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

แผ่นเปลือกโลก และการเปลี่ยนแปลงทางธรณีภาค

แผ่นเปลือกโลก และการเปลี่ยนแปลงทางธรณีภาค (Lithosphere & Plate Tectonics) หลังการเย็นตัวลงของพื้นผิวโลก เมื่อ 4 พันล้านปีก่อน เกิดการยกตัวขึ้นของชั้นหินเหนือผิวน้ำจนแผ่นดินผืนแรกถือกำเนิดในอีกราว 2.5 พันล้านปีต่อมา ตั้งแต่ในอดีตจนถึงปัจจุบัน การเคลื่อนที่ของ แผ่นเปลือกโลก และมหาสมุทรไม่เคยหยุดนิ่ง ภายใต้พื้นผิวโลกมีความเคลื่อนไหวและการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ก่อให้เกิดภูมิประเทศและทรัพยากรอันหลากหลาย รวมถึงปรากฏการณ์ทางธรรมชาติต่างๆ จากการศึกษาหลักฐานทางธรณีวิทยา รวมถึงความพยายามในการจัดทำแผนที่โลกของนักวิทยาศาสตร์ในอดีต ส่งผลให้เกิดการลบล้างความเชื่อที่ว่า “แผ่นดินไม่เคยเกิดการเปลี่ยนแปลง” โดยเฉพาะการเสนอทฤษฎีการเลื่อนไหลของทวีป (Theory of Continental Drift) ในปี ค.ศ.1915 โดย อัลเฟรด เวเกเนอร์  (Alfred Wegener) นักอุตุนิยมวิทยาชาวเยอรมัน ที่สังเกตเห็นถึงความสอดคล้องกันของรูปร่างชายฝั่งตะวันออกของทวีปอเมริกาใต้และชายฝั่งตะวันตกของทวีปแอฟริกา ทำให้เกิดการตั้งสมมุติฐานที่ว่า เมื่อราว 200 ล้านปีก่อน โลกประกอบด้วยแผ่นดินผืนเดียวที่เรียกว่า “มหาทวีป” หรือ “พันเจีย” (Pangaea) ซึ่งถูกล้อมรอบด้วยมหาสมุทรขนาดใหญ่ และมหาทวีปนี้ประกอบไปด้วยดินแดนลอเรเซีย (Laurasia) ทางตอนเหนือและดินแดนกอนด์วานา (Gondwana) ทางตอนใต้ จนกระทั่งมหาสมุทรแอตแลนติกเกิดการขยายตัว ทำให้แผ่นดินเคลื่อนที่และแยกตัวออกจากกัน […]

เรือนยอดของต้นไม้ ช่วยป้องกันโรคระบาดในพืช

เรือนยอดของต้นไม้ ในป่าล้วนรักษาระยะห่างจนเกิดเป็นช่องว่าง เรียกว่า เรือนยอดไม่บดบังกัน (crown  shyness) ซึ่งช่วยให้ต้นไม้สามารถแบ่งปันทรัพยากร และควบคุมการระบาดของโรค เดือนมีนาคม ค.ศ. 1982 ในวันที่อากาศอบอุ่น ฟรานซิส “แจ็ก” พุตซ์ (Francis “Jack” Putz) นักชีววิทยา เดินทางเข้าไปในป่าต้นโกงกางที่มี เรือนยอดของต้นไม้ เพื่อหลบหลีกจากความร้อนในช่วงบ่าย ด้วยความง่วงจากอาหารมื้อเที่ยง และการทำงานภาคสนามในอุทยานแห่งชาติ กัวนากัสเต ประเทศคอสตาริกา อย่างหนัก พุตซ์จึงตัดสินใจงีบหลับระหว่างวัน ขณะที่เขามองขึ้นไปบนท้องฟ้า สายลมพัดยอดโกงกางที่อยู่เหนือเขาไหวเอนไปมา ทำให้กิ่งก้านสาขาของต้นไม้ที่อยู่ใกล้เคียงก่ายเข้าหากัน ใบไม้และกิ่งไม้ที่อยู่ขอบนอกสุดของเรือนยอดหักลง พุตซ์สังเกตเห็นว่าการตัดแต่งกิ่งซึ่งกันและกันนี้ทิ้งร่องรอยของพื้นที่ว่างบนเรือนยอด เครือข่ายของยอดไม้ที่เรียกว่า Crown Shyness ได้รับการบันทึกไว้ในป่าทั่วโลก จากป่าโกงกางของคอสตาริกาไปจนถึงต้นการบูรบอร์เนียวที่สูงตระหง่านของมาเลเซีย มีช่องว่างระหว่างพุ่มไม้เขียวขจี แต่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่า เหตุใดยอดไม้จึงไม่ยอมให้เกิดการบดบังกัน พุตซ์ให้เหตุผลว่า ต้นไม้ต้องการพื้นที่ว่างซึ่งกันและกัน เพื่อใช้ในแผ่กิ่งก้าน และดูเหมือนว่าลมจะมีบทบาทสำคัญในการช่วยให้ต้นไม้จำนวนมากรักษาระยะห่างระหว่างกันได้ การแบ่งแยกพื้นที่ว่างระหว่างกิ่งก้านของแต่ละต้น อาจช่วยเพิ่มการเข้าถึงทรัพยากรของพืช เช่น แสง อีกทั้งช่วยขัดขวางการแพร่กระจายของแมลงที่กัดกินใบ เถาวัลย์ กาฝาก หรือโรคติดเชื้ออื่น ๆ เม็ก […]

