รู้จักโรงไฟฟ้า “แก๊สซิฟิเคชัน” พลังรากยางพารา

หลายคนอาจยังไม่ทราบว่าภาคใต้ของเรานั้นมีโรงไฟฟ้า “แก๊สซิฟิเคชัน” จากรากยางพาราที่ใหญ่ที่สุดในเอเชีย โดยมีกำลังผลิตชั่วโมงละ 5 เมกะวัตต์ ซึ่งหากลดการผลิตไฟฟ้าจากถ่านหิน แล้วหันมาใช้รากยางพาราผลิคในกระบวนการนี้แทน ก็จะช่วยลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้ถึงปีละ 40,000 ตัน

โรงไฟฟ้าแก๊สซิฟิเคชันดังกล่าวเป็นโรงไฟฟ้าพลังชีวมวลของ บริษัท แปลน อีโคเอ็นเนอร์ยี่ จำกัด ที่มีกำลังผลิตไฟฟ้า 5 เมกะวัตต์ ตั้งอยู่ใน ต.ในควน อ.ย่านตาขาว จ.ตรัง โดยเป็นโครงการที่เกิดจากการร่วมทุนกับมูลนิธิพลังงานเพื่อสิ่งแวดล้อม และได้รับการส่งเสริมการลงทุนจากคณะกรรมการส่งเสริมการลงทุน กับเงินสนับสนุนจากสำนักงานนวัตกรรมแห่งชาติ (สนช.) ซึ่งมีงบลงทุนทั้งหมด 500 ล้านบาท

ดร.นิมิต นิพัทธ์ธรรมกุล ผู้เชี่ยวชาญด้านพลังงานและผู้ประสานงานโครงการระบบผลิตก๊าซเชื้อเพลิงสังเคราะห์เพื่อผลิตพลังงานร่วมสำหรับผลิตไฟฟ้า ความร้อนและความเย็น จาก สนช.อธิบายแก่ทีมข่าววิทยาศาสตร์ ASTV-ผู้จัดการออนไลน์ ถึงรายละเอียดของโรงไฟฟ้าแก๊สซิฟิเคชันที่ได้รับเงินสนับสนุนจาก สนช.ว่า เป็นโรงไฟฟ้าชีวมวลอีกแบบที่แตกต่างไปจากโรงไฟฟ้าชีวมวลที่คนส่วนใหญ่รู้จัก โรงไฟฟ้าชีวมวลทั่วไปนั้นจะใช้ชีวมวลเป็นเชื้อเพลิงในการต้มน้ำเพื่อนำไอน้ำไปหมุนกังหันปั่นเครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้า

“โรงไฟฟ้าชีวมวลทั่วไปเป็นระบบใช้ไอน้ำหมุนกังหันผลิตไฟฟ้า ซึ่งต้องลงทุนในโรงไฟฟ้าขนาด 8-10 เมกะวัตต์ขึ้นไป จึงจะคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ แต่ถ้าเป็นระบบเล็กๆ จะลงทุนอย่างนั้นไม่ได้ การสร้างโรงไฟฟ้า 1-5 เมกะวัตต์จึงเหมาะจะสร้างเป็นโรงไฟฟ้าแบบแก๊สซิฟิเคชันมากกว่า เพราะการลงทุนจะถูกกว่า อีกทั้งมลพิษเกิดขึ้นน้อยกว่า เพราะมลพิษจะเกิดจากการสันดาประหว่างออกซิเจนกับสารอื่นๆ ซึ่งการเผาไหม้โดยตรงจะใช้ออกซิเจนถึง 110% แต่ในระบบแก๊สซิฟิเคชันจะใช้ออกซิเจนน้อยแค่ประมาณ 25%” ดร.นิมิต

ภายในโรงไฟฟ้าของแปลนอีโคเอ็นเนอร์ยี่แบ่งเป็น 4 ส่วนหลักๆ คือ ส่วนเตรียมเชื้อเพลิง ซึ่งจะมีการสับรากไม้ยางพาราให้มีขนาดเล็กลง และลดความชื้นในเศษไม้ ส่วนของเต่าแก๊สซิฟิเคชันสำหรับให้การเกิดปฏิกิริยาแก๊สซิฟิเคชันให้ได้ก๊าซสำหรับผลิตกระแสไฟฟ้า ส่วนทำความสะอาดก๊าซ เนื่องจากในการผลิตจะมีฝุ่นและน้ำมันทาร์ที่ทำให้เกิดกำเนิดไฟฟ้าเสียหายได้ จึงต้องกำจัดสิ่งสกปรกเหล่านั้นทิ้งเสียก่อน และส่วนสุดท้ายคือส่วนผลิตพลังงาน

