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

World Update: ”ขยะจากมนุษย์” ที่มาจากยานอวกาศ ไปถึงดาวอังคารแล้ว

ภาพใหม่จากนาซาแสดงให้เห็นถึง ”ขยะจากมนุษย์” ที่มาจากยานอวกาศไปถึงดาวอังคารแล้ว ทีมงานผู้ดูแลภารกิจของยานโรเวอร์ ‘เพอร์เซเวียแรนซ์ (Perseverance)’ ได้เผยภาพใหม่ผ่านทางทวิตเตอร์ที่ดูเหมือนชิ้นส่วนของผ้าห่มกันความร้อนที่ปกป้องยานจากอุณหภูมิสูงขณะลงจอด แสดงให้เห็นว่าขยะจากมนุษย์ไปถึงดาวอังคารแล้ว อย่างไรก็ตามพวกเขาไม่แน่ใจว่าขยะชิ้นนี้มาอยู่ตรงนี้ได้อย่างไร “น่าแปลกใจที่ชิ้นส่วนนี้ที่นี่” ทีมงานระบุ “ชิ้นส่วนนี้อาจตกลงมาที่นี่หลังจากการลงจอดหรือว่าลมพัดมาที่นี่” เนื่องจากจุดจอดยานห่างออกไปประมาณ 2 กิโลเมตร เหตุการณ์นี้ได้กลายเป็นความสงสัยเล็ก ๆ ที่เกิดขึ้นท่ามกลางการสำรวจดาวอังคาร นี่ไม่ใช่ขยะชิ้นแรกหรือขยะชิ้นเดียวบนดาวอังคาร ก่อนหน้านี้ในเดือนเมษายน อินเจนูอิตี้ (Ingenuity) เฮลิคอปเตอร์ลำแรกเพื่อทดสอบการบินบนดาวอังคารได้จับภาพชิ้นส่วนอุปกรณ์ลงจอดของตัวเองและของยานเพอร์เซเวียแรนซ์ที่กลายเป็นขยะถูกทิ้งเช่นเดียวกัน แม้การไปถึงดาวอังคารและการลงจอดของยานอวกาศมากมายจะสร้างแรงบันดาลใจและแสดงให้เห็นถึงความพยายามมากเพียงใดดังที่ เอียน คลาร์ก (Ian Clark) อดีตวิศวกรระบบของยานเพอร์เซเวียแรนซ์กล่าวว่าเป็น “ความพยายามในการลงจอดบนดาวอังคารที่ถูกบันทึกไว้ดีที่สุดในประวัติศาสตร์ โดยกล้องจะแสดงทุกอย่างตั้งแต่การกางตัวของร่มชูชีพไปจนถึงการแตะพื้น”พร้อมกับเสริมว่าระบบต่าง ๆ ทำงานได้อย่างน่าทึ่ง และถึงแม้จะไม่เป็นเช่นนั้น “รูปภาพก็ยังสร้างปรากฏการณ์และสร้างแรงบันดาลใจ” ในการพยายามตามล่าหาสัญญาณของชีวิตจุลินทรีย์โบราณบนดาวอังคาร แต่ก็ปฏิเสธไม่ได้เลยว่า ไม่ว่ามนุษย์จะไปที่แห่งใดก็จะมีขยะตามไปด้วย มีความพยายามมากมายในการจัดการกับขยะอวกาศ แต่ก็ไม่ได้มีความเปลี่ยนแปลงไปมากนักตั้งแต่มีสนธิสัญญาอวกาศที่เริ่มใช้ในปี 1967 เพราะเป็นอันตรายอย่างมากต่อสถานีอวกาศ นักบินอวกาศที่ปฏิบัติภารกิจ และแม้แต่ดาวเทียมที่โคจรรอบโลกเอง แต่อย่างที่ทราบกันดีว่า การส่งยานขึ้นไปและทิ้งไว้นั้นง่ายกว่าการจัดการขยะหลายเท่า ชิ้นส่วนของภารกิจมากมายจึงถูกทิ้งไว้ทั้งบนดวงจันทร์เช่นโครงการอพอลโล และล่าสุดคือดาวอังคารเพื่อนดาวเคราะห์ในระบบสุริยะของเราเอง สืบค้นและเรียบเรียง วิทิต บรมพิชัยชาติกุล Photography by NASA/JPL-Caltech/ASU ที่มา […]

