วันศุกร์ที่ 12 เมษายน พ.ศ. 2567

รู้ทันนักวิจัย (๒๘) ผลิตปูนซิเมนต์ด้วยไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ MO Memoir : Friday 12 April 2567

"วงการนี้เขาก็อยู่กันแบบนี้แหละ เขาชอบให้เราฟังอย่างเดียว ไม่อยากให้เราถาม บางคำถามถือว่าเป็นคำถามต้องห้ามด้วยซ้ำ ขืนถามไปเขาก็เลิกคุยด้วย"

สัปดาห์ที่แล้วมีนิสิต ๒ คนถามผมเรื่องแนวความคิดของเขาที่จะทำโครงงานส่งประกวดเกี่ยวกับการลดโลกร้อนด้วยการดักจับ CO2 ซึ่งผมก็ได้นำเสนอมุมมองที่เห็นว่าคนที่อยู่ในวงการนี้เขาไม่อยากพูดถึงหรือหลีกเลี่ยงที่จะคุย นั่นก็คือ "พลังงานที่ใช้ในกระบวนการดังกล่าวได้มาจากไหน ก่อให้เกิด CO2 ด้วยหรือไม่ และ CO2 ที่ดักจับได้และที่เกิดจากพลังงานที่นำมาใช้ในการดักจับนั้นอันไหมมากกว่ากัน ฯลฯ"

ซึ่งถ้าถามคำถามเหล่านี้ก็มักจะได้คำตอบว่า "พลังงานที่ใช้นั้นได้มาจากพลังงานหมุนเวียนที่ไม่ก่อให้เกิด CO2" แต่คำตอบนี้ต้องไม่รวมพลังงานไฟฟ้านะ เว้นแต่ว่าพลังงานไฟฟ้าที่ได้มานั้นไม่ได้มาจากการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิล ซึ่งตรงนี้ก็ก่อให้เกิดคำถามตามมาอีกก็คือ "ถ้ามีพลังงานสะอาดที่ไม่ผลิต CO2 ดังนั้นทำไมเราไม่เอาพลังงานเหล่านั้นไปใช้ในกระบวนการผลิตแทนการใช้พลังงานที่ได้จากเชื้อเพลิงฟอสซิล (เช่นใช้ไฟฟ้าในการผลิตไอน้ำ) ซึ่งจะเป็นการลดการผลิต CO2 แทนที่จะต้องมาคิดหาทางดักจับ CO2 ที่ผลิตขึ้นมา"

รูปที่ ๑ ปริมาณไฟฟ้าที่ใช้ (kWh) ต่อตัน ของซีเมนต์ที่ผลิตได้ ของประเทศต่าง ๆ (ข้อมูลปีค.ศ. ๒๐๑๘ หรือพ.ศ. ๒๕๖๑)

ดังนั้นวันนี้ก็เลยจะขอลองคำนวณเล่น ๆ ว่าถ้าคิดจะใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ในการผลิตไฟฟ้าเพื่อป้อนให้กับกระบวนการผลิตปูนซีเมนต์ ต้องใช้เซลล์แสงอาทิตย์ขนาดเท่าใด

เราสามารถแบ่งการใช้พลังงานในโรงงานผลิตปูนซีเมนต์ออกเป็น ๒ ส่วน ส่วนแรกคือส่วนที่ทำหน้าที่บดย่อยวัตถุดิบที่เป็นอนุภาคของแข็งให้เป็นผงละเอียด ตรงนี้จะใช้พลังงานไฟฟ้าเป็นหลัก ส่วนที่สองคือการนำเอาวัตถุดิบต่าง ๆ ที่ผ่านการบดเป็นผงและผสมเข้าด้วยกันแล้วไปเผาที่อุณหภูมิสูง ตรงนี้จะใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นหลัก โดยจะมี CO2 เกิดขึ้นจากการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลเพื่อให้ความร้อนและที่สลายตัวออกมาจากวัตถุดิบที่ใช้ในการผลิต (จากสารประกอบ carbonate)

รูปที่ ๑ เป็นข้อมูลการใช้ไฟฟ้าในกระบวนการผลิตปูนซิเมนต์ในประเทศต่าง ๆ ของปีพ.ศ. ๒๕๖๑ เพื่อให้คำนวณง่าย ๆ จะใช้ตัวเลขกลม ๆ คือเฉลี่ยประมาณ 100 kWh/t (กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อตันของปูนที่ผลิตได้) หรือใน 1 วัน (24 ชั่วโมง) จะใช้พลังงาน 2,400 kW/t ดังนั้นโรงผลิตปูนที่มีกำลังการผลิต 10,000 ตันต่อวัน (ของบ้านเราหลายโรงงานก็อยู่ที่ระดับนี้) ในเวลา 1 ก็จะใช้พลังงาน 24,000,000 kW

รูปที่ ๒ ขนาดแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ผลิตกำลังไฟฟ้าได้ 1000 W

รูปที่ ๒ เป็นขนาดของแผงเซลล์แสงอาทิตย์กำลังการผลิต 1000 W หรือ 1 kW ที่มีขนาด ยาว 0.955 เมตรและกว้าง 0.530 m ซึ่งเมื่อติดตั้งจะกินพื้นที่ประมาณ 0.5 m2

ดังนั้นถ้าต้องการพลังงาน 24,000,000 kW ก็ต้องใช้พื้นที่ติดตั้ง 12,000,000 m2 หรือ 12 km2 หรือ 7,500 ไร่

พื้นที่ 12 km2 ก็เท่ากับพื้นที่สี่เหลี่ยมผืนผ้ายาว 4 km กว้าง 3 km เรียกว่าใหญ่กว่าเขตเล็ก ๆ บางเขตของกรุงเทพ

มีการประมาณกันว่าพลังงานไฟฟ้าของโรงงานปูนซิเมนต์นั้นอยู่ที่ประมาณ 75% โดยอีก 25% เป็นส่วนของความร้อนที่ต้องใช้ในการเผาปูน ซึ่งตรงนี้จะเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นหลัก ดังนั้นถ้าจะใช้พลังงานไฟฟ้าในการให้ความร้อนในการเผาปูนก็ต้องบวกเพิ่มเข้าไปอีก

ถ้าจะเปลี่ยนเป็นไฟฟ้าพลังน้ำ จะคิดเพียงแค่พื้นที่อ่างเก็บน้ำก็ไม่ถูก ต้องคำนึงถึงพื้นที่ที่ต้องใช้รองรับน้ำฝนด้วย

ท้ายสุดของการสนทนา ผมก็บอกกับเขาว่า

"เรื่องที่คุยกับผมก็ลืม ๆ ไปเถอะ เดี๋ยวจะไม่สามารถทำงานส่งได้"

ไม่มีความคิดเห็น: