เป็นที่ทราบกันดีในปัจจุบันว่าประเทศไทยกำลังประสบปัญหาการขาดแคลนพลังงาน
เพราะไทยไม่ได้มีแหล่งพลังงานที่เพียงพอต่อความต้องการจึงต้องพึ่งพาพลังงานจากต่างประเทศ
จนเป็นเหตุให้ประสบกับปัญหาราคาพลังงานที่สูงขึ้น โดยเฉพาะราคาน้ำมัน
อีกหนึ่งปัญหาคืออัตราการเจริญเติบโตที่เพิ่มสูงขึ้นของประชากรและเศรษฐกิจ
ส่งผลให้อัตราการใช้พลังงานสูงขึ้นด้วย
จากปัญหาเหล่านี้จึงเกิดแนวคิดการใช้พลังงานชีวมวลขึ้นเพื่อทดแทนพลังงานฟอสซิลหรือพลังงานที่ใช้แล้วหมดไป
อาทิ น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ
พลังงานชีวมวล คืออะไร
พลังงานชีวมวล คือพลังงานที่ได้จากการนำชีวมวล ได้แก่ พืช สัตว์
องค์ประกอบของสิ่งมีชีวิต และสารอินทรีย์ต่างๆ รวมไปถึงเศษวัสดุจากเกษตรและป่าไม้
ของเสียจากโรงงานแปรรูปทางการเกษตร มูลสัตว์ และขยะ มาผ่านเทคโนโลยี
หรือกระบวนการต่าง ๆเพื่อให้ได้เป็นพลังงานในหลายรูปแบบ เช่นพลังงานความร้อน
เชื้อเพลิงเหลว และก๊าซเชื้อเพลิง ฯลฯ
เทคโนโลยีการเปลี่ยนชีวมวลให้เป็นพลังงาน
ปัจจุบันกำลังมีการศึกษาและวิจัยเทคโนโลยีต่างๆ
ในการแปรรูปชีวมวลให้เป็นพลังงานชีวมวล
เพื่อให้ได้เป็นพลังงานหมุนเวียนหรือพลังงานทดแทนที่จะนำมาใช้ได้อย่างเพียงพอ
การเปลี่ยนชีวมวลให้เป็นพลังงานที่ใช้กันอยู่มี 4 ประเภท ซึ่งมีรายละเอียดดังนี้
1.การสันดาปหรือการเผาไหม้ (Combustion Technology)
2.การผลิตเชื้อเพลิงเหลว (Liquidification Technology)
3. การผลิตก๊าซเชื้อเพลิง (Gasification Technology)
4.การผลิตก๊าซโดยการหมัก (Anaerobic Digestion Technology)
เทคโนโลยีชีวมวลในปัจจุบัน
การผลิตที่หลากหลายซึ่งได้กล่าวไว้ในข้างต้นที่มีทั้งการเผาไหม้ในอากาศปกติเพื่อให้ได้พลังงานความร้อน
หรือเผาไหม้ในอุปกรณ์ที่จำกัดอากาศเพื่อให้ได้ก๊าซเชื้อเพลิง การหมักด้วยแบคทีเรียเพื่อให้ได้ก๊าซชีวภาพ
และการผ่านกระบวนการผลิตเพื่อให้ได้เชื้อเพลิงเหลว เช่น เอเทนอลและไบโอดีเซล ฯลฯ
กระบวนการเปลี่ยนแปลงชีวมวลให้เป็นพลังงานที่ง่ายที่สุดคือ
การนำชีวมวลมาผ่านกระบวนการสันดาปหรือการเผาไหม้ในอากาศปกติเพื่อให้ได้พลังงานความร้อน
ชีวมวลที่เหมาะสมสำหรับนำมาเผาไหม้คือ ซังข้าวโพด ฟางข้าว ชานอ้อย
เหง้ามันสำปะหลัง ขี้เลื่อย แกลบ กะลาปาล์ม เส้นใยปาล์ม เปลือกไม้ ฯลฯ
และกระบวนการการเผาไหม้ที่ซับซ้อนขึ้นมาอีกกระบวนการหนึ่งคือ
การเผาไหม้แบบไม่สมบูรณ์ ซึ่งจะต้องทำในอุปกรณ์ที่จำกัดอากาศ และจะได้พลังงานชีวมวลในรูปแบบของก๊าซเชื้อเพลิง.
