พูดอย่างไรให้คนอื่นเชื่อโดยไม่คิด ผมสอนไม่เป็นหรอก แต่ฟังอย่างไรไม่ให้ถูกหลอก พอให้คำแนะนำได้ :) :) :)
เมื่อสัปดาห์ที่ผ่านมาได้เข้าร่วมงานประชุมวิชาการแห่งหนึ่ง ก็เลยมีเรื่องมาเล่าสู่กันฟัง อันที่จริงพอเข้าร่วมงานเหล่านี้มา ๓๐ ปี ก็เห็นว่าเรื่องเดิม ๆ มันก็วนกลับมาอีก ก็เลยขอเลือกมาสัก ๓ เรื่องมาเล่าสู่กันฟัง
๑. พลังงานของวัตถุดิบ ควรต้องมีค่ามากกว่าพลังงานที่ใช้ในการแปรรูปวัตถุดิบเป็นเชื้อเพลิง
ในกระบวนการกลั่นน้ำมันดิบเพื่อแยกออกเป็นผลิตภัณฑ์เชื้อเพลิงต่าง ๆ นั้น พลังงานที่ใช้ในการแยกน้ำมันดิบออกเป็นผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ นั้นจะน้อยว่าพลังงานที่มีอยู่ในตัวน้ำมันดิบเริ่มต้น กล่าวอีกอย่างก็คือเราสามารถดึงเอาผลิตภัณฑ์น้ำมันที่กลั่นได้เพียงบางส่วนกลับมาเป็นแหล่งพลังงานเพื่อการกลั่น เราก็ยังเหลือผลิตภัณฑ์น้ำมันเพื่อจำหน่ายอยู่เยอะ
ในการผลิตเอทานอลที่ได้จากการหมัก (เข้มข้นเพียงประมาณ 10%) ให้กลายเป็นเชื้อเพลิงเอทานอลเพื่อใช้กับเครื่องยนต์เบนซินนั้น (เข้มข้น 99.5%) วิธีการหลักคือการกลั่นซึ่งใช้พลังงานมาก ประเด็นที่ควรถามก็คือพลังงานที่ต้องใช้ในการแยกเอทานอลความเข้มข้นต่ำออกจากน้ำเพื่อผลิตเอทานอลความเข้มข้นสูงนั้น กับพลังงานที่ได้จากเอทานอลที่กลั่นได้ ส่วนไหนมีค่ามากกว่ากัน
ถ้าหากพลังงานที่ได้จากเอทานอลที่กลั่นได้มีค่ามากกว่าพลังงานที่ต้องใช้ในการกลั่นแยก เราก็ควรจะได้เห็นโรงงานผลิตเอทานอลนำเอาเอทานอลที่กลั่นได้นั้นมากใช้เป็นเชื้อเพลิงในการกลั่นแยก โดยจะยังมีเอทานอลเหลือสำหรับขาย แต่ถ้าพลังงานที่ได้จากการนำเอาเอทานอลที่กลั่นได้นั้นมากกว่าพลังงานที่ต้องใช้เป็นเชื้อเพลิงในการกลั่นแยก ในทางเศรษฐศาสตร์มันก็จะไม่มีความคุ้มค่าในการผลิตเอทานอลความเข้มข้นสูงเพื่อนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงเหลว เพราะมันต้องมีการนำเอาเชื้อเพลิงอื่นมาใช้เพิ่มเติมอีก และในทางปฏิบัติที่เรามักเห็นกันก็คือ จะมีการใช้เชื้อเพลิงอื่น (ที่ปลดปล่อย CO2 เยอะกว่าเอทานอลอีก) มาใช้เป็นแหล่งพลังงานความร้อนเพื่อใช้ในการกลั่นเอทานอล (ที่เขาบอกว่าเป็นเชื้อเพลิงสะอาด)
เรื่องการผลิตไฮโดรเจนหรือมีเทนจากชีวมวล (biomass) เนี่ยมีการทำกันมานานแล้ว ที่เห็นในบ้านเราก็ราว ๆ ๓๐ ปีแล้ว ตอนนั้นทำเพื่อให้ได้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงสำหรับเซลล์เชื้อเพลิง (fuel cell) แต่เอาเข้าจริงก็ไม่มีใครเคยลองเอาแก๊สที่ได้ไปใช้กับเซลล์เชื้อเพลิงเลย เพราะคนที่ทำงานทางด้านตัวเร่งปฏิกิริยา (กลไกการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิงก็มีพื้นฐานเดียวกันกับตัวเร่งปฏิกิริยา) ต่างรู้ดีว่าองค์ประกอบของแก๊สที่ได้นั้นมันเป็นพิษต่อตัวเร่งปฏิกิริยา มันทำลายตัวเร่งปฏิกิริยาได้ในเวลาอันสั้น
