซ 
http://www.vcharkarn.com/uploads/234/235123.jpg


วีดิทัศน์เรื่อง พลังงานชีวมวล