หน่วยที่ 10 พลังงานขยะ

หน่วยที่  10  พลังงานขยะ

                1.  สาระสำคัญ

                                ปัจจุบันนอกจากปัญหาด้านวิกฤตพลังงานแล้วหลาย ๆ     ประเทศยังต้องประสบกับปัญหาใหม่อีกอย่างหนึ่ง  นั่นก็คือ  “ปัญหาขยะ”  ซึ่งนับวันจะมีเพิ่มมากขึ้นตามจำนวนประชากรโลก  ถ้าหากไม่มีวิธีการกำจัดให้ถูกต้องและเหมาะสมแล้วจะทำให้เกิดปัญหาต่าง ๆ ตามมา  สำหรับวิธีการแก้ปัญหาขยะอย่างยั่งยืนนั้น  จำเป็นต้องสร้างระบบตั้งแต่ในระดับชุมชนให้มีความรู้ ความเข้าใจในการคัดแยกขยะอย่างมีประสิทธิภาพ  และวิธีการนำขยะที่เกิดขึ้นมาใช้ประโยชน์ในด้านพลังงาน  เช่น  นำมาผลิตก๊าซเชื้อเพลิง  ขยะเชื้อเพลิง  และนำมาใช้ผลิตกระแสไฟฟ้า  ผลิตก๊าซชีวภาพ  ก็เป็นอีกแนวทางหนึ่งในการแก้ปัญหา เพราะสามารถช่วยได้ทั้งปัญหาการเพิ่มขึ้นของปริมาณขยะ และปัญหาการขาดแคลนพลังงานที่จะเกิดขึ้นได้อีกด้วย

2.   สมรรถนะประจำหน่วยการเรียนรู้

มีความรู้  ความเข้าใจเกี่ยวกับพลังงานขยะ  การแปรรูปขยะมูลฝอย  การผลิตเชื้อเพลิงขยะ  และ

กระบวนการผลิตก๊าซเชื้อเพลิง       

3.    จุดประสงค์การเรียนรู้               

1.       อธิบายเกี่ยวกับพลังงานขยะได้

2.       อธิบายการแปรรูปขยะมูลฝอยได้

3.       บอกการผลิตเชื้อเพลิงขยะได้

4.       บอกกระบวนการผลิตก๊าซเชื้อเพลิงได้

               

แบบทดสอบก่อนเรียน  หน่วยที่  10

คำชี้แจง    จงเลือกคำตอบที่ถูกต้องที่สุดเพียงคำตอบเดียว

1.   การเพิ่มขึ้นของปริมาณขยะในปัจจุบันเกิดมาจากปัญหาใด

                ก.   การเพิ่มขึ้นของประชากร

                ข.   การขยายตัวทางด้านเศรษฐกิจ

                ค.   การเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมการบริโภค

                ง.   ทุกข้อคือคำตอบ

2.   หัวใจหลักของการแปรรูปขยะโดยใช้เตาเผา คืออะไร

                ก.   ระบบการเผาไหม้

                ข.   การควบคุมจำนวนขยะ

                ค.   การควบคุมการเกิดมลพิษ

                ง.   การควบคุมปริมาณความร้อน

3.   ข้อใด ไม่ใช่ ระบบการจัดการเบื้องต้นในการแปรรูปขยะโดยใช้เตาเผา

                ก.   การบดตัด

                ข.   การอบแห้ง

                ค.   การคัดแยก

                ง.   การลดขนาด

4.   คุณภาพของก๊าซชีวภาพที่ได้จากการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนนั้น ขึ้นอยู่กับอะไรเป็นสำคัญ