พลังงานความร้อนและก๊าซเชื้อเพลิงจากชีวมวลส่วนใหญ่จะนำไปใช้ในกระบวนการผลิตกระแสไฟฟ้าและในบ้านเราขณะนี้ก็มีโรงไฟฟ้าพลังงานชีวมวลอยู่หลายแห่ง
อาทิ โรงไฟฟ้าร้อยเอ็ดกรีน เป็นโรงไฟฟ้าชีวมวลต้นแบบที่เกิดขึ้นจากการร่วมมือระหว่างบริษัท
ผลิตไฟฟ้า จำกัด กับ เจ เพาเวอร์(หน่วยงานพัฒนาพลังงานไฟฟ้าของประเทศญี่ปุ่น)
และโรงสีข้าวสมหมายร้อยเอ็ด
โรงไฟฟ้านี้เขานำแกลบซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการสีข้าวมาเป็นเชื้อเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟ้า
ดังนั้น ที่นี่จึงเป็นส่วนหนึ่งในการเพิ่มเสถียรภาพการผลิตพลังงานไฟฟ้าให้แก่ประเทศไทย
ลดการใช้น้ำมันเตาและลดการนำเข้าเชื้อเพลิง
นอกจากนั้นยังช่วยลดปัญหามลภาวะเป็นพิษจากเศษฝุ่นแกลบได้อีกด้วย
เทคโนโลยีการผลิตเชื้อเพลิงเหลวก็เป็นอีกกระบวนการหนึ่งที่ทำให้เรามีพลังงานชีวมวลอย่างไบโอดีเซลไว้ใช้แทนน้ำมันดีเซล
นอกจากนี้ ยังมีเชื้อเพลิงเหลวอีกชนิดหนึ่งที่เราคุ้นเคยกันดีคือ น้ำมันแก็สโซฮอล์
ที่นำมาใช้แทนน้ำมันเบนซิน
น้ำมันแก็สโซฮอล์ได้มาจากกระบวนการผลิตเชื้อเพลิงเหลวเช่นเดียวกับไบโอดีเซล
แต่ที่แตกต่างกันคือชีวมวลที่นำมาผลิตนั้นจะเป็นพืชจำพวกแป้งและน้ำตาล
เช่นข้าวฟ่างหวาน ข้าวโพด มันสำปะหลังและอ้อย
รวมทั้งเศษเหลือทิ้งจากการแปรรูปหรือการเกษตร เช่น กากน้ำตาล และลำต้นอ้อย ฯลฯ
เทคโนโลยีชีวมวลในอนาคต
ก๊าซชีวภาพที่ได้จะนำไปอัดใส่ถังบรรจุเพื่อใช้แทนก๊าซ LPG และ NGV
ก๊าซชีวภาพจากกระบวนการนี้เรียกว่า ก๊าซชีวภาพอัด (CBG หรือ Compressed
Bio-methane Bas)
เป็นก๊าซเชื้อเพลิงรูปแบบหนึ่งที่ได้มาจากกระบวนการผลิตก๊าซโดยการหมัก
แนวคิดการผลิตก๊าซชีวภาพอัดนี้มาจากประเทศเยอรมนี
และขณะนี้กำลังวิจัยเพิ่มเติมเพื่อหาชีวมวลชนิดใหม่ที่มีศักยภาพในการหมักเป็นก๊าซซึ่งก็คือ
หญ้าเลี้ยงช้าง ก๊าซชีวภาพอัดจะเป็นเชื้อเพลิงเหลวในอนาคตที่สามารถนำมาใช้แทนน้ำมัน
ส่งผลให้ประเทศไทยไม่ต้องนำเข้าน้ำมันดิบและก๊าซปิโตรเลียมจากต่างประเทศ
และทำให้ประเทศไทยมีเสถียรภาพด้านพลังงานมากขึ้น
เทคโนโลยีชีวมวลอีกสิ่งหนึ่งคือ การเปลี่ยนชีวมวลให้เป็นน้ำมัน
