ประเทศไทยมีประชากรส่วนใหญ่อยู่ในภาคการเกษตร และปลูกพืชหลากหลายชนิดตามสภาพภูมิอากาศในแต่ละภาค ทำให้แต่ละปี มีเศษวัสดุเหลือใช้จากการเก็บเกี่ยว หรือจากการแปรรูปผลิตผลทางการเกษตรจำนวนมหาศาล
กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน กระทรวงพลังงาน ประเมินว่าในแต่ละปี จะมีเศษวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร หรือที่เรียกว่า ชีวมวล Biomass ประมาณปีละ 60 ล้านตัน ซึ่งเป็นปริมาณมหาศาลที่ต้องกำจัดทิ้งไป มีเพียงส่วนน้อยเท่านั้นที่จะถูกนำไปใช้ประโยชน์
จากกระแสอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม และลดการใช้พลังงานจากฟอสซิล เช่น น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ และถ่านหิน ทำให้มีการพัฒนาเทคโนโลยี เพื่อนำเศษวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรกลับมาใช้ใหม่ โดยการแปรรูปพลังงานที่ถูกกักเก็บไว้ตามธรรมชาติ ในเศษวัสดุเหล่านี้ ซึ่งเรียกเศษวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรโดยรวมว่า ชีวมวล (Biomass)
ชีวมวล หมายถึง สารอินทรีย์ที่เป็นแหล่งกักเก็บพลังงานจากธรรมชาติ และสามารถนำมาใช้ผลิตพลังงานได้ สารอินทรีย์เหล่านี้ได้มาจากพืชและสัตว์ต่าง ๆ เช่น เศษไม้ วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร ซึ่งเป็นแหล่งกักเก็บพลังงานของพืช ที่ต้องอาศัยแสงอาทิตย์ในการสังเคราะห์แสงและเจริญเติบโต จากนั้นจะแปรเปลี่ยนสภาพเป็นของแข็ง หรือแปรสภาพเป็นของเหลว ที่สามารถนำมาใช้เป็นพลังงานทดแทน แทนพลังงานจากฟอสซิลได้
ชีวมวล (Biomass) จึงจัดเป็นพลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy: RE) ที่สำคัญชนิดหนึ่ง โดยมีการนำชีวมวลมาใช้เป็นพลังงาน โดยมีแหล่งที่มาได้ 2 แหล่ง คือ เศษวัสดุจากการเกษตร และการแปรรูปอุตสาหกรรมเกษตร เพื่อนำมาเป็นเชื้อเพลิงพลังงาน
ชีวมวลที่เกิดขึ้นในพื้นที่หลังจากการเก็บเกี่ยว หรือโค่นต้น เช่น ฟางข้าว ใบอ้อย ยอดอ้อย เหง้ามันสำปะหลัง ยอดใบข้าวโพด ลำต้นข้าวโพด ใบปาล์ม ทางปาล์ม ยอดใบและลำต้นถั่วเหลือง ถั่วเขียว ถั่วลิสง ทะลายมะพร้าว ทางมะพร้าว ใบมะพร้าว ลำต้นปาล์มน้ำมัน ปลายไม้ ตอ ราก และกิ่งก้านไม้ยางพารา
นอกจากนี้ยังมีชีวมวล ที่เกิดขึ้นในกระบวนการของโรงงานอุตสาหกรรม หลังแปรรูปผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร เช่น แกลบ ชานอ้อย ซังข้าวโพด เปลือกมันสำปะหลัง กากมันสำปะหลัง ทะลายปาล์มเปล่า เส้นใยปาล์ม กะลาปาล์ม ปีกไม้ยางพารา ขี้เลื่อยไม้ยางพารา เศษไม้ยางพารา เปลือกมะพร้าว กาบมะพร้าว กะลามะพร้าว และเปลือกมะม่วงหิมพานต์
จากปริมาณชีวมวลที่เกิดขึ้นแต่ละปี ที่มีจำนวนมหาศาล ได้มีการนำชีวมวลเหล่านี้ไปใช้ประโยชน์ โดยเฉพาะการผลิตไฟฟ้า และนำชีวมวลบางประเภทไปใช้เป็นส่วนผสมน้ำมันเชื้อเพลิง หรือไบโอดีเซล ซึ่งกระบวนการแปรรูปไปเป็นพลังงาน มีหลายรูปแบบ
1. การเผาไหม้โดยตรง (Combustion) เป็นการนำชีวมวลมาเผา จะได้ค่าความร้อนที่แตกต่างกันตามชนิดของชีวมวล ความร้อนที่ได้สามารถนำไปใช้ในการผลิตไอน้ำที่มีอุณหภูมิ และความดันสูง ไอน้ำนี้จะถูกนำไปขับกังหันไอน้ำเพื่อผลิตไฟฟ้าต่อไป ชีวมวลประเภทนี้ คือ เศษวัสดุทางการเกษตร และเศษไม้
