Biomass energy

พลงั งานชีวมวล เรียบเรียงโดยนาย พรี พล บวรอครโยธิน สาขาวชิ า ช่าไฟฟ้ ากาลงั วทิ ยาลยั เทคนิคสุโขทยั

พลงั งานชีวมวล ชีวมวล(Biomass) คือ สารอินทรียท์ ่ีเป็นแหล่งกกั เกบ็ พลงั งานจากธรรมชาติและสามารถนามาใชผ้ ลิตพลงั งานได้ สารอินทรียเ์ หล่าน้ีไดม้ าจากพืชและสตั วต์ ่างๆเช่น เศษไม้ ขยะ วสั ดุเหลือใชท้ างการเกษตร การใชง้ านชีวมวลเพ่ือทาใหไ้ ด้พลงั งานอาจจะทาโดย นามาเผาไหมเ้ พ่ือนาพลงั งานความร้อนที่ไดไ้ ปใช้ ในกระบวนการผลิตไฟฟ้ าทดแทนพลงั งานจากฟอสซิล (เช่น น้ามนั ) ซ่ึงมีอยอู่ ยา่ งจากดัและอาจหมดลงได้ ชีวมวลเล่าน้ีมีแหล่งที่มาต่างๆ กนั อาทิ พชื ผลทางการเกษตร(agricultural crops) เศษวสั ดุเหลือทิง้ การเกษตร (agricultural residues) ไมแ้ ละเศษไม้(wood and wood residues) หรือของเหลือจากจากอุตสาหกรรมและชุมชน ตวั อยา่ งเช่น -แกลบ ไดจ้ ากการสีขา้ วเปลือก -ชานออ้ ย ไดจ้ ากการผลิตน้าตาลทราย -เศษไม้ ไดจ้ ากการแปรรูปไมย้ างพาราหรือไมย้ คู าลิปตสั เป็นส่วนใหญ่

และบางส่วนไดจ้ ากสวนป่ าท่ีปลกู ไว้ -กากปาลม์ ไดจ้ ากการสกดั น้ามนั ปาลม์ ดิบออกจากผลปาลม์ สด -กากมนั สาปะหลงั ไดจ้ ากการผลิตแป้ งมนั สาปะหลงั -ซงั ขา้ วโพด ไดจ้ ากการสีขา้ วโพดเพ่ือนาเมลด็ ออก -กาบและกะลามะพร้าว ไดจ้ ากการนามะพร้าวมาปลอกเปลือกออกเพ่ือนาเน้ือ มะพร้าวไปผลิตกะทิ และน้ามนั มะพร้าว -ส่าเหลา้ ไดจ้ ากการผลิตแอลกอฮอลเ์ ป็นตน้พลงั งานชีวมวล (Bio-energy) หมายถึง พลงั งานที่ไดจ้ ากชีวมวลชนิดต่างๆ โดยกระบวนการแปรรูปชีวมวลไปเป็นพลงั งานรูปแบบต่างๆ กระบวนการแปรรูปชีวมวลไปเป็ นพลงั งานรูปแบบต่างๆ 1.การเผาไหมโ้ ดยตรง (combustion) เม่ือนาชีวมวลมาเผา จะไดค้ วามร้อนออกมาตามคา่ ความร้อนของชนิดชีวมวล ความร้อนที่ไดจ้ ากการเผาสามารถนาไปใชใ้ นการผลิตไอน้าท่ีมีอุณหภูมิและความดนั สูง ไอน้าน้ีจะถกู นาไปขบั กงั หนั ไอน้าเพื่อผลิตไฟฟ้ าต่อไป ตวั อยา่ งชีวมวลประเภทน้ีคือ เศษวสั ดุทางการเกษตร และเศษไม้ 2.การผลิตกา๊ ซ (gasification) เป็นกระบวนการเปล่ียนเช้ือเพลิงแขง็ หรือชีวมวลให้เป็นแก๊สเช้ือเพลิง เรียกวา่ แก๊สชีวภาพ (biogas) มีองคป์ ระกอบของแกส๊ มีเทนไฮโดรเจน และ คาร์บอนมอนอกไซด์ สามารถนาไปใชก้ บั กงั หนั แก๊ส(gas turbine) 3.การหมกั (fermentation) เป็นการนาชีวมวลมาหมกั ดว้ ยแบคทีเรียในสภาวะไร้อากาศ ชีวมวลจะถูกยอ่ ยสลายและแตกตวั เกิดแก๊สชีวภาพ (biogas) ท่ีมีองคป์ ระกอบของแก๊สมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์ แก๊สมีเทนใชเ้ ป็นเช้ือเพลิงในเคร่ืองยนต์สาหรับผลิตไฟฟ้ า

