พลังงานจากขยะ

พลังงานจากขยะคืออะไร

พลังงานจากขยะ คือ พลังงานที่ได้จากขยะ ขยะชุมชน และขยะมูลฝอยจากการอุปโภค กระบวนการผลิต หรือการดำเนินการกิจกรรมต่าง ๆ ทั้งภายในครัวเรือนและโรงงานอุตสาหกรรม ปัจจุบัน พลังงานจากขยะถือเป็นแหล่งพลังงานสะอาดและพลังงานทดแทนที่มีศักยภาพสูงเนื่องจากสามารถนำไปผลิตเป็นพลังงานความร้อน พลังงานไฟฟ้า ก๊าซชีวภาพ และสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงในโรงงานอุตสาหกรรมต่าง ๆ ทดแทนพลังงานจากแหล่งฟอสซิลได้เป็นอย่างดี

ขยะอะไรบ้างที่สามารถใช้พลังงานจากขยะได้

• ขยะอินทรีย์หรือขยะที่ย่อยสลายได้ เช่น เศษอาหาร เศษผัก เศษผลไม้ ใบไม้ เป็นต้น
• ขยะทีสามารถเผาไหม้ได้ เช่น พลาสติก กระดาษ เศษไม้ ยาง หนัง
• ขยะรีไซเคิลหรือมูลฝอยที่ยังใช้ได้ เช่น แก้ว กระดาษ โลหะ อะลูมิเนียม พลาสติก ยาง จะถูกเข้าสู่ขบวนการนำกลับมาใช้ใหม่เป็นผลิตภัณฑ์อื่นๆ เป็นการลดการใช้ทรัพยากร

เทคโนโลยีที่ใช้ในการจัดการขยะเพื่อเปลี่ยนสภาพเป็นพลังงานทดแทน

ในปัจจุบัน เทคโนโลยีที่ใช้ในการจัดการขยะเพื่อเปลี่ยนสภาพเป็นพลังงานทดแทนมีดังนี้

• เทคโนโลยีเผาขยะในระบบเตาเผา (Incineration)

  เป็นการเผาขยะเพื่อทำลายมวลและปริมาตรของขยะมูลฝอยด้วยความร้อนในเตาที่ออกแบบมาสำหรับการเผาขยะโดยเฉพาะ ซึ่งจะต้องมีระบบควบคุมเป็นอย่างดีเพื่อป้องกันการปล่อยมลพิษ เช่น ก๊าซพิษ เขม่า กลิ่น ฯลฯ สู่ชั้นบรรยากาศที่อาจส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม โดยเตาเผาที่ใช้ในปัจจุบัน ได้แก่ เตาเผาแบบตะกรับ เตาเผาแบบหมุน และเตาเผาแบบฟลูอิไดซ์เบด ส่วนพลังงานความร้อนที่ได้จากการเผาสามารถใช้ในการผลิตไอน้ำและกระแสไฟฟ้าได้ และขี้เถ้าซึ่งเหลือจากการเผาไหม้ บางส่วนจะถูกนำไปฝังกลบหรือใช้เป็นวัสดุปูพื้นสำหรับการสร้างถนน

• เทคโนโลยีย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic Digestion)

  เทคโนโลยีย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน คือ การหมักขยะมูลฝอยจำพวกขยะอินทรีย์ เช่น เศษอาหาร ผัก ผลไม้ และใบไม้ภายในบ่อหมักหรือถังหมักระบบปิดเพื่อกระตุ้นให้จุลินทรีย์ย่อยสลายขยะดังกล่าวในสภาวะไร้ออกซิเจน ทำให้ได้เป็นก๊าซชีวภาพ ซึ่งมีก๊าซมีเทนและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ โดยสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ทั้งเป็นเชื้อเพลิงที่ใช้ในการหุงต้มและใช้ผลิตไฟฟ้า ส่วนกากตะกอนที่เหลือจากกระบวนการย่อยสลายยังสามารถนำไปใช้ผลิตเป็นสารปรับปรุงดินหรือปุ๋ยได้อีกด้วย

• เทคโนโลยีก๊าซชีวภาพจากหลุมฝังกลบขยะ (Landfill Gas to Energy)

  เทคโนโลยีก๊าซชีวภาพจากหลุมฝังกลบขยะ คือ การกักเก็บก๊าซต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาการย่อยสลายทางชีวเคมีของขยะมูลฝอยในบริเวณหลุมฝังกลบที่มีความลึกตั้งแต่ 12 เมตรขึ้นไป โดยช่วงแรกจะเป็นการย่อยสลายแบบใช้อากาศ จากนั้นจึงเป็นการย่อยสลายแบบไม่ใช้อากาศ ซึ่งจะก่อให้เกิดก๊าซต่าง ๆ ได้แก่ ก๊าซมีเทน คาร์บอนไดออกไซด์ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ไนโตรเจน โดยสามารถนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงเพื่อการผลิตกระแสไฟฟ้าหรือใช้เป็นพลังงานทดแทนเชื้อเพลิงในรถยนต์ได้

• เทคโนโลยีการผลิตน้ำมันจากขยะพลาสติก (Pyrolysis Oil)

