ดูหนังออนไลน์
Environmental Sustainability

ศักยภาพพืชพลังงาน ‘หญ้าเนเปียร์’ ในการผลิตไฟฟ้า

หญ้าเนเปียร์ หรือ ชาวบ้านทั่วไปเรียกว่า หญ้าเลี้ยงช้าง สามารถปลูกได้ทุกภูมิภาคของประเทศไทย ให้ผลผลิตสูงและใช้เงินในการลงทุนเพาะปลูกต่ำ เหมาะกับการปลูกในพื้นที่ ที่ไม่เหมาะกับการทำการเกษตรอื่น ๆ ถือเป็นพืชทางเลือกที่สำคัญในการจะช่วยสร้างรายได้ให้กับเกษตรกรในพื้นที่ ที่ไม่สามารถปลูกพืชเศรษฐกิจหลักของประเทศได้

หญ้าเนเปียร์ เป็นหญ้าเขตร้อน มีใบหนาและกว้าง ได้มีการนำเข้ามาปลูกในประเทศไทย ประมาณ 30 ปีมาแล้ว และที่นิยมปลูกในประเทศไทยมีอยู่ 3 สายพันธุ์ คือ หญ้าเนเปียร์ธรรมดา หญ้าเนเปียร์ยักษ์ (King Grass) และหญ้าเนเปียร์แคระ (Mott Dwarf Elephant Grass) เป็นหญ้าที่ดอกไม่ติดเมล็ด จึงไม่เป็นปัญหาการเป็นวัชพืช เกษตรกรปลูกไว้สำหรับเลี้ยงสัตว์เคี้ยวเอื้อง มีผลผลิตสูงเฉลี่ย 40–80 ตันสดต่อไร่ต่อปี และมีคุณค่าทางอาหารสูง เป็นพืชชอบแสงเต็มที่ ดินดี มีน้ำเพียงพอ แต่ไม่ท่วมขัง การเตรียมดินและการปลูกเหมือนการปลูกอ้อย ปลูกครั้งเดียวสามารถเก็บเกี่ยวได้นานถึง 6–7 ปี

ศักยภาพพืชพลังงาน หญ้าเนเปียร์ ในการผลิตไฟฟ้า

จากการศึกษาพบว่า หญ้าเนเปียร์ เป็นหนึ่งในพืชพลังงาน เมื่อนำมาหมักแล้วจะได้ปริมาณก๊าซมีเทนสูงกว่าหญ้าชนิดอื่น เนื่องจากมีโครงสร้างของสารอาหารที่เหมาะแก่การเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดก๊าซ สามารถผลิตเป็นก๊าซไบโอมีเทนอัด (Compressed Bio Gas : CBG) ที่สามารถนำมาใช้ทดแทนก๊าซแอลพีจี (LPG) และก๊าซเอ็นจีวี (NGV) นอกจากนี้ยังใช้เป็นก๊าซหุงต้มในครัวเรือนและนำมาผลิตไฟฟ้าได้ด้วย

การผลิตพลังงานจากหญ้าเนเปียร์ มี 2 รูปแบบ คือ

1. การเผาโดยตรง หลังผ่านกระบวนการลดความชื้น ในโรงไฟฟ้าชีวมวล
2. การผลิตเป็นก๊าซชีวภาพ ด้วยการหมักเป็นก๊าซ

การผลิตพลังงานจากหญ้าเนเปียร์ด้วยขั้นตอนการผลิตก๊าซชีวภาพ จากนั้นนำก๊าซชีวภาพที่ได้ไปใช้ประโยชน์เป็นพลังงาน นับเป็นวิธีการใช้ประโยชน์จากหญ้าเนเปียร์ที่ได้รับความนิยมและคุ้มค่ามากที่สุด แม้ว่าการนำหญ้าเนเปียร์ไปเผาไหม้โดยตรงในเตาเผาของโรงไฟฟ้าชีวมวลสามารถทำได้ แต่เนื่องจากค่าความชื้นสูง ทำให้ประสิทธิภาพในการผลิตความร้อนต่ำ อีกทั้งเทคโนโลยีการเผาเชื้อเพลิงโดยตรงเหมาะสำหรับเชื้อเพลิงแห้ง

