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

การสืบพันธุ์ของพืช : การสร้างเซลล์สืบพันธ์ของพืชดอก

กระบวนการสร้าง เซลล์สืบพันธุ์ของพืชดอก เกิดขึ้นในเกสรตัวผู้ และเกสรตัวเมีย เซลล์สืบพันธุ์ของพืชดอก มี 2 ชนิด คือ เซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ และเซลล์สืบพันธุ์เพศเมีย เซลล์สืบพันธุ์ทั้งสองมีขั้นตอนในการแบ่งเซลล์ เพื่อลดจำนวนโครโมโซมลงครึ่งหนึ่ง และเมื่อเกิดการปฏิสนธิ จำนวนโครโมโซมจะมีจำนวนเท่าเดิมอีกครั้ง (ขอมูลเพิ่มเติม : โครงสร้างของดอกไม้) เซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ (male gamete) เกิดขึ้นภายในอับเรณู (anther) โดยมีไมโครสปอร์มาเทอร์เซลล์ (microspore mother cell) แบ่งเซลล์แบบไมโอซีส 1 ครั้ง ได้ 4 ไมโครสปอร์ (microspore) แต่ละเซลล์มีโครโมโซมเท่ากันตือ n หลังจากนั้นนิวเคลียสของแต่ละเซลล์จะแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสได้ 2 นิวเคลียสคือ เจเนอเรทีฟนิวเคลียส (generative nucleus) และ ทิวบ์นิวเคลียส (tube nucleus) เรียกเซลล์ในระยะนี้ว่า ละอองเรณู (pollen grain) หรือแกมีโทไฟต์เพศผู้ (male gametophyte) เมื่อละอองเรณูแก่เต็มที่อับเรณูจะแตกออกทำให้ละอองเรณูกระจายออกไปพร้อมที่จะผสมพันธุ์ต่อไป ลักษณะของละอองเรณูมีความแตกต่างกันทั้งขนาด รูปร่าง […]

สำรวจโลก: ยุคน้ำแข็งของแอฟริกา

ทุ่งน้ำแข็งทางตอนเหนือของคิลีมันจาโร ในแทนซาเนีย อาจมีอายุเก่าแก่ถึง 10,000 ปี ในสมัยยุคน้ำแข็ง การจะหาคำตอบนี้ต้องเริ่มจากการเก็บตัวอย่างชั้นน้ำแข็งจากภูเขาที่สูงที่สุดในแอฟริกา

สารอาหารที่ไม่ให้พลังงาน : วิตามิน และเกลือแร่

วิตามิน และ เกลือแร่ เป็นสารอาหารที่ร่างกายไม่นำไปสร้างพลังงาน แต่มีความจำเป็นอย่างยิ่งในการรักษาระบบต่างๆ ในร่างกายให้สมดุล นอกจากร่างกายของเราต้องการพลังงานจากแหล่งพลังงานอย่างคาร์โบไฮเดรต โปรตีน และไขมันแล้ว ยังมีอีกหลายกิจกรรมในร่างกายมนุษย์ที่ต้องพึ่งพาสารหาอาหารอื่นๆ นั่นคือ วิตามิน และ เกลือแร่ วิตามิน เป็นสารอาหารที่ร่างกายของเราต้องการในปริมาณน้อย แต่ก็ไม่สามารถขาดได้ ถ้าขาดจะทำให้ระบบร่างกายของเราผิดปกติ หรือเกิดโรคต่างๆ ได้ วิตามินแบ่งออกเป็น 2 พวก ได้แก่ 1. วิตามินที่ละลายในไขมัน ได้แก่ วิตามิน เอ ดี อี เค 2. วิตามินที่ละลายในน้ำ ได้แก่ วิตามินซี และวิตามินบีรวม วิตามินเอ ช่วยป้องกันการแพ้แสงสว่างของบางคนผู้ที่ต้องการวิตามินเอมาก คือผู้ที่ต้องใช้สายตามาก วิตามินเอมีมากในไขมันเนย น้ำมันปลา ไข่แดง กะหล่ำปลี พืชตระกูลถั่ว ผักสีแดง ผักสีเหลือง วิตามินดี ช่วยในการดูดซึมแคลเซียมในร่างกาย ป้องกันโรคกระดูกอ่อน และควบคุมปริมาณของแคลเซียมในเลือด อาหารที่ให้วิตามินดีมีน้อยมาก จะมีอยู่ในพวกน้ำมันตับปลา ร่างกายสามารถสังเคราะห์วิตามินดีได้จากรังสีอุลตราไวโอเลต ซึ่งมีอยู่ในแสงแดด […]

อาหารคีโตจีนิก : อาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำ – ไขมันสูง

งานวิจัยทางวิชาการหลายฉบับยังรายงานผลการทดลอง ที่ขัดแย้งกันระหว่างข้อดีและผลกระทบระยะยาวของ อาหารคีโตจีนิก ที่กำลังเป็นกระแสนิยมในช่วงสองสามปีที่ผ่านมา  อาหารคีโตจีนิก คืออะไร อาหารคีโต หรือ อาหารคีโตจีนิก (Ketogenic diets) เป็นรายการอาหารที่มีปริมาณคาร์โบไฮเดรตต่ำ แต่มีไขมันสูง ซึ่งส่งผลให้ร่างกายใช้พลังงานทางเลือกจากไขมันแทนการใช้พลังงานจากแหล่งพลังงานหลักคือคาร์โบไฮเดรต ผ่านกระบวนการที่เรียกว่า คีโตซิส (Ketosis) กระบวนการคีโตซิสจะเกิดขึ้นเมื่อร่างกายรับรู้ว่าระดับน้ำตาลในเลือดต่ำลง จึงจำเป็นเผาผลาญพลังงานจากไขมันแทน กระบวนการคีโซซิสเกิดขึ้นที่ตับ โดยไขมันที่เก็บสะสมไว้ในช่องท้องจะถูกเปลี่ยนให้เป็นกรดไขมัน และได้ผลผลิตสุดท้ายเป็นสารประเภทคีโตน (Ketones) ซึ่งร่างกายสามารถนำไปใช้เป็นพลังงานได้ บทสรุป: เมนูอาหารคีโต คือ อาหารที่คาร์โบไฮเดรตต่ำ และมีไขมันสูง ซึ่งส่งผลให้ร่างกายมีระดับน้ำตาลและอินซูลินในเลือดต่ำ ร่างกายจึงใช้พลังงานจากไขมัน ผ่านสารให้พลังงานที่เรียกว่า คีโตน ประเภทของอาหารคีโตจีนิก 1. Standard ketogenic diet (SKD): เป็นรายการอาหารที่มีปริมาณคาร์โบไฮเดรตน้อยมาก มีโปรตีนปานกลาง และมีไขมันสูง โดยสัดส่วนของอาหารหนึ่งมื้อคือ ไขมันร้อยละ 75 โปรตีนร้อยละ 20 และคาร์โบไฮเดรตร้อยละ 5 2. Cyclical ketogenic diet (CKD): เป็นการเลือกรับประทานอาหารคีโตจีนิกเป็นส่วนใหญ่ […]