                ก.   ปริมาณของขยะ

                ข.   ลักษณะของขยะ

                ค.   การควบคุมระบบ

                ง.   การควบคุมอุณหภูมิ

5.   ข้อใด ไม่ใช่  สภาพแวดล้อมของการหมักขยะเพื่อให้ได้ก๊าซชีวภาพนั้น

                ก.   อุณหภูมิ

                ข.   แสงสว่าง

                ค.   ระยะเวลา

                ง.    การผสมคลุกเคล้า

6.   ขยะที่เหมาะสำหรับการนำมาจัดทำเป็นก๊าซชีวภาพ  คือข้อใด

                ก.   ใบไม้

                ข.   ขวดน้ำ

                ค.   กล่องนม

                ง.   ถ่านไฟฉาย

7.   ปัจจัยที่ส่งผลต่อการแปรสภาพขยะโดยใช้การฝังกลบแบบถูกหลักสุขาภิบาล คืออะไร

                ก.   ชนิดของขยะ

                ข.   สภาพของพื้นที่

                ค.   ความกว้างของหลุมฝัง

                ง.   ความลึกของชั้นฝังกลบ

8.   หน่วยงานแห่งแรกของประเทศไทยที่มีการใช้ก๊าซชีวภาพจากหลุมฝังกลบขยะมูลฝอยคือที่ใด

                ก.   มหาวิทยาลัยมหิดล

                ข.   จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

                ค.   มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์

                ง.   มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

9.   ก๊าซที่ได้จากการผลิตก๊าซเชื้อเพลิงจากขยะ  ได้แก่ข้อใด

                ก.   ก๊าซอีเทน

                ข.   ก๊าซมีเทน

                ค.   ก๊าซบิวเทน

                ง.   ก๊าซไนโตรเจน

10.  ข้อใดคือสาเหตุที่ทำให้การใช้พลังงานขยะยังไม่แพร่หลาย

                ก.   ขาดเครื่องมือ อุปกรณ์

                ข.   ปริมาณขยะยังมีน้อย

                ค.   การสนับสนุนจากภาครัฐ

                ง.   ไม่เป็นที่ยอมรับของประชาชน

      เนื้อหา

                           1.    ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับพลังงานขยะ

                                      ในสภาวะที่ประเทศไทยมีความจำเป็น ที่จะต้องแสวงหาพลังงานหมุนเวียนทดแทนพลังงานเชื้อเพลิงฟอสซิลซึ่งนับวันจะมีปริมาณลดลงและมีราคาสูงขึ้น ขยะเป็นอีกทางเลือกหนึ่ง    ด้านพลังงาน   เพราะขยะมีศักยภาพ  ที่สามารถนำมาใช้เพื่อผลิตพลังงานได้   ทั้งนี้   เนื่องจากมีปริมาณมากและไม่ต้องซื้อหา     แต่ในปัจจุบัน  มีการนำขยะมาผลิตเป็นพลังงานน้อยมากเมื่อเทียบกับพลังงานทดแทนในด้านอื่น ๆ

                                2.   การแปรรูปขยะมูลฝอย   สามารถกระทำได้  ดังนี้

                                      2.1    การใช้เตาเผา Incineration   



ภาพที่  1    ตาเผาขยะทั่วไป 

ภาพที่  2    เตาเผาขยะป้องกันมลพิษ

 เทคโนโลยีเตาเผาขยะมูลฝอยหัวใจของโรงเผาขยะ  คือ ระบบการเผาไหม้ ซึ่งสามารถแบ่งได้ออกเป็น 2  ประเภท คือ(1)    ระบบการเผาไหม้มวล (Mass Burn System)   แบ่งเป็น

          1.1   เตาเผาแบบตะกรับเคลื่อนที่ได้ (moving grate)

          1.2   เตาเผาแบบหมุน (rotary liln)
 (2)   ระบบที่มีการจัดการเบื้องต้น  (Burning of Preheated and Homogeneized  Waste)  
          2.2    การย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobi Digestion)  แบ่งออกได้ 2 ประเภท ได้แก่

                   1)  การหมักอบแห้ง  (Dry Digestion Process)  

