
ชีวมวล(Biomass)
คือ สารอินทรีย์ที่เป็นแหล่งกักเก็บพลังงานจากธรรมชาติและสามารถนำมาใช้ผลิตพลังงานได้
สารอินทรีย์เหล่านี้ได้มาจากพืชและสัตว์ต่างๆ
เช่น เศษไม้
ขยะ วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร
การใช้งานชีวมวลเพื่อทำให้ได้พลังงานอาจจะทำโดย
นำมาเผาไหม้เพื่อนำพลังงานความร้อนที่ได้ไปใช้ในกระบวนการผลิตไฟฟ้าทดแทนพลังงานจากฟอสซิล
(เช่น น้ำมัน)
ซึ่งมีอยู่อย่างจำกัดและอาจหมดลงได้
ชีวมวลเล่านี้มีแหล่งที่มาต่างๆ
กัน อาทิ พืชผลทางการเกษตร
(agricultural crops) เศษวัสดุเหลือทิ้งการเกษตร
(agricultural residues) ไม้และเศษไม้
(wood and wood residues) หรือของเหลือจากจากอุตสาหกรรมและชุมชน
ตัวอย่างเช่น
-แกลบ ได้จากการสีข้าวเปลือก
-ชานอ้อย ได้จากการผลิตน้ำตาลทราย
-เศษไม้ ได้จากการแปรรูปไม้ยางพาราหรือไม้ยูคาลิปตัสเป็นส่วนใหญ่
และบางส่วนได้จากสวนป่าที่ปลูกไว้
-กากปาล์ม ได้จากการสกัดน้ำมันปาล์มดิบออกจากผลปาล์มสด
-กากมันสำปะหลัง
ได้จากการผลิตแป้งมันสำปะหลัง
-ซังข้าวโพด
ได้จากการสีข้าวโพดเพื่อนำเมล็ดออก
-กาบและกะลามะพร้าว
ได้จากการนำมะพร้าวมาปลอกเปลือกออกเพื่อนำเนื้อมะพร้าวไปผลิตกะทิ
และน้ำมันมะพร้าว
-ส่าเหล้า ได้จากการผลิตแอลกอฮอล์เป็นต้น
พลังงานชีวมวล
(Bio-energy) หมายถึง
พลังงานที่ได้จากชีวมวลชนิดต่างๆ
โดยกระบวนการแปรรูปชีวมวลไปเป็นพลังงานรูปแบบต่างๆ
กระบวนการแปรรูปชีวมวลไปเป็นพลังงานรูปแบบต่างๆ
1.การเผาไหม้โดยตรง
(combustion) เมื่อนำชีวมวลมาเผา
จะได้ความร้อนออกมาตามค่าความร้อนของชนิดชีวมวล
ความร้อนที่ได้จากการเผาสามารถนำไปใช้ในการผลิตไอน้ำที่มีอุณหภูมิและความดันสูง
ไอน้ำนี้จะถูกนำไปขับกังหันไอน้ำเพื่อผลิตไฟฟ้าต่อไป
ตัวอย่างชีวมวลประเภทนี้คือ
เศษวัสดุทางการเกษตร
และเศษไม้
2.การผลิตก๊าซ
(gasification) เป็นกระบวนการเปลี่ยนเชื้อเพลิงแข็งหรือชีวมวลให้เป็นแก๊สเชื้อเพลิง
เรียกว่าแก๊สชีวภาพ
(biogas) มีองค์ประกอบของแก๊สมีเทน
ไฮโดรเจน และ
คาร์บอนมอนอกไซด์
สามารถนำไปใช้กับกังหันแก๊ส(gas
turbine)
3.การหมัก
(fermentation) เป็นการนำชีวมวลมาหมักด้วยแบคทีเรียในสภาวะไร้อากาศ
ชีวมวลจะถูกย่อยสลายและแตกตัว
เกิดแก๊สชีวภาพ(biogas)
ที่มีองค์ประกอบของแก๊สมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์
แก๊สมีเทนใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์สำหรับผลิตไฟฟ้า
4.การผลิตเชื้อเพลิงเหลวจากพืช
มีกระบวนการที่ใช้ผลิตดังนี้
