เรื่องของพลังงาน

คำว่า " พลังงาน " หมายถึง ความสามารถในการทำงานซึ่งมีอยู่ในตัวของสิ่งที่อาจให้งานได้โดยการทำให้วัตถุ หรือธาตุเกิดการเคลื่อนที่หรือเปลี่ยนรูปแบบไปได้ การที่วัตถุเคลื่อนที่จากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้ ก็เพราะมีแรงหรือพลังงานเข้าไปกระทำพลังงานหรือความสามารถในการทำงานได้นี้ นอกจากสิ่งมีชีวิตจะใช้พลังงาน ซึ่งอยู่ในรูปของสารอาหารในการดำรงชีวิตโดยตรงแล้ว สิ่งมีชีวิตยังต้องใช้พลังงานในรูปแบบลักษณะอื่น ๆ ที่เกี่ยวกับการดำรงชีวิตประจำวันอีกในหลายรูปแบบ เช่น ทางด้านแสงสว่าง ความร้อน ไฟฟ้า เป็นต้นทรัพยากรพลังงานทรัพยากรพลังงาน แบ่งได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ ก็คือ

1. พลังงานประเภทที่เกิดทดแทนใหม่ได้ ( พลังงานหมุนเวียน ) ได้แก่ พลังงานจากฟืน และถ่าน แกลบ กากอ้อย พลังงานลม พลังงานจากชีวมวลพลังงานความร้อนใต้พิภพ

ฟืนและถ่าน

เป็นรูปแบบของพลังงานที่มนุษย์รู้จักใช้ก่อนพลังงานอย่างอื่น ๆ ซึ่งปัจจุบันก็ยังใช้ฟืนและถ่านเป็นพลังงานในการหุงต้มอยู่ สำหรับประเทศไทย ป่าไม้เป็นแหล่งพลังงานพื้นฐานของคนไทยการจนกระทั่งปัจจุบัน การตัดไม้จากป่ามาแปรรูปเป็นฟืนและถ่านส่วนใหญ่ใช้เพื่อหุงต้มในครัวเรือนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในเขตชนบทอัตราการทำลายป่าในปัจจุบันชี้

ให้เห็นว่าในอนาคตถ้าหากยังไม่มีการควบคุมป้องกันการทำลายป่าหรือการปลูกป่าให้ทันกับความต้องการใช้แล้ว ก็จะทำให้เกิดปัญหาการขาดแคลนทรัพยากรชนิดนี้อย่างแน่นอน

แกลบ

แกลบได้มาจากผลผลิตของข้าวที่ชาวนาปลูกกันไว้กิน สำหรับในประเทศไทยก็ยังมีการปลูกอยู่มากมายทั่วทุกภาค การนำแกลบมาใช้ทางด้านความร้อน ได้แก่ โรงสีข้าวที่ใช้หม้อไอน้ำ และใช้ฉุดเครื่องเพื่อสีข้าว ใช้ในการเผาอิฐ ใช้ในการหุงต้ม และผลิตถ่านแกลบยังมีอยู่มาก ตราบใดชาวนายังปลูกข้าวอย

ู่แหล่งพลังน้ำ

ประเทศไทยใช้พลังน้ำผลิตกระแสไฟฟ้า โดยการสร้างเขื่อนเริ่มตั้งแต่ปี พ.ศ. 2507 จนถึงปี พ.ศ. 2534 รวมทั้งสิ้น 30 เขื่อน ( ขนาด 1 MW ขึ้นไป ) พลังงานไฟฟ้าที่ได้จากพลังน้ำคิดเป็นร้อยละ 9% ของหลังงานอื่น ๆ ทั้งหมดที่ใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าของประเทศ ( ตารางที่ 1 )

ตารางที่ 1 การใช้เชื้อเพลิงเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้า ( ร้อยละ )

รายงาน
2506
2524
2529
2534
น้ำมันดีเซล
6
1
0
0.3
น้ำมันเตา
86
64
8
25.2
ถ่านหินลิกไนต
8
11
20
26
ก๊าซธรรมชาติ
0
2
50
39.4
พลังน้ำ
0
22
22
9.1




