พลังงานถ่านหินสะอาด
ถ่านหินเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญในอดีตจนถึงปัจจุบัน อุตสาหกรรมถ่านหินซึ่งรวมทั้งการสำรวจ การผลิตและการใช้นั้นได้มีการพัฒนากันมาอย่างต่อเนื่อง โดยเฉพาะในประเทศที่เป็นผู้นำทางด้านเศรษฐกิจอุตสาหกรรม เช่น สหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่นและกลุ่มประเทศในยุโรป สำหรับภายในประเทศไทยนั้นถึงแม้จะมีปริมาณสำรองถ่านหินอยู่มากกว่า 2,000 ล้านตัน แต่ส่วนใหญ่เป็นถ่านหินที่มีชั้นคุณภาพต่ำ ตั้งแต่ลิกไนต์ (Lignite) จนถึง ซับบิทูมินัส (Sub-bituminous) อีกทั้งภาพลักษณ์ที่ไม่ดีด้านผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในอดีตทำให้การใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงมีปริมาณไม่มากหากเปรียบเทียบกับประเทศอื่นๆ
อย่างไรก็ตามในอนาคตคาดว่าจะมีการใช้ถ่านหินเพิ่มขึ้น เนื่องจากเป็นเชื้อเพลิงที่มีราคาถูกและมีปริมาณสำรองมากถึง 909 พันล้านตัน พอเอาไว้ใช้ได้อีก 155 ปี และพบแหล่งถ่านหินในทุกทวีป กระจายอยู่กว่า 70 ประเทศทั่วโลก แต่ทั้งนี้การนำถ่านหินมาใช้ผลิตพลังงานจะต้องใช้ควบคู่กับเทคโนโลยีถ่านหินสะอาดเพื่อกำจัดสารพิษที่ปลดปล่อยออกมาในกระบวนการผลิตและการใช้ถ่านหิน
ปัจจุบันนี้เทคโนโลยีถ่านหินสะอาด (Clean coal technology) มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องสามารถลดหรือกำจัดมลภาวะที่เกิดจากการใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงจนสามารถเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม มีการพัฒนาเพิ่มประสิทธิภาพการเผาไหม้และการให้ความร้อน การเปลี่ยนถ่านหินให้เป็นก๊าซเชื้อเพลิงหรือเชื้อเพลิงเหลวเป็นการสร้างคุณค่าเพิ่มเป้าหมายสุดท้ายของการพัฒนาเทคโนโลยีถ่านหินสะอาด คือ ไม่มีการปล่อยมลภาวะ และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่บรรยากาศ หรือที่เรียกว่า zero emission
เทคโนโลยีถ่านหินสะอาด
ในปี ค.ศ.1986 เป็นช่วงแรกของการพัฒนาเทคโนโลยีถ่านหินสะอาด (Clean coal technology, CCT) ในเชิงพาณิชย์ โดยเน้นการกำจัดมลภาวะที่เกิดจากการเผาไหม้ถ่านหิน จากผลการวิจัยและพัฒนามานานกว่า 20 ปี ทำให้มีเทคโนโลยีเกิดขึ้นใหม่กว่า 20 วิธี เทคโนโลยีเหล่านี้ช่วยให้มีต้นทุนต่ำลง มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ลด SOx, NOx และฝุ่นละออง มีการลดหรือกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และเพิ่มประสิทธิภาพเชื้อเพลิง (fuel efficiency) และในระยะยาวการวิจัยจะมุ่งไปที่การพัฒนาเชื้อเพลิงไฮโดรเจนจากถ่านหิน (coal-based hydrogen fuels) และไม่มีการปล่อยมลภาวะสู่บรรยากาศจากการใช้ถ่านหิน (zero emission)
เทคโนโลยีถ่านหินสะอาดที่พัฒนาขึ้นนี้สามารถจำแนกตามขั้นตอนการนำมาใช้งาน ได้แก่ ก่อนการเผาไหม้ (pre-combustion technology) ระหว่างการเผาไหม้ (combustion technology) และหลังการเผาไหม้ (post combustion technology) นอกจากนี้ยังมีการเปลี่ยนถ่านหินให้เป็นก๊าซเชื้อเพลิง (coal gasification) และเชื้อเพลิงเหลว (coal liquefaction)
