Energy: ถ่านหินสะอาด

แสดงบทความที่มีป้ายกำกับ ถ่านหินสะอาด แสดงบทความทั้งหมด

แนวทางพัฒนาเทคโนโลยีถ่านหินสะอาด

แนวทางพัฒนาเทคโนโลยีถ่านหินสะอาด

- ส่งเสริมการใช้เทคโนโลยีถ่านหินสะอาดในโรงงานอุตสาหกรรมที่ใช้เชื้อเพลิงถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง
- มุ่งเน้นงานวิจัย และส่งเสริมการพัฒนาเทคโนโลยีถ่านหินสะอาดได้เองในประเทศไทย
- ให้ความรู้ที่ถูกต้องแก่ประชาชน และสังคมไทย เพื่อสร้างภาพลักษณ์ที่ดีของการใช้ถ่านหินควบคู่กับการใช้เทคโนโลยีถ่านหินสะอาด

ปัญหาและอุปสรรค

- ประชาชนยังต่อต้านการใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง เช่นการต่อต้านการก่อสร้างโรงไฟฟ้าใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงที่บ่อนอก หินกรูด ดังนั้นจึงต้องมีการประชาสัมพันธ์ผลดีของเทคโนโลยีถ่านหินสะอาด
- โรงงานอุตสาหกรรมยังขาดความรู้ความเข้าใจในเทคโนโลยีถ่านหินสะอาด
- ในระดับประเทศ ยังไม่มีศูนย์ข้อมูลด้านเทคโนโลยีถ่านหินสะอาด ข้อมูลเกี่ยวกับถ่านหิน การใช้ถ่านหินกระจัดกระจายในหลายหน่วยงาน
- ไม่มีงบประมาณสนับสนุนงานวิจัยเทคโนโลยีถ่านหินสะอาด ดังนั้นการใช้เทคโนโลยีถ่านหินสะอาดในประเทศในขณะนี้จะต้องสั่งนำเข้าจากต่างประเทศ
- ยังไม่มีมาตราการหรือนโยบายที่ชัดเจนในการส่งเสริมการใช้เทคโนโลยีถ่านหินสะอาดให้กับผู้ประกอบการ
- ราคาค่าขนส่งสูงและคุณภาพของถ่านหินในประเทศมีค่าความร้อนต่ำ กำมะถันและเถ้าสูง เป็นอุปสรรคต่อการพัฒนาและใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง

ขอบคุณข้อมูลจาก กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน (พพ.) กระทรวงพลังงาน

ข้อมูลการใช้ถ่านหินในอุตสาหกรรม

ข้อมูลของถ่านหินจะมีการแบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ

ถ่านหินภายในประเทศ

1. แหล่งและปริมาณสำรองของถ่านหินในประเทศ
ประเทศไทยมีปริมาณสำรองถ่านหินมากกว่า 2,000 ล้านตัน โดยในจำนวนนี้คิดเป็นปริมาณสำรองที่ประเมินแล้ว (Measured Reserve) ประมาณ 1,100 ล้านตัน แหล่งถ่านหินส่วนใหญ่จะอยู่บริเวณตอนเหนือของประเทศ โดยมีศักดิ์ของถ่านหิน (Coal Rank) อยู่ในระดับลิกไนต์ (Lignite) ซับบิทูมินัส (Sub-Bituminous) จนถึงบิทูมินัส (Bituminous) มีบ้างที่มีศักดิ์เป็นแอนทราไซต์ (Anthracite) แต่มีปริมาณเล็กน้อยเท่านั้น ซึ่งพบได้ที่แหล่งในจังหวัดเลย ในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ

2. การผลิตถ่านหินในประเทศ
ถ่านหินของประเทศส่วนใหญ่มาจากเหมืองของแม่เมาะของการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย ตั้งอยู่ที่อำเภอแม่เมาะ จังหวัดลำปาง ซึ่งในปี พ.ศ. 2543 มีปริมาณการผลิตลิกไนต์ถึง 13.6 ล้านตัน คิดเป็นปริมาณมากกว่า 3 ใน 4 ของปริมาณการผลิตทั้งประเทศ นอกจากนี้ยังมีแหล่งผลิตถ่านหินสำคัญอีก 3 แหล่ง คือ แหล่งที่ อำเภอลี้ จังหวัดลำพูน มีกำลังการผลิตรวม 1.9 ล้านตัน แหล่งที่ อำเภอสบปราบ จังหวัดลำปาง ปริมาณการผลิต 1.6 ล้านตัน และแหล่ง อำเภอเชียงม่วน จังหวัดพะเยามีประมาณการผลิต 0.2 ล้านตัน ซึ่งทั้ง 3 แหล่งนี้ดำเนินการผลิตโดยบริษัทเอกชน นอกจากนี้มีการผลิตจากแหล่งอื่นๆ เล็กน้อยรวมกันแล้วประมาณ 0.4 ล้านตัน