ส่วนผลิตพลังงานยังแบ่งได้เป็น 2 ส่วน คือ ส่วนที่นำก๊าซจากกระบวนการแก๊สซิฟิเคชันไปผลิตกระไฟฟ้าโดยตรงในเครื่องยนต์ ที่คล้ายเครื่องยนต์แอลพีจีหรือเครื่องยนต์เอ็นจีวีในรถยนต์ ซึ่งเมื่อก๊าซเข้าไปเครื่องจะเกิดการสันดาปแล้วไปหมุนมอเตอร์ที่ผลิตกระแสไฟฟ้า แล้วส่งเข้าระบบไฟฟ้าของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟภ.) ภายใต้ระเบียบการรับซื้อไฟฟ้าจากผู้ผลิตไฟฟ้าขนาดเล็กมาก
อีกส่วนของส่วนผลิตพลังงานคือความร้อนที่เกิดจากการสันดาปจะถูกใช้ต่อ โดยนำไปต้มน้ำให้ได้ไอน้ำ แล้วแบ่งไอน้ำไปใช้ 2 ส่วนคือ ไอน้ำส่วนแรกนำไปใช้อบแห้งไม้ยางพาราในโรงผลิตไม้ (ซึ่งเดิมใช้วิธีต้มน้ำให้ได้ไอน้ำสำหรับให้ความร้อนในการอบไม้) และไอน้ำสำหรับใช้ในระบบทำความเย็นแบบดูดซับ (Absorption Chiller) ซึ่งความร้อนจะทำให้สารเคมีในระบบเปลี่ยนสถานะ แล้วทำให้น้ำร้อนเปลี่ยนเป็นน้ำเย็นที่ประมาณ 5 องศาเซลเซียส และนำไปให้ความเย็นภายในสำนักงานแทนเครื่องปรับอากาศได้

เตาผลิตก๊าซเชื้อเพลิงในกระบวนการแก๊สซิฟิเคชันนับเป็นส่วนสำคัยของโรงไฟฟ้า ซึ่งจะทำหน้าผลิตก๊าซสำหรับเครื่องยนต์ผลิตกระแสไฟฟ้า โดยลักษณะเตาเป็นปล่องสูงๆ สำหรับใส่ไม้ที่มีความชื้นไม่เกิน 20% และภายในเตาจะเป็น 4 ส่วน คือ ส่วนทำให้แห้งหรือดรายอิง (Drying) ซึ่งอยู่ด้านบนสุดของเตา ตามมาด้วยส่วนไพโรไลซิส (Pyrolysis) และส่วนออกซิเดชัน (Oxidation) หรือส่วนเผาไหม้ (Combustion) ด้านล่างสุดคือส่วนรีดัคชัน (Reduction)   

ไม้ในส่วนดรายอิงจะอบแห้งตัวเองต่อ ได้เป็นไอน้ำและชีวมวลแห้ง จากนั้นจะไหลลงไปที่ส่วนไพโรไลซิส ซึ่งจะได้รับความร้อนทำให้เกิดก๊าซที่เรียกว่า “ก๊าซไพโรไลซิส” (Pyrolysis) และถ่าน เนื่องจากภายในเตาแก๊สซิฟิเคชันอากาศเข้าไปได้น้อยและไฟจะค่อยๆ ลามเหมือนกระบวนการเผาถ่านที่จะให้อากาศเข้าไปน้อย ในส่วนที่สองนี้จะมีสิ่งสกปรกและน้ำมันทาร์ออกมา จากนั้นจะไหลต่อลงไปส่วนที่สามซึ่งจะอัดอากาศเข้าไปเพื่อให้เกิดการเผาไหม้อากาศหรือออกซิเดชันกับก๊าซที่ได้จากส่วนที่สอง

ก๊าซและถ่านถูกเผาไหม้กลายเป็นถ่านครุแดงๆ เหมือนในเตาถ่าน เกิดเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ เมื่อไหลสู่ส่วนรีดัคชันถ่านแดงๆ จะทำปฏิกิริยากับคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ ได้เป็นคาร์บอนมอนอกไซด์ ไฮโดรเจน และมีเทนหรือก๊าซธรรมชาติ ซึ่งเป็นก๊าซหลักที่เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องผลิตกระแสไฟฟ้า แต่มีสัดส่วนเพียง 30-35% ของก๊าซทั้งหมด ส่วนก๊าซที่เหลือเป็นไนโตรเจน 40-50% และคาร์บอนไดออกไซด์กับก๊าซอื่นๆ