                    2)  การหมักแบบเปียก  (Wet Digestion Process)   
        และยังสามารถแบ่งระบบหมักตามอุณหภูมิที่ใช้ในการเดินระบบ เป็น 2 ประเภท   ได้แก่

                    -  ระบบหมักที่อุณหภูมิระดับกลาง   (Mesophilic Degestion Process)

                    -  ระบบหมักที่อุณหภูมิระดับสูง  (Thermophilic Degestion Process)
2.3   การใช้หลุมฝังกลบแบบถูกหลักสุขาภิบาล (Sanitary Landfill) มีปัจจัยการพิจารณา  คือ     

                  1)  ปริมาณขยะมูลฝอยในพื้นที่ฝังกลบตลอดอายุการดำเนินงานฝังกลบ   

                  2)   ความลึกของชั้นฝังกลบขยะมูลฝอยซึ่งควรมีความลึกมากกว่า 12 เมตรขึ้นไป

                  3)   ปัจจัยอื่น ๆ  เช่น  องค์ประกอบของขยะมูลฝอย สภาวะไร้ออกซิเจนในพื้นที่  ฯลฯ

         3.   การผลิตเชื้อเพลิงขยะ   (Refuse Derived Fued : RDF)  โดยผ่านกระบวนการจัดการต่าง ๆ   เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพ และทางเคมีของขยะมูลฝอย เพื่อทำให้กลายเป็นขยะเชื้อเพลิง (Refuse Derived Fuel :RDF) จะสามารถแก้ไขปัญหาดังกล่าวข้างต้นได้ ซึ่งขยะเชื้อเพลิงที่ได้นั้นสามารถนำไปเป็นเชื้อเพลิงผลิตพลังงานได้
                ขยะเชื้อเพลิง หมายถึง ขยะมูลฝอยที่ผ่านกระบวนการจัดการต่าง ๆ  เช่น  การคัดแยกวัสดุที่เผาไหม้ได้ออกมา    ขยะเชื้อเพลิงที่ได้นี้จะมีค่าความร้อนสูงกว่า  ข้อดี ของขยะเชื้อเพลิง คือ ค่าความร้อนสูง ง่ายต่อการจัดเก็บ  การขนส่ง และการจัดการต่าง ๆ รวมทั้งส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมต่ำ   
                4.   การผลิตก๊าซเชื้อเพลิง (Gasification)
 หลักการทำงาน

 ภาพที่  3  โรงไฟฟ้าพลังงานขยะที่ใหญ่ที่สุดในโลก ประเทศเกาหลี
5.   กระบวนการผลิตก๊าซเชื้อเพลิง   จะประกอบไปด้วย

       5.1  กระบวนการสลายตัว (decomposition) 
       5.2   กระบวนการกลั่นสลาย (devolatilization) ของโมเลกุลสารอินทรีย์ในขยะ  
6.   วิธีการใช้ประโยชน์จากขยะเชื้อเพลิง

       6.1   เพื่อผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้า

      6.2   เพื่อผลิตเป็นพลังงานความร้อน

บทสรุป
     ขยะเป็นสิ่งของที่เกิดขึ้นจากของที่เหลือใช้ในกิจวัตรประจำวันของมนุษย์  ก่อนที่จะถูกทิ้งออกมาสู่สิ่งแวดล้อม  ขยะเหล่านี้หากไม่ได้รับการกำจัดอย่างถูกวิธีและเหมาะสมแล้ว จะส่งผลกระทบกับสิ่งแวดล้อมและสุขภาพอนามัยของมนุษย์  การนำขยะมาผลิตเป็นพลังงานจึงเป็นทางเลือกอีกทางหนึ่งที่สามารถช่วยกำจัดขยะหรือลดปริมาณขยะที่เกิดขึ้นได้  อีกทั้งวิธีดังกล่าวยังทำให้ได้ประโยชน์จากขยะกลับมาในรูปของพลังงานอีกด้วย อย่างไรก็ตามถึงแม้ว่าการผลิตพลังงานจากขยะจะทำให้ประเทศมีแหล่งพลังงานเพิ่มขึ้น   แต่การใช้พลังงานอย่างคุ้มค่าที่สุดยังคงเป็นสิ่งสำคัญต่อการอนุรักษ์พลังงานในยุคปัจจุบันนี้

