พลังงานความร้อนใต้พิภพ

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
พลังงานทดแทน
กังหันลม
เชื้อเพลิงชีวภาพ
มวลชีวภาพ
พลังงานความร้อนใต้พิภพ
พลังงานน้ำ
พลังงานแสงอาทิตย์
พลังงานน้ำขึ้นน้ำลง
พลังงานคลื่น
พลังงานลม
ไอน้ำพุ่งขึ้นมาจากโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพใน Nesjavellir, Iceland.

พลังงานความร้อนใต้พิภพ เป็นการนำเอาพลังงานความร้อนที่อยู่ใต้ดินขึ้นมาใช้ ความร้อนดังกล่าวอยู่ในแกนกลางของโลกเกิดขึ้นมาตั้งแต่โลกกำเนิดขึ้น อุณหภูมิอาจสูงถึง 5000°C ความร้อนดังกล่าวทำให้น้ำที่เก็บกักอยู่ในโพรงหิน ร้อนมีอุณหภูมิอาจสูงถึง 370°C ความดันภายในโลก ดันน้ำขึ้นมาผิวดิน กลายเป็นไอ ลอยขึ้นไปบนชั้นบรรยากาศ แล้วตกลงมาเป็นฝนหรือหิมะ แล้วไหลกลับลงไปใต้ดินนำความร้อนขึ้นมาอีก พลังงานนี้จึงถูกเรียกว่า พลังงานหมุนเวียน เราสูบน้ำร้อนนี้ขึ้นมาใช้ให้ความอบอุ่นแก่บ้านเรือนในประเทศหนาว ละลายหิมะตามถนนหนทาง ปรุงอาหาร ให้ความร้อนในเรือนกระจกเพื่อปลูกผักสวนครัว และที่จะกล่าวถึงมากที่สุดในหัวข้อนี้ ก็คือ การนำมาผลิตกระแสไฟฟ้า

ประวัติ[แก้]

มนุษย์นำความร้อนใต้พิภพมาใช้แต่ดึกดำบรรพ์ โดยนำมาอาบ ชำระล้างร่างกาย โดยเชื่อว่า มีสารเคมี ที่ช่วยฆ่าเชื้อโรค และ บำรุงผิวพรรณ มนุษย์เริ่มนำความร้อนมาใช้ผลิตไฟฟ้าเป็นครั้งแรกในปี 1904 และได้พัฒนาเทคโนโลยีขึ้นมาเรื่อยๆ จนกระทั่งเกิดวิกฤติราคาน้ำมันในปี 1973 จึงเห็นความสำคัญของพลังงานจากแหล่งนี้ทำให้มีการนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นที่นิยมเพิ่มมากขึ้น

การผลิตกระแสไฟฟ้า[แก้]

ตัวเลขเมื่อปี 2010 รายงานว่า มี 24 ประเทศ ที่ผลิตไฟฟ้าจากความร้อนใต้พิภพ โดยมีปริมาณการผลิตรวมกัน 10,959.7 MW (ประเทศไทย 0.3 MW มีโรงเดียวที่อ.ฝาง จ.เชียงใหม่ มาตั้งแต่ปี 2533) มีอัตราเจริญเติบโตที่ 20% ต่อปี คาดว่าในปี 2015 จะมีการผลิตไฟฟ้าได้ถึง 18,500 MW เนื่องจาก มีปัญหาในบางพื้นที่ สหรัฐเป็นผู้ผลิตสูงสุดโดยมีกำลังการผลิตที่ 3,086 MW อันดับสอง ได้แก่ฟิลิปปินส์ ที่ 1,904 MW ซึ่งเป็น 27% ของพลังงานที่ใช้ในประเทศทั้งหมด

เทคโนโลยีในการผลิตไฟฟ้า[แก้]

