พลังงานขยะคืออะไร

พลังงานขยะคืออะไร

ประเทศไทยมีการเติบโตทั้งด้านเศรษฐกิจและด้านอุตสาหกรรมอย่างรวดเร็วจนก่อให้เกิดปริมาณขยะมูลฝอยที่มากขึ้น ทั้งขยะชุมชน ขยะมูลฝอยจากการอุปโภค ขยะจากกระบวนการผลิต หรือการดำเนินการกิจกรรมต่าง ๆ ทั้งภายในครัวเรือนและโรงงานอุตสาหกรรม ด้วยเหตุนี้จึงมีพัฒนากระบวนการแปรรูปขยะเพื่อผลิตเป็นพลังงานจากขยะขึ้นเพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าว

พลังงานขยะ คือ การนำขยะมูลฝอยจากครัวเรือน ขยะชุมชน ตลอดจนขยะโรงงานอุตสาหกรรม ทั้งขยะย่อยสลายได้ เช่น เศษอาหาร เศษผัก เปลือกผลไม้ เศษเนื้อสัตว์ และใบไม้ และขยะที่ไม่สามารถย่อยสลาย เช่น ขยะทั่วไป ขยะรีไซเคิล และขยะอันตราย เป็นต้น มาแปรรูปด้วยเทคโนโลยี ทำให้เกิดเป็นพลังงานไฟฟ้า พลังงานความร้อน ก๊าซชีวภาพ น้ำมัน รวมถึงเชื้อเพลิงอื่น ๆ ซึ่งสามารถใช้ทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิล ซึ่งเป็นพลังงานที่ใช้แล้วหมดไปได้

ประเภทของขยะที่สามารถนำมาใช้ผลิตพลังงานจากขยะได้

ขยะแต่ละประเภทสามารถนำมาแปรรูปเป็นพลังงานด้วยเทคโนโลยีที่แตกต่างกัน ซึ่งจะได้ผลผลิตเป็นพลังงานในรูปแบบที่แตกต่างกันด้วย

• ขยะอินทรีย์หรือขยะที่ย่อยสลายได้ เช่น เศษอาหาร เศษผัก เศษผลไม้ ใบไม้ เป็นต้น ซึ่งนำไปหมักเพื่อผลิตก๊าซชีวภาพ
• ขยะที่สามารถเผาไหม้ได้ เช่น พลาสติก กระดาษ เศษไม้ ยาง หนัง เป็นต้น ซึ่งนำไปเผาเป็นพลังงาน
• ขยะรีไซเคิลหรือมูลฝอย เช่น แก้ว กระดาษ โลหะ อะลูมิเนียม เป็นต้น ซึ่งนำไปเผาเป็นพลังงาน
• ขยะอื่น ๆ เช่น ขยะจากบ่อฝังกลบ ตะกอนน้ำเสีย เป็นต้น ซึ่งนำไปแปรรูปเป็นพลังงานด้วยเทคโนโลยี

เทคโนโลยีที่ใช้ในการจัดการขยะเพื่อเปลี่ยนเป็นพลังงานทดแทนจากขยะ

การแปรรูปขยะให้กลายเป็นพลังงานนั้นสามารถทำได้หลายวิธี ดังนี้

• เทคโนโลยีเผาขยะในระบบเตาเผา (Incineration) คือ การเผาขยะด้วยความร้อนในเตาที่ออกแบบเพื่อการเผาขยะโดยเฉพาะ ซึ่งจะมีระบบควบคุมเพื่อป้องกันการปล่อยมลพิษ เช่น ก๊าซพิษ เขม่า กลิ่น ฯลฯ สู่ชั้นบรรยากาศ ระบบเตาเผาที่นิยมใช้ในปัจจุบัน ได้แก่ เตาเผาแบบตะกรับ เตาเผาแบบหมุน และเตาเผาแบบฟลูอิไดซ์เบด ซึ่งพลังงานความร้อนที่ได้จากเทคโนโลยีเตาเผาขยะจะนำไปใช้ในการผลิตไอน้ำและกระแสไฟฟ้า และขี้เถ้าที่เหลือจากการเผาไหม้อาจถูกนำไปฝังกลบหรือใช้เป็นวัสดุปูพื้นสำหรับการสร้างถนน
• เทคโนโลยีย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic Digestion) คือ การหมักขยะมูลฝอย เศษอาหาร ผัก ผลไม้ ใบไม้ และขยะอินทรีย์จำพวกอื่นภายในบ่อหมักหรือถังหมักระบบปิด ซึ่งออกแบบมาเพื่อกระตุ้นให้จุลินทรีย์ย่อยสลายขยะในสภาวะไร้ออกซิเจน จนทำให้ได้เป็นก๊าซชีวภาพ อาทิ ก๊าซมีเทนและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ทั้งเป็นเชื้อเพลิงที่ใช้ในการหุงต้มและเชื้อเพลิงสำหรับผลิตไฟฟ้า ส่วนกากตะกอนที่เหลือจากกระบวนการย่อยสลายจะนำไปใช้ผลิตเป็นสารปรับปรุงดินหรือปุ๋ย
• เทคโนโลยีก๊าซชีวภาพจากหลุมฝังกลบขยะ (Landfill Gas to Energy) คือ เทคโนโลยีการกักเก็บก๊าซที่ได้จากกระบวนการย่อยสลายทางชีวเคมีของขยะมูลฝอยในบริเวณหลุมฝังกลบที่มีความลึกตั้งแต่ 12 เมตรขึ้นไป โดยในขั้นแรกจะเป็นการย่อยสลายแบบใช้อากาศ จากนั้นจึงเปลี่ยนเป็นการย่อยสลายแบบไม่ใช้อากาศ ซึ่งจะทำให้เกิดก๊าซต่าง ๆ ได้แก่ ก๊าซมีเทน ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ และก๊าซไนโตรเจนที่สามารถนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงเพื่อการผลิตกระแสไฟฟ้าและใช้เป็นเชื้อเพลิงในรถยนต์
• เทคโนโลยีการผลิตน้ำมันจากขยะพลาสติก (Pyrolysis Oil) คือ การใช้เทคโนโลยีการเผาขยