พลังงานชีวมวล ทางเลือกใหม่ของคนยุคใหม่ !

ข้อมูลเบื้องต้น

      ชีวมวลเป็นอินทรีย์สารที่ได้จากพืชและสัตว์ต่าง ๆ เช่น เศษไม้ ขยะ วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญที่หาได้ในประเทศ ซึ่งชีวมวลเหล่านี้สามารถนำมาเผาไหม้เพื่อนำพลังงานความร้อนที่ได้ไปใช้ในกระบวนการผลิตไฟฟ้า ชีวมวลแต่ละชนิดมีคุณสมบัติแตกต่างกันไป เช่น แกลบ จะให้ค่าความร้อนสูง เนื่องจากมีความชื้นต่ำ และไม่ต้องผ่านการบดย่อยก่อนนำไปเผาไหม้ โดยขี้เถ้าที่เกิดจากการเผาแกลบสามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมผลิตเหล็กและแก้วได้ การใช้พลังงานชีวภาพมีข้อดี คือ เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อย เนื่องจากมีปริมาณกำมะถันต่ำกว่าเชื้อเพลิงประเภทอื่นมากและไม่ก่อให้เกิดสภาวะเรือนกระจก นอกจากนี้การนำแหล่งวัตถุดิบที่มีอยู่ภายในประเทศมาใช้ ถือเป็นการใช้ทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพ อีกทั้งเกษตรกรยังมีรายได้เพิ่มจากการขายวัสดุทางการเกษตรที่เหลือใช้อีกด้วย ส่วนข้อด้อยก็มีอยู่บ้าง คือ แม้พลังงานชีวมวลจะมีอยู่มากแต่มีอยู่อย่างกระจัดกระจายทำให้ยากแก่การรวบรวมเพื่อใช้ผลิตไฟฟ้าในปริมาณมากๆ อย่างสม่ำเสมอ

องค์ประกอบของชีวมวล

องค์ประกอบของชีวมวลหรือสสารทั่วไปจะแบ่งออกเป็น 3 ส่วนหลักคือ 

1. ความชื้น (Moisture) ความชื้น หมายถึง ปริมาณน้ำที่มีอยู่ ชีวมวลส่วนมากจะมีความชื้นค่อนข้างสูง เพราะเป็นผลผลิตทางการเกษตร ถ้าต้องการนำชีวมวลเป็นพลังงานโดยการเผาไหม้ ความชื้นไม่ควรเกิน 50 เปอร์เซ็นต์

2. ส่วนที่เผาไหม้ได้ (Combustible substance) ส่วนที่เผาไหม้ได้จะแบ่งออกเป็น 2 ส่วนคือ Volatiles matter และ Fixed Carbon Volatiles matter คือส่วนที่ลุกเผาไหม้ได้ง่าย ดังนั้นชีวมวลใดที่มีค่า Volatiles matter สูงแสดงว่าติดไฟได้ง่าย

3. ส่วนที่เผาไหม้ไม่ได้ คือขี้เถ้า (Ash) ชีวมวลส่วนใหญ่จะมีขี้เถ้าประมาณ 1-3 เปอร์เซ็นต์ ยกเว้นแกลบและฟางข้าว จะมีสัดส่วนขี้เถ้าประมาณ10-20 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งจะมีปัญหาในการเผาไหม้และกำจัดพอสมควร

ประเภทของพลังงานชีวมวล

     1. ไม้ นำมาเผาไหม้โดยตรง หรือนำมาเผาเป็นถ่าน หรือผลิตก๊าซโปรดิวเซอร์แล้วนำไปผลิตกระแสไฟฟ้า

     2. ผลผลิตที่เหลือจากการเกษตร ได้แก่ ชานอ้อย แกลบ กะลามะพร้าว

     3. ก๊าซชีวภาพซึ่งได้จากการนำมูลสัตว์หรือวัสดุที่เหลือจากการเกษตรโดยใช้จุลินทรีย์ในการย่อยสลาย ซึ่งจะทำให้เกิดก๊าซมีเทนขึ้น สามารถนำไปผลิตเชื้อเพลิง และกระแสไฟฟ้า

     4. แอลกอฮอล์ เป็นเชื้อเพลิงที่ได้จากการหมักผลผลิตทางการเกษตร  

     5. น้ำมันพืช ซึ่งได้จากพืชน้ำมันชนิดต่าง ๆ เช่น ปาล์ม สบู่ดำ มะพร้าว เป็นต้น

ซึ่งพลังงานชีวมวลที่สำคัญ ได้แก่ เอทานอลและ ไบโอดีเซล

          เอทานอล (Ethanal) หรือ เอทิลแอลกอฮอล์ (Ethyl Alcohol) แบ่งเป็น

          -  เอทานอลที่ใช้รับประทานโดยตรง   (Potable Alcohol)   

