หน้าหลัก 
สาระน่ารู้ นวัตกรรมและเทคโนโลยีพลังงาน เทคโนโลยีถ่านหินสะอาด (ตอนจบ)
สาระน่ารู้ นวัตกรรมและเทคโนโลยีพลังงาน เทคโนโลยีถ่านหินสะอาด (ตอนจบ)
|
|
|
|
เทคโนโลยีถ่านหินสะอาด (ตอนจบ) รู้ทันพลังงาน • ดร.สุนีรัตน์ พิพัฒน์มโนมัย บัณฑิตวิทยาลัยร่วมด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม (JGSEE) เทคโนโลยีการเผาไหม้แบบฟลูอิไดซ์เบดหมุนวน (Circulating fluidized bed combustion) และเทคโนโลยีแก๊สซิฟิเคชันกับวัฏจักรความร้อนร่วม (Integrated gasification combined cycle) ถือเป็นเทคโนโลยีสะอาดที่มีศักยภาพสูงในการพัฒนาไปสู่เชิงพาณิชย์ ดังที่หลาย ๆ ประเทศทั่วโลกมีการใช้กันอยู่ในขณะนี้ การเผาไหม้แบบฟลูอิไดซ์เบดหมุนวนเป็นเทคโนโลยีการเผาไหม้ของถ่านหินเกิดขึ้นในระหว่างที่อนุภาคถ่านหินถูกยกตัวให้ลอยไปกับการไหลของอากาศในทิศไหลขึ้นด้วยความเร็วประมาณ 4-6 เมตรต่อวินาที
อนุภาคขนาดใหญ่ซึ่งได้แก่อนุภาคที่ยังไม่เผาไหม้หรือยังเผาไหม้ไม่สมบูรณ์เมื่อลอยไปถึงทางออกด้านบนจะถูกแยกออกจาก๊าซร้อนโดยไซโคลน แล้วไหลวนกลับเข้ามาใหม่ในห้องเผาไหม้ ทำให้ปฏิกิริยาการเผาไหม้เกิดอย่างค่อนข้างสมบูรณ์ นอกจากนี้การใช้ความเร็วสูงและการผสมกันอย่างทั่วถึงระหว่างอนุภาคถ่านหินและทราย ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวกลางกระจายความร้อนช่วยให้การถ่ายเทความร้อนและมวลสารมีประสิทธิผลยิ่งขึ้น ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพการเผาไหม้เพิ่มขึ้น ในต่างประเทศมีการใช้เทคโนโลยีการเผาไหม้แบบฟลูอิไดซ์เบดหมุนวนกับถ่านหิน คุณภาพต่ำ ซึ่งรวมถึง ลิกไนต์ ถ่านหิน ซับบิทูมินัสที่มีขี้เทถ้าสูง และถ่านหินที่มีทั้งความชื้นและขี้เถ้าสูง ดังเช่น โรงไฟฟ้ากำลังการผลิต 500 เมกะวัตต์ ในประเทศสหรัฐอเมริกาที่ใช้ถ่านหินลิกไนต์ค่าความชื้น 42% เป็นเชื้อเพลิง โรงไฟฟ้ากำลังการผลิต 110 เมกะวัตต์ ในสาธารณรัฐเช็ก และกว่า 700 เมกะวัตต์ในโปแลนด์ โดยทั้ง 2 โรงใช้ถ่านหินที่มีค่าความชื้นและขี้เถ้าสูงเป็นเชื้อเพลิง สำหรับประเทศไทยก็มีการใช้เทคโนโลยีนี้เช่นกัน แต่เป็นระบบขนาดเล็กและใช้เชื้อเพลิงร่วมระหว่างถ่านหินนำเข้าและชีวมวล โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้เพื่อผลิตความร้อนและไฟฟ้าร่วม (Cogeneration) ส่งผลให้ปริมาณการปล่อยก๊าซมลพิษและคาร์บอนไดออกไซด์ต่อหน่วยพลังงานต่ำกว่าการผลิตไฟฟ้าเพียงอย่างเดียวด้วย ส่วนเทคโนโลยีแก๊สซิฟิเคชันกับวัฏจักรความร้อนร่วมเป็นเทคโนโลยีที่ใหม่กว่า และมีความแตกต่างจากเทคโนโลยีการเผาไหม้กล่าวคือ เทคโนโลยีการเผาไหม้จะเปลี่ยนเชื้อเพลิงถ่านหินให้อยู่ในรูปของพลังงานความร้อนทั้งหมดเพื่อผลิตไอน้ำ หลังจากนั้นไอน้ำจะขับเคลื่อนกังหันไอน้ำเพื่อผลิตไอน้ำ หลังจากนั้นไอน้ำจะเขื่อนเคลื่อนกังหันไอน้ำเพื่อผลิตไฟฟ้า ในขณะที่เทคโนโลยีแก๊สซิฟิเคชันใช้ปฏิกิริยาออกซิเดชันเพียงบางส่วน โดยจำกัดปริมาณออกซิเจน เพื่อเปลี่ยนถ่านหินให้เป็นก๊าซที่เรียกว่า