2. การผลิตก๊าซ (Gasification) เป็นกระบวนการเปลี่ยนเชื้อเพลิงแข็ง หรือชีวมวลด้วยกระบวนการเผาแบบอัดอากาศได้ก๊าซเชื้อเพลิง เรียกว่า ก๊าซสังเคราะห์ (Syngas) มีองค์ประกอบของก๊าซมีเทน ไฮโดรเจน และ คาร์บอนมอนอกไซด์ สามารถนำไปใช้กับเครื่องยนต์ก๊าซ (Gas Engine)
3. การหมัก (Fermentation) เป็นการนำชีวมวลมาหมักด้วยแบคทีเรียในสภาวะไร้อากาศ ชีวมวลจะถูกย่อยสลาย และแตกตัวได้ก๊าซชีวภาพ ที่มีองค์ประกอบของก๊าซมีเทน นำก๊าซมีเทนใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์สำหรับผลิตไฟฟ้า
4. การผลิตเชื้อเพลิงเหลวจากพืช โดยใช้กระบวนการทางชีวภาพ ย่อยสลายแป้ง น้ำตาล และเซลลูโลสจากพืชทางการเกษตร เช่น อ้อย มันสำปะหลัง ให้เป็นเอทานอล เพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์เบนซิน หากนำไปผ่านกระบวนการทางฟิสิกส์และเคมี โดยสกัดน้ำมันออกจากพืชน้ำมัน น้ำมันปาล์ม แล้วนำไปผ่านกระบวนการ Transesterification ก็จะผลิตเป็นไบโอดีเซลออกมา เป็นต้น
ข้อดีของการนำ ชีวมวล Biomass มาเป็นเชื้อเพลิง
การนำ ชีวมวล Biomass มาเป็นเชื้อเพลิงมีข้อดี คือ การเผาไหม้ชีวมวลแม้จะเกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ที่เกิดจากการเผาไหม้ แต่จะถูกหมุนเวียนกลับมาใช้ใหม่โดยพืชเพื่อสังเคราะห์แสง จึงไม่ก่อให้เกิดก๊าซเรือนกระจก และมีกำมะถัน หรือก๊าซซัลเฟอร์ต่ำ ซึ่งไม่สร้างปัญหาเรื่องฝนกรด ขี้เถ้าที่ได้จากการเผา สามารถนำไปเพาะปลูก หรือปรับสภาพดินที่เป็นกรดได้
ในด้านเศรษฐกิจ การเผาชีวมวลเพื่อผลิตไฟฟ้า ช่วยลดภาระในการกำจัดเศษวัสดุ ก่อให้เกิดการสร้างงานในท้องถิ่น ชุมชนมีรายได้เพิ่มขึ้นจากการขายเศษวัสดุทางการเกษตร และยังประหยัดเงินตราต่างประเทศ เนื่องจากไม่ต้องนำเข้าเชื้อเพลิงจากต่างประเทศ
ตาม แผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้าของประเทศไทย พ.ศ. 2561-2580 (PDP 2018 Revision 1) ฉบับปรับปรุงครั้งที่ 1 ที่ได้รับการอนุมัติจากคณะรัฐมนตรี (ครม.) เมื่อวันที่ 20 ตุลาคม 2563 กำหนดเป้าหมายพลังงานหมุนเวียนและพลังงานทดแทน (RE/EE) 24.5%
แต่การผลิตไฟฟ้าของประเทศ ยังผลิตจากก๊าซธรรมชาติมากที่สุด ในสัดส่วน 53.4% ถ่านหินและลิกไนต์ ในสัดส่วน 11.4% และพลังงานน้ำในและต่างประเทศ ในสัดส่วน 10.7% ซึ่งจะเห็นว่าสัดส่วนของพลังงานหมุนเวียนและอนุรักษ์พลังงาน มีสัดส่วนเป็นอันดับ 2 ในสัดส่วน 24.5%
หากจำแนกเฉพาะการผลิตไฟฟ้าชีวมวล ตามแผน PDP 2018 ฉบับปรับปรุงครั้งที่ 1 ได้กำหนดเป้าหมายการผลิตไฟฟ้าจากชีวมวลไว้ที่ 4,694 เมกะวัตต์ โดยมี 17% เป็นกำลังผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน
ณ วันที่ 30 กันยายน 2563 สำนักงานคณะกรรมการกำกับกิจการพลังงาน (สำนักงาน กกพ.) ได้กำกับการจัดหาไฟฟ้าจากพลังงานชีวมวล โดยมีโรงไฟฟ้าชีวมวลที่มีพันธะผูกพันแล้ว 4,082 เมกะวัตต์ มีผู้ผลิต 293 ราย และเป็นการผลิตไฟฟ้าเพื่อใช้เอง (IPS) รวม 913 เมกะวัตต์ มีผู้ผลิต 39 ราย
โรงไฟฟ้าชีวมวลในประเทศไทย นับวันจะมีบทบาทมากขึ้น ตาม แผนพัฒนาพลังงานทดแทนและพลังงานทางเลือก พ.ศ. 2561-2580 (AEDP 2018) กำหนดเป้าหมายรับซื้อไฟฟ้าจากชีวมวล 5,790 เมกะวัตต์ หรือมีสัดส่วนรับซื้อใหม่อยู่ที่ 3,500 เมกะวัตต์ ภายในปี 2580
อ่านข่าวเพิ่มเติม:
- ทำความรู้จักพลังงานหมุนเวียน
- การเกษตรแบบพันธสัญญา เพื่อความยั่งยืนของโรงไฟฟ้าและชุมชน
- ทำความรู้จัก แผนพัฒนาพลังงานทดแทนและพลังงานทางเลือก พ.ศ. 2561-2580 (AEDP 2018)