หลักการเบื้องต้นก็คือ นำน้ำร้อนที่มีอุณหภูมิสูงมากๆขึ้นมา แยกสิ่งเจือปนออก แล้วทำให้ความดันและอุณหภูมิลดลง ได้ไอน้ำ เอาแรงอัดของไอน้ำไปหมุนกังหันเพื่อผลิตไฟฟ้า ไอน้ำที่ออกมาจากกังหันจะถูกทำให้เย็นลง แล้วนำไปใช้ประโยชน์อย่างอื่นก่อนปล่อยลงแหล่งน้ำธรรมชาติ หรือปล่อยกลับลงไปใต้ดินใหม่ เทคนิคของแต่ละโรงไฟฟ้า อาจใช้เทคโนโลยีที่ซับซ้อนกว่านี้ ก็เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตให้สูงกว่า 20% เช่น ให้ไอน้าถ่ายเทความร้อนให้สารอย่างไอโซบิวทีน ที่มีจุดเดือดต่ำกว่า เป็นต้น

เศรษฐศาสตร์การลงทุน[แก้]

เปรียบเทียบความสามารถในการผลิตกับพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้จริง

ประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานใต้พิภพได้อยู่ไม่เกิน 23% เพราะอุณหภูมิของของเหลวนำความร้อนไม่สูงถึงจุดสูงสุด ด้วยข้อจำกัดด้านเทอร์โมไดนามิคส์ ดังนั้น การออกแบบขนาดกำลังไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าต้องให้สูงกว่าความต้องการใช้จริง เช่นถ้ามีความต้องการ 23 MW อาจต้องออกแบบโรงไฟฟ้าให้มีกำลังการผลิตถึง 100 MW เป็นต้น ก็เหมือนการผลิตไฟฟ้าด้วยพลังงานทดแทนอย่างอื่น คือต้นทุนในการผลิตไฟฟ้าจะสูง จำเป็นที่ต้องได้รับการช่วยเหลือจากภาครัฐถึงจะมีความเป็นไปได้ทางด้านการลงทุน แต่มีข้อดีกว่าพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ เพราะแหล่งผลิตพลังงานต้นทุนคือน้ำร้อน ไม่ได้ขึ้นอยู่กับตัวแปรหลากหลาย เช่นการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาลหรือสภาพอากาศ ประสิทธิภาพการผลิตจึงอาจทำได้สูงถึง 96% ของกำลังการผลิตจริง ตามรูปประกอบ

ผลกระทบ[แก้]

น้ำที่ใช้ในกระบวนการผลิต มี 2 ส่วนคือ น้ำร้อนที่สูบขึ้นมา กับน้ำที่ใช้หล่อเย็นที่สูบมาจากแหล่งน้ำตามธรรมชาติ การสูบน้ำร้อนขึ้นมาใช้จากใต้ดินมากเกินไป เคยทำให้เกิดปัญหาดินทรุดขึ้นในบริเวณโรงไฟฟ้าบางแห่ง จึงต้องมีการเติมน้ำลงไปในดินให้สมดุลกัน

ถ้าน้ำหล่อเย็นมีปริมาณไม่เพียงพอ หรือ น้ำร้อนที่ระบายสู่แหล่งน้ำธรรมชาติ มีอุณหภูมิสูงเกินไป อาจเป็นอันตรายต่อสัตว์น้ำและระบบนิเวศน์ท้องถิ่น

บ่อน้ำร้อนบางแห่งอาจมีปริมาณไอน้ำน้อยหรือไม่มีเลยในบางฤดู ชุมชนที่ต้องพึ่งไฟฟ้าอาจมีไฟฟ้าไม่พอใช้ได้

บ่อน้ำร้อนบางแห่งอาจมีสารเคมีที่มีพิษกับสิ่งแวดล้อมปะปนมากับน้ำร้อน การนำน้ำร้อนนี้ไปใช้ทางการเกษตรอาจเป็นอันตรายกับผู้บริโภคได้ สารเคมีเช่นสารซัลเฟอร์ เมื่อผสมกับไอน้ำกลายเป็นกรดซัลฟูริค เมื่อตกลงมาเป็นฝน กลายเป็นฝนกรดได้

แหล่งข้อมุลอื่น[แก้]

การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานความร้อนใต้พิภพ โดย กฟผ