“ก๊าซ 5-6 ชนิดนี้จะอยู่รวมกันเป็นก้อนเดียว และต้องผ่านกระบวนการทำความสะอาดเพื่อกำจัดฝุ่นน้ำมันทาร์ ก่อนส่งเข้าเครื่องยนต์ผลิตกระแสไฟฟ้า ในส่วนของของการทำความสะอาดก๊าซจะใช้น้ำเย็นทำให้น้ำมันทาร์ที่เป็นไอร้อนๆ กลั่นตัว แล้วถูกกรองด้วยขี้เลื่อย ซึ่งช่วยกำจัดความชื้นออกจากก๊าซด้วย เมื่อเข้าสู่เครื่องยนต์ก็ง่ายแล้ว เพราะก๊าซนี้เหมือนก๊าซเชื้อเพลิงเลย มีคุณสมบัติเผาไหม้เครื่องยนต์ได้ เข้าไปสันดาปในกระบอกสูบ และปั่นเป็นกระแสไฟฟ้าออกมา” ดร.นิมิตอธิบาย

กระบวนการที่เกิดขึ้นภายในเตาแก๊สซิฟิเคชันเป็นไปอย่างอัตโนมัติ มีเพียงการควบคุมอัตราการไหลของเชื้อเพลิง และอัดอากาศเข้าไปทำให้เกิดการเผาไหม้ที่ส่วนออกซิเดชัน และกระจายความร้อนไปยังส่วนอื่นๆ ของระบบ นอกจากนี้ในกระบวนการยังทำให้เกิดถ่านที่นำไปใช้ต่อไม่ได้ ซึ่งนำไปผลิตเป็นถ่านสำหรับปิ้งย่างอาหารได้ รวมถึงน้ำส้มควันไม้สำหรับใช้ไล่แมลงต่างๆ อันเป็นผลพลอยได้อีกอย่าง ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับโรงไฟฟ้าถ่านหินแล้ว โรงไฟฟ้าที่ใช้รากไม้ยางพาราเป็นเชื้อเพลิงนี้จะช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้ปีละ 40,000 ตัน โดยต้องลดการผลิตไฟฟ้าจากฟอสซิลเท่ากับปริมาณที่ผลิตได้ในโรงไฟฟ้าชีวมวล

“ถ้าถามว่าการเผาไม้ก็มีคาร์บอนไดออกไซด์เหมือนกันทำไมมันไม่ใช่ก๊าซเรือนกระจก ในเชิงวิชาการมองว่า เมื่อปลูกต้นไม้ คาร์บอนที่เกิดจากโรงไฟฟ้าชีวมวลสามารถย้อนกับมาที่ต้นยางพาราได้ เพราะเมื่อตัดต้นยางแล้วเขาต้องปลูกขึ้นใหม่ คาร์บอนที่เกิดขึ้นจึงถูกต้นยางดูดกลับไปเหมือนเดิม คาร์บอนถูกรีไซเคิลทั้งหมด แต่คาร์บอนไดออกไซด์จากโรงไฟฟ้าถ่านหินคือก๊าซเรือนกระจก เพราะไม่สามารถรีไซเคิลได้ เนื่องจากฟอสซิลถูกสะสมมาหลายล้านปี เราเอามาใช้เพียงวันเดียว ไม่มีทางรีไซเคิลได้หมด ขณะที่ยางพาราใช้เวลาปลูกทดแทนเพียง 25 ปีคาร์บอนก็วนกลับไปหมด” ผู้ประสานงานโครงการ สนช.อธิบาย

ทั้งนี้ แม้ว่าโรงไฟฟ้าของแปลน อีโคเอ็นเนอร์ยี่จะเป็นโรงไฟฟ้าชีวมวลขนาดเล็ก แต่ก็ได้สาธิตให้เห็นว่า สิ่งเหลือทิ้งจากการเกษตรซึ่งมีอยู่เหลือเฟือในเมืองไทยนั้น ยังสร้างมูลค่าและประโยชน์ได้อีกมหาศาล อีกทั้งยังเป็นอีกช่องทางที่เราจะลดการพึ่งพาโรงไฟฟ้าถ่านหินที่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกสู่บรรยากาศได้อีกทาง