การผลิตพลังงานจากชีวมวล

มาตรการพลังงานทดแทน : การผลิตพลังงานจากชีวมวล

         ชีวมวล (Biomass) คือ สารอินทรีย์ที่เป็นแหล่งกักเก็บพลังงานจากธรรมชาติและสามารถนำมาใช้ผลิตพลังงานได้ ได้แก่ เศษวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร หรือเศษวัสดุจากกระบวนการผลิตในอุตสาหกรรมการเกษตร ยกตัวอย่างเช่น
 

แกลบ	แกลบ (Rice Husk) ได้จากกระบวนการสีข้าวเปลือกให้เป็นข้าวสารในโรงสีข้าว
ฟางข้าว (Rice Straw) ได้จากกระบวนการเก็บเกี่ยวข้าวเปลือกจากนาข้าว	ฟางข้าว
ชานอ้อย ขี้เลื่อย	ชานอ้อย (Bagasse) ได้จากกระบวนการหีบอ้อยเพื่อผลิตน้ำตาลทรายในโรงน้ำตาล
เศษไม้-ปีกไม้ (Wood Waste) ขี้เลื่อย (Saw Dust) และ เปลือกไม้ (Bark) ได้จากกระบวนการแปรรูปไม้ยางพาราหรือไม้ยูคาลิปตัสในโรงเลื่อยและโรงแปรรูปไม้	เส้นใยปาล์ม
	เส้นใยปาล์ม (Palm Fiber) ทะลายปาล์ม (Palm Empty Bunch) และ กะลาปาล์ม (Palm Shell) ได้จากกระบวนการสกัดน้ำมันปาล์มดิบออกจากผลปาล์มสด
เหง้ามันสำปะหลัง (Tapioca Rhizome) ได้จากกระบวนการเก็บเกี่ยวหัวมันสำปะหลังสดในไร่มัน
	ซังข้าวโพด(Corncob) ได้จากกระบวนการสีข้าวโพดเพื่อนำเมล็ดข้าวโพดออกจากฝักข้าวโพด

          เนื่องจากในขั้นตอนของการเจริญเติบโตของพืชนั้น พืชได้ใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) น้ำ (H2O) และแร่ธาตุต่างๆ เพื่อเปลี่ยนพลังงานจากแสงอาทิตย์โดยผ่านกระบวนการสังเคราะห์แสง เพื่อให้ได้ออกมาเป็นมวลสารของพืช ที่ประกอบด้วยธาตุองค์ประกอบหลักได้แก่ คาร์บอน (C) ไฮโดรเจน (H) ออกซิเจน (O) และไนโตรเจน (N) แล้วกักเก็บไว้ตามส่วนต่างๆ ของพืช และเมื่อนำพืชหรือชีวมวลดังกล่าวมาเป็นเชื้อเพลิงเพื่อเผาไหม้ให้ได้พลังงาน คาร์บอน (C) ที่สะสมอยู่ในชีวมวลจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศได้เป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ซึ่งก็จะถูกนำไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์แสงของพืชเพื่อใช้ในการเจริญเติบโตของพืชต่อไป ดังนั้นจึงกล่าวได้ว่าการนำพลังงานที่สะสมในชีวมวลมาใช้ประโยชน์จึงเป็นการใช้พลังงานที่ไม่ก่อให้เกิดก๊าซเรือนกระจก (Greenhouse Gases) สามารถช่วยลดผลกระทบที่มีอยู่ในปัจจุบันจากปรากฏการณ์โลกร้อน (Global Warming) ได้

การใช้ประโยชน์จากพลังงานชีวมวล สามารถใช้ได้ทั้งในรูปของพลังงานความร้อนเพื่อผลิตไอน้ำหรือน้ำมันร้อนใช้ในกระบวนการผลิตของโรงงานต่างๆ หรือใช้เป็นเชื้อเพลิงเพื่อผลิตไฟฟ้า โดยจะใช้เชื้อเพลิงชีวมวลชนิดใดชนิดหนึ่งที่กล่าวมาข้างต้น หรือหลายชนิดรวมกันก็ได้ และเนื่องจากต้นทุนพลังงานจากชีวมวล ซึ่งก็คือ ราคาของชีวมวลเทียบกับพลังงานที่ได้จากชีวมวล ยังมีราคาถูกเทียบกับต้นทุนพลังงานจากการใช้น้ำมันปิโตรเลียม เช่น น้ำมันเตา จึงได้มีการนำชีวมวลต่างๆ มาใช้ทดแทนน้ำมันเตาเพื่อผลิตพลังงานความร้อนอย่างแพร่หลาย และยังเป็นการสนับสนุนการใช้เศษวัสดุการเกษตรในประเทศเพื่อลดการสูญเสียเงินตราต่างประเทศในการนำเข้าเชื้อเพลิงฟอสซิลต่างๆ

