 |
ปาฎิหารย์พลังงานจากขยะ : เรื่องจริงที่ไม่อิงนิยาย (ตอนที่ 2)
การกำจัดขยะอย่างถูกสุขวิธีต้องการการจัดการขยะอย่างเป็นระบบ ปัญหาสำคัญที่เป็นอุปสรรคในการกำจัดขยะก็คือการคัดแยกขยะก่อนทิ้ง
|
หน้าที่ 1 - ปาฎิหารย์พลังงานจากขยะ : เรื่องจริงที่ไม่อิงนิยาย (The Convenient Truth about Garbage to Energy) (ตอนที่ 2)
ขอขอบคุณข้อมูลภายใต้ความร่วมมือของ JGSEE กับวิชาการ.คอม
URL : www.jgsee.kmutt.ac.th
รศ. ดร. สมรัฐ เกิดสุวรรณ
ศูนย์วิจัยการเผากากของเสีย
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ
ภายใต้ความร่วมมือกับบัณฑิตวิทยาลัยร่วมด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม
การจัดการขยะเพื่อผลิตพลังงาน
การกำจัดขยะอย่างถูกสุขวิธีต้องการการจัดการขยะอย่างเป็นระบบ ปัญหาสำคัญที่เป็นอุปสรรคในการกำจัดขยะก็คือการคัดแยกขยะก่อนทิ้ง กล่าวคือ ขยะควรมีการคัดแยกออกเป็นประเภทต่างๆ ทั้งที่เป็นขยะที่ย่อยสลายได้ ขยะเศษอาหาร ขยะรีไซเคิล ขยะพลาสติก และอื่นๆ การคัดแยกที่มีประสิทธิภาพต้องเป็นการคัดแยกที่ต้นทาง คือก่อนที่ท่านจะทิ้งขยะลงสู่ถัง ควรแยกขยะออกเป็นประเภทต่างๆ ก่อน เพราะจะทำให้การจัดการในลำดับถัดๆ ไปทำได้มีประสิทธิภาพขึ้น
หากถามว่าการคัดแยกขยะก่อนทิ้งทำได้ยากหรือไม่ ขอให้หลับตานึกถึงตอนที่ท่านเรียนหนังสือในโรงเรียนหรือมหาวิทยาลัย ซึ่งต้องทานอาหารที่โรงอาหาร จะพบว่า ก่อนที่จะนำถาดอาหารไปส่งยังบริเวณล้างจาน พวกเราทุกคนก็ต้องแยกถ้วย จาน ช้อน ซ่อม ออกไปไว้ที่หนึ่ง กวาดเศษอาหารลงถัง แยกขวดน้ำไว้ต่างหาก ดังนั้นการคัดแยกขยะก่อนทิ้งจึงไม่ใช่เรื่องที่เป็นไปไม่ได้ แต่ต้องการความร่วมมือ ทั้งด้วยแรงจูงใจและในบางกรณี อาจต้องใช้มาตรการเชิงบังคับ ไม่เช่นนั้น ต่อให้มีเทคโนโลยีที่ดีเลิศปานใดก็ไม่สามารถจัดการกับขยะได้อย่างถูกสุขวิธี ยกเว้นต้องนำไปเทกองกลางแจ้ง ซึ่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้นก็จะย้อนกลับเข้าหาเราท่าน อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้
เทคโนโลยีกำจัดขยะเพื่อผลิตพลังงาน
รูปที่ 6 เทคโนโลยีการเปลี่ยนขยะเป็นพลังงาน
(ที่มา www.ieabioenergy.com)
รูปที่ 7 เทคโนโลยีเตาเผาขยะมูลฝอย
การใช้เทคโนโลยีเพื่อการผลิตพลังงานจากขยะจะขึ้นอยู่กับลักษณะของขยะที่จะเข้าสู่กระบวนการ กรณีที่ขยะยังไม่มีการคัดแยกมาก่อน (หรือไม่สามารถคัดแยกได้) การเผาในเตาเผาด้วยความร้อนอุณหภูมิสูง (incineration) ย่อมเป็นทางเลือกที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ เนื่องจากเทคโนโลยีนี้อาศัยพลังงานที่มีอยู่ในตัวขยะเองในการทำลายมวลและปริมาตรของเนื้อขยะ กล่าวคือสามารถลดมวลได้ถึงร้อยละ 70 (ขยะเข้าเตาเผา 100 ตันจะเหลือขี้เถ้าประมาณ 30 ตัน) หรือลดปริมาตรได้ถึงร้อยละ 90 โดยใช้เวลาในการเผาเพียงแค่ไม่เกิน 3 ชั่วโมง ใช้พื้นที่ในการติดตั้งระบบน้อย อีกทั้งความร้อนที่ได้จากการเผาไหม้สามารถนำไปใช้ในการผลิตไอน้ำสำหรับหมุนกังหันไอน้ำเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม ดังคำกล่าวว่า “You are what you eat !” เนื่องจากขยะไม่ได้มีการคัดแยกก่อน