ประเทศเยอรมนี นับเป็นตัวอย่างของความสำเร็จในการใช้พลังงานหมุนเวียน จากการที่รัฐบาลเยอรมนีสนับสนุนการใช้พลังงานจากพลังงานหมุนเวียน ทำให้ในปี 2563 เป็นปีแรกที่มีปริมาณการผลิตไฟฟ้า จากพลังงานหมุนเวียน จากพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม พลังงานน้ำ และพลังงานชีวมวล มากกว่าการผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงถ่านหินและนิวเคลียร์รวมกัน
จากตัวอย่างที่เกิดขี้นที่ โรงไฟฟ้า EnBW ในเมือง Lippendorf รัฐ Saxony ประเทศเยอรมนี ที่จำเป็นต้องปิดส่วนที่ผลิตไฟฟ้าจากถ่านหิน สาเหตุไม่ได้มาจากการถูกสั่งปิด แต่เนื่องจากผลประกอบการประสบปัญหาขาดทุน ราคาต้นทุนก๊าซถูก ในขณะที่ค่าภาษีปล่อยก๊าซเรือนกระจกสูงมาก
ขณะที่มีจำนวนชั่วโมงที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้จากพลังงานแสงอาทิตย์ และพลังงานลม ได้นานขึ้น เทคโนโลยีในการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนมีการพัฒนามากขึ้น ทำให้ผลิตไฟฟ้าได้มากขึ้น โดยเฉพาะในช่วงครึ่งแรกของปี มีปริมาณแสงอาทิตย์และลมเป็นจำนวนมาก
สัดส่วนการผลิตไฟฟ้าสุทธิ ในประเทศเยอรมนี
ปี 2563 ประเทศเยอรมนี มีการผลิตไฟฟ้าสุทธิ 488.4 เทราวัตต์ชั่วโมง (Terawatt-hour: TWh) ผลิตจากเชื้อเพลิงที่เป็นแหล่งพลังงานสิ้นเปลือง รวม 239.58 เทราวัตต์ชั่วโมง จากถ่านหิน 117.72 เทราวัตต์ชั่วโมง หรือ 24.1% พลังงานนิวเคลียร์ 60.92 เทราวัตต์ชั่วโมง หรือ 12.5%
ก๊าซธรรมชาติ 56.77 เทราวัตต์ชั่วโมง หรือ 11.6% น้ำมัน 1.53 เทราวัตต์ชั่วโมง หรือ 0.3% และจากแหล่งพลังงานอื่น ๆ 2.64 เทราวัตต์ชั่วโมง หรือ 0.5%
ในขณะที่มีการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนมากกว่า อยู่ที่ 248.82 เทราวัตต์ชั่วโมง หรือ 50.9% แบ่งเป็น การผลิตมาจาก พลังงานลม 131.85 เทราวัตต์ชั่วโมง หรือ 27.0% พลังงานแสงอาทิตย์ 51.42 เทราวัตต์ชั่วโมง หรือ 10.5% พลังงานชีวมวล 47.17 เทราวัตต์ชั่วโมง หรือ 9.7% และพลังงานน้ำ 18.40 เทราวัตต์ชั่วโมง หรือ 3.8%
นับเป็นจุดเปลี่ยนที่สำคัญทางด้านพลังงานอย่างแท้จริง เมื่อมีการใช้พลังงานหมุนเวียนมากกว่าพลังงานสิ้นเปลืองที่มาจากพลังงานฟอสซิลและพลังงานนิวเคลียร์
พลังงานหมุนเวียนที่มีบทบาทสำคัญ คือ พลังงานแสงอาทิตย์ และพลังงานลม แต่พลังงานหมุนเวียนที่กำลังมีบทบาทมากขึ้น คือ พลังงานชีวภาพ (Bioenergy)
พลังงานชีวภาพมีบทบาทสำคัญในเยอรมนี ไม่เพียงในการกำเนิดไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังทำความร้อนได้ด้วย ทั้งก๊าซชีวภาพและการผลิตไฟฟ้าจากชีวมวล
