พลังงานจากถ่านหิน เป็นแหล่งพลังงานที่ใช้อย่างแพร่หลายนับตั้งแต่ยุคปฏิวัติอุตสาหกรรม

พลังงานจากถ่านหิน (Coal)

มนุษย์โลกใช้ พลังงานจากถ่านหิน มาเป็นเวลาหลายศตวรรษ และในปัจจุบัน หลายประเทศกำลังกังวลเกี่ยวกับผลกระทบจากการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากกระบวนการเผาไหม้ถ่านหิน

ถ่านหิน (Coal) คือหนึ่งในเชื้อเพลิงฟอสซิล (Fossil fuel) ที่เกิดจากการทับถมกันของซากพืชในพื้นที่ชื้นแฉะหรือแหล่งน้ำตื้นเขิน ภายใต้การทับถมกันของหิน ดิน ทราย และตะกอนในแหล่งน้ำ ทำให้ซากพืชไม่ย่อยสลายไปอย่างรวดเร็วตามธรรมชาติ แต่สะสมกันเป็นชั้นหนา ก่อนถูกบีบอัดให้จมลึกลงใต้พื้นโลก ภายใต้ความร้อนและความดันที่เพิ่มสูงขึ้นเป็นระยะเวลาหลายร้อยล้านปี ทำให้ซากพืชที่ทับถมกันกลายเป็นถ่านหิน ซึ่งเป็นหินตะกอนสีน้ำตาล-ดำชนิดหนึ่ง มีคุณสมบัติเป็นเชื้อเพลิงที่ดี และสังคมมนุษย์ก็ขับเคลื่อนด้วย พลังงานจากถ่านหิน มาเป็นเวลาหลายศตวรรษ

พลังงานจากถ่านหิน, พลังงาน, เชื้อเพลิง, ถ่านหิน
เหมืองถ่านหิน

ประเภทของถ่านหิน

  1. พีต (Peat)

เป็นถ่านหินในขั้นแรกเริ่มของกระบวนการเกิดถ่านหิน จึงมีองค์ประกอบของซากพืชบางส่วนที่ยังย่อยสลายไม่หมด สามารถมองเห็นรูปร่างของกิ่งไม้ ลำต้น หรือใบไม้ ในเนื้อถ่านหินประเภทนี้ได้ ซึ่งส่งผลให้พีตมีลักษณะค่อนข้างร่วนและมีความชื้นสูง ดังนั้น ก่อนนำพีตมาใช้เป็นเชื้อเพลิง จึงต้องผ่านกระบวนการกำจัดความชื้นเสียก่อน ความร้อนที่ได้จากการเผาพีตสูงกว่าที่ได้จากไม้ฟืนทั่วไป สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงให้ความร้อนภายในครัวเรือนได้ดี

  1. ลิกไนต์ (Lignite)

เป็นถ่านหินที่มีอายุน้อยเป็นลำดับที่ 2 รองจากพีต มีเนื้อเหนียว สีเข้ม และผิวด้าน มีปริมาณคาร์บอนสูงกว่าพีต ยังคงมีความชื้นและองค์ประกอบของซากพืชหลงเหลืออยู่ภายในเนื้อถ่านหินเล็กน้อย ส่งผลให้เมื่อติดไฟมักเกิดควันและเถ้าถ่านปริมาณมาก ดังนั้น ลิกไนต์จึงถือเป็นถ่านหินคุณภาพต่ำที่ให้ความร้อนได้ไม่สูงนัก แต่เพียงพอสำหรับการนำไปใช้ผลิตพลังงานไฟฟ้าและพลังงานความร้อนในโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ

  1. ซับบิทูมินัส (Sub-Bituminous)

เป็นถ่านหินที่มีอายุมากกว่าลิกไนต์ เป็นถ่านหินสีน้ำตาล-ดำ ที่มีทั้งผิวด้านและผิวมันวาว มีปริมาณคาร์บอนสูงกว่าลิกไนต์และมีความชื้นต่ำ ดังนั้น ซับบิทูมินัสจึงถือเป็นถ่านหินคุณภาพสูง เหมาะสำหรับนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟ้าภายในโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ

  1. บิทูมินัส (Bituminous)