4.การผลิตเช้ือเพลิงเหลวจากพชื มีกระบวนการที่ใชผ้ ลิตดงั น้ี 4.1 กระบวนการทางชีวภาพ ทาการยอ่ ยสลายแป้ ง น้าตาล และเซลลโู ลสจากพืชทางการเกษตร เช่น ออ้ ย มนั สาปะหลงั ใหเ้ ป็นเอทานอล เพ่ือใชเ้ ป็นเช้ือเพลิงเหลวในเครื่องยนตเ์ บนซิน 4.2 กระบวนการทางฟิ สิกส์และเคมี โดยสกดั น้ามนั ออกจากพืชน้ามนั จากน้นั นาน้ามนั ที่ไดไ้ ปผา่ นกระบวนการ transesterification เพื่อผลิตเป็นไบโอดีเซล 4.3 กระบวนการใชค้ วามร้อนสูง เช่นกระบวนการไพโรไลซิส เมื่อวสั ดุทางการเกษตรไดค้ วามร้อนสูงในสภาพไร้ออกซิเจน จะเกิดการสลายตวั เกิดเป็นเช้ือเพลิงในรูปของเหลวและแก๊สผสมกนั เทคโนโลยพี ลงั งานชีวมวล -การสนั ดาป (Combustion Technology) การสนั ดาปเป็นปฏิกิริยาการรวมตวั กนัของเช้ือเพลิงกบั ออกซิเจนอยา่ งรวดเร็วพร้อมเกิดการลุกไหมแ้ ละคายความร้อน ในการเผาไหมส้ ่วนใหญ่จะไม่ใชอ้ อกซิเจนลว้ นๆ แตจ่ ะใชอ้ ากาศแทนเน่ืองจากอากาศมีออกออกซิเจนอยู่ 21% โดยปริมาณ หรือ 23% โดยน้าหนกั -การผลิตเช้ือเพลิงเหลว (Liquidification Technology) -การผลิตก๊าซเช้ือเพลิง (Gasification Technology) กระบวนการ Gasification เป็นกระบวนการเปลี่ยนแปลงพลงั งานที่มีอยใู่ นชีวมวลที่สาคญั กระบวนการหน่ึงของการเปลี่ยนแปลงแบบ Thermal Conversion โดยมีส่วนประกอบของ Producer gas ท่ีสาคญัไดแ้ ก่ ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ไฮโดรเจน (H2) และมีเทน (CH4) -การผลิตก๊าซโดยการหมกั (Anaerobic Digestion Technology) การผลิตก๊าซจากชีวมวลทางเคมีดว้ ยการยอ่ ยสลายสารอินทรียใ์ นท่ีไม่มีอากาศหรือไม่มีออกซิเจนซ่ึงเรียกวา่ ก๊าซชีวภาพ (Biogas) ไดก้ ๊าซมีเทน (CH4) และกา๊ ซคาร์บอนไดออกไซด์(CO2) เป็นหลกั

