เชื้อเพลิงและพลังงานที่ใช้

ในการผลิตไฟฟ้า


พลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานรูปหนึ่งที่มีความสำคัญและมีการใช้งานกันมาอย่างยาวนานโดยสามารถผลิตได้จากเชื้อเพลิง ต่าง ๆ ได้แก่ เชื้อเพลิงฟอสซิลและพลังงานทดแทน ปัจจุบันมีการใช้พลังงานไฟฟ้าเพิ่มมากขึ้นทำให้ต้องมีการแสวงหาเชื้อเพลิงชนิดต่าง ๆ ให้เพียงพอต่อความต้องการโดยแต่ละประเทศมีสัดส่วนการใช้เชื้อเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟ้าแตกต่างกันไปตามศักยภาพของประเทศนั้น ๆ อย่างไรก็ตามการผลิตกระแสไฟฟ้ายังต้องคำนึงถึงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจึงต้องมีการจัดการและแนวทางป้องกันที่เหมาะสมภายใต้ข้อกำหนดและกฎหมายแบ่งเป็น 5 ตอน ดังนี้

ตอนที่ 1 เชื้อเพลิงฟอสซิล

เชื้อเพลิงฟอสซิล (Fossil Fuel) หมายถึง เชื้อเพลิงที่เกิดจากซากพืช ซากสัตว์ที่ทับถม จมอยู่ใต้พื้นพิภพเป็นเวลานานหลายร้อยล้านปีโดยอาศัยแรงอัดของเปลือกโลกและความร้อนใต้ผิว โลกมีทั้งของแข็ง ของเหลวและก๊าซ เช่น ถ่านหินน้ำมัน ก๊าซธรรมชาติเป็นต้น แหล่งพลังงานนี้เป็น แหล่งพลังงานที่สำคัญในการผลิตไฟฟ้าในปัจจุบันสำหรับประเทศไทยได้มีการนำเอาพลังงาน ฟอสซิลมาใช้ในการผลิตไฟฟ้าประมาณร้อยละ 90

1. ถ่านหิน (Coal) ถ่านหิน เป็นเชื้อเพลิงประเภทฟอสซิลที่อยู่ในสถานะของแข็ง เกิดจากการทับถมกัน ของซากพืชในยุคดึกด าบรรพ์ ถ่านหินมีปริมาณมากกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิลชนิดอื่น ๆ และมีแหล่ง กระจายอยู่ประมาณ 70 ประเทศทั่วโลก เช่น อินโดนีเซีย ออสเตรเลีย แอฟริกา เป็นต้น จากการ คาดการณ์ปริมาณถ่านหินที่พิสูจน์แล้ว ข้อมูล ณ ปี พ.ศ. 2557 จาก BP Statistical Review of World Energy คาดว่า ถ่านหินในโลกจะมีเพียงพอต่อการใช้งานไปอีก 110 ปี และถ่านหินใน ประเทศไทยมีเหลือใช้อีก 69 ปีซึ่งถ่านหินที่น ามาเป็นเชื้อเพลิงสำหรับการผลิตกระแสไฟฟ้า ได้แก่ ลิกไนต์ซับบิทูมินัส บิทูมินัส 28 ถ่านหินส่วนใหญ่ที่พบในประเทศไทยเป็นลิกไนต์ที่มีคุณภาพต่ำ ปริมาณส ารองส่วน ใหญ่ที่น ามาใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟ้าอยู่ที่เหมืองแม่เมาะ จังหวัดลำปาง ในปีพ.ศ. 2558 ประเทศไทยมีการผลิตไฟฟ้าด้วยถ่านหินร้อยละ 18.96 ซึ่งมาจากถ่านหิน ภายในประเทศและบางส่วนน าเข้าจากต่างประเทศ โดยน าเข้าจากอินโดนีเซียมากที่สุด

การเผาไหม้ของถ่านหินจะเกิดก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ ฝุ่นละออง และก๊าซ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของประชาชนที่อาศัยอยู่ใกล้ โรงไฟฟ้าได้ ดังนั้นโรงไฟฟ้าถ่านหินในปัจจุบัน เรียกว่า “โรงไฟฟ้าเทคโนโลยีถ่านหินสะอาด (Clean Coal Technology)” ซึ่งมีการติดตั้งเครื่องกำจัดก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ เครื่องกำจัด 29 ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์และเครื่องดักจับฝุ่นแบบไฟฟ้าสถิต ท าให้ลดมลสารที่เกิดขึ้นจากการเผา ไหม้ และสามารถควบคุมการปล่อยมลสารให้อยู่ในเกณฑ์มาตรฐานตามที่กฎหมายกำหนด จึงไม่ กระทบต่อสิ่งแวดล้อม แม้ประเทศไทยจะเคยประสบปัญหาเรื่องผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมอันเกิดมาจากฝุ่น ละออง ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ จากการใช้ถ่านหินลิกไนต์มาผลิตไฟฟ้า ของโรงไฟฟ้าแม่เมาะ เนื่องจากถ่านหินมีคุณภาพไม่ดีและเทคโนโลยีในขณะนั้นยังไม่ทันสมัย แต่หลังจากที่ประเทศไทยได้มีการนำเอาเทคโนโลยีถ่านหินสะอาดมาใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า โดยการติดตั้งระบบก าจัดและควบคุมมลสารที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งช่วยรักษาสิ่งแวดล้อม ของชุมชนได้เป็นอย่างดี ปัจจุบันแม่เมาะเป็นชุมชนที่น่าอยู่และมีอากาศบริสุทธ

2. น้ำมัน (Petroleum Oil) น้ำมันเป็นเชื้อเพลิงประเภทฟอสซิลที่มีสถานะเป็นของเหลว เกิดจากซากสัตว์และ ซากพืชทับถมเป็นเวลาหลายร้อยล้านปี พบมากในภูมิภาคตะวันออกกลาง สำหรับประเทศไทย มีแหล่งน้ำมันดิบจากแหล่งกลางอ่าวไทย เช่น แหล่งเบญจมาศ แหล่งยูโนแคล แหล่งจัสมิน เป็นต้น และแหล่งบนบก ได้แก่ แหล่งสิริกิติ์ อ าเภอลานกระบือ จังหวัดก าแพงเพชร จากการ คาดการณ์ปริมาณน้ำมันที่พิสูจน์แล้ว ข้อมูล ณ ปี พ.ศ. 2557 จาก BP Statistical Review of World Energy คาดว่าน้ำมันในโลกจะมีเพียงพอต่อการใช้งานไปอีก 52.5 ปี และน้ำมันในประเทศ ไทยมีเหลือใช้อีก 2.8 ปี น้ำมันที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้ามี 2 ประเภท คือ น้ำมันเตาและน้ำมันดีเซล ในปี พ.ศ. 2558 การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) ใช้น้ ามันผลิตไฟฟ้าในสัดส่วนเพียง ร้อยละ 1 เท่านั้น เนื่องจากมีต้นทุนการผลิตสูงสำหรับการใช้น้ำมันมาผลิตไฟฟ้านั้นมักจะใช้เป็น เชื้อเพลิงสำรองในกรณีที่เชื้อเพลิงหลัก เช่น ก๊าซธรรมชาติ มีปัญหาไม่สามารถนำมาใช้ได้เป็นต้น

กระบวนการผลิตไฟฟ้าจากน้ ามัน 1) การผลิตไฟฟ้าจากน้ำมันเตาใช้น้ ามันเตาเป็นเชื้อเพลิงให้ความร้อนไปต้มน้ำ เพื่อ ผลิตไอน้ำไปหมุนกังหันไอน้ำที่ต่ออยู่กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า 2) การผลิตไฟฟ้าจากน้ำมันดีเซล มีหลักการทำงานเหมือนกับเครื่องยนต์ในรถยนต์ ทั่วไป ซึ่งจะอาศัยหลักการสันดาปของน้ำมันดีเซลที่ถูกฉีดเข้าไปในกระบอกสูบของเครื่องยนต์ที่ถูก อัดอากาศจนมีอุณหภูมิสูง และเกิดระเบิดดันให้ลูกสูบเคลื่อนที่ลงไปหมุนเพลาข้อเหวี่ยงซึ่งต่อกับ 30 เพลาของเครื่องยนต์ ทำให้เพลาของเครื่องยนต์หมุน และทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งต่อกับเพลา ของเครื่องยนต์หมุนตามไปด้วยจึงเกิดการผลิตไฟฟ้าออกมา

เนื่องจากการเผาไหม้น้ำมันในกระบวนการผลิตไฟฟ้านั้น จะมีการปลดปล่อยก๊าซ กำมะถัน ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ รวมทั้งฝุ่นละออง ซึ่งอาจส่งผลกระทบ ต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของประชาชนที่อาศัยอยู่ใกล้โรงไฟฟ้าได้ จึงได้มีการติดตั้งเครื่องกำจัด ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์(Flue Gas Desulfurization: FGD) เพื่อลดการปล่อยก๊าซกำมะถัน และมี การควบคุมคุณภาพอากาศให้ได้ตามมาตรฐานสิ่งแวดล้อม

3. ก๊าซธรรมชาติ (Natural Gas) ก๊าซธรรมชาติ เป็นเชื้อเพลิงประเภทฟอสซิลที่มีสถานะเป็นก๊าซ ซึ่งเกิดจากการทับถม ของซากสัตว์และซากพืชมานานนับล้านปี พบมากในภูมิภาคตะวันออกกลาง จากการคาดการณ์ ปริมาณก๊าซธรรมชาติที่พิสูจน์แล้ว ข้อมูล ณ ปี พ.ศ. 2557 จาก BP Statistical Review of World Energy คาดว่า ก๊าซธรรมชาติในโลกจะมีเพียงพอต่อการใช้งานไปอีก 54.1 ปี และก๊าซ ธรรมชาติในประเทศไทยมีเหลือใช้อีก 5.7 ปี

กระบวนการผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติ เริ่มต้นด้วยกระบวนการเผาไหม้ก๊าซธรรมชาติ ในห้องสันดาปของกังหันก๊าซที่มี ความร้อนสูงมาก เพื่อให้ได้ก๊าซร้อนมาขับกังหัน ซึ่งจะไปหมุนเครื่องก าเนิดไฟฟ้า จากนั้นจะนำก๊าซ ร้อนส่วนที่เหลือไปผลิตไอน้ าสำหรับใช้ขับเครื่องก าเนิดไฟฟ้าแบบกังหันไอน้ำ สำหรับไอน้ าส่วนที่ 31 เหลือจะมีแรงดันต่ าก็จะผ่านเข้าสู่กระบวนการลดอุณหภูมิ เพื่อให้ไอน้ำควบแน่นเป็นน้ำและ นำกลับมาป้อนเข้าระบบผลิตใหม่อย่างต่อเนื่อง