การทำให้ชีวมวลสลายตัวกลายเป็นแก๊สจะใช้ความร้อนเป็นหลัก ผลิตภัณฑ์ที่ได้ขึ้นอยู่กับชนิดชีวมวลและอุณหภูมิที่ใช้ กระบวนการที่ใช้คือ pyrolyis (สลายตัวโดยไม่มีอากาศ) หรือ gasification (สลายตัวโดยมีการป้อนอากาศในปริมาณไม่มากเข้าร่วม โดยอาจมีการใช้แหล่งพลังงานอื่นให้ความร้อนร่วมด้วย) แก๊สที่ได้มีชื่อว่า synthesis gas แต่มักจะเรียกกันสั้น ๆ ว่า syn gas ชีวมวลบางส่วนจะสลายตัวเป็นแก๊สโดยมีส่วนที่เหลือเป็นของแข็ง (ขี้เถ้า (ash), ถ่าน) หรือของเหลวจุดเดือดสูง (tar ที่ได้จากการทำให้แก๊สที่ได้นั้นเย็นตัวลงก่อนนำแก๊สไปใช้งาน) ในช่วงที่เชื้อเพลิงขาดแคลน (เช่นช่วงสงครามโลกครั้งที่ ๒) ก็มีการใช้กระบวนการ gasification นี้เปลี่ยนชีวมวลเป็นแก๊สเชื้อเพลิงเพื่อใช้กับรถยนต์ โดยความร้อนที่ใช้ในการสลายตัวนั้นก็ได้มาจากการเผาชีวมวลบางส่วนนั่นเอง
ทีนี้มาดูการเปลี่ยนชีวมวลเป็นแก๊สไฮโดรเจนเพื่อใช้เป็นพลังงานสะอาดสำหรับผลิตไฟฟ้ากันบ้าง อาจกล่าวได้ว่าวิธีที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการเปลี่ยนไฮโดรเจนเป็นพลังงานไฟฟ้าคือการใช้เซลล์เชื้อเพลิง ซึ่งตรงนี้ก่อนหน้านี้สมัยที่คิดจะใช้ไฟฟ้าที่ได้จากเซลล์เชื้อเพลิงก็มีการอ้างกันว่ามันมีประสิทธิภาพสูงกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายใน ซึ่งมันก็สูงกว่าจริงแต่มีข้อแม้ว่าห้ามถามว่าการผลิตไฮโดรเจนเพื่อให้ได้มาเป็นเชื้อเพลิงนั้นมีการสูญเสียพลังงานเท่าใด ไม่งั้นเขาจะเลิกคุยด้วย มาคราวนี้ก็ได้มาเจอทำนองเดียวกันอีก แต่เป็นว่าเป็นการจ่ายไฟฟ้าให้กับโรงไฟฟ้าพลังงานสะอาด
ลองพิจารณาแผนผังอย่างง่ายของการผลิตไฮโดรเจนจากชีวมวลด้วยกระบวนการ pyrolysis หรือ gasification เพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับโรงไฟฟ้าในรูปที่ ๑ (งานนี้เป็นการจำลองกระบวนการบนคอมพิวเตอร์) การทำให้ชีวมวลสลายตัวเป็น syn gas นั้นใช้อุณหภูมิที่สูง (เขาบอกว่าในช่วง 800-1000ºC) จากนั้นก็นำ syn gas นั้นไปเข้ากระบวนการเพื่อเปลี่ยนแก๊สบางส่วนให้กลายเป็นไฮโดรเจนเพิ่มขึ้น (converter) ทำการแยกไฮโดรเจนออกมา (separation) และทำให้ไฮโดรเจนที่ได้นั้นมีความบริสุทธิ์มากพอที่จะใช้กับเซลล์เชื้อเพลิงได้ (purification)
การทำให้ชีวมวลสลายตัว, กระบวนการเพิ่มปริมาณไฮโดนเจนให้กับ syn gas, กระบวนการแยก และการทำให้บริสุทธิ์ ต่างก็ต้องใช้พลังงาน คำถามก็คือพลังงานที่ต้องใช้ในกระบวนการเหล่านี้เมื่อเทียบกับพลังงานที่ได้จากไฮโดรเจนนั้น ส่วนไหนมากกว่ากัน และพลังงานที่ใช้ในขั้นตอนเหล่านี้ มาจากกระบวนการที่ผลิต CO2 หรือไม่
และที่สำคัญคือกระบวนการนี้ควรต้องสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องตลอด ๒๔ ชั่วโมง ได้อย่างน้อยตลอดทั้งปี โดยไม่ขึ้นกับลมฟ้าอากาศและแสงอาทิตย์
