ข้อดีและข้อควรพิจารณา ของการใช้ชีวมวลในการผลิตพลังงาน

ในยุคที่การพึ่งพาพลังงานฟอสซิลเริ่มส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและสภาพภูมิอากาศ ชีวมวลได้กลายเป็นทางเลือกที่น่าสนใจในการผลิตพลังงานทดแทนที่ยั่งยืน บทความนี้จะสำรวจลึกถึงความหมาย วิธีการแปลงชีวมวลเป็นพลังงาน ข้อดี ข้อควรพิจารณา และอนาคตของการใช้ชีวมวล

ชีวมวลคืออะไร?

ชีวมวล (Biomass) หมายถึง อินทรียสารที่ได้มาจากพืช สิ่งมีชีวิต หรือสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก ที่ไม่ได้เป็นฟอสซิล สามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้ นอกจากนี้ยังรวมถึงผลิตภัณฑ์ หรือผลิตภัณฑ์พลอยได้ หรือเศษวัสดุเหลือใช้กากของเสียจากภาคเกษตรกรรม และการแปรรูปในอุตสาหกรรมที่ไม่ได้เป็นฟอสซิล ทั้งนี้รวมถึงอินทรียสารที่ได้จากอุตสาหกรรมและขยะของเสียที่ไม่ใช่ฟอสซิล สามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้ จำแนกประเภทแหล่งพลังงานจากชีวมวล ดังนี้:

• แหล่งพลังงานชีวมวลจากพืช ได้แก่ ไม้ชนิดต่าง ๆ ทั้งไม้เนื้ออ่อนและเนื้อแข็ง พืชที่ไม่มีเนื้อไม้ พืชล้มลุก วัชพืชบกและน้ำ วัสดุที่เหลือทิ้งจากการเกษตรและการแปรรูป เช่น เปลือกไม้ ปีกไม้ ขี้เลื่อย ฟางข้าว แกลบ
• แหล่งพลังงานชีวมวลจากสัตว์ ได้แก่ มูลสัตว์ต่าง ๆ เช่น มูลวัว ควาย เป็ด ไก่ และหมู
• แหล่งพลังงานชีวมวลจากขยะและของเหลือทิ้งในโรงงานอุตสาหกรรม เช่น น้ำเสีย กากไขมัน กากน้ำมัน กากน้ำเสีย

ชีวมวลสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงในการเผาไหม้ให้พลังงานได้โดยตรง แต่สมบัติบางประการที่สำคัญของชีวมวล เช่น ค่าความชื้น ค่าความร้อน ค่าความหนาแน่น ทำให้การนำไปใช้ประโยชน์ของชีวมวลไปเพื่อแปรรูปเป็นพลังงานอาจให้ประสิทธิภาพต่ำ หรือไม่สามารถนำมาใช้งานได้โดยตรง

ปัจจุบันมีการนำชีวมวลมาผ่านกระบวนการแปลงสภาพเพื่อให้ชีวมวลมีสมบัติที่เหมาะสมต่อการนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงทั้งที่เป็นของแข็ง ของเหลว และแก๊ส กระบวนการแปรสภาพชีวมวลสามารถจำแนกได้เป็น 3 กระบวนการ ได้แก่ 

• กระบวนการทางกายภาพ (physical process)
• กระบวนการทางเคมีความร้อน (thermochemical process)
• กระบวนการทางชีวภาพ (biological process)

ซึ่งในแต่ละกระบวนการมีการพัฒนาวิธีการและเทคโนโลยีทั้งในรูปของการผลิตเป็นเชื้อเพลิงที่นำไปใช้ใช้ในการผลิตความร้อน หรือเปลี่ยนชีวมวลให้เป็นพลังงานความร้อนสำหรับการผลิตไฟฟ้า หรือผลิตทั้งความร้อนและไฟฟ้าร่วม (combined heat and power) หรือการเปลี่ยนเชื้อเพลิงชีวมวลให้อยู่ในรูปของเชื้อเพลิงเหลวและเชื้อเพลิงแก๊ส เพื่อเป็นเชื้อเพลิงในยานพาหนะหรือกระบวนการผลิตในโรงงานอุตสาหกรรม