ถ่านหินที่นำเข้ามาจากต่างประเทศ

ประเทศไทยมีการนำเข้าถ่านหินคุณภาพสูง โดยมีการนำเข้าถ่านหินบิทูมินัสในปริมาณมากที่สุด เนื่องจากแหล่งถ่านหินส่งออกของภูมิภาคนี้ส่วนใหญ่ผลิตถ่านหินบิทูมินัส ซึ่งมีคุณภาพดี โดยในปี 2544 มีมูลค่ากว่าครึ่งหนึ่งของมูลค่าการนำเข้าถ่านหินทั้งหมด รองลงมาได้แก่ถ่านหินแอนทราไซต์ และถ่านโค้กและเซมิโค้ก ตามลำดับ โดยมีปริมาณนำเข้าถ่านหินจากประเทศอินโดนีเซียมากที่สุดประมาณร้อยละ 65 รองลงมาได้แก่ เวียดนาม พม่า ออสเตรเลีย จีน ลาว และอื่นๆ ตามลำดับ เนื่องจากการเลือกใช้ถ่านหินขึ้นอยู่กับคุณภาพและระยะทางขนส่ง การนำเข้าถ่านหินจึงมาจากประเทศใกล้เคียง เพื่อให้ได้ถ่านหินที่มีคุณภาพดีในราคาที่เหมาะสมนั่นเอง

การใช้ถ่านหินในประเทศไทยและแนวโน้มในอนาคต

การใช้ถ่านหินภายในประเทศจำกัดอยู่ในลักษณะที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงสันดาปโดยตรง และใช้เป็นวัตถุดิบในกระบวนการผลิตและใช้ความร้อนใน 2 ภาค การผลิต คือ
1)ภาคการผลิตไฟฟ้า (Power Sector)
2)ภาคอุตสาหกรรม (Non-power Sector or Industrial Sector)
ถ่านหินที่ใช้ในประเทศไทยส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตภาคไฟฟ้าถึงร้อยละ 81 ที่เหลือร้อยละ 19 ใช้ในภาคอุตสาหกรรม ซึ่งเรียงตามลำดับการใช้จากมากไปหาน้อยได้ ดังนี้ อุตสาหกรรมซีเมนต์ กระดาษ เยื่อไฟเบอร์ อาหาร ปูนขาว ใบยาสูบ โลหะ แบตเตอรี่ และอื่นๆ

ศักยภาพของเทคโนโลยีถ่านหินสะอาด

ผลกระทบจากการใช้ถ่านหินในปัจจุบัน

             ในสภาพปัจจุบันผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากการเผาไหม้ถ่านหินเพื่อผลิตพลังงานเริ่มปรากฎชัดเจนมากขึ้น ดังนั้นการเผาไหม้ถ่านหินโดยตรงในปัจจุบันและอนาคต จำเป็นที่จะต้องมีระบบการกำจัดมลพิษที่เกิดจากการเผาไหม้ก่อนที่จะปล่อยออกสู่บรรยากาศ ซึ่งทำให้ต้นทุนในการผลิตพลังงานสูงขึ้นและก็ยังมีปัญหาที่ต้องพัฒนาเพื่อแก้ไขอยู่ตลอด ตัวอย่างเช่น การใช้ระบบการกำจัดก๊าซ SO₂โดย Wet Process ถึงแม้ว่าจะสามารถกำจัด SO2 ออกได้ แต่ก็ยังก่อให้เกิดมลสารที่เกิดจากระบบกำจัดอีกเช่น Slurry ของ CaSO4 เป็นต้น และไม่สามารถกำจัด NOx ได้ ปัจจุบันได้มีกระบวนการ Dry Process แต่ก็ยังมีประสิทธิภาพต่ำทำให้เสียค่าใช้จ่ายสูง เทคโนโลยีการผลิตก๊าซเชื้อเพลิงจากถ่านหิน (Coal Gasification) และ Coal Water Mixture เป็นอีกวิธีหนึ่งที่มีแนวโน้มที่สามารถแก้ปัญหาดังกล่าวได้โดยสามารถลดได้ทั้งปริมาณซัลเฟอร์ และ NOx รวมทั้งอาจจะลดต้นทุนค่าเชื้อเพลิงอีกด้วย

การพัฒนาด้านเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง

         มีการพัฒนาเทคโนโลยีถ่านหินสะอาดในหลายประเทศเช่น ญี่ปุ่นและจีน ทำให้เทคโนโลยีนี้แพร่หลายมากขึ้นและมีราคาถูกลง ตัวอย่างในประเทศจีน ได้ประมาณว่ามีโรงงานผลิตก๊าซจากถ่านหินเพื่อใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ มากกว่า 10,000 แห่ง และมีโรงงานที่มีศักยภาพในการผลิต Coal Water Mixture หลายโรงงาน

ปริมาณสำรองของถ่านหิน

        มีปริมาณสำรองของถ่านหินจำนวนมากเมื่อเทียบกับน้ำมันดิบและก๊าซธรรมชาติ ดังนั้นถ้ามีวิธีการนำมาใช้ที่เหมาะสมก็สามารถใช้ได้นานไม่น้อยกว่า 200 ปี เมื่อเทียบกับปริมาณน้ำมันดิบและก๊าซธรรมชาติ ซึ่งจะหมดไปในระยะเวลา 40-60 ปีนี้