สถาบันวิจัยและพัฒนาพลังงานนครพิงค์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ได้รับการสนับสนุนจาก สำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน (สนพ.) กระทรวงพลังงาน ทำการวิจัยหญ้าที่เหมาะเป็นพืชพลังงาน จำนวน 20 ชนิด พบว่า

หญ้าเนเปียร์ปากช่อง 1 เป็นสายพันธุ์ผสมที่เกิดจากการผสมข้ามสายพันธุ์ ระหว่าง หญ้าเนเปียร์ยักษ์ และ หญ้าไข่มุก สามารถเก็บเกี่ยวได้ปีละ 5–6 ครั้ง ให้ผลผลิตต่อไร่สูงสุดประมาณ 70–80 ตันสดต่อปีต่อไร่ ซึ่งมากกว่าหญ้าชนิดอื่น เกือบ 7 เท่า มีโครงสร้างสารอาหารเหมาะต่อการเติบโตของจุลินทรีย์ ที่ทำให้เกิดก๊าซ มีอัตราการผลิตก๊าซมีเทนสูงกว่าหญ้าชนิดอื่น โดยมีอัตราการผลิตก๊าซชีวภาพประมาณ 6,860–7,840 ลูกบาศก์เมตร/ไร่/ปี สามารถนำมาผลิตก๊าซไบโอมีเทนอัด (CBG) มีค่าความร้อนประมาณ 14–18 MJ/kg ที่สามารถทดแทนก๊าช NGV ได้ประมาณ 3,118–3,563 กิโลกรัม/ปี เหมาะสมต่อการนำมาผลิตเป็นพลังงานทดแทนมากกว่าหญ้าชนิดอื่น

การผลิตกระแสไฟฟ้าจากหญ้าเนเปียร์ จากการวิจัยพบว่า หญ้าเนเปียร์สด อายุประมาณ 60 วัน เมื่อทำการเก็บเกี่ยว และผ่านกระบวนการหมัก จะเกิดการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic Digestion) ได้ผลผลิตเป็นก๊าซชีวภาพ โดยหญ้าเนเปียร์สด 1 ตัน สามารถผลิตก๊าซชีวภาพได้ 90 ลูกบาศก์เมตร เปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าประมาณ 170 กิโลวัตต์ต่อวัน

ศักยภาพพืชพลังงาน 'หญ้าเนเปียร์'

การผลิตพลังงานทดแทนจากหญ้าเนเปียร์ เริ่มจากนำหญ้าเนเปียร์ไปเป็นอาหารสัตว์ จะได้มูลสัตว์หรือนำหญ้าเนเปียร์ผสมกับมูลสัตว์หรือวัตถุดิบอื่น ๆ เข้ากระบวนการหมัก จะได้พลังงานทดแทน คือ ก๊าซชีวภาพ ซึ่งสามารถนำมาใช้ประโยชน์ คือ ก๊าซ CBG (Compressed Biomethane Gas: CBG) โดยนำ ก๊าซชีวภาพมาปรับปรุงคุณภาพ ด้วยกระบวนการกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) และความชื้นออกจากก๊าซชีวภาพ ด้วยเทคโนโลยี Water Scrubbing และเทคโนโลยี Membrane เพื่อให้ได้ ก๊าซไบโอมีเทนอัด หรือ CBG ที่มีคุณสมบัติเทียบเท่าก๊าซ NGV (Natural Gas for Vehicles) สามารถนำไปใช้ สำหรับยานยนต์ และนำไปบรรจุถังสำหรับใช้ในภาคครัวเรือน เพื่อทดแทนก๊าซหุงต้ม (LPG) และนำไปผลิตไฟฟ้า และระบบผลิต ก๊าซไบโอมีเทนอัด (CBG)

โครงการผลิตไฟฟ้าจากหญ้าเนเปียร์ เคยได้รับการส่งเสริมมาตั้งแต่ช่วงปี 2553-2555 ต่อมาเมื่อ วันที่ 16 กรกฎาคม 2556 คณะกรรมการนโยบายพลังงานแห่งชาติ (กพช.) ได้ปรับเป้าหมายของแผนพลังงานทดแทนและพลังงานทางเลือก ในระยะเวลา 10 ปี (พ.ศ. 2555 – 2564) ของประเทศไทย โดยมีเป้าหมายการใช้พลังงานทดแทนเพื่อการผลิตไฟฟ้าจากหญ้าเนเปียร์ เท่ากับ 3,000 เมกะวัตต์