เป็นถ่านหินที่มีอายุมากเป็นลำดับที่ 4 โดยมีอายุประมาณ 300 ล้านปี มีเนื้อแน่นและแข็ง สีน้ำตาลเข้มจนถึงสีดำ ผิวมันวาว มีความชื้นต่ำและมีปริมาณคาร์บอนสูง ดังนั้น บิทูมินัสจึงเป็นถ่านหินที่มีคุณภาพสูงสุดเป็นอันดับที่ 2 รองจากแอนทราไซต์ เป็นเชื้อเพลิงที่ให้ความร้อนได้ดีเยี่ยม จึงเป็นถ่านหินที่เหมาะสมอย่างยิ่งในการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมผลิตเหล็กกล้าและซีเมนต์ รวมถึงการผลิตกระแสไฟฟ้า

  1. แอนทราไซต์ (Anthracite)

เป็นถ่านหินที่มีอายุมากที่สุด โดยมีอายุราว 350 ล้านปี ส่งผลให้แอนทราไซต์เป็นถ่านหินที่มีการแปรสภาพสมบูรณ์ จากการอยู่ภายใต้แรงดันและความร้อนมหาศาลใต้ผิวโลกเป็นเวลานาน ทำให้น้ำและสารระเหยต่างๆในพืชหมดไป เหลือไว้เพียงคาร์บอน ดังนั้น แอนทราไซต์จึงมีความชื้นต่ำ เนื้อแน่นและแข็ง สีดำเป็นเงามันวาว และยังมีปริมาณคาร์บอนสูงสุด (ราวร้อยละ 97) ติดไฟยาก แต่เมื่อจุดไฟติดแล้ว จะก่อให้เกิดเปลวไฟสีน้ำเงินจางๆ ซึ่งมีความร้อนสูง ไม่มีการปลดปล่อยสารอินทรีย์ระเหยจากการเผาไหม้ แอนทราไซต์จึงถือเป็นถ่านหินที่มีคุณภาพสูงสุดในบรรดาถ่านหินทั้งหมด

พลังงานจากถ่านหิน, พลังงาน, เชื้อเพลิง, ถ่านหิน
ปัญหาแรงงานเด็กในเหมือนถ่านหิน ประเทศอินเดีย

 ตารางแสดงการเปรียบเทียบคุณภาพของถ่านหิน

 

ชนิดของถ่านหิน

ความร้อน

ความชื้น

ปริมาณขี้เถ้า

ปริมาณกำมะถัน

1.

พีต

ต่ำ

สูง

สูง

ไม่แน่นอน

2.

ลิกไนต์

ต่ำ – ปานกลาง

สูง

สูง

ต่ำ – สูง

3.

ซับบิทูมินัส

ปานกลาง – สูง

ปานกลาง

ปานกลาง

ปานกลาง

4.

บิทูมินัส

สูง

ต่ำ

ต่ำ

ต่ำ

5.

แอนทราไซต์

สูง

ต่ำ

ต่ำ

ต่ำ

ประโยชน์และข้อจำกัดของถ่านหิน

ถ่านหินถูกนำมาใช้เป็นแหล่งพลังงานมากกว่า 3,000 ปี โดยจีนเป็นประเทศแรกที่นำถ่านหินมาใช้เป็นเชื้อเพลิงในการถลุงแร่ทองแดง ปัจจุบัน การใช้ประโยชน์จากถ่านหินส่วนใหญ่คือการใช้เป็นเชื้อเพลิงภายในครัวเรือน การผลิตกระแสไฟฟ้า (การผลิตกระแสไฟฟ้าทั่วโลกใช้พลังงานจากถ่านหินประมาณร้อยละ 39) การถลุงโลหะ การผลิตปูนซีเมนต์ และอุตสาหกรรมที่ใช้เครื่องจักรไอน้ำ นอกจากนี้ ถ่านหินยังนำมาทำเป็นถ่านกัมมันต์ (Activated carbon) ซึ่งเป็นสารดูดซับกลิ่นในเครื่องกรองน้ำ เครื่องกรองอากาศ และเครื่องใช้ต่างๆ รวมถึงการนำมาผลิตคาร์บอนไฟเบอร์ ซึ่งเป็นวัสดุที่มีความแข็งแรงคงทน แต่มีน้ำหนักเบา สำหรับใช้ในการผลิตอุปกรณ์กีฬาต่างๆอีกด้วย

พลังงานจากถ่านหิน, พลังงาน, เชื้อเพลิง, ถ่านหิน
การทำเหมืองถ่านหินเป็นการทำลายระบบนิเวศบริเวณไปอย่างสิ้นเชิง