4.1
กระบวนการทางชีวภาพ
ทำการย่อยสลายแป้ง
น้ำตาล และเซลลูโลสจากพืชทางการเกษตร
เช่น อ้อย มันสำปะหลัง
ให้เป็นเอทานอล
เพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงเหลวในเครื่องยนต์เบนซิน
4.2
กระบวนการทางฟิสิกส์และเคมี
โดยสกัดน้ำมันออกจากพืชน้ำมัน
จากนั้นนำน้ำมันที่ได้ไปผ่านกระบวนการ
transesterification เพื่อผลิตเป็นไบโอดีเซล
4.3
กระบวนการใช้ความร้อนสูง
เช่นกระบวนการไพโรไลซิส
เมื่อวัสดุทางการเกษตรได้ความร้อนสูงในสภาพไร้ออกซิเจน
จะเกิดการสลายตัว
เกิดเป็นเชื้อเพลิงในรูปของเหลวและแก๊สผสมกัน
เทคโนโลยีพลังงานชีวมวล
-การสันดาป
(Combustion Technology) การสันดาปเป็นปฏิกิริยาการรวมตัวกันของเชื้อเพลิงกับออกซิเจนอย่างรวดเร็วพร้อมเกิดการลุกไหม้และคายความร้อน
ในการเผาไหม้ส่วนใหญ่จะไม่ใช้ออกซิเจนล้วนๆ
แต่จะใช้อากาศแทนเนื่องจากอากาศมีออกซิเจนอยู่
21% โดยปริมาณ หรือ
23% โดยน้ำหนัก
-การผลิตเชื้อเพลิงเหลว
(Liquidification Technology)
-การผลิตก๊าซเชื้อเพลิง
(Gasification Technology) กระบวนการ
Gasification เป็นกระบวนการเปลี่ยนแปลงพลังงานที่มีอยู่ในชีวมวลที่สำคัญกระบวนการหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงแบบ
Thermal Conversion โดยมีส่วนประกอบของ
Producer gas ที่สำคัญได้แก่
ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์
(CO) ไฮโดรเจน (H2) และมีเทน
(CH4)
-การผลิตก๊าซโดยการหมัก
(Anaerobic Digestion Technology) การผลิตก๊าซจากชีวมวลทางเคมีด้วยการย่อยสลายสารอินทรีย์ในที่ไม่มีอากาศหรือไม่มีออกซิเจนซึ่งเรียกว่า
ก๊าซชีวภาพ
(Biogas) ได้ก๊าซมีเทน
(CH4) และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
(CO2) เป็นหลัก
-การผลิตไฟฟ้าโดยใช้ชีวมวลเป็นเชื้อเพลิง
-เตาแก๊สชีวมวล
เตาแก๊สชีวมวลเป็นเตาที่จัดสร้างขึ้นเพื่อใช้สำหรับการหุงต้มอาหารในครัวเรือน
โดยใช้เศษไม้และเศษวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรเป็นเชื้อเพลิง
โดยมีหลักการทำงานแบบการผลิตแก๊สเชื้อเพลิงจากชีวมวล
(Gasifier) แบบอากาศไหลขึ้น
(Updraf Gasifier) เป็นการเผาไหม้เชื้อเพลิงในที่ที่จำกัดปริมาณอากาศให้เกิดความร้อนบางส่วนแล้วไปเร่งปฏิกริยาต่อเนื่องอื่นๆ
เพื่อเปลี่ยนเชื้อเพลิงแข็งให้กลายเป็นแก๊สเชื้อเพลิง
ที่สามารถติดไฟได้
ได้แก่ แก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์
(CO) แก๊สไฮโดรเจน
(H2) และแก๊สมีเธน
(CH2) เป็นต้น
|