สำหรับรูปแบบของการนำพลังน้ำมาใช้ประโยชน์ในการผลิตกระแสไฟฟ้า สามารถแบ่งตามแหล่งผลิตไฟฟ้าได้ดังนี้

1. โรงไฟฟ้าพลังน้ำ คือ โรงไฟฟ้าที่ใช้แรงดันของน้ำจากเขื่อน อ่างเก็บน้ำหรือน้ำจาก ลำห้วยที่สูง ๆ ไปหมุนเครื่องกังหัน เพื่อเปลี่ยนแรงดันเป็นพลังงานที่ควบคุมได้และใช้พลังงานกลที่ได้นี้ไปหมุนเครื่องผลิตไฟฟ้า เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า

2. โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อน ( พลังไอน้ำ ) คือ โรงไฟฟ้าที่ใช้พลังงานความร้อนเป็นกำลังในการผลิตไฟฟ้า โดยการเผาไหม้เชื้อเพลิงเพื่อต้มน้ำ ให้กลายเป็นไอน้ำที่มีแรงดันสูง ไปขับดันเครื่องกังหันไอน้ำแล้วฉุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าตลอดเวลาเป็นระยะเวลานานก่อนการหยุดเครื่องแต่ละครั้ง

พลังงานแสงอาทิตย์

ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานของโลกที่สำคัญที่สุด พลังงานที่โลกได้รับจากแสงอาทิตย์โดยตรง คือ พลังงานความร้อน และพลังงานแสงสว่าง พลังงานความร้อนจะทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของอากาศ และน้ำเป็นผลทำให้เกิด ลม คลื่น ฝน ซึ่งกลายเป็นแหล่งพลังงานที่เราสามารถนำมาใช้ประโยชน์ สำหรับพลังงานแสงสว่างนั้นสิ่งที่มีชีวิตจำพวกพืชสีเขียว จะได้รับประโยชน์ในการสังเคราะห์แสง ทำให้พืชเจริญเติบโต โดยพลังงานแสงจะเปลี่ยนเป็นพลังงานเคมีและสะสมอยู่ในเนื้อเยื่อตามส่วนต่าง ๆ ของพืชนั่นเองในลักษณะของห่วงโซ่อาหาร และเมื่อพืชและสัตว์ตายลงก็จะเกิดการเน่าเปื่อยผุพังทับถมกันนับเป็นเวลาล้าน ๆ ปี จนกลายเป็นแหล่งพลังงาน ซากสัตว์ คือ ฟอสซิล อันได้แก่ ถ่านหิน น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติต่าง ๆ เดิมเราใช้ประโยชน์จากแสงอาทิตย์ตามสภาพธรรมชาติ เช่น ใช้ในการทำเกลือนอกจากนั้นก็ใช้ในการอบหรือตากผลิตผลทางการเกษตร เช่น การทำเนื้อแห้ง ปลาแห้ง ผลไม้แห้ง และการตากข้าว ข้าวโพด มันสำปะหลัง ปัจจุบันได้มีการศึกษาวิจัย เพื่อที่จะพัฒนาเอาพลังงานจากดวงอาทิตย์มาใช้ โดยการสร้างแผงสำหรับความร้อนหรือเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า ( เซลล์แสงอาทิตย์ ) เพื่อนำไปใช้ในการสูบน้ำ ไฟฟ้าแสงสว่าง โทรทัศน์ เป็นต้น สำหรับชนบทและที่อื่น ๆ ซึ่งส่วนใหญ่ยังอยู่ในการทดลอง ทั้งนี้เพื่อหาทางทดแทนพลังงานประเภทที่ใช้แล้วหมดไป ในอนาคต

2. พลังงานประเภทที่ใช้แล้วหมดไป เช่น น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน ฯลฯ

ก๊าซธรรมชาติ

ก๊าซธรรมชาติ เป็นก๊าซเชื้อเพลิงที่เกิดจากการสลายตัวของซากชีวะภายใต้การทับถมที่มีความร้อนสูงเป็นเวลาหลายล้านล้านปีโดยปกติจะถูกกักเก็บอยู่ในบริเวณชั้นหินปูน ( lime stone ) ซึ่งอยู่เหนือแหล่งของน้ำมันปิโตรเลียม ก๊าซธรรมชาติที่สูบขึ้นมามักจะถูกทำให้อยู่ในรูปของของเหลว เพื่อความสะดวกในการขนส่งก๊าซธรรมชาติที่สูบขึ้นมาได้สามารถนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงได้โดยตลอด หรืออาจใช้เป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี

ถ่านหิน

ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงซากชีวะที่อยู่สถานะของแข็ง สันนิษฐานว่าเกิดจากซากพืชที่ขึ้นอยู่ตามที่ชื้นแฉะเช่น หนองบึง ครั้นเมื่อพืชเหล่านั้นตายลงก็จะทับถมกันอยู่ และเกิดการเปลี่ยนแปลงสลายตัวแบบไม่ใช้ออกซิเจนอย่างช้า ๆ โดยบักเตรี ( bacteria ) ซึ่งจะเปลี่ยนสารเซลลูโลส ( cellulose ) ไปเป็นลิกนิน ( lignin ) ประจวบกับมีการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาที่เกิดจากการทับถมกัน ทำให้การสลายตัวหยุดลง จากการถูกทับถมกันเป็นเวลานาน ๆ ภายใต้ความดันสูง ทำให้น้ำและสารระเหย ( volatile ) ถูกขจัดออกไป ถึงตอนนี้อะตอมไฮโดรเจนจะรวมตัวกับอะตอมคาร์บอนเกิดเป็นสารประกอบไฮโดร์คาร์บอนขึ้นมา

การจำแนกถ่านหิน

ถ่านหินในที่ต่าง ๆ จะมีคุณสมบัติทางเคมีและฟิสิกส์แตกต่างกันตามธรรมชาติของการเกิดอันได้แก่ พรรณพืชเริ่มต้น สภาพทางภูมิศาสตร์และธรณีวิทยา ตลอดจนระยะเวลาที่ถูกทับถมซึ่งประการหลังมีบทบาทมากที่สุด ระยะเวลาที่ถูกทับถมหลังจากการตายของพืชจะมีผลต่อเปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนในถ่านหิน คือยิ่งถูกทับถมเป็นเวลานาน ๆ เปอร์เซนต์ของคาร์บอนในถ่านหินก็ยิ่งมาก ซึ่งจะมีผลต่อคุณภาพและการให้พลังงานด้วย ดังนั้นถ่านหินจึงถูกจำแนกออกเป็น 4 กลุ่มใหญ่ ๆ ตามอายุการเกิดและคุณภาพ คือ

1. พีท ( peat ) เป็นวิวัฒนาการเกิดถ่านหินขึ้นแรก ที่เพิ่งเปลี่ยนสภาพมาจากไม้ โดย ยังปรากฎให้เห็นร่องรอยของเนื้อไม้อยู่มาก มีสีน้ำตาลมีลักษณะพรุนและอ่อนนุ่ม ให้ค่าความร้อนน้อย เมื่อติดไปจะให้ควันมากเนื่องจากมีสารระเหยปนอยู่มาก โดยมากจะใช้เป็นเชื้อเพลิงในโรงจักรผลิตไฟฟ้า

2. ลิกไนต์ ( lignite ) เป็นวิวัฒนาการการเกิดถ่านหินขั้นที่ 2 ที่เปลี่ยนสภาพมาจาก พีท แต่ก็ยังมีคุณสมบัติทางเคมีไม่ต่างไปจากพีทมากนัก จัดได้ว่าเป็นถ่านหินที่มีคุณภาพต่ำมีลักษณะอ่อนแต่ไม่พรุน มีสีต่าง ๆ กันตั้งแต่น้ำตาลอ่อนถึงน้ำตาลแก่ ให้ค่าความร้อนที่ต่ำ ไม่สามารถขนส่งเป็นระยะทางไกล ๆ หรือกองเก็บเป็นเวลานานได้ เพราะถ่านหินสามารถเกิดการติดไฟขึ้นมาเองได้ ( spontaneous combustion ) การนำมาใช้ประโยชน์ค่อนข้างมีขีดจำกัด นอกจากใช้เป็นเชื้อเพลิงในการบ่มใบยาสูบแล้ว ปัจจุบันใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าเท่านั้น เนื่องจากเมื่อนำลิกไนต์มาเผาเป็นเลื้อเพลิงแล้วจะก่อให้เกิดก๊าซหลายชนิดที่เป็นมลพิษ คือ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ ฝุ่นและเถ้าเบา ไฮโดรคาร์บอน ( ควันดำ ) คาร์บอนมอนอกไซด์ ระบบการเผาไหม้ที่เป็นสากลจะต้องติดตั้งอุปกรณ์ดักหรือจับก๊าซพิษนี้ไว้และต้องมีอุปกรณ์ดักฝุ่นที่มีประสิทธิภาพสูงเพื่อลดปริมาณฝุ่นที่จะปล่อยสู่บรรยากาศให้อยุ่ภายในมาตรฐานที่กำหนดแหล่งลิกไนต์ที่สำคัญ ได้แก่ อ. แม่เมาะ จ. ลำปาง จ. กระบี่ และที่ อ. ลี้ จ. ลำพูน