แบบทดสอบหลังเรียน  หน่วยที่  10         

ตอนที่  1                จงเลือกคำตอบที่ถูกต้องที่สุดเพียงคำตอบเดียว

1.  เพราะเหตุใดในปัจจุบันปัญหาขยะมูลฝอยจึงได้ทวีความรุนแรงมากขึ้น

                ก.  ขาดงบประมาณ

                ข.  ขาดแคลนเครื่องมือและอุปกรณ์

                ค.  ไม่มีสถานที่ที่ใช้ในการกำจัดขยะ

                ง.  ทุกข้อคือคำตอบ

2.  ระบบการเผาไหม้แบบใดที่มีการใช้งานอยู่ในวงจำกัด

                ก.  Mass  Burn  System

                ข.  Anaerobi  Degestion

                ค.  Dry  Degestion  Process

                ง.  Refuse – Derived  Fuel

3.  การย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นการผลิตขยะมูลฝอยจากอะไร

                ก.  พืช

                ข.  โลหะ

                ค.  กระดาษ

                ง.  พลาสติก

4.  ปริมาณและคุณภาพของก๊าซชีวภาพจากระบบย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนจะขึ้นอยู่กับอะไร

                ก.  ลักษณะของขยะ

                ข.  การควบคุมระบบ

                ค.  สภาพแวดล้อมของการหมัก

                ง.  ทุกข้อคือคำตอบ

5.  ข้อใดคือจุดเด่นทางด้านพลังงานของเทคโนโลยีการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน

                ก.  สามารถแก้ปัญหากลิ่นเน่าเหม็น

                ข.  เป็นการหมุนเวียนขยะมูลฝอยอินทรีย์กลับมาใช้ใหม่

                ค.  มีศักยภาพในการผลิตพลังงานจากขยะที่ไม่เหมาะสำหรับการเผา

                ง.  สามารถลดปริมาณขยะมูลฝอยที่จะต้องกำจัดในขั้นตอนสุดท้าย

6.  ประเทศไทยมีการนำเทคโนโลยีการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนมาใช้ในการผลิตปุ๋ยอินทรีย์ที่

     จังหวัดใด

                ก.  ตราด

                ข.  ระนอง

                ค.  ระยอง

                ง.  จันทบุรี

7.  ประเทศไทยมีการผลิกระแสไฟฟ้าจากพลังงานขยะในจังหวัดใด

                ก.  ราชบุรี

                ข.  เพชรบุรี

                ค.  นครปฐม

                ง.  สุพรรณบุรี

8.  ข้อใดคือจุดเด่นทางด้านเทคนิคของการใช้หลุมฝังกลบแบบถูกหลักสุขาภิบาล

                ก.  ลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล

                ข.  ลดสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย

                ค.  ลดปัญหาความเสี่ยงจากการระเบิดและไฟไหม้

                ง.  ลดปัญหาความเสี่ยงของความเป็นพิษและสารก่อมะเร็ง

9.  องค์ประกอบหลักของก๊าซที่เกิดจากการผลิตก๊าซเชื้อเพลิงคืออะไร

                ก.  มีเทน

                ข.  ไฮโดรเจน

                ค.  คาร์บอนมอนนอกไซด์

                ง.  ทุกข้อคือคำตอบ

10.  ขยะเชื้อเพลิงสามารถนำไปใช้ร่วมกับพลังงานในข้อใดเพื่อลดปัญหาการขาดแคลนพลังงานนั้น

                ก.  น้ำ

                ข.  ลม

                ค.  ถ่านหิน

                ง.  ปิโตรเลียม