การค้นพบครั้งสำคัญของวงการวิทยาศาสตร์ปี 2019

สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) กระทรวงการอุดมศึกษาวิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) ร่วมกับ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล สำรวจความคิดเห็นออนไลน์ของบุคลากร ประกอบด้วยนักวิจัย อาจารย์และผู้เกี่ยวข้องเกี่ยวกับ การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและนวัตกรรมระดับโลก ที่เกิดขึ้นในปี 20189 โดยมีผู้ตอบแบบสำรวจในแวดวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีทั้งหมดรวม 269 คน โดยสรุปผลการสำรวจข่าววิทยาศาสตร์แห่งปี 2019 10 อันดับแรก เรียงตามลำดับดังนี้คือ ภาพถ่ายแรกของหลุมดำ เมื่อเดือนเมษายน 2019 ผู้อำนวยการ EHT (Event Horizon Telescope) ประกาศผลสำเร็จของคณะนักวิจัยใน 7 ประเทศและผลงานวิชาการหลายฉบับที่ตีพิมพ์ในวารสาร The Astrophysical Journal Letters รวมทั้งภาพถ่ายหลุมดำมวลมหาศาลเป็นพิเศษ (เท่ากับ 6.5 พันล้านเท่าของดวงอาทิตย์ของเรา) ที่อยู่ใกล้กับกาแล็กซี M87 โดยหลุมดำที่ค้นพบอยู่ห่างจากโลก 5.5 ล้านปีแสง วิธีการถ่ายภาพวัตถุที่อยู่ไกลและมองไม่เห็น ต้องใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่เท่ากับโลก แต่ EHT แก้ปัญหาโดยใช้ชุดกล้องนับสิบตัวที่กระจายอยู่ทั่วโลก และใช้เวลาราวสองปีในการถ่ายภาพ วิเคราะห์ และประมวลผล […]

ทำความรู้จักกับ “เมฆ” แต่ละประเภท

เมฆสามารถแบ่งออกเป็น 10 สกุลหลักด้วยกัน ตามรูปร่างและความสูงที่เกิด เนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก ฉบับภาษาไทย ได้จัดทำอินโฟกราฟฟิกเมฆ 10 สกุล โดยได้รับความกรุณาจาก ดร.บัญชา ธนบุญสมบัติ ผู้ก่อตั้งชมรมคนรักมวลเมฆ

องค์ประกอบหลักของโลก : แผ่นดิน ผืนน้ำ และบรรยากาศ

องค์ประกอบหลักของโลก ต่างสัมพันธ์กันตั้งแต่พื้นดินไปจนถึงชั้นบรรยากาศ ต่างหลอมหลวมและมีปฏิสัมพันธ์กันก่อให้เกิดความมีชีวิต โลกเปรียบเสมือนระบบขนาดใหญ่ (Earth as a System) ที่ความสัมพันธ์และความเชื่อมโยงกันขององค์ประกอบต่างๆ ส่งผลให้ดาวเคราะห์สีน้ำเงินดวงนี้มีคุณสมบัติและเอกลักษณ์เฉพาะตัว ทั้งความหลากหลายและการก่อเกิดของชีวิต โลกเป็นดาวเคราะห์ที่เกิดการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา (Dynamic Planet) และ องค์ประกอบหลักของโลก มีทั้งหมดหลัก 4 ส่วน คือ ธรณีภาค (Geosphere) คือส่วนที่เป็นแผ่นดินทั้งหมด รวมไปถึงหิน ดิน และแร่ธาตุ จากเปลือกโลกไปจนถึงแก่นดวงดาว ธรณีภาค คือส่วนที่ก่อให้เกิดลักษณะภูมิประเทศต่างๆ เช่น ภูเขาสูง ที่ราบ และหน้าผาสูงชัน รวมไปถึงการกำเนิดและพังทลายของหินชนิดต่างๆ ที่ทำให้เกิดการหมุนเวียนของแร่ธาตุ เกิดวัฏจักรหิน (Rock cycle) สร้างองค์ประกอบของดินที่ส่งผลต่อทรัพยากรธรรมชาติและสภาวะแวดล้อม สร้างถิ่นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต โลกมีหินทั้งหมด 3 ประเภท ได้แก่ 1) หินอัคนี (Igneous rocks) คือ หินที่เกิดจากการแข็งตัวของหินหนืด (Magma) จากชั้นเนื้อโลกที่เย็นตัวลงและเกิดการตกผลึก ทั้งบนผิวโลกและใต้พื้นโลก เช่น หินแกรนิต […]