          - เอทานอลที่ไม่ใช้รับประทาน (Industrial Alcohol หรือ

Technical Alcohol)  

          -  เอทานอลที่ใช้เป็นเชื้อเพลิง (Fuel Alcohol)
     พืชวัตถุดิบในการผลิตเอทานอล

กลุ่มพืชที่เป็นน้ำตาล

กลุ่มพืชที่เป็นแป้ง

กลุ่มพืชที่เป็นเส้นใย
กระบวนการผลิตเอทานอล

กระบวนการเตรียมวัตถุดิบ

กระบวนการหมัก

กระบวนการแยกผลิตภัณฑ์เอทานอล

กระบวนการทำให้บริสุทธิ์
 

     6. แก๊สโซฮอล์

ได้มาจากการผสมระหว่าง เอทานอล หรือที่เรียกว่า เอทิลแอลกอฮอล์ (Ethyl Alcohol)ซึ่งเป็นแอลกอฮอล์บริสุทธิ์ 99.5% โดยปริมาตร ผสมกับน้ำมันเบนซินไร้สารตะกั่วออกเทน 91 (ชนิดที่มีคุณสมบัติบางตัวต่างจากเบนซิน 91 ที่จำหน่ายอยู่ในปัจจุบัน) ในอัตราส่วนเบนซิน 9 ส่วน เอทานอล 1 ส่วน จึงได้เป็นน้ำมันแก๊สโซฮอล์ ออกเทน 95 ที่มีคุณสมบัติเป็นไปตามข้อกำหนดของกรมธุรกิจพลังงาน กระทรวงพลังงาน

เกิดขึ้นจากแนวพระราชดำริในพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว เมื่อปี พ.ศ.2528 ที่ทรงเล็งเห็นว่า ประเทศไทยอาจประสบปัญหาการขาดแคลนน้ำมันและปัญหาพืชผลทางการเกษตรมีราคาตกต่ำ จึงทรงมีพระราชดำริให้โครงการส่วนพระองค์ สวนจิตรลดา ศึกษาถึงการนำอ้อยมาแปรรูปเป็นแอลกอฮอล์ โดยการนำแอลกอฮอล์ที่ผลิตได้นี้มาผสมกับน้ำมันเบนซินผลิตเป็นน้ำมัน“แก๊สโซฮอล์” (Gasohol) เพื่อใช้เป็นพลังงานทดแทน ปี พ.ศ. 2529 ทางโครงการส่วนพระองค์ได้เริ่มผลิตแอลกอฮอล์จากอ้อย หลังจากนั้นได้มีหน่วยงานของรัฐและเอกชนให้ความร่วมมือ ในการพัฒนาแอลกอฮอล์ที่ใช้เติมรถยนต์อย่างต่อเนื่อง จนเมื่อปี พ.ศ. 2539 การปิโตรเลียมแห่งประเทศไทย (ปตท.) ร่วมกับ สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย (วท.) และโครงการส่วนพระองค์ ได้ร่วมกันปรับปรุงคุณภาพแอลกอฮอล์ที่ใช้เติมรถยนต์ โดยการนำแอลกอฮอล์ที่โครงการส่วนพระองค์ผลิตได้ ที่มีความบริสุทธิ์จากเดิม 95% ไปกลั่นซ้ำเป็นแอลกอฮอล์บริสุทธิ์ 99.5% แล้วจึงนำมาผสมกับน้ำมันเบนซิน ออกเทน 91 ในอัตราแอลกอฮอล์ 1 ส่วน กับเบนซิน 9 ส่วน เป็นน้ำมัน “แก๊สโซฮอล์” ทดลองเติมให้กับรถเครื่องยนต์เบนซินของโครงการส่วนพระองค์ ปัจจุบันนี้ รถเครื่องยนต์เบนซินของโครงการส่วนพระองค์ได้เติมแก๊สโซฮอล์เป็นน้ำมันเชื้อเพลิง จากสถานีบริการน้ำมัน ปตท. ซึ่งตั้งอยู่ในบริเวณโครงการส่วนพระองค์ สวนจิตรดา รวมทั้งปตท. เริ่มเปิดจำหน่ายอย่างเป็นทางการให้กับประชาชนทั่วไป เมื่อวันที่ 11 มกราคม พ.ศ. 2544 ณ สถานีบริการ ปตท. บริเวณที่ตั้งสำนักงานใหญ่ของ ปตท.