     1.1 องค์ประกอบของชีวมวล (Biomass Compositions)

          องค์ประกอบของชีวมวลหรือสสารทั่วไปจะแบ่งออกเป็น 3 ส่วนหลักคือ

• 
  
  
  ความชื้น (Moisture)
  
  ความชื้นหมายถึงปริมาณน้ำที่สะสมอยู่ในชีวมวล
   
• 
  
  
  ส่วนที่เผาไหม้ได้ (Combustible substance)
  
  ส่วนที่เผาไหม้ได้จะแบ่งออกเป็น 2 ส่วนคือ สารระเหย (Volatiles Matter) และคาร์บอนคงที่ (Fixed Carbon)
   
• 
  
  
  ส่วนที่เผาไหม้ไม่ได้ หรือขี้เถ้า (Ash)
  
  เมื่อชีวมวลถูกเผาไหม้อย่างสมบูรณ์แล้ว จะมีเนื้อสารบางส่วนที่ไม่สามารถเผาไหม้ได้ ซึ่งคือขี้เถ้า โดยชีวมวลแต่ละประเภทจะมีสัดส่วนของปริมาณขี้เถ้าในชีวมวลแตกต่างกัน

 

1.2 พลังงานที่ได้จากชีวมวล (Biomass Heating Value)

          ชีวมวลแต่ละประเภทจะให้พลังงานจากการเผาไหม้แตกต่างกัน ตามลักษณะองค์ประกอบต่างๆ ของชีวมวลแต่ละชนิด และสัดส่วนความชื้นที่สะสมอยู่ในชีวมวล โดยค่าความร้อนหรือพลังงานที่ได้จากการเผาไหม้ชีวมวล จะแสดงได้เป็น

          1) ค่าความร้อนต่ำ (Low Heating Value, LHV) เป็นค่าพลังงานที่สามารถนำมาใช้ได้จริงจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงชีวมวล ซึ่งได้หักพลังงานส่วนหนึ่งที่ต้องใช้ในการระเหยน้ำที่สะสมอยู่ในชีวมวลออกไประหว่างการเผาไหม้ โดยทั่วไปจะมีหน่วยเป็น กิโลจูล (kJ) ต่อกิโลกรัมชีวมวล (kg) หรือ กิโลแคลอรี (kcal) ต่อกิโลกรัมชีวมวล (kg)

          2) ค่าความร้อนสูง (High Heating Value, HHV) เป็นค่าพลังงานทั้งหมดที่ได้จากการเผาไหม้ชีวมวล มีหน่วยเป็น kJ/kg หรือ kcal/kg

จากการสำรวจคุณลักษณะของชีวมวลประเภทต่างๆ จะได้คุณสมบัติเบื้องต้น และค่าพลังงานความร้อนที่ได้จากชีวมวลแต่ละประเภทดังนี้

คุณสมบัติชีวมวลต่างๆ	Moisture %	Ash %	Volatile Matter %	Fixed Carbon %	Higher Heating Value kJ/kg	Lower Heating Value kJ/kg
แกลบ (Rice Husk)	12.00	12.65	56.46	18.88	14,755	13,517
ฟางข้าว (Rice Straw)	10.00	10.39	60.70	18.90	13,650	12,330
ชานอ้อย (Bagasse)	50.73	1.43	41.98	5.86	9,243	7,368
ใบอ้อย (Cane Trash)	9.20	6.10	67.80	16.90	16,794	15,479
ไม้ยางพารา (Parawood)	45.00	1.59	45.70	7.71	10,365	8,600
เส้นใยปาล์ม (Palm Fiber)	38.50	4.42	42.68	14.39	13,127	11,400
กะลาปาล์ม (Palm Shell)	12.00	3.50	68.20	16.30	18,267	16,900
ทะลายปาล์ม (Empty Fruit Bunch)	58.60	2.03	30.46	8.90	9,196	7,240
ต้นปาล์ม (Palm Trunk)	48.40	1.20	38.70	11.70	9,370	7,556
ทางปาล์ม (Palm Leaf)	78.40	0.70	16.30	4.60	3,908	1,760
ซังข้าวโพด (Corncob)	40.00	0.90	45.42	13.68	11,298	9,615
ลำต้นข้าวโพด (Corn Stalk)	41.70	3.70	46.46	8.14	11,704	9,830
เหง้ามันสำปะหลัง (Tapioca Rhizome)	59.40	1.50	31.00	8.10	7,451	5,494
เปลือกไม้ยูคาลิปตัส (Eucalyptus Bark)	60.00	2.44	28.00	9.56	6,811	4,917

ที่มา: ศูนย์ส่งเสริมพลังงานชีวมวล มูลนิธิพลังงานเพื่อสิ่งแวดล้อม