การผลิตก๊าซชีวภาพจากหญ้าเนเปียร์เพื่อนำมาผลิตไฟฟ้า

ในปี 2556 ทาง กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน (พพ.) กระทรวงพลังงาน ได้เห็นความสำคัญของการส่งเสริมการผลิตก๊าซชีวภาพจากหญ้าเนเปียร์เพื่อนำมาผลิตไฟฟ้า ก๊าซหุงต้ม หรือก๊าซชีวภาพ สำหรับรถยนต์ จึงได้สนับสนุนโครงการศึกษาวิจัยต้นแบบวิสาหกิจชุมชนพลังงานสีเขียวจากพืชพลังงาน (ก๊าซชีวภาพจากพืชพลังงาน) ด้วยการสนับสนุนงบประมาณก่อสร้างต้นแบบ 20% และมีงบประมาณดำเนินการทั้งโครงการ 350 ล้านบาท ระยะเวลา 54 เดือน

โดยส่งเสริมให้เกษตรกรรวมกลุ่มกันเป็นวิสาหกิจชุมชน หรือสหกรณ์การเกษตรทำการปลูกพืชพลังงาน และมีสัญญาซื้อขายกับโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพ ซึ่งก๊าซชีวภาพที่ได้สามารถนำมาใช้ประโยชน์ใน 3 รูปแบบ คือ ผลิตไฟฟ้า ผลิตเป็นก๊าซชีวภาพอัด (Compressed Bio Gas: CBG) หรือนำไปใช้แทนก๊าซแอลพีจี

ต่อมาช่วงปี 2557 รัฐได้ยุติโครงการนำร่องโรงไฟฟ้าหญ้าเนเปียร์ จำนวน 10 โครงการดังกล่าว ที่ได้รับการสนับสนุนจากกองทุนเพื่อส่งเสริมการอนุรักษ์พลังงาน ตามคำสั่งคณะกรรมการติดตาม และตรวจสอบการใช้จ่ายงบประมาณภาครัฐ (คตร.) ส่งผลให้ผู้ประกอบการที่ต้องการเดินหน้าโครงการ จะไม่ได้รับการอุดหนุนค่าไฟฟ้าจากภาครัฐ และไม่สามารถขายไฟฟ้าเข้าระบบได้

ศักยภาพพืชพลังงาน 'หญ้าเนเปียร์'

อย่างไรก็ตาม พพ. ได้มีการประเมินการลงทุนผลิตไฟฟ้าจากหญ้าเนเปียร์ ขนาด 1 เมกะวัตต์ โดยต้องการพื้นที่ 800-1,000 ไร่ มีผลผลิต 35-40 ตันต่อไร่ และประกันรับซื้อ 300 บาท/ตัน จากนั้นนำหญ้าเนเปียร์ไปผสมส่งเข้าถังหมัก ที่รองรับหญ้าได้ 120 ตันต่อวัน หรือประมาณ 4,000 ตันต่อปี สามารถผลิตก๊าซชีวภาพวันละ 12,000 ลูกบาศก์เมตร หรือประมาณ 4 ล้านลูกบาศก์เมตรต่อปี

ก๊าซชีวภาพที่ได้ประมาณ 30% นำไปผลิตไฟฟ้าได้วันละ 24,720 หน่วย หรือประมาณ 8.15 ล้านหน่วยต่อปี ที่ทางการไฟฟ้ารับซื้อหน่วยละ 4.5 บาท และอีก 70% นำไปผลิตเป็นก๊าซชีวภาพอัด ส่วนน้ำทิ้งจากถังหมักจะนำไปสู่ถังน้ำทิ้ง เพื่อผลิตปุ๋ยอีกวันละ 12 ตัน หรือประมาณ 4,000 ตันต่อปี โดยจำหน่ายในราคาตันละ 2,000 บาทต่อตัน

โรงผลิตไฟฟ้าจากหญ้าเนเปียร์ขนาด 1 เมกะวัตต์ จะใช้เงินลงทุน 100 ล้านบาท โดยมีรายได้จากขายไฟฟ้า 4.5 บาทต่อหน่วย ผลิตปุ๋ยได้ 4,000 ตันต่อปี ซึ่งคิดราคาปุ๋ย 2,000 บาทต่อตัน จะมีรายได้ 8 ล้านบาทต่อปี และหากอัตราดอกเบี้ยเงินกู้ 7.25% ต่อปี จะได้อัตราผลตอบแทนการลงทุน (IRR) 12% มีระยะเวลาคืนทุน 6 ปี