-การผลิตไฟฟ้ าโดยใชช้ ีวมวลเป็นเช้ือเพลิง -เตาแก๊สชีวมวล เตาแก๊สชีวมวลเป็นเตาที่จดั สร้างข้ึนเพื่อใชส้ าหรับการหุงตม้อาหารในครัวเรือน โดยใชเ้ ศษไมแ้ ละเศษวสั ดุเหลือใชท้ างการเกษตรเป็นเช้ือเพลิงโดยมีหลกั การทางานแบบการผลิตแก๊สเช้ือเพลิงจากชีวมวล (Gasifier) แบบอากาศไหลข้ึน (Updraf Gasifier) เป็นการเผาไหมเ้ ช้ือเพลิงในท่ีที่จากดั ปริมาณอากาศใหเ้ กิดความร้อนบางส่วนแลว้ ไปเร่งปฏิกริยาต่อเน่ืองอ่ืนๆ เพ่ือเปล่ียนเช้ือเพลิงแขง็ ให้กลายเป็นแก๊สเช้ือเพลิง ท่ีสามารถติดไฟได้ ไดแ้ ก่ แก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO)แก๊สไฮโดรเจน (H2) และแก๊สมีเธน (CH2) เป็นตน้เรานาพลงั งานชีวมวลมาใช้ได้อย่างไร ? เราสามารถนาพลงั งานจากชีวมวลมาใชไ้ ด้โดยกระบวนการท่ีใชค้ วามร้อน และกระบวนการชีวภาพ การใชพ้ ลงั งานชีวมวลโดยกระบวนการที่ใชค้ วามร้อน เราจะเห็นไดท้ ว่ั ไปในลกั ษณะของการนาถ่านไม้ หรือฟื นมาจุดไฟ เพื่อใหเ้ กิดความร้อน สาหรับนาไปใชใ้ นการหุงตม้ อาหาร หรือประโยชนใ์ นดา้ นอื่น ๆ แต่ปัญหาท่ีเกิดข้ึนในปัจจุบนั คือ การขาดทรัพยากรป่ าไม้ ถ่าน และฟื น หาไดย้ าก และมีราคาแพงข้ึน ดงั น้นั เราจึงจาเป็นตอ้ งพฒั นาการใชพ้ ลงั งานจากชีวมวลให้มีประสิทธิภาพสูงสุด และใหม้ ีการสูญเสียพลงั งานโดยเปล่าประโยชนใ์ หน้ อ้ ยที่สุด เชือ้ เพลงิ เขยี วอดั แท่ง ไดม้ ีการพฒั นาเพ่ือผลิตกอ้ นชีวมวล หรือท่ีเรียกวา่เช้ือเพลิงเขียวอดั แท่ง โดยวสั ดุเหลือทิ้ง เช่น แกลบ ชานออ้ ย มนั สาปะหลงั ผกั ตบชวา

มาใส่เครื่องสบั เพือ่ สบั ใหล้ ะเอียด ผสมคลุกเคลา้ กนั ใหไ้ ดส้ ดั ส่วน และมีความช้ืนที่พอเหมาะ นาไปอดั เป็นแท่ง จากน้นั จึงนาไปตากแดด หรือเขา้ ตูอ้ บใหแ้ หง้ แทง่ อดั ชีวมวลที่ไดจ้ ะมีรูพรุนมาก จึงมีพืนผวิ สาหรับใหเ้ ผาไหมม้ าก ทาใหจ้ ุดติดไฟไดง้ ่าย และใหค้ วามร้อนสูง เตาหุงต้มซุปเปอร์อ้งั โล่ประสิทธิภาพสูง เตาเป็นอุปกรณส์ าคญั ท่ีเกี่ยวขอ้ งโดยตรงกบั การใชพ้ ลงั งานชีวภาพมากยง่ิ ข้ึน เรานาเตาหุงตม้ ท่ีใชก้ นั ทว่ั ไป หรือเรียกวา่\"เตาอ้งั โล่\" มาพฒั นาเป็นเตาหุงตม้ ซูเปอร์อ้งั โล่ ใหม้ ีลกั ษณะรูปร่างเพรียว น้าหนกั เบาสะดวกในการเคลื่อนยา้ ย ปากเตาลาดเอียง สามารถวางหมอ้ ไดถ้ ึง 9 ขนาด ต้งั แต่เบอร์16-32 ปรับปรุงใหช้ ่องใส่ถ่านมีขนาดพอเหมาะสาหรับการปรุงอาหาร เพ่ือลดการใช้เช้ือเพลิงมากเกินความจาเป็น ส่วนขอบเตาเสมอกนั โดยรอบ มีฉนวนกนั ความร้อนอยา่ งหนาอยรู่ ะหวา่ งตวั เตากบั เปลือกเตา เพ่ือลดการสูญเสีย ความร้อนไปยงั อากาศภายนอกโดยเปลา่ ประโยชน์ รวมท้งั ออกแบบและผลิตรูรังผ้งึ ใหม้ ีขนาดเลก็ และเรียวเพื่อใหส้ ามารถดูดอากาศไดด้ ี ช่วยใหไ้ ฟติดง่ายและเร็ว เผาไหมส้ มบูรณ์ ใหค้ วามร้อนสูงอยา่ งต่อเน่ือง