ซึ่งเรียกว่า น้ำมันสังเคราะห์จากชีวมวล (BTL หรือ
Biomass to liquid) มีคุณสมบัติเทียบเท่าน้ำมันปิโตรเลียม
เทคโนโลยีนี้มีประเทศญี่ปุ่น ประเทศเยอรมนีและประเทศสหรัฐอเมริกาเป็นต้นแบบ
เริ่มจากการนำชีวมวลมาผ่านกระบวนการไฮโดรไลซีส (Hydrolysis) เพื่อเปลี่ยนชีวมวลให้เป็นน้ำตาลต่อด้วยกระบวนการดีไฮเดรชัน (Dehydration) เพื่อเปลี่ยนน้ำตาลให้เป็นสารจำพวก 5-hydroxymethylfurfural และfurfural ให้โมเลกุลเล็กลง และสุดท้ายจะต้องผ่านกระบวนการออดอลคอนเดนเซชั่น (Aldol condenstion) และกระบวนการไฮโดรจีเนชั่น (Hydrogenation) เพื่อเปลี่ยนสาร 5-hydroxymethylfurfural และ furfural ให้เป็นไฮโดรคาร์บอนที่มีขนาดคาร์บอน 9-15 ตัว
ซึ่งก็คือน้ำมันสังเคราะห์
สุดท้ายนี้เป็นเทคโนโลยีชีวมวลที่เรียกว่า ฟาสต์ไพโรลซิส (Fast Pyrolysis) ซึ่งจะทำให้ได้ ไบโอออยล์ (Bio Oil) พลังงานชีวมวลอีกรูปแบบหนึ่งในอนาคต เป็นเชื้อเพลิงสะอาดมีสีน้ำตาลเข้ม
มีกลิ่นฉุนเหมือนควัน และไม่ทำให้เกิดก๊าซเรือนกระจก
เทคโนโลยีฟาสต์ไพโรลซิสเป็นกระบวนการเผากากของเสียโดยใช้ความร้อนสูง
ไม่ใช้ออกซิเจน และต้องเผาไหม้ในเวลาอันรวดเร็ว
ชีวมวลที่นำมาใช้ในกระบวนการผลิตนี้สามารถใช้ได้หลายชนิด ไม่ว่าจะเป็นพืชผลทางเกษตร
เศษไม้ และกากของเสียจากการเกษตร
กระบวนการนี้เริ่มต้นจากการนำชีวมวลมาบดให้ละเอียด
แล้วนำไปเผาในเตาปฏิกรณ์ที่ไม่มีออกซิเจน ในอุณหภูมิประมาณ 450-500 องศาเซลเซียส
และใช้เวลาเพียง 2-3 นาที เท่านั้น ในกระบวนการเผาไหม้ซึ่งจะทำให้ได้ ก๊าซ ไอ
และสารแขวนลอยในอากาศ
จากนั้นลดอุณภูมิเพื่อให้ก๊าซเย็นตัวลงทันทีและกลั่นตัวเป็นไบโอออยล์
เทคโนโลยีชีวมวลที่นำมาใช้เพื่อผลิตพลังงานชีวมวลในรูปแบบต่างๆ
รวมทั้งการสรรหาชีวมวลที่มีศักยภาพและเหมาะสมต่อการผลิตพลังงานยังคงพัฒนาไปอย่างต่อเนื่องด้วยความหวังที่เราจะได้มีพลังงานหมุนเวียนใช้กันในอนาคต
เพื่อเป็นทางเลือกหนึ่งในการลดการใช้และนำเข้าน้ำมันดิบและก๊าซปิโตรเลียมเหลวจากต่างประเทศ
ทำให้ไม่ต้องเสียเงินตราให้แก่ต่างประเทศ
รวมทั้งยังทำให้ประเทศไทยมีความมั่นคงในด้านพลังงานอีกด้วย
.............................................