สำรวจโลก: ยุคน้ำแข็งของแอฟริกา

ทุ่งน้ำแข็งทางตอนเหนือของคิลีมันจาโร ในแทนซาเนีย อาจมีอายุเก่าแก่ถึง 10,000 ปี ในสมัยยุคน้ำแข็ง การจะหาคำตอบนี้ต้องเริ่มจากการเก็บตัวอย่างชั้นน้ำแข็งจากภูเขาที่สูงที่สุดในแอฟริกา

จับตามองจันทรุปราคาเต็มดวง : ปรากฏการณ์ตื่นตาบนฟากฟ้า

จับตามอง”จันทรุปราคา”เต็มดวง : ปรากฏการณ์ตื่นตาบนฟากฟ้า ผู้หลงใหลความงามบนฟากฟ้าอาจได้โชคสามต่อในค่ำคืนวันนี้ เมื่อ ซูเปอร์มูน ที่เกิดขึ้นเป็นครั้งที่สองภายในเดือนเดียวกันยังเป็น”จันทรุปราคา”หรือ”จันทคราส”เต็มดวงอีกด้วย  ผู้ช่วยชาญด้านคลาสกล่าวว่า ปรากฏการณ์เช่นนี้ไม่พบเห็นในรอบ 35 ปี และเป็นครั้งแรกในรอบ 150 ปีที่คนในทวีปอเมริกาจะเห็นปรากฏการณ์นี้ คืนวันที่ 31 มกราคมนี้ พระจันทร์เต็มดวงที่เกิดขึ้นจะเป็น ซูเปอร์มูน ครั้งที่สองที่เกิดขึ้นในรอบเดือนเดียวกัน ปรากฏการณ์นี้มักเรียกกันโดยทั่วไปว่า พระจันทร์สีน้ำเงิน หรือบลูมูน ขนาดที่เห็นใหญ่โตกว่าปกติของดวงจันทร์นั้นเกิดจากระยะทางที่โคจรเข้าใกล้โลกมากที่สุด ถ้าเพียงเท่านี้ยังไม่ตื่นตาพอ ผู้คนในบางภูมิภาคของโลกยังจะเห็นปรากฏการณ์จันทรุปราคาเต็มดวงอีกด้วย และเมื่อเงามืดของโลกทาบทับบนดวงจันทร์ทั้งดวง บางครั้งเราจะเห็นดวงจันทร์กลายเป็นสีอมแดง เป็นที่มาของชื่อ พระจันทร์สีเลือด หรือ  บลัดมูน (blood moon) นั่นเอง ความพิเศษที่จะเกิดขึ้นในค่ำคืนนี้จึงเป็นที่มาของชื่อปรากฏการณ์ว่า “ซูเปอร์บลูบลัดมูน” (super blue blood moon) ระยะทางที่ดวงจันทร์จะโคจรเข้าใกล้โลกมากที่สุดในคืนนี้อยู่ที่ประมาณ 223,069 ไมล์ (358,996 กิโลเมตร) ทำให้ ดวงจันทร์ในค่ำคืนนี้ดูใหญ่กว่าปกติราวร้อยละ 7 และดูสว่างขึ้นร้อยละ 14   ส่วนปรากฏการณ์จันทรุปราคาเต็มดวงนั้นนับว่าน่าตื่นตายิ่งนัก จันทรุปราคาเกิดขึ้นเมื่อโลกอยู่ระหว่างดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์จึงโคจรผ่านเงามืดของโลก […]