  เป็นการใช้เทคโนโลยีการเผาแบบไพโรไลซิสเพื่อเปลี่ยนขยะอินทรีย์ เช่น ยางหรือพลาสติก ให้กลายเป็นน้ำมัน โดยเทคโนโลยีนี้จะเป็นการใช้ความร้อนภายใต้สภาพที่ไม่มีอากาศและออกซิเจน และจะมีการควบคุมความร้อนและแรงดัน รวมถึงการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่จะทำให้เกิดกระบวนการการสลายตัวของโครงสร้างพลาสติก ซึ่งจะได้เป็นน้ำมันไพโรไลซิสที่ยังไม่ผ่านการกลั่นแยกที่มีคุณสมบัติคล้ายน้ำมันเตา โดยสามารถนำไปใช้ทดแทนการใช้น้ำมันเตาในโรงงานอุตสาหกรรม และหากนำไปผ่านกระบวนการกลั่นจะได้เป็นเบนซิน ดีเซล และน้ำมันเตา

• เทคโนโลยีผลิตเชื้อเพลิงขยะ (Refuse Derived Fuel: RDF)

  เป็นการใช้เทคโนโลยีในการแปรรูปขยะมูลฝอยและปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของขยะด้วยกระบวนการจัดการต่าง ๆ เพื่อให้มีคุณสมบัติในด้านค่าความร้อน ความชื้น และมีขนาดที่เหมาะสมสำหรับการนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิง โดยเบื้องต้นจะต้องมีการคัดแยกขยะเพื่อแยกขยะอันตรายและขยะที่ไม่สามารถเผาไหม้ได้ออกไป จากนั้นจึงนำขยะสามารถผลิตเป็นเชื้อเพลิงได้ไปย่อยขนาด เช่น การฉีก ตัด สับ และทำให้แห้ง แล้วจึงนำไปอัดแท่งหรืออัดก้อนเพื่อความสะดวกในการใช้งานและการขนส่ง ถือเป็นเชื้อเพลิงที่สามารถใช้ทดแทนการใช้ถ่านหินได้ดี

• เทคโนโลยีผลิตก๊าซเชื้อเพลิง (Gasification)

  เป็นเทคโนโลยีการเผาขยะในเตาเผาที่มีอุณหภูมิสูงประมาณ 1,200-1,400 องศาเซลเซียสในบรรยากาศที่ควบคุมปริมาณออกซิเจนเพื่อกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยากระบวนการสลายตัว (Decomposition) และกระบวนการกลั่นสลาย (Devolatilization) ของโมเลกุลสารอินทรีย์ในขยะผ่านการทำปฏิกิริยาสันดาปแบบไม่สมบูรณ์ (Partial Combustion) เพื่อเปลี่ยนขยะให้เป็นก๊าซ ผลผลิตหลักที่ได้ ได้แก่ ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ ไฮโดรเจน และมีเทน ซึ่งสามารถนำไปใช้ผลิตไฟฟ้า และพลังงานงานความร้อนที่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ด้านอื่น ๆ ได้ต่อไป

• เทคโนโลยีพลาสม่าอาร์ค (Plasma Arc)

  เทคโนโลยีพลาสม่าอาร์คเป็นเทคโนโลยีขั้นสูงที่อาศัยหลักการปล่อยกระแสไฟฟ้าผ่านก๊าซที่มีความดันต่ำ เช่น ไนโตรเจน ออกซิเจน เพื่อให้ความร้อนและสร้างอุณหภูมิที่ช่วง 2,200-11,000 องศาเซลเซียสเพื่อให้สามารถกำจัดขยะทั้งในรูปแบบของแข็ง ของเหลว และกึ่งแข็งกึ่งเหลวได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยมักใช้จัดการขยะมูลฝอย ขยะติดเชื้อ และขยะอันตราย ถือเป็นเทคโนโลยีการกำจัดขยะควบคู่กับการผลิตพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูง และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

ประโยชน์ของพลังงานจากขยะ

ในปัจจุบัน สถานการณ์พลังงานของโลกกำลังเข้าสู่สภาวะวิกฤติ ซึ่งจะส่งผลกระทบโดยตรงกับมนุษย์ การผลิตพลังงานจากขยะเพื่อใช้ทดแทนพลังงานจากแหล่งพลังงานฟอสซิลจึงได้รับความสนใจมากขึ้น เนื่องจากเป็นอีกหนึ่งแนวทางในการแก้ปัญหาที่ยั่งยืนที่จะช่วยแก้ปัญหาเรื่องการเพิ่มขึ้นของปริมาณขยะที่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและชุมชน ลดปัญหาเรื่องการกำจัดขยะ ลดภาวะโลกร้อนจากการฝังกลบ ซึ่งเป็นปัญหาที่นับวันจะทวีความรุนแรงมากขึ้น อีกทั้งยังช่วยแก้ปัญหาในเรื่องการแพร่พันธุ์ของพาหนะนำโรค เช่น แมลงวัน แมลงสาบ หนู ยุง ฯลฯ และการสะสมของเชื้อโรค ซึ่งอาจส่งผลต่อสุขภาพ รวมถึงการลดลงของแหล่งทรัพยากรที่ใช้ในการผลิตพลังงาน โดยพลังงานจากขยะถือเป็นอีกหนึ่งแหล่งพลังงานราคาถูกที่มีศักยภาพสูง ซึ่งคาดการณ์ว่าจะสามารถนำมาใช้ทดแทนพลังงานฟอสซิลได้ในอนาคต