ในเยอรมนี จัดประเภทโรงไฟฟ้าก๊าซชีวภาพ และโรงไฟฟ้าชีวมวลอยู่ในกลุ่มเดียวกัน โดยเรียกรวมกันเป็น โรงไฟฟ้าชีวมวล (Biomass) โดยโรงไฟฟ้าจากชีวมวลมีบทบาทสำคัญต่อการผลิตไฟฟ้า และพลังงานความร้อนของประเทศ Fraunhofer Institute for Solar Energy System เปิดเผยข้อมูลว่า ในช่วงเวลาเพียง 19 ปี นับจากปี 2545 มีสัดส่วนเพิ่มขึ้นจาก 0.80% เป็น 9.70% เมื่อปี 2563
ขณะที่สัดส่วนของพลังงานหมุนเวียนก็เพิ่มขึ้นมากเช่นกัน จากปี 2545 มีสัดส่วนเพิ่มขึ้นจาก 8.60% เป็น 51.0% ในปี 2563 จำนวนโรงไฟฟ้าชีวมวลในประเทศเยอรมนีมีทั้งหมด 63 แห่ง มีกำลังการผลิตติดตั้งรวม 1,199.40 เมกะวัตต์
จากจำนวนโรงไฟฟ้าทั้งหมดของประเทศ 2,630 แห่ง โดยโรงไฟฟ้าจากพลังงานลมมีจำนวนมากที่สุด ทั้งจำนวนบนฝั่ง และนอกชายฝั่งรวมกันมีจำนวนถึง 1,190 แห่ง ตามด้วย โรงไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติ ซึ่งมีอยู่ถึง 401 แห่ง
โรงไฟฟ้าชีวมวลในเยอรมนี ขนาดใหญ่ที่สุดผลิตไฟฟ้าได้หนึ่งในห้า ของพลังงานไฟฟ้าจากชีวมวลทั้งประเทศ
โรงไฟฟ้าชีวมวล ที่นับว่ามีขนาดใหญ่ที่สุดของประเทศเยอรมนี คือ โรงไฟฟ้า Zellstoff Stendal ตั้งอยู่ที่รัฐ Saxony-Anhalt เป็นโรงงานผลิตเยื่อกระดาษจากเศษไม้ให้เป็นไฟเบอร์แบบหนา ส่งขายให้กับโรงงานกระดาษ เพื่อนำไปผลิตกระดาษ ซึ่งโรงงานมีกำลังการผลิตเยื่อกระดาษไฟเบอร์แบบ Northern Bleached Softwood Kraft หรือ NBSK Pulp ได้ถึง 660,000 ตันต่อปี
ทำให้มีเศษไม้ที่เหลือใช้จากการผลิต เยื่อกระดาษไฟเบอร์ NBSK เป็นเชื้อเพลิงชีวมวลในการผลิตไฟฟ้า สำหรับ โรงไฟฟ้า Zellstoff Stendal มีกำลังการผลิตติดตั้งสูงถึง 148 เมกะวัตต์ โรงงานนี้ยังผลิตน้ำมันสน และ Tall Oil จำหน่ายอีกด้วย นับเป็นธุรกิจที่ครบวงจร
โรงไฟฟ้าชีวมวลในเยอรมนี โรงไฟฟ้า Zellstoff Stendal เป็นโรงไฟฟ้าแบบ Cogeneration ที่ผลิตได้ทั้งไฟฟ้า และความร้อน เศษไม้จำนวนครึ่งหนึ่งถูกใช้ไปในการผลิตเยื่อกระดาษไฟเบอร์ น้ำมันสน และ Tall Oil และเศษไม้ที่เหลืออีกครึ่งหนึ่งนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงชีวมวลในการผลิตกระแสไฟฟ้า สามารถผลิตไฟฟ้าได้ตลอดเวลาที่ 135 เมกะวัตต์
โดยโรงไฟฟ้า Zellstoff Stendal และโรงไฟฟ้า Blankenstein ในเครือ สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ประมาณหนึ่งในห้าของพลังงานไฟฟ้าทั้งหมด ที่เกิดจากชีวมวลแข็งในประเทศเยอรมนี
โรงไฟฟ้า Zellstoff Stendal ผลิตกระแสไฟฟ้าเพื่อใช้เองในโรงงาน ส่วนกระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้เกินจากที่ต้องใช้ ประมาณ 40-50% จะถูกขายเข้าสู่ระบบไฟฟ้าสาธารณะ ทุกปีปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตได้ สามารถจ่ายไฟฟ้าได้มากกว่า 250,000 ครัวเรือน ทดแทนปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ซึ่งจะลดการปล่อยก๊าซ CO2 เข้าสู่ชั้นบรรยากาศได้ถึง 800,000 ตัน ต่อปี