1.เทคโนโลยีก่อนการเผาไหม้
เป็นเทคโนโลยีในการลดสารซัลเฟอร์และสิ่งเจือปนอื่น ๆ ออกจากถ่านหินก่อนเข้าสู่ระบบการเผาไหม้ หรือระบบผลิตก๊าซเชื้อเพลิง ซึ่งมี 3 หลักการ ดังนี้
• การทำความสะอาดถ่านหินทางกายภาพ (Physical cleaning)
• การทำความสะอาดถ่านหินทางเคมี
• การทำความสะอาดถ่านหินทางชีววิทยา
2.เทคโนโลยีระหว่างการเผาไหม้
เป็นเทคโนโลยีการขจัดหรือลดมลพิษออกจากระบบระหว่างการใช้ประโยชน์ถ่านหิน ซึ่งเทคโนโลยีนี้มีผลดีในแง่ที่ว่าไม่ต้องสร้างเครื่องมือขึ้นมาเพิ่มเติม เพื่อกำจัด SOx และ NOx เช่น ขั้นตอนการขจัดหรือลดมลพิษระหว่างการเผาไหม้ถ่านหิน หรือระหว่างการผลิตก๊าซเชื้อเพลิง (Flue Gas) เทคโนโลยีนี้ได้แก่ Fluidized Bed Combustion ของถ่านหินในสภาวะบรรยากาศปกติ และในสภาวะความกดดันสูง
3.เทคโนโลยีหลังการเผาไหม้
เป็นเทคโนโลยีการพัฒนาระบบดักจับสารมลพิษ และฝุ่นละอองที่ออกจากกระบวนการเผาไหม้ ก่อนปล่อยก๊าซออกสู่ปล่องเพื่อระบายสู่บรรยากาศโดยปราศจากมลพิษ
เทคโนโลยีการจับ ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SOx) ออกจากก๊าซที่เกิดขึ้นจากการเผาไหม้ หรือจากก๊าซเชื้อเพลิง (Flue Gas) ที่เกิดจากขบวนผลิต ก่อนปล่อยออกสู่บรรยากาศ เรียกขบวนการนี้ว่า Flue Gas Desulfurization (FGD) โดยการทำปฏิกิริยาระหว่าง Flue Gas กับน้ำปูนหรือหินปูนทั้งในรูปของการฉีดพ่นฝอยหรือใส่เข้าไปเป็นของเหลว ปฏิกิริยาดังกล่าวจะเกิดซัลเฟตหรือซัลไฟต์ขึ้นเป็นของแข็ง คือ ยิปซั่มสังเคราะห์ (Synthetic Gypsum) สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ เช่น ถมที่ หรือทำแผ่นยิปซัม วิธีการนี้สามารถลดซัลเฟอร์ได้ 80-90% แต่ไม่สามารถลดปริมาณออกไซด์ของไนโตรเจนได้ จึงต้องมีระบบกำจัดของเสียที่เกิดจากระบบกำจัด (Scrubber) อีกด้วย
4.เทคโนโลยีการเปลี่ยนรูปถ่านหิน
ได้มีการศึกษาการแปรสภาพถ่านหินให้เป็นก๊าซโดยกระบวนการ Gasification ซึ่งจะทำให้สามารถนำก๊าซที่เกิดขึ้นไปกำจัดสารซัลเฟอร์ออกก่อนนำไปใช้เผาไหม้เป็นเชื้อเพลิงหรือนำไปผลิตกระแสไฟฟ้า เทคโนโลยีนี้เป็นที่คาดหวังว่าจะถูกนำมาใช้แทนระบบการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากการเผาถ่านหินโดยตรงในปัจจุบัน เพราะมีข้อดีกว่าระบบเดิมหลายประการ รวมทั้งเสียค่าใช้จ่ายในการกำจัดซัลเฟอร์ต่ำและของเสียจากการกำจัดมีน้อยลง การกำจัดมีประสิทธิภาพสูงขึ้นและมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยลง
นอกจากนั้นแล้วยังมีการศึกษาการแปลงถ่านหินให้อยู่ในสภาพของเหลว (Liquefaction) ซึ่งมีคุณสมบัติใกล้เคียงกับน้ำมันดิบซึ่งสามารถนำไปกลั่นได้
การพัฒนาเทคโนโลยีถ่านหินสะอาดในประเทศไทย