3. บิทูมินัส ( bituminous ) เป็นวิวัฒนาการการเกิดถ่านหินขั้นที่ 3 ที่เปลี่ยนสภาพมาจากลิกไนต์ เป็นถ่านหินที่มีคุณภาพสูง เผาไหม้ให้เปลวไฟสีเหลือง มีควันน้อย มีเถ้าต่ำให้ค่าความร้อนสูงกว่า ถ่านลิกไนต์เนื้อถ่านมีสีดำเป็นมันเงาไม่มีร่องรอยของเนื้อไม้ปรากฎให้เห็น เหมาะสำหรับนำไปใช้ผลิตถ่านโค๊ก เป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในวงการอุตสาหกรรม นิยมใช้เป็นเชื้อเพลิงในโรงงานอุตสาหกรรม

4. แอนทราไซด์ ( anthracite ) เป็นวิวัฒนาการการเกิดถ่านหินขั้นสูงสุดที่เปลี่ยนสภาพมากจากบิทูมินัสเป็นถ่านหินที่มีคุณภาพดีที่สุด มีสีดำเป็นมันวาว มีความแข็งมาก ติดไฟยาก ใช้ระยะเวลาในการเผาไหม้เป็นเวลานาน เวลาเผาไหม้ให้เปลวไฟสีฟ้า ให้ความร้อนสูง มีควันน้อยมากหรือเกือบไม่มีเลย

หินน้ำมัน

หินน้ำมัน เกิดตามแหล่งที่ดึกดำบรรพ์เคยเป็นทะเลสาปมาก่อน แล้วกลับตื้นเขินขึ้น เพราะมีสัตว์และพืชตายทับถมจมอยู่ ซากสัตว์และพืชประกอบด้วยสารอินทรีย์เป็นส่วนใหญ่เมื่อผสมกับหิน ดิน ทราย และถูกอัดแน่นเป็นเวลานานล้าน ๆ ปี ก็กลายเป็นหินน้ำมันขึ้นมา หินน้ำมันมีลักษณะคล้ายหินชนวน มีสีดำแข็ง การนำหินน้ำมันมาใช้เป็นเชื้อเพลิง อาจจะนำมาเผาโดยตรงในเตาเผา แล้วนำลมร้อนที่ได้ไปต้มน้ำ เพื่อหมุนกังหันต่อไป หรืออาจนำหินน้ำมันมาสกัดเอาน้ำมันออกเสียก่อน แล้วจึงค่อยนำน้ำมันดิบที่ได้จากหินน้ำมันนี้ไปกลั่นลำดับส่วน จึงจะได้น้ำมันเชื้อเพลิงชนิดต่าง ๆ แล้วจึงนำไปใช้ประโยชน์เป็นแหล่งพลังงานอีกทีหนึ่ง ซึ่งกรรมวิธีในการผลิตน้ำมันจากถ่านหินค่อนข้างยุ่งยากมากและได้ผลไม่คุ้มค่า จึงยังไม่นิยมผลิตน้ำมันจากหินน้ำมันมาใช้ แหล่งหินน้ำมันที่สำคัญ ได้แก่ ที่ อ. แม่สอด จ. ตาก

ที่มา : เรื่องของพลังงาน, สมาคมพัฒนาคุณภาพสิ่งแวดล้อม