จึงเป็นผลให้มลพิษที่ปนเปื้อนในขยะอาจหลุดลอยออกไปกับก๊าซไอเสียได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีระบบที่ใช้ในการควบคุมมลพิษที่เกิดขึ้นจากการเผาไหม้ ก่อนที่จะปล่อยออกสู่บรรยากาศ ปัจจุบันเทคโนโลยีดังกล่าวมีใช้ในประเทศแถบยุโรปเป็นส่วนมาก ส่วนในทวีปเอเชีย ประเทศที่ใช้มากที่สุดได้แก่ญี่ปุ่น รองลงมาคือไต้หวันและสิงค์โปร์ (สังเกตว่าเป็นประเทศที่เป็นเกาะทั้งหมด เนื่องจากไม่มีพื้นที่สำหรับการฝังกลบ) ในประเทศไทยมีการใช้เทคโนโลยีเตาเผาในการกำจัดขยะที่เกาะภูเก็ตและเกาะสมุย (เป็นเกาะเช่นเดียวกัน) โดยระบบที่เกาะภูเก็ตมีความสามารถในการกำจัดขยะวันละ 250 ตันและสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ 2.5 MW
รูปที่ 8 เทคโนโลยีการหมักแบบไร้ออกซิเจน
แต่หากชุมชนใดสามารถคัดแยกขยะก่อนทิ้งลงถังได้ (ถือว่าเป็นบุญของชุมชนนั้น) โดยขยะที่ย่อยสลายได้จำพวกเศษอาหารหรือผัก ผลไม้ สามารถนำไปหมักทำปุ๋ย (Composting) โดยเป็นการหมักแบบใช้อากาศ (เหมือนการทำปุ๋ยคอกจากมูลสัตว์) ซึ่งจะทำให้ได้สารปรับปรุงคุณภาพดิน (Soil Conditioner ซึ่งไม่ใช่ปุ๋ย หากจะนำไปเป็นปุ๋ยต้องผ่านกระบวนการปรับปรุงคุณภาพก่อน) ซึ่งกระบวนการดังกล่าวใช้เวลาระหว่าง 6 ถึง 9 เดือน หากต้องการได้พลังงานจากขยะที่ย่อยสลายได้นี้ ต้องนำไปเข้ากระบวนการหมักแบบไร้อากาศ (Anaerobic Digestion) ซึ่งเป็นการหมักขยะที่ย่อยสลายได้ในถังหมักที่ป้องกันไม่ให้อากาศเข้าไปในถัง จากนั้นจึงอาศัยจุลินทรีย์ที่ย่อยสลายแบบที่ไม่ต้องการออกซิเจนในการย่อยสลาย ทำให้ได้ก๊าซมีเทน ซึ่งสามารถนำไปเป็นเชื้อเพลิงกับเครื่องยนต์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าได้ต่อไป หรือสามารถนำไปปรับปรุงคุณภาพเพื่อให้ได้ก๊าซธรรมชาติ (เนื่องจากก๊าซธรรมชาตินั้นมีมีเทนเป็นส่วนประกอบหลักเช่นเดียวกัน) โดยภายหลังการย่อยสลายจะได้กากซึ่งสามารถนำไปทำเป็นสารปรับปรุงคุณภาพดินได้เช่นเดียวกัน วิธีการนี้ใช้ระยะเวลาในการย่อยสลายประมาณสามสัปดาห์ ในประเทศไทยมีการใช้เทคโนโลยีดังกล่าวกับขยะที่ผ่านการคัดแยกแล้วที่เทศบาลนครระยอง โดยเป็นระบบที่สามารถรองรับขยะได้วันละ 60 – 70 ตันและผลิตกระแสไฟฟ้าได้ประมาณ 625 kW นอกจากนี้ยังมีที่เกาะช้าง จังหวัดตราด โดยรองรับขยะที่เกิดขึ้นในเกาะช้าง ระบบสามารถรองรับขยะได้วันละประมาณ 10 ตัน ภายหลังการคัดแยกแล้วจึงเข้าสู่ถังหมักเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าได้ 70 kW
อีกเทคโนโลยีหนึ่งในการนำขยะมาเปลี่ยนเป็นพลังงานก็คือเทคโนโลยีการผลิตก๊าซชีวภาพจากหลุมฝังกลบขยะ (Landfill-Gas-To-Energy) เนื่องจากในหลุมขยะยังคงมีขยะประเภทที่ย่อยสลายได้อยู่มาก และในหลุมก็มีจุลินทรีย์ที่ทำหน้าที่ย่อยสลายขยะดังกล่าวและให้กำเนิดก๊าซมีเทนได้เช่นเดียวกัน ซึ่งเราสามารถติดตั้งท่อดูดก๊าซเพื่อนำไปผลิตกระแสไฟฟ้าในเครื่องยนต์ได้เช่นกัน ปัจจุบันมีการใช้เทคโนโลยีดังกล่าวเพื่อการผลิตกระแสไฟฟ้าที่หลุมฝังกลบขยะราชาเทวะ ซึ่งสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ 1 MW
รูปที่ 9 เทคโนโลยีการผลิตก๊าซชีวภาพจากหลุมฝังกลบขยะมูลฝอย
จะเห็นได้ว่าเทคโนโลยีในการเปลี่ยนขยะเป็นพลังงานนั้นมีอยู่หลากหลาย โดยแต่ละเทคโนโลยีต่างก็มีจุดแข็งและข้อจำกัดที่แตกต่างกัน ถ้าอยากจะทราบว่า เอาขยะทั้งประเทศมากำจัดอย่างถูกสุขวิธีและนำพลังงานสะอาดจากขยะมาใช้ให้เกิดประโยชน์ในรูปพลังงานไฟฟ้าได้ทั้งหมดเป็นเท่าใด คำตอบของคำถามข้อนี้ไม่ง่าย เนื่องจากความสามารถในการผลิตพลังงานจากขยะจะขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของขยะเอง วิธีการคัดแยกขยะจากต้นทางว่าทำได้มีประสิทธิภาพเท่าใด และยังขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่ใช้ด้วย แต่โดยการประมาณอย่างคร่าวๆ ใช้ rule of thumb ก็อาจกล่าวเป็นตัวเลขกลมๆ ได้ว่าขยะปริมาณหนึ่งร้อยตันหากนำมาเปลี่ยนเป็นพลังงานให้อยู่ในรูปกระแสไฟฟ้า จะได้พลังงานไฟฟ้าประมาณ 1 MW ดังนั้นปัจจุบันประเทศไทยมีขยะเกิดขึ้นประมาณวันละ 40,000 ตัน หากนำขยะทั้งหมดมาผลิตพลังงานไฟฟ้าก็จะได้ประมาณ 400 MW ถ้าเทียบกับความต้องการใช้ไฟฟ้าในประเทศซึ่งน่าจะอยู่ที่ประมาณ 24,000 MW ดังนั้นพลังงานจากขยะที่สามารถผลิตได้ก็มีค่าเพียงร้อยละ 1 - 2 เท่านั้น
ประเด็นที่ต้องไม่หลงและห้ามลืม
ที่กล่าวมาทั้งหมด คงได้เห็นแล้วว่าการนำขยะมาเปลี่ยนเป็นพลังงานนั้น นอกเหนือจากจะช่วยทำให้มีการจัดการขยะอย่างถูกสุขวิธีแล้วยังได้พลังงานสะอาดที่ช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมได้อีกทางหนึ่งด้วย อย่างไรก็ตาม ประเด็นที่ต้องไม่หลงและห้ามลืมอย่างเด็ดขาดก็คือว่า พลังงานที่ได้จากขยะนั้นเป็นเพียงแค่ผลพลอยได้เท่านั้น หากตั้งเป้าว่าพลังงานจากขยะคือผลผลิตหลักแล้วก็ตั้งหน้าตั้งตาเอาขยะมาผลิตเป็นพลังงาน อาจทำให้วัตถุประสงค์ที่ตั้งไว้ผิดเพี้ยนไปได้ อย่าลืมว่า วัตถุประสงค์แรกของการจัดการขยะก็คือการกำจัดขยะอย่างถูกสุขวิธี (อย่างน้อยทุกวันนี้ก็มีขยะอีกกว่าวันละ 26,000 ตัน ที่ยังเทกองทิ้งกลางแจ้ง) ส่วนพลังงานที่ได้จากขยะนั้นเป็นเพียงผลพลอยได้ ที่ช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและทำให้ระบบมีความยั่งยืน
หมายเหตุ
บัณฑิตวิทยาลัยร่วมด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม ได้รับการสนับสนุนจากสำนักพัฒนาบัณฑิตศึกษาและวิจัยด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สำนักงานคณะกรรมการการอุดมศึกษา และจากสำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน บทความนี้ เป็นความเห็นของผู้เขียน ซึ่งไม่จำเป็นต้องสอดคล้องกับความเห็นของหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง
*หมายเหตุ
งานเขียนชิ้นนี้ ได้รับการคุ้มครองสิทธิตามพระราชบัญญัติคุ้มครองสิทธิทางปัญญา โดยลิขสิทธิเป็นของผู้เขียน ที่ให้เกียรตินำเผยแพร่ผ่าน วิชาการ.คอม เรามีความยินดีและอนุญาตให้ทำซ้ำหรือเผยแพร่ต่อเพื่อประโยชน์ทางการศึกษาเท่านั้น กรุณาให้เกียรติผู้เขียน โดยอ้างชื่อผู้เขียนและแหล่งข้อมูลทุกครั้งที่ทำการเผยแพร่ต่อ ห้ามนำส่วนหนึ่งส่วนใดไปเผยแพร่ต่อในสื่อที่เอื้อประโยชน์ทางธุรกิจก่อนได้รับอนุญาต ขอขอบคุณที่ร่วมกันช่วยสร้างให้สังคมไทยเป็นสังคมแห่งปัญญา