โรงไฟฟ้าถ่านหินในประเทศไทยใช้เทคโนโลยีถ่านหินสะอาดมากำจัดมลภาวะที่เกิดจากการเผาไหม้ โดยเฉพาะโรงไฟฟ้าที่สร้างใหม่นอกจากมีการกำจัดมลภาวะแล้ว ยังมีการนำเทคโนโลยีการเพิ่มประสิทธิภาพการเผาไหม้มาใช้รวมถึงการเลือกใช้ถ่านหินคุณภาพดี ที่มีค่าความร้อนสูง ประมาณ 6,000 แคลอรี/กรัม ปริมาณเถ้าน้อยกว่าร้อยละ 10 และปริมาณกำมะถันน้อยกว่าร้อยละ 1 ทำให้สามารถควบคุมมลภาวะที่ปล่อยออกสู่บรรยากาศให้อยู่ในเกณฑ์หรือต่ำกว่าที่มาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมของไทยกำหนดโรงไฟฟ้าถ่านหินในประเทศไทย ได้แก่ โรงไฟฟ้าแม่เมาะ ที่จังหวัดลำปาง โรงไฟฟ้าโกลว์ เอสพีที 3 และโรงไฟฟ้า BLCP ที่นิคมอุตสาหกรรมมาบตาพุด จังหวัดระยอง
ถ่านหินพลังงานทางเลือกที่ท้าทาย
เมื่อพิจารณาสัดส่วนการใช้พลังงานหลักของประเทศไทย จะเห็นว่ามีการใช้ถ่านหินเพียงร้อยละ 15 และใช้ก๊าซธรรมชาติร้อยละ 37 ในขณะที่การใช้พลังงานหลักของโลกมีสัดส่วนการใช้ก๊าซธรรมชาติและถ่านหิน ใกล้เคียงกันร้อยละ 23 และ 28 ตามลำดับ มีการกระจายการใช้เชื้อเพลิง เกิดความสมดุลของอุปสงค์และอุปทาน เนื่องจากถ่านหินมีปริมาณสำรองมากที่สุด ควบคู่กับความก้าวหน้าของเทคโนโลยีถ่านหินสะอาด เกิดความเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมถ่านหินจึงเป็นเชื้อเพลิงที่สามารถรองรับอุปสงค์ด้านพลังงานที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องตามการเจริญเติบโตทางเศรษฐกิจของประเทศต่างๆ ทั่วโลก
ประเทศไทยพึ่งพาก๊าซธรรมชาติเป็นหลักในการผลิตกระแสไฟฟ้า ซึ่งเสี่ยงต่อระบบไฟฟ้าในประเทศมากถ้าเกิดปัญหากับท่อส่งก๊าซธรรมชาติ การเพิ่มสัดส่วนการใช้ถ่านหินจึงเป็นสิ่งที่จำเป็นในอนาคต เพื่อให้สามารถพัฒนาประเทศได้อย่างยั่งยืน มีต้นทุนพลังงานต่ำ สามารถแข่งขันกับประเทศต่างๆ ได้ ในขณะเดียวกันสามารถรักษาสภาพแวดล้อมและชีวิตความเป็นอยู่ของชุมชน เนื่องจากถ่านหินมีคุณสมบัติที่เด่นมากกว่าเชื้อเพลิงชนิดอื่น ในด้านปริมาณและความเสถียรภาพในการจัดหาพลังงาน ความปลอดภัยในการขนส่ง มีการแข่งขันด้านราคา และการกระจายตัวของแหล่งพลังงาน นอกจากนี้ในทวีปเอเชียแปซิฟิค มีปริมาณสำรองถ่านหิน ประมาณ 1 ใน 3 ของโลก และผู้ผลิตถ่านหินรายใหญ่ในเอเชีย คือ จีน อินเดีย ออสเตรเลีย และอินโดนีเซีย ประเทศไทยจึงมีความได้เปรียบในการจัดหาถ่านหินจากประเทศเพื่อนบ้าน การเลือกใช้ถ่านหินคุณภาพดีควบคู่กับการใช้เทคโนโลยีถ่านหินสะอาด ถ่านหินเป็นพลังงานทางเลือกที่สำคัญของประเทศไทย
ประเทศไทยใช้ถ่านหินเพียงร้อยละ 0.7 ของการใช้ถ่านหินในภูมิภาคเอเชียแปซิฟิค การเพิ่มสัดส่วนการใช้ถ่านหินจึงเป็นทางเลือกที่ท้าทายเพื่อให้การใช้พลังงานของประเทศมีความมั่นคงยั่งยืน สมดุลทั้งด้านอุปสงค์ อุปทาน และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ทั้งนี้สาธารณชนต้องเข้าใจถึงความจำเป็น ในการเลือกใช้ถ่านหินและประโยชน์ของการนำเทคโนโลยีถ่านหินสะอาดมาใช้ควบคุมมลภาวะ รวมถึงชุมชนที่เกี่ยวข้องมีส่วนร่วมในการวางแผน ตัดสินใจรับรู้ความเป็นจริง และตรวจสอบกำกับการดูแลการดำเนินการแทนการต่อต้านเพียงอย่างเดียว
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น