ปัจจุบันการส่งเสริมการผลิตก๊าซชีวภาพจากหญ้าเนเปียร์ แม้จะไม่ได้ระบุรายละเอียดไว้ชัดเจนในแผนพัฒนาพลังงานทดแทนและพลังงานทางเลือก พ.ศ. 2561-2580 (AEDP 2018) ที่มีการปรับปรุงใหม่ แต่แผนนี้ ยังส่งเสริมการผลิตไฟฟ้าจากก๊าซชีวภาพ คือ จากน้ำเสีย ของเสีย และพืชพลังงาน โดยกำหนดเป้าหมายรับซื้อไฟฟ้ารวม อยู่ที่ 1,565 เมกะวัตต์ ภายในปี 2580 จากแผน AEDP 2015 มีสัญญาผูกพันกับภาครัฐแล้ว 382 เมกะวัตต์

จุดเด่นและข้อจำกัดของการผลิตไฟฟ้าจาก หญ้าเนเปียร์

จุดเด่น คือ ขยายพันธุ์ง่าย โตเร็ว ปลูกดูแลง่าย เก็บเกี่ยวได้โดยใช้เครื่องจักร อายุเก็บเกี่ยวสั้น ประมาณ 60 วัน ปลูกครั้งเดียวสามารถเก็บเกี่ยวได้นาน 10 ปี เป็นพลังงานสะอาด และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

ข้อจำกัด มีหลายด้าน โดยเฉพาะในเชิงเศรษฐกิจ ที่มีต้นทุนการก่อสร้างสูงเมื่อเปรียบเทียบกับการลงทุนโรงไฟฟ้าชีวมวลประเภทอื่น ไม่สามารถตั้งกระจายได้หลายพื้นที่ต้องตั้งในพื้นที่ที่มีปศุสัตว์ร่วมอยู่ เนื่องจากกระบวนการผลิตไฟฟ้าจากหญ้าเนเปียร์ เป็นการนำหญ้าเนเปียร์มาหมักผสมกับมูลสัตว์ให้เกิดเป็นก๊าซชีวภาพก่อนนำไปเป็นเชื้อเพลิงผลิตไฟฟ้า ต้องใช้พื้นที่เพาะปลูกค่อนข้างมาก ต้องใช้น้ำและปุ๋ยในปลูก แย่งพื้นที่เพาะปลูกพืชที่เป็นอาหารสัตว์ และนโยบายการส่งเสริมจากภาครัฐที่ไม่ชัดเจน

ดังนั้นโรงไฟฟ้าจะต้องอยู่ใกล้กับฟาร์มเลี้ยงสัตว์ เช่น ฟาร์มหมู ฟาร์มไก่ เป็นต้น ซึ่งหากอยู่ห่างไกล หรือไม่มีฟาร์มเลี้ยงสัตว์จะยิ่งทำให้ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าสูงขึ้น

จากเหตุผลเชิงเศรษฐกิจ และการบริหารจัดการที่ค่อนข้างยุ่งยาก ทำให้การผลิตไฟฟ้าจากหญ้าเนเปียร์ไม่ได้รับความนิยม เหลือเพียงการเพาะปลูกเพื่อเลี้ยงสัตว์ที่ยังคงอยู่ แต่ก็ถือว่าหญ้าเนเปียร์เป็นเชื้อเพลิงทางเลือก หากนโยบายรัฐสนับสนุนและเกิดความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ ซึ่งจะทำให้หญ้าเนเปียร์ได้รับความสนใจอีกครั้งในฐานะพืชพลังงาน

อย่างไรก็ตาม คณะกรรมการกำกับกิจการพลังงาน (กกพ.) เปิดรับฟังความคิดเห็นระเบียบรับซื้อ การผลิตไฟฟ้าจากพืชพลังงาน ผสมน้ำเสีย/ของเสีย น้อยกว่าหรือเท่ากับ ร้อยละ 25 มีปริมาณขายไม่เกิน 3 เมกะวัตต์ต่อโครงการ รวม 75 เมกะวัตต์

อ่านข่าวเพิ่มเติม:

ทีมบรรณาธิการข่าว The Bangkok Insight