ข้อดี: มีแหล่งผลิตแน่นอนและปริมาณสำรองเพียงพอ (สำหรับอีก 220 ปีข้างหน้า) เนื่องจากถ่านหินเป็นทรัพยากรที่กระจายอยู่ทั่วโลกและมีการผลิตที่ไม่ได้อาศัยปัจจัยทางสภาพอากาศเหมือนอย่างพลังงานทดแทนอื่นๆ (แสงอาทิตย์ ลม และคลื่น) ดังนั้น ถ่านหินจึงสามารถผลิตได้ตลอดเวลา มีต้นทุนต่ำ และมีราคาถูก

ข้อเสีย: เป็นทรัพยากรที่มีจำกัดและไม่สามารถทดแทนได้ (Non-Renewable Resource) การเผาไหม้ถ่านหินยังก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและสารพิษที่ปนเปื้อนในอากาศ พื้นดิน และแหล่งน้ำ ซึ่งเป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อสิ่งมีชีวิต โดยเฉพาะ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) และปรอท นอกจากนี้ การทำเหมืองถ่านหินยังถือเป็นงานที่อันตรายที่สุดงานหนึ่งในโลก อีกทั้งการขุดเจาะพื้นผิวโลกยังก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงภูมิทัศน์อย่างถาวร ระบบนิเวศในพื้นที่จะถูกทำลายไปอย่างสิ้นเชิง เพิ่มอัตราเสี่ยงต่อการเกิดน้ำท่วมและภัยพิบัติทางธรรมชาติอื่นๆอีกมากมาย

สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ


ข้อมูลอ้างอิง

National Geographic – https://www.nationalgeographic.org/encyclopedia/coal/

World Coal Association –https://www.worldcoal.org/sites/default/files/WCA_Basic%20Coal%20Facts_One%20pager%20low%20res.jpg

การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย – http://projects-pdp2010.egat.co.th/projects1/index.php?option=com_content&view=article&id=1&Itemid=8

กรมเชื้อเพลิงธรรมชาติ – https://dmf.go.th/public/list/data/index/menu/630/mainmenu/630/

สำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน – http://www.eppo.go.th/images/Infromation_service/Publication/Book/Coal%20Energy.pdf


เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ : เชื้อเพลิงฟอสซิล 

เรื่องแนะนำ

การลำเลียงสารของพืช

โครงสร้างและการทำงานของระบบ ลำเลียงสารของพืช ประกอบด้วยระบบท่อลำเลียง ที่ทำหน้าที่ลำขนส่งน้ำและแร่ธาตุจากรากส่งต่อไปยังส่วนต่าง ๆ ของพืช เพื่อใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง  การลำเลียงสารของพืช คือ โครงสร้างและการทำงานของระบบลำเลียงน้ำและอาหารของพืช ซึ่งประกอบด้วยระบบท่อลำเลียง (Vascular Tissue System) ที่เป็นเนื้อเยื่อซึ่งเชื่อมต่อกันตลอดในลำต้น โดยทำหน้าที่ลำเลียงน้ำและแร่ธาตุจากรากส่งต่อไปยังส่วนต่าง ๆ ของพืช เพื่อนำไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง (Photo Synthesis) ก่อนจะนำสารหรือน้ำตาลซึ่งเป็นผลผลิตจากกระบวนการดังกล่าว ส่งต่อไปยังเนื้อเยื่อในส่วนต่าง ๆ ของพืช เพื่อนำไปใช้ในกิจกรรมอื่น ๆ ของเซลล์ เช่น การหายใจ การสืบพันธุ์ และการเคลื่อนไหว และการเจริญเติบโตต่อไป น้ำ สารอาหารและแร่ธาตุต่าง ๆ จะถูกลำเลียงไปในรูปของสารละลาย ตั้งแต่บริเวณปลายรากหรือที่เรียกว่า “ขนราก” (Root Hair) จำนวนมากของพืช ซึ่งดูดสารต่าง ๆ ขึ้นมาจากพื้นดินและนำส่งต่อไปยังระบบท่อลำเลียงหรือกลุ่มเซลล์ที่เรียกว่า “มัดท่อลำเลียง” (Vascular Bundle) ที่ประกอบด้วยเนื้อเยื่อสำคัญ 2 กลุ่ม คือ ท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ หรือ “ไซเลม” […]