ศักยภาพของเทคโนโลยีถ่านหินสะอาด

ปัจจุบันการใช้เทคโนโลยีถ่านหินสะอาดจำกัดอยู่เฉพาะในภาคอุตสาหกรรมการผลิตสินค้า เช่น อุตสาหกรรมการผลิตปูนซิเมนต์ อุตสาหกรรมผลิตกระดาษ เป็นต้น เนื่องจากการผลิตไฟฟ้าด้วยเชื้อเพลิงถ่านหินยังไม่เป็นที่ยอมรับจากประชาชน ถึงแม้ว่าเทคโนโลยีถ่านหินสะอาดจะสามารถช่วยลดและป้องกันผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมได้ก็ตาม

กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน ได้ดำเนินโครงการเพื่อส่งเสริมการใช้เทคโนโลยีถ่านหินสะอาดในภาคอุตสาหกรรมต่าง ๆ ดังเช่น ในปี 2547 และ 2548 ดำเนินโครงการออกแบบรายละเอียดเทคโนลียีแบบ Circulating Fluidized Bed Combustion ให้กับโรงงานผลิตกระดาษเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้เชื้อเพลิงและช่วยลดปริมาณมลพิษที่จะเกิดจากการใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง

การวิจัยพัฒนาเทคโนโลยีถ่านหินสะอาด

เป็นการวิจัยเพื่อมุ่ง เน้นการลดผลกระทบที่จะเกิดต่อสิ่งแวดล้อม เช่น การลดปริมาณมลพิษที่จะปล่อยเข้าสู่บรรยากาศ นอกจากนี้ยังมีการศึกษาวิจัยเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของการนำถ่านหินมาเปลี่ยน ให้เป็นพลังงานที่สูงขึ้น ซึ่งเทคโนโลยีใหม่ที่เกี่ยวกับถ่านหินที่เรียกว่า Clean Coal Technology (CCT) มีรายละเอียดดังนี้

1.เทคโนโลยีถ่าน หินสะอาดก่อนการเผาไหม้

เป็นเทคโนโลยีในการลดสารซัลเฟอร์และสิ่งเจือปนอื่น ๆ ออกจากถ่านหินก่อนเข้าสู่ระบบการเผาไหม้ หรือระบบผลิตก๊าซเชื้อเพลิง ซึ่งมี 3 หลักการ ดังนี้

การทำ ความสะอาดถ่านหินทางกายภาพ (Physical cleaning)

การทำ ความสะอาดถ่านหินทางเคมี

การทำ ความสะอาดถ่านหินทางชีววิทยา

2.เทคโนโลยีถ่านหินสะอาด ระหว่างการไหม้

เป็นเทคโนโลยีการขจัดหรือลดมลพิษออกจากระบบระหว่างการใช้ประโยชน์ถ่านหิน ซึ่งเทคโนโลยีนี้มีผลดีในแง่ที่ว่าไม่ต้องสร้างเครื่องมือขึ้นมาเพิ่มเติม เพื่อกำจัด SO_x และ NO_xเช่น ขั้นตอนการขจัดหรือลดมลพิษระหว่างการเผาไหม้ถ่านหิน หรือระหว่างการผลิตก๊าซเชื้อเพลิง (Flue Gas) เทคโนโลยีนี้ได้แก่ Fluidized Bed Combustion ของถ่านหินในสภาวะบรรยากาศปกติ และในสภาวะความกดดันสูง

_{3.เทคโนโลยี ถ่านหินสะอาดหลังการเผาไหม้}

เป็นเทคโนโลยีการ พัฒนาระบบดักจับสารมลพิษ 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.เทคโนโลยีถ่าน หินสะอาดด้วยการแปรสภาพถ่านหิน (Coal Conversion)

ได้มีการศึกษาการ แปรสภาพถ่านหินให้เป็นก๊าซโดยกระบวนการ Gasification ซึ่งจะทำให้สามารถนำก๊าซที่เกิดขึ้นไปกำจัดสารซัลเฟอร์ออกก่อนนำไปใช้เผา ไหม้เป็นเชื้อเพลิงหรือนำไปผลิตกระแสไฟฟ้า เทคโนโลยีนี้เป็นที่คาดหวังว่าจะถูกนำมาใช้แทนระบบการผลิตพลังงานไฟฟ้าจาก การเผาถ่านหินโดยตรงในปัจจุบัน เพราะมีข้อดีกว่าระบบเดิมหลายประการ รวมทั้งเสียค่าใช้จ่ายในการกำจัดซัลเฟอร์ต่ำและของเสียจากการกำจัดมีน้อยลง การกำจัดมีประสิทธิภาพสูงขึ้นและมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยลง
นอกจากนั้นแล้วยังมีการศึกษาการแปลงถ่านหินให้อยู่ในสภาพของเหลว (Liquefaction) ซึ่งมีคุณสมใกล้เคียงน้ำมันดิบซึ่งสามารถนำไปกลั่นได้