วิทยาศาสตร์ ดาราศาสตร์ ฟิสิกส์ เคมี ชีววิทยา >>

พลังงานชีวมวล

แหล่งกำเนิดพลังงานชีวมวลเกิดจากพืชให้แสงจากดวงอาทิตย์เป็นพลังงานในกระบวนการสร้างอาหาร เรียกว่า กระบวนการสังเคราะห์แสง โดยอาศัยสารคลอโรฟิลล์ (Cholorophyll) บนพืชสีเขียว ซึ่งจะดูดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) จากอากาศและน้ำ (h1O) จากดินมาทำปฏิกิริยากัน แล้วผลิตได้เป็นสารประกอบกลุ่มหนึ่ง อยู่ในรูปแบบของคาร์โบไฮเดรต (Carbohydrate) เช่น น้ำตาล แป้ง เซลลูโลส เป็นต้น

การทำงานของสิ่งมีชีวิตโดยพื้นฐานอาศัยพลังงานจากดวงอาทิตย์ เมื่อสิ่งมีชีวิตเจริญเติบโตก็เป็นแหล่งสะสมพลังงาน การแบ่งชีวมวลตามแหล่งที่มา แบ่งได้ดังนี้

1) การเผาไหม้โดยตรง (combustion) เมื่อนำชีวมวลมาเผาจะได้ความร้อนออกตามค่าความร้อนของชนิดชีวมวล ความร้อนที่ได้จากการเผาสามารถนำไปใช้ในการผลิตไอน้ำที่มีอุณหภูมิและแรงดันสูงไอน้ำจะถูกนำไปขับกังหันไอน้ำเพื่อผลิตไฟฟ้าต่อไป

2) การผลิตแก๊ส (gasification) เป็นกระบวนการเปลี่ยนเชื้อเพลิงแข็งหรือชีวมวลให้เป็นแก๊สเชื้อเพลิง เรียกว่า แก๊สชีวภาพ สามารถนำไปใช้สำหรับกังหันแก๊ส (gas turbine)

3) การหมัก (fermentation) เป็นการนำชีวมวลมาหมักด้วยแบคทีเรียในสภาวะไร้อากาศ ชีวมวลจะถูกย่อยสลายและแตกตัว เกิดแก๊สชีวภาพ (biogas) ที่มีองค์ประกอบของแก๊สมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์ แก๊สมีเทนใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์สำหรับผลิตกระแสไฟฟ้า นอกจากนี้สามารถใช้ขยะอินทรีย์ชุมชน มูลสัตว์ น้ำเสียจากชุมชน หรืออุตสาหกรรมเกษตร เป็นแหล่งวัตถุดิบชีวมวลได้

4) การผลิตเชื้อเพลิงเหลวจากพืช มีกระบวนการที่ใช้ผลิตดังนี้

กระบวนการทางชีวภาพ ทำการย่อยสลายแป้ง น้ำตาล และเซลลูโลสจากพืชทางเกษตร ให้เป็นเอทานอล เพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงเหลวในเครื่องยนต์เบนซิน
กระบวนการทางฟิสิกส์เคมี โดยสกัดน้ำมันออกจากพืชน้ำมัน จากนั้นนำน้ำมันที่ได้ไปผ่านกระบวนการทรานส์เอสเตอริฟิเคชัน (transes terification) เพื่อผลิตไบโอดีเซล
กระบวนการใช้ความร้อนสูง เมื่อวัสดุทางการเกษตรได้ความร้อนสูงในสภาพไร้ออกซิเจน จะเกิดการสลายตัว เกิดเป็นเชื้อเพลิงในรูปของของเหลวและแก๊ส

การนำพลังงานชีวมวลมาใช้ให้เกิดประโยชน์

เราสามารถนำพลังงานจากชีวมวลมาใช้ได้ โดยกระบวนการที่ใช้ความร้อน และกระบวนการชีวภาพ การใช้พลังงานชีวมวลโดยกระบวนการที่ใช้ความร้อน เราจะเห็นได้ทั่วไปในลักษณะของการนำถ่านไม้ หรือฟืนมาจุดไฟ เพื่อให้เกิดความร้อน สำหรับนำไปใช้ในการหุงต้มอาหาร หรือประโยชน์ในด้านอื่น ๆ แต่ปัญหาที่เกิดขึ้นในปัจจุบันคือ การขาดทรัพยากรป่าไม้ ถ่าน และฟืน หาได้ยาก และมีราคาแพงขึ้น ดังนั้น เราจึงจำเป็นต้องพัฒนาการใช้พลังงานจากชีวมวลให้มีประสิทธิภาพสูงสุด และให้มีการสูญเสียพลังงานโดยเปล่าประโยชน์ให้น้อยที่สุด