ก๊าซสังเคราะห์ (Synthesis gas หรือ Syngas) ซึ่งมีก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์และไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบหลัก ก๊าซสังเคราะห์จะถูกเผาไหม้เพื่อขับเคลื่อนกังหันก๊าซและไอเสียอุณหภูมิสูงที่ออกจากกังหันก๊าซจะถูกนำไปผลิตไอน้ำเพื่อผลิตไฟฟ้าเพิ่มโดยผ่านกังหันไอน้ำ ซึ่งเรียกว่าวัฏจักรความร้อนร่วม (Combined cycle) ในกรณีที่ต้องการเพิ่มค่าความร้อนของก๊าซสังเคราะห์อาจใช้ออกซิเจนหรือไอน้ำแทนอากาศเพื่อเข้าทำปฏิกิริยากับถ่านหิน ที่ผ่านมา เทคโนโลยีนี้ส่วนใหญ่พัฒนาเพื่อใช้กับถ่านหินคุณภาพสูงซึ่งประเทศไทยต้องนำเข้าจากต่างประเทศ มีเพียงไม่กี่แห่งที่ประสบความสำเร็จในการใช้เทคโนโลยีนี้กับถ่านหินคุณภาพต่ำ ดังเช่นโรงไฟฟ้าเทคโนโลยีแก๊สซิฟิเคชันร่วมกับวัฏจักรความร้อนร่วม ณ สาธารณรัฐเช็ก กำลังการผลิตไฟฟ้า 400 เมกะวัตต์ ซึ่งใช้มาแล้วกว่า 10 ปี โดยใช้ลิกไนต์ในประเทศเป็นเชื้อเพลิง และโรงไฟฟ้าเอลโคแก๊ส (Elcogas) ที่ใช้เทคโนโลยีแก๊สซิฟิเคชันแบบขี้เถ้าหลอมและใช้ออกซิเจนเป็นตัวทำปฏิกิริยาที่ความดันสูง จากข้อมูลโรงไฟฟ้าถ่านหินที่มีการใช้ในเชิงพาณิชย์ พบว่าประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าที่ใช้เทคโนโลยีแก๊สซิฟิเคชันกับวัฎจักรความร้อนร่วมนั้นสูงกว่าโรงไฟฟ้าที่ใช้เทคโนโลยีการเผาไหม้โดยตรง และมีแนวโน้มที่จะสูงขึ้นได้อีก ทั้งนี้เนื่องจากเทคโนโลยีแก๊สซิฟิเคชันใช้ร่วมกับวัฏจักรกังหันก๊าซ ซึ่งโดยทั่วไปมีประสิทธิภาพถูกจำกัดโดยอุณหภูมิของไอน้ำ อีกทั้งยังมีการนำความร้อนที่หลงเหลือกลับมาใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่ แต่หากมองในแง่ของเศรษฐศาสตร์ ค่าการลงทุนของเทคโนดลยีแก๊สซิฟิเคชันกับวัฏจักรความร้อนร่วมเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีการเผาไหม้แบบต่าง ๆ ยังคงสูงกว่าเกือบสองเท่าตัว อีกทั้งเชื้อเพลิงต้องผ่านกระบวนการเตรียมให้มีคุณสมบัติที่เหมาะสมและก๊าซสังเคราะห์ต้องผ่านการทำความสะอาดอย่างเพียงพอ ณ อุณหภูมิสูงก่อนเข้าสู่กังหันก๊าซเพื่อไม่ให้เกิดความเสียหายต่อระบบกังหันก๊าซ ซึ่งทั้งสองประการนี้ทำให้ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าสูงขึ้นด้วย ขณะนี้การวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพโรงไฟฟ้าและเพื่อลดต้นทุนของเทคโนโลยียังคงดำเนินต่อไปพร้อมกับการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากโรงไฟฟ้าถ่านหินแล้ว ในปัจจุบันมีการกล่าวถึงระบบดักจับและกักเก็บคาร์บอนกันมากซึ่งระบบนี้สามารถนำมาใช้กับโรงไฟฟ้าถ่านหินเพื่อดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นและส่งไปกักเก็บยังแหล่งกักเก็บทางธรณีที่อยู่ใต้ดินหรือใต้ทะเลลึกที่ได้ผ่านการประเมินด้านความปลอดภัยแล้ว หนังสือพิมพ์โพสต์ทูเดย์ ฉบับประจำวันจันทร์ที่ 8 ตุลาคม พุทธศักราช 2550 หน้า B6 |
||
| < ก่อนหน้า | ถัดไป > |
|---|
www.thaienv.com