เซลล์สัตว์ และส่วนประกอบภายในเซลล์

เซลล์สัตว์ เป็นส่วนที่เล็กที่สุดของสัตว์ ซึ่งภายในเซลล์ประกอบด้วยออร์แกเนลล์ (organelles) ต่างๆ เซลล์ คือ หน่วยย่อยพื้นฐานที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า และเป็นหน่วยที่เล็กที่สุดของสิ่งมีชีวิต สำหรับใน เซลล์สัตว์ มีส่วนประกอบต่างๆ ดังนี้ เยื่อหุ้มเซลล์ (Cell membrane) พบในเซลล์สิ่งมีชีวิตทุกชนิด ยกเว้นไวรัส เยื่อหุ้มเซลล์ทำให้เซลล์คงรูปอยู่ได้ และเป็นเยื่อเลือกผ่าน คือ มีคุณสมบัติยอมให้สารบางชนิดผ่านเข้าออกเท่านั้น ควบคุมการเข้าออกของสารต่าง ๆ จากสิ่งแวดล้อมเข้าสู่เซลล์ เยื่อหุ้มเซลล์ประกอบด้วย ฟอสโฟลิพิด (Phospholipid bilayer) โปรตีน คาร์โบไฮเดรต และคอเลสเตอรอล นิวเคลียส (Nucleus) มีลักษณะค่อนข้างกลม อยู่บริเวณกลางเซลล์ ประกอบด้วยเยื่อหุ้มนิวเคลียส และนิวคลีโอพลาซึมซึ่งเป็นส่วนที่อยู่ภายในเยื่อหุ้มนิวเคลียส นิวเคลียสทำหน้าที่ควบคุมการทำงานต่าง ๆ ภายในเซลล์ แบ่งเซลล์ และบรรจุสารพันธุกรรม DNA ไซโทพลาซึม (Cytoplasm) อยู่ระหว่างนิวเคลียสและเยื่อหุ้มเซลล์ ประกอบด้วยส่วนที่เป็นของเหลว เรียกว่าไซโทซอล (Cytosol) และส่วนที่เป็นของแข็ง เรียกว่า ออร์แกเนลล์ (Organelle) ร่างแหเอนโดพลาซึม […]

แม่เหล็ก และสนามแม่เหล็กโลก

แม่เหล็ก มีแรงดึงดูดและแรงผลักต่อโลหะบางชนิด การค้นพบ แม่เหล็ก (Magnet) และสนามแม่เหล็กโลก แม่เหล็กถูกค้นพบครั้งแรก โดยชายเลี้ยงแกะในดินแดนแมกนีเซีย (Magnesia) พื้นที่ทางตอนเหนือของประเทศกรีซ เมื่อราว 5 พันปีก่อน แรงแม่เหล็ก หรือแรงดึง ที่ดูดโลหะแปลกปลอมเข้าหานั้น ถูกพบภายในก้อนหินสีดำใต้พื้นผิวโลก หินที่ถูกขนานนามว่า “แมกเนต” (Magnet) หรือ “แม่เหล็ก” หินแม่เหล็กในธรรมชาติเป็นสารประกอบออกไซด์ของเหล็ก (Fe3O4) หรือ “แมกนีไทต์” (Magnetite) เป็นวัตถุที่มีคุณสมบัติในการดึงดูดโลหะบางชนิด โดยเฉพาะวัตถุที่มีองค์ประกอบหลักเป็นเหล็ก (Fe) โครเมียม (Cr) แมงกานิส (Mn) และนิกเกิล (Ni) หรือที่เรียกกันว่า “สารแม่เหล็ก” (Ferromagnetic material) ในอดีต มนุษย์นำหินสีดำนี้มาใช้ประโยชน์มากมาย ทั้งการใช้เป็นหินนำทาง (Lodestone) ของชาวกรีกและโรมัน รวมถึงการนำมาใช้ประดิษฐ์เข็มทิศเพื่อนำทางและใช้ในศาสตร์พยากรณ์ของชาวจีนโบราณ โดยเข็มทิศเรือนแรกของโลกถูกสร้างขึ้นในสมัยราชวงศ์ฮั่นของจีน เมื่อหลายพันปีมาแล้ว ก่อนได้รับการพัฒนาเรื่อยมาจนเป็นเข็มทิศในยุคปัจจุบัน แม่เหล็กและอำนาจแม่เหล็ก (Magnet and Magnetism) แม่เหล็กมีแรงดึงดูดและแรงผลักต่อโลหะบางชนิด ซึ่งเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าภายในโครงสร้างของแม่เหล็กที่แตกต่างจากวัตถุทั่วไป […]