ข้อดีของแก๊สโซฮอล์

- ช่วยประหยัดเชื้อเพลิง เช่นเดียวกับน้ำมันเบนซินออกเทน 95

- ไม่มีผลกระทบต่อสมรรถนะการใช้งานและอัตราการเร่งดีกว่า หรือ ไม่แตกต่างจากน้ำมันเบนซิน 95

  - ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการดำเนินการปรับแต่งเครื่องยนต์

- สามารถเติมผสมกับน้ำมันที่เหลืออยู่ในถังได้เลย โดยไม่ต้องรอให้น้ำมัน ในถังหมด

- ใช้ประโยชน์จากพืชผลทางการเกษตรสูงสุด  และช่วยยกระดับราคาพืชผลทางการเกษตร

- เครื่องยนต์มีการเผาไหม้ที่ดีขึ้นทำให้ช่วยลดมลพิษไอเสียทางอากาศ   และแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อม

-โดยสามารถลดปริมาณไฮโดรคาร์บอนและคาร์บอนมอนอกไซด์ลง 20-25% ทำให้ลดค่าใช้จ่ายเกี่ยวกับสุขภาพของประชาชนในประเทศ

- ทำให้เกิดการลดทุนที่หลากหลายทั้งด้านการเกษตรและอุตสาหกรรม

 

     7. ไบโอดีเซล

ไบโอดีเซล หมายถึง ผลิตภัณฑ์ที่เกิดจาการนำน้ำมันพืชมาทำปฏิกิริยาทางเคมีเป็นเอสเตอร์ แล้วได้ไบโอดีเซล และกลีเซอรีน  (กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน, 2548)

วัตถุดิบที่มีศักยภาพในการนำมาผลิตไบโอดีเซลในประเทศไทย ได้แก่

น้ำมันพืชใช้แล้ว และน้ำมันพืชสกัดใหม่อีก 8 ชนิด คือ

น้ำมันปาล์ม

น้ำมันมะพร้าว

น้ำมันถั่วเหลือง

น้ำมันถั่วลิสง

น้ำมันละหุ่ง

น้ำมันงา

น้ำมันเมล็ดทานตะวัน

น้ำมันสบู่ดำ

   
     8. สบู่ดำ

สบู่ดำ เป็นพืชน้ำมันชนิดหนึ่งที่ได้รับความสนใจ นอกเหนือจากน้ำมันปาล์ม เนื่องจากสบู่ดำเป็นพืชที่ไม่ใช้บริโภค จึงมีความเหมาะสมในการนำมาผลิตเป็นไบโอดีเซล โดยไม่ก่อให้เกิดผลกระทบต่ออุปทานของน้ำมันบริโภค

การสกัดน้ำมันสบู่ดำ

            การสกัดในห้องปฏิบัติการ

            การสกัดด้วยระบบไฮดรอริค

การสกัดด้วยระบบอัดเกลียว

การจัดหาพลังงานชีวภาพขึ้นมาทดแทนพลังงานจากฟอสซิล นอกจากจะช่วยลดมลภาวะของโลกได้แล้ว ยังเป็นการช่วยชะลอการใช้ทรัพยากรธรรมชาติที่กำลังจะหมดไปจากโลกให้คงเหลืออยู่เป็นพลังงานที่ยั่งยืน  ลดการสูญเสียเงินตราในการนำเข้าน้ำมันเชื้อเพลิงจากต่างประเทศซึ่งมีมูลค่าหลายแสนล้านบาท จึงได้มีการศึกษาการใช้พลังงานจากแหล่งต่าง ๆ ขึ้นมาทดแทน รวมทั้งน้ำมันจากพืชซึ่งสามารถนำมาใช้ทดแทนพลังงานเชื้อเพลิงได้
 

ขอขอบคุณข้อมูลจาก

http://www.siamtownus.com/New-1102000125-1.aspx

http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%A1%E0%B8%A7%E0%B8%A5%E0%B8%8A%E0%B8%B5%E0%B8%A7%E0%B8%A0%E0%B8%B2%E0%B8%9E

http://www.greenpeace.org/seasia/th/campaigns/climate-and-energy/solutions/bioenergy/
 

คุรครูที่ปรึกษา

           คุณครูประกอบ  เส้งสีแดง
 

จัดทำโดย

1. นางสาวชลฤทัย             คงสุวรรณ             เลขที่ 8

2. นางสาวนภัสวรรณ           วงศ์อกนิษฐ์          เลขที่ 9

3. นางสาวปราญชลี            ศิลปวาทกุล          เลขที่ 11

4. นางสาวภาพพิมพ์           สังข์ทอง             เลขที่ 12

5. นางสาววนัสนันท์           ลำพรหมแก้ว         เลขที่ 13

6. นางสาวสุทธิดา              ทองบุญเรือง         เลขที่ 14

โรงรียนนราธิวาส