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

นาซาส่งยานสำรวจไปยังดวงอาทิตย์เป็นครั้งแรก

เรื่อง  เรเชล แฮร์ติแกน เชีย 31 พฤษภาคม 2017: นาซ่าประสบความสำเร็จในภารกิจมากมาย ตั้งแต่ส่งมนุษย์อวกาศขึ้นไปเหยียบดวงจันทร์ จนถึงส่งยานสำรวจลำแรกออกไปยังอวกาศระหว่างดาว (interstellar space) แต่ยังไม่เคยส่งภารกิจไปยังดวงอาทิตย์ อุปสรรคน่ะหรือ ความร้อนราวไฟโลกันต์ของดาวประธานแห่งระบบสุริยะนั่นเอง พื้นผิวของดวงอาทิตย์มีความร้อนถึง 10,000 องศาฟาเรนไฮต์ (5,537 องศาเซลเซียส) ขณะที่คอโรนา (corona) หรือโครงสร้างชั้นนอกสุดที่ห่อหุ้มดวงอาทิตย์ อุณหภูมิอาจพุ่งสูงถึงราว 3,500,000 องศาฟาเรนไฮต์ หรือเกือบสองล้านองศาเซลเซียส “ความผกผันของอุณหภูมินี้เป็นปริศนาข้อใหญ่ที่ยังไม่มีใครอธิบายได้อย่างชัดเจน” เป็นคำกล่าวของ นิโคลา ฟ็อกซ์ นักวิทยาศาสตร์ของโครงการ Parker Solar Probe ซึ่งเป็นภารกิจของนาซ่าที่มุ่งหวังจะเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ได้ในที่สุด นาซ่าประกาศว่านับเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ขององค์กรแห่งนี้ที่มีการตั้งชื่อยานสำรวจเพื่อเป็นเกียรติแก่บุคคลที่ยังมีชีวิตอยู่ โครงการซึ่งมีชื่อเดิมว่า Solar Probe Plus จึงได้รับการตั้งชื่อใหม่ว่า Parker Solar Probe เพื่อเป็นเกียรติแก่ ยูจีน ปาร์กเกอร์ (Eugene Parker) นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ผู้ค้นพบลมสุริยะหรือสุริยวาต (solar wind) ซึ่งเป็นกระแสของอนุภาคที่พัดออกมาจากดวงอาทิตย์ เมื่อปี […]

ก่อนจะถึงพื้นโลก…สถานีอวกาศเทียนกง 1

ร่วมติดตามการตกของสถานีอวกาศเทียนกง 1 สถานีอวกาศสัญชาติจีนที่หมดอายุการใช้งานและกำลังดิ่งลงเข้าใกล้วงโคจรโลกมากขึ้นเรื่อยๆ โดยที่นักวิทยาศาสตร์เองก็ยังไม่มั่นใจว่าเทียนกง 1 จะตกลง ณ จุดใดของโลก