ถ้าพลังงานที่ใช้ในขั้นตอนเหล่านี้มาจากพลังงานที่ไม่ผลิต CO2 การเอาพลังงานนี้ไปผลิตเป็นกระแสไฟฟ้าโดยตรงจะไม่เหมาะสมกว่าหรือ โดยเฉพาะพลังงานที่สามารถสร้างอุณหภูมิสูงจนทำให้ชีวมวลสลายตัวได้ ความร้อนระดับนี้สามารถผลิตไอน้ำความดันสูงเพื่อใช้ในการผลิตไฟฟ้าได้อย่างสบาย
๒. ใช้เยอะ ๆ ก็ได้ 100% ทุกตัว
งานนี้เป็นการเปรียบเทียบความสามารถในการกรองของเยื่อแผ่น 3 ชนิดที่แตกต่างกัน ผู้นำเสนอบอกว่าแผ่นเยื่อทั้ง 3 ชนิดมีประสิทธิภาพในการกรองที่ดีเยี่ยมเหมือนกัน คือสามารถแยกสารได้ 100% (รูปที่ ๒ ซ้าย) ผมก็บอกเขาไปว่าผลการทดลองนี้ใช้เปรียบเทียบประสิทธิภาพการทำงานไม่ได้ เพราะใช้ขนาดของแผ่นเยื่อที่ใหญ่เกินไป ทำให้สามารถเห็นประสิทธิภาพการกรองนั้นสูงถึง 100% ทุกตัว แม้ว่าในความเป็นจริงมันจะแตกต่างกันก็ตาม
รูปที่ ๒ ประสิทธิภาพการกรองด้วยเยื่อแผ่นกรอง 3 ชนิด รูปซ้ายเป็นรูปที่มีการนำเสนอ ส่วนรูปขวาควรจะเป็นผลการทดลองที่ได้ถ้าหากมีการลดขนาดเยื่อแผ่นให้ต่ำลง โดยให้ค่าสูงสุดที่กรองได้นั้นต่ำกว่า 100%
เพื่อให้เห็นภาพจะขอสมมุติว่า ถ้าต้องการกรองสารได้ทั้งหมด ถ้าใช้แผ่นเยื่อ A ต้องใช้พื้นที่การกรอง 0.5 m2, ถ้าใช้แผ่นเยื่อ B ต้องใช้พื้นที่การกรอง 0.7 m2 และถ้าใช้แผ่นเยื่อ C ต้องใช้พื้นที่การกรอง 1.0 m2
แต่ถ้าในการทดลองนั้นนำแผ่นเยื่อแต่ละชนิดที่มีพื้นที่ผิวการกรอง 1.5 m2 มาทำการทดลอง สิ่งที่เราจะเห็นก็คือแผ่นเยื่อทุกชนิดจะสามารถกรองสารได้ 100% เหมือนกัน แต่ถ้าเรานำแผ่นเยื่อแต่ละชนิดมาเพียง 0.4 m2 มาทำการทดลอง เราก็จะเห็นผลการทดลองดังรูปที่ ๒ ขวา คือประสิทธิภาพในการกรองของแผ่นเยื่อแต่ละตัวนั้นไม่เท่ากัน
ตัวเลข 100% มันดูดีก็จริง แต่บ่อยครั้งที่มันซ่อนความไม่เหมาะสมอยู่
๓. เก็บตัวอย่างครั้งแรกที่เวลาเท่าใด
เรื่องนี้ก็มาในทำนองเดียวกันกับเรื่องที่ ๒ คือเขาบอกว่าพบว่าเกิดการดูดซับสมบูรณ์ได้ภายในการเก็บตัวอย่างมาวิเคราะห์ตั้งแต่ครั้งแรก (รูปที่ ๓ ซ้าย)
แล้วหลังจากเริ่มการทดลอง เขารอนานเท่าใดจึงเก็บตัวอย่างครั้งแรก จากรูปที่เขานำเสนอคำตอบก็คือ 15 นาที ผมก็บอกเขาไปว่าการทดลองแบบนี้ถ้าใส่สารดูดซับเข้าไปเยอะ ๆ แล้วรอนาน ๆ ก่อนเก็บตัวอย่างครั้งแรก มันก็ได้ตัวเลข 100% เหมือนกันหมด ถ้าต้องการเปรียบเทียบอัตราเร็วในการดูดซับ ก็ควรต้องเก็บตัวอย่างให้เร็วขึ้นกว่านี้อีก (ดังเช่นรูปที่ ๓ ขวา) และควรใช้ปริมาณสารดูดซับให้น้อยกว่านี้ (ไม่ให้สูงถึง 100%) จะได้เปรียบเทียบได้ว่าสารดูดซับแต่ละชนิดเมื่อดูดซับได้จนอิ่มตัวแล้ว ตัวไหนสามารถดูดซับได้มากกว่ากัน โดยดูจากปริมาณสารที่เหลือ
ผลการทดลองที่เขาว่าดี ยิ่งควรต้องได้รับการตรวจสอบว่ามันได้มาด้วยวิธีการที่ถูกต้องและเหมาะสม
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น