ข้อดีของการใช้ชีวมวล

การใช้ชีวมวลเป็นแหล่งพลังงานมีข้อดีหลายประการ:

• ยั่งยืน: พลังงานชีวมวลเป็นพลังงานที่สามารถนำมาใช้งานอย่างไม่มีวันหมด เชื้อเพลิงชีวมวลที่ได้จากพืชมักเป็นการนำพืชหรือเศษวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรที่มีวงจรชีวิตระยะสั้น สามารถปลูกทดแทนได้ในระยะเวลาไม่นาน แตกต่างจากเชื้อเพลิงฟอสซิลที่เกิดขึ้นโดยใช้เวลาหลายพันล้านปี 

• ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก: การใช้พลังงานจากชีวมวลเป็นการใช้พลังงานที่มีการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นศูนย์ (Carbondioxide neutral) เนื่องจากพืชจะดูดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์กลับไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์แสงระหว่างการเจริญเติบโต ในขณะที่การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลทั่วไปจะปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจก ได้แก่ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) ก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ (NO_x) และก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO₂) ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดสภาวะโลกร้อน

• ส่งเสริมการพัฒนาเศรษฐกิจท้องถิ่น: การใช้พลังงานชีวมวลเป็นการช่วยสร้างความเจริญเติบโตทางเศรษฐกิจของประเทศ โดยเฉพาะประเทศไทยที่เป็นประเทศเกษตรกรรม จะช่วยให้เกษตรกรมีความมั่นคงในเรื่องของรายได้จากการขายพืชผลและวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร 

ข้อควรพิจารณา

แม้ว่าการใช้ชีวมวลมีข้อดี แต่ก็มีข้อควรพิจารณาดังนี้:

• ฤดูกาลผลิตและสภาพภูมิอากาศ: ชีวมวลจากวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรบางชนิดอาจจะไม่ได้มีตลอดทั้งปี เช่น ฟางข้าว หรือใบอ้อย ซึ่งจะมีในช่วงฤดูกาลเกี่ยวข้าว หรือฤดูกาลหีบอ้อย เป็นต้น และหากสภาพภูมิอากาศแปรปรวนหรือเกิดภัยพิบัติทางธรรมชาติ จะส่งผลให้ปริมาณผลผลิตทางการเกษตรและชีวมวลเกิดการขาดแคลนบ้างได้ในบางช่วง

• แหล่งของชีวมวลมีลักษณะกระจายตัว: แหล่งของชีวมวลบางชนิดจะกระจัดกระจายอยู่ตามแหล่งเพาะปลูก และชีวมวลบางชนิดมีน้ำหนักเบาและความหนาแน่น (bulk density) ต่ำ ไม่สะดวกต่อการจัดเก็บและนำไปใช้งาน ค่าใช้จ่ายในการเก็บรวบรวมและการขนส่งก็จะยิ่งสูงขึ้น

• องค์ประกอบของชีวมวล: ชีวมวลแต่ละประเภทมีองค์ประกอบและคุณสมบัติเชื้อเพลิงที่แตกต่างกันไป ซึ่งเป็นปัจจัยที่ต้องพิจารณาในการเลือกชีวมวลแต่ละชนิดมาใช้ให้เหมาะสม เช่น ชีวมวลที่มีปริมาณเถ้าสูงจำเป็นต้องมีระบบลำเลียงเถ้าออกจากเตาเผา เป็นต้น

• เทคโนโลยีการแปรสภาพชีวมวลเป็นพลังงาน: การผลิตพลังงานจากชีวมวลต้องการเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพสูงและต้องมีการจัดการทรัพยากรอย่างเหมาะสมเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด ซึ่งเทคโนโลยีการแปรสภาพชีวมวลเป็นพลังงานยังไม่เป็นที่แพร่หลายมากนักและส่วนใหญ่ยังอยู่ระหว่างการวิจัยและพัฒนา ทำให้ราคาของเทคโนโลยียังค่อนข้างสูง

 

ที่มา: พลังงานจากชีวมวล เทคโนโลยีและการประยุกต์ใช้