แก๊สชีวมวล นอกจากน้ี ยงั มีการนาชีวมวลมาเผาไหมใ้ นอปุ กรณ์ท่ีมีอากาศจากดั เพื่อใหเ้ กิดเป็นแก๊สเช้ือเพลิง แลว้ นาแกส๊ ท่ีไดจ้ ากการเผาไหมไ้ ปผา่ นอุปกรณ์ต่าง ๆ เพ่ือกรองและขจดั ส่ิงเจือปนออก แก๊สท่ีไดน้ ้ีเรียกวา่ \"แก๊สชีวมวล\" สามารถนาไปใชก้ บั เคร่ืองยนตส์ นั ดาปภายในได้ แก๊สชีวภาพ การใชพ้ ลงั งานชีวมวลอีกลกั ษณะหน่ึงท่ีสามารถทาได้ โดยกระบวนการทางชีวภาพคือ การนามลู สตั ว์ ขยะ น้าเสีย มาหมกั สภาพท่ีไม่มีอากาศปล่อยใหเ้ กิดกระบวนการยอ่ ยสลายตามธรรมชาติ ซ่ึงจะทาใหไ้ ดแ้ ก๊สชีวภาพ สาหรับนาไปใชเ้ ป็นเช้ือเพลิง แอลกอฮอล์ การผลิตเอทธิลแอลกอฮอลจ์ ากผลผลิต หรือผลพลอยไดข้ องพืชจาพวกแป้ งและน้าตาล เช่น ขา้ วโพด ขา้ ว ออ้ ย มนั สาปะหลงั หรือกากน้าตาล กเ็ ป็นวิธีหน่ึงของการนาพลงั งานจากชีวมวลมาใช้ เอทธิลแอลกอฮอลส์ ามารถนาไปผสมในเคร่ืองดื่มท่ีมีแอลกอฮอล์ นาไปใชท้ ายารักษาโรค เป็นเช้ือเพลิง และนาไปผสมกบัน้ามนั เบนซิน เพ่ือใชก้ บั เคร่ืองยนตบ์ างประเภทได้ การใช้พลงั งานจากชีวมวล รู้จกั ใชเ้ พือ่ โอกาสการไดใ้ ช้ ชีวมวลเป็นสิ่งที่มีอยู่ทวั่ ๆ ไปในประเทศของเรา การรู้จกั นามาใชใ้ นลกั ษณะต่าง ๆ อยา่ งมีประสิทธิภาพเป็นการเพ่ิมโอกาสใหไ้ ดใ้ ชม้ ากข้ึน เป็นความจริงท่ีวา่ เรายงั จาเป็นตอ้ งนาพลงั งานจากชีวมวลมาใช้ และยง่ิ จานวนประชากรเพ่ิมมากข้ึนเท่าใด การใชพ้ ลงั งานจากชีวมวลกย็ งิ่เพ่ิมข้ึนเท่าน้นั ในขณะเดียวกนั ชีวมวลบางประเภท เช่น ป่ าไม้ กาลงั จะสูญหาย และลดลงอยา่ งรวดเร็ว ดงั น้นั หากเราไม่รู้จกั นามาใชก้ นั อยา่ งมีประสิทธิภาพแลว้ เวลาและโอกาสท่ีเราจะไดใ้ ชก้ จ็ ะลดนอ้ ยลงอยา่ งรวดเร็วเช่นกนัBiomass ชีวมวล

ชีวมวล (Biomass) คือ สารอินทรียท์ ี่เป็นแหล่งกกั เกบ็ พลงั งานจากธรรมชาติและสามารถนามาใชผ้ ลิต พลงั งานได้ สารอินทรียเ์ หล่าน้ีไดม้ าจากพืชและสตั วต์ ่างๆเช่น เศษไม้ ขยะ วสั ดุเหลือใชท้ างการเกษตร การใชง้ านชีวมวลเพื่อทาใหไ้ ดพ้ ลงั งานอาจจะทาโดย นามาเผาไหมเ้ พ่ือนาพลงั งานความร้อนที่ไดไ้ ปใชใ้ นกระบวนการผลิตไฟฟ้ าทดแทน พลงั งานจากฟอสซิล (เช่น น้ามนั ) ซ่ึงมีอยอู่ ยา่ งจากดั และอาจหมดลงได้ชีวมวลเล่าน้ีมีแหล่งที่มาต่างๆ กนั อาทิ พืชผลทางการเกษตร (agricultural crops) เศษวสั ดุเหลือทิ้งการเกษตร (agricultural residues) ไมแ้ ละเศษไม้ (wood and woodresidues) หรือของเหลือจากจากอุตสาหกรรมและชุมชนRead more: Biomass ชีวมวล  เทคโนโลยพี ลงั งานชีวมวล เทคโนโลยกี ารผลิตพลงั งานจากชีวมล มีหลายประเภท อาทิ การสนั ดาป การผลิตเช้ือเพลิงเหลว การผลิตก๊าซเช้ือเพลิง การผลิตก๊าซโดยการหมกั การผลิตไฟฟ้ าโดยใชช้ ีวมวลเป็นเช้ือเพลิง เตาแก๊สชีวมวล เป็นตน้การสนั ดาป (Combustion Technology) การสนั ดาปเป็นปฏิกิริยาการรวมตวั กนั ของเช้ือเพลิงกบั ออกซิเจนอยา่ งรวดเร็วพร้อมเกิดการลุกไหมแ้ ละคายความร้อน ในการเผาไหมส้ ่วนใหญ่จะไม่ใชอ้ อกซิเจนลว้ นๆ แต่จะใชอ้ ากาศแทนเน่ืองจากอากาศมีออกซิเจนอยู่ 21%โดยปริมาณ หรือ 23%โดยน้าหนกัเช้ือเพลิงชีวมวลประกอบดว้ ยธาตุต่างๆ ดงั น้ี คือคาร์บอน(C) ออกซิเจน(O2)

ไฮโดรเจน (H2) และธาตุอื่นๆ ที่สาคญั ไดแ้ ก่ ไนโตรเจน(N) และซลั เฟอร์(S) เน่ืองจากจะทาใหเ้ กิดก๊าซไนโตรเจนออกไซด(์ NOX)และซลั เฟอร์ไดออกไซด(์ SO2) ซ่ึงเป็นก๊าซที่มีผลกระทบต่อส่ิงแวดลอ้ ม เมื่อเกิดการเผาไหมท้ ี่อุณหภูมิท่ีเหมาะสม เม่ือนาเช้ือเพลิงชีวมวลมาเผาไหมจ้ ะมีข้นั ตอนการเกิดปฏิกิริยาดงั น้ีRead more: เทคโนโลยีพลงั งานชีวมวล  กระบวนการแปรรูปชีวมวลกระบวนการแปรรูปชีวมวลไปเป็นพลงั งานรูปแบบต่างๆ 1.การเผาไหม้โดยตรง (combustion) เมื่อนาชีวมวลมาเผา จะไดค้ วามร้อนออกมาตามค่าความร้อนของชนิดชีวมวล ความร้อนที่ไดจ้ ากการเผาสามารถนาไปใช้ในการผลิตไอน้าที่มีอุณหภมู ิและความ ดนั สูง ไอน้าน้ีจะถูกนาไปขบั กงั หนั ไอน้าเพอ่ืผลิตไฟฟ้ าต่อไป ตวั อยา่ งชีวมวลประเภทน้ีคือ เศษวสั ดุทางการเกษตร และเศษไม้ 2.การผลติ ก๊าซ (gasification) เป็น กระบวนการเปลี่ยนเช้ือเพลิงแขง็ หรือชีวมวลใหเ้ ป็นแก๊สเช้ือเพลิง เรียกวา่ แก๊สชีวภาพ (biogas) มีองคป์ ระกอบของแก๊สมีเทนไฮโดรเจน และ คาร์บอนมอนอกไซด์ สามารถนาไปใชก้ บั กงั หนั แก๊ส(gas turbine)Read more: กระบวนการแปรรูปชีวมวล