เทคนิค “การลำเลียงไม้” นับว่าทำค่อนข้างยาก แต่เป้าหมายคือต้องการใช้วัตถุดิบให้คุ้มค่า และมีประสิทธิภาพสูงสุด เพราะวัตถุดิบหายากมากขึ้นเรื่อย ๆ ส่วนการใช้ความร้อนที่เหลืออย่างมีประสิทธิภาพที่สุดในอุตสาหกรรมเยื่อกระดาษประเภทนี้ นับเป็นการสร้างพลังงานหมุนเวียนที่ “สมบูรณ์แบบ”
ตลอดกระบวนการผลิต เศษไม้ที่เหลือจะถูกนำไปแช่ในของเหลวสีดำก่อนที่จะถูกส่งเข้าสู่กระบวนการผลิต ในเตาหม้อไอน้ำที่ทันสมัย 2 เตา เพื่อผลิตความร้อน และไอน้ำ โดยไอน้ำจะถูกนำมาใช้เพื่อผลิตไฟฟ้าก่อน
จากนั้นจะถูกป้อนเข้าสู่กระบวนการผลิต การสร้างความร้อนและไฟฟ้าร่วมกันในรูปแบบที่สมบูรณ์ ยังมีข้อดีอีกอย่างในกระบวนการผลิต คือในระหว่างกระบวนการเผาไหม้ สารเคมีที่ใช้แล้วจะถูกนำกลับมาใช้ในการผลิตได้
วิธีการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานสีเขียว ที่โรงงานผลิตเยื่อกระดาษไฟเบอร์ใช้นั้น นับว่ามีประสิทธิภาพมาก คือมีอัตราส่วนการใช้พลังงานรวมมากกว่า 60% ในแง่ของเชื้อเพลิงชีวมวล และสามารถผลิตไฟฟ้าได้มากถึง 70%
โรงไฟฟ้าชีวมวลในเยอรมนี โรงไฟฟ้า Zellstoff Stendal GmbH ประสบความสำเร็จได้ เพราะสามารถบริหารความต้องการทางเศรษฐกิจ และระบบนิเวศได้อย่างสมดุล การปกป้องดูแลรักษาสิ่งแวดล้อมเป็นส่วนสำคัญ นับเป็นกลยุทธ์ที่สำคัญของบริษัท ให้ความสำคัญกับกระบวนการผลิต
โดยทุกวันน้ำปริมาณมากจะถูกนำเข้าสู่ระบบการบำบัดที่ซับซ้อนและมีประสิทธิภาพ เพื่อบำบัดน้ำเสียให้เป็นน้ำสะอาดทั้งทางระบบเครื่องกล และทางชีวภาพ ก่อนปล่อยลงสู่แม่น้ำ Elbe ซึ่งอยู่ใน เขตป่าสงวน Elbe จึงต้องมีระบบบำบัดน้ำเสียที่มีประสิทธิภาพมาก
โรงงานเยื่อกระดาษไฟเบอร์ และโรงไฟฟ้าถูกล้อมรอบไปด้วยเขตป่าสงวน และพื้นที่อนุรักษ์ อีกทั้งยังตั้งอยู่ที่แนวขอบของพื้นที่ “NATURA 2000” จึงต้องให้ความสำคัญกับการจัดการทรัพยากรธรรมชาติให้ได้เป็นอย่างดี
นับเป็นโรงงานและโรงไฟฟ้าที่ประสบความสำเร็จในการผลิตเยื่อกระดาษไฟเบอร์ และผลิตไฟฟ้าได้สอดคล้องไปกับสิ่งแวดล้อม ด้วยเทคโนโลยีที่ทันสมัย ในการดูแลรักษาสิ่งแวดล้อม ต้องออกแบบผลิตภัณฑ์ และกระบวนการผลิตให้เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ทั้งในทางเทคนิคและในเชิงเศรษฐกิจ
อ่านข่าวเพิ่มเติม:
- จีน-ญี่ปุ่น มุ่งสู่พลังงานสะอาด เร่งผลิตไฟฟ้าจากชีวมวลเพิ่ม
- โรงไฟฟ้าชีวมวลกลางเมืองสต็อกโฮล์ม ประเทศสวีเดน
- แนวโน้มการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานชีวมวลทั่วโลก
