December 08, 2019
×

Warning

JUser: :_load: Unable to load user with ID: 805

เทคโนโลยี การกักเก็บแก๊ส

October 20, 2017 2522

เมื่อพิจารณาการปล่อย CO2 ของเชื้อเพลิงฟอสซิลจะเห็นได้ว่าถ่านหินมีสัดส่วนการปล่อย CO2 สูงกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิลชนิดอื่นๆ จึงมีความจำเป็นที่จะต้องพัฒนากระบวนการเผาไหม้ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น

(ลดการปล่อย CO2 ) แต่ถึงอย่างไรเราก็ยังคงปล่อย CO2 จากกระบวนการเผาไหม้ถ่านหินออกมาอยู่ดี ดังนั้นจึงต้องมีการพัฒนาเทคโนโลยีที่ใช้ในการจัดการ CO2 จากกระบวนการดังกล่าวด้วยเทคโนโลยีดังต่อไปนี้

การดักจับและกักเก็บคาร์บอน (Carbon Capture and Storage, CCS)

การกักเก็บแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์สามารถทำได้ทั้งทางตรงและทางอ้อม กล่าวคือ

การกักเก็บแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ทางอ้อม (Indirect storage) เป็นวิธีการพื้นฐานที่เราทราบกัน คือ กระบวนการสังเคราะห์แสง (Photosynthesis) ของพืช โดยกระบวนการดังกล่าว จะกักเก็บแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อใช้ในกระบวนการสังเคราะห์แสง แล้วเปลี่ยนเป็นกลูโคสและแก๊สออกซิเจนต่อไป

การกักเก็บแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ทางตรง (Direct storage) คือ การรวบรวมและกักเก็บแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ไม่ให้แพร่กระจายออกสู่บรรยากาศได้ โดยกระบวนการนี้สามารถแบ่งออกเป็น 3 ส่วนหลัก คือ

 

1. การดักจับ CO2 (CO2 capture) คือการดึง CO2 ออกจากกระบวนการเผาไหม้ โดยสามารถทำได้ในทุกขั้นตอนของการเผาไหม้ ได้แก่ 

ก่อนการเผาไหม้ (Pre-combustion) เป็นการเปลี่ยนรูปเชื้อเพลิงให้กลายเป็นไฮโดรเจน (H) และคาร์บอนไดออกไซด์ (Co2) โดยหลังจากทำการปรับคุณสมบัติให้เหมาะสมแล้วจึงทำการแยก CO2 ออก เพื่อนำไปกักเก็บหรือใช้ต่อ

การเผาไหม้แบบ Oxy-fuel มีเป้าหมายในการดำเนินการเผาไหม้ด้วยแก๊สออกซิเจนเพียงอย่างเดียว ซึ่งเป็นการลดแก๊สมลพิษที่มีส่วนประกอบของไนโตรเจน (N) ที่มาจากอากาศลง ผลลัพท์จากการเผาไหม้จะมีเพียงแก๊ส CO2 และน้ำ โดยเมื่อแยกน้ำออก แก๊ส CO2 ที่เหลือจะสามารถส่งไปเก็บหรือใช้ต่อให้ทันที

หลังการเผาไหม้ (Post-combustion) เป็นการดักจับ CO2 จากแก๊สที่เกิดจากการเผาไหม้ โดยในปัจจุบัน การดักจับ CO2 ที่ใช้การอย่างแพร่หลายที่สุด คือ การดูดซึม (Absorption) ซึ่งเป็นการถ่ายเทแก๊ส CO2 มาไว้ในตัวทำละลาย (Solvent) ที่เหมาะสม เพื่อลดความเข้มข้นของแก๊ส CO2 ก่อนปล่อยออกสู่บรรยากาศ โดย CO2 ที่ละลายอยู่ในตัวทำละลายจะถูกแยกออกจากสารที่เป็นตัวกลางดูดซึมเพื่อนำไปกักเก็บต่อไป

 

2. การขนส่ง CO2 (CO2 Transportation) จะใช้ระบบเช่นเดียวกับการขนส่งก๊าซธรรมชาติและน้ำมัน คือ การขนส่งทางระบบท่อ (Pipeline) หรือทางเรือ เพื่อนำแก๊ส CO2 ที่ดักจับได้ไปยังบริเวณที่จะทำการกักเก็บหรือนำไปใช้ประโยชน์

 

3. การกักเก็บ CO2 (CO2 Storage) คือ การนำ CO2 ที่ดักจับได้ไปกักเก็บหรือใช้ประโยชน์ โดยการกักเก็บมักจะกระทำโดยอัดแก๊ส CO2 ลงไปยังช่องว่างตามโครงสร้างทางธรณีวิทยาใต้ผิวดิน หรือใต้มหาสมุทรทั้งในรูปของแก๊สและของเหลว

 

 

การดักจับคาร์บอนและนำไปใช้ประโยชน์ (Carbon Capture and Utilization, CCU)

การดักจับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ของ CCU จะใช้วิธีการ เช่นเดียวกับการดักจับของ CCS แต่มีความแตกต่างในการนำ CO2 ไปใช้ประโยชน์ แทนที่จะนำไปกักเก็บเพียงอย่างเดียว มีรายละเอียดโดยย่อดังต่อไปนี้

การขุดเจาะและผลิตปิโตรเลียม โดยการนำแก๊ส CO2 อัดลงไปในบริเวณชั้นดินที่มีเชื้อเพลิงที่ต้องการผลิต ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของสารเชื้อเพลิงไปยังจุดที่ทำการขุดเจาะเพื่อผลิต ซึ่งมีประโยชน์อย่างมากในการผลิตเชื้อเพลิงจากแหล่งที่ผ่านการผลิตมาระยะหนึ่ง จนมีความดันตามธรรมชาติลดต่ำลง

วัตถุดิบสำหรับผลิตภัณฑ์ต่างๆ ได้แก่ พลาสติก โดยเฉพาะกลุ่มโพลิคาร์บอเนต สารดับเพลิง (Fire extinguisher) เครื่องดื่มอัดแก๊ส (Carbonated beverages)สารทำความเย็น (Refrigerant) 

สารตั้งต้นในการผลิตสารเคมีสำหรับการใช้ประโยชน์ในหลายด้าน เช่น เมทานอลและยูเรีย ซึ่งใช้เป็นสารเคมีในกระบวนการผลิตขั้นต่อไปหรือเป็นเชื้อเพลิง และเป็นปุ๋ยในการเกษตร ตามลำดับ

สารตั้งต้นในกระบวนการทางชีวภาพ โดยเฉพาะในการเพาะเลี้ยงสาหร่าย (Algae harvesting) นั้นสามารถใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงหรือผลิตเพื่อเป็นอาหารซึ่งมีคุณค่าทางอาหารสูง 

ใช้ในกระบวนการผลิต เช่น การสกัดคาเฟอีนออกจากกาแฟ หรือการสกัดกลิ่นและรสสำหรับผลิตภัณฑ์หลายชนิด

การใช้ประโยชน์ด้านอื่นๆ เช่น การขึ้นรูปและแต่งผิวโลหะ 

จะเห็นได้ว่าเทคโนโลยีที่ใช้ในการดักจับและกักเก็บแก๊ส CO2 นั้น มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน ซึ่งหากเรานำเทคโนโลยีเหล่านี้มาใช้อย่างเหมาะสม จะทำให้เราสามารถใช้ประโยชน์จากพลังงานถ่านหินพร้อมกับรักษาสิ่งแวดล้อมได้ในเวลาเดียวกัน ผู้เขียนหวังว่าบทความชุดนี้จะสร้างความเข้าใจและถ่ายทอดองค์ความรู้ที่ถูกต้องเกี่ยวกับเทคโนโลยีการเผาไหม้ถ่านหินในปัจจุบัน เพื่อพัฒนาเสถียรภาพด้านพลังงานของประเทศไทยต่อไป

 

เรื่อง : รศ.ดร.พิสุทธิ์ เพียรมนกุล 

Rate this item
(0 votes)
Last modified on Wednesday, 02 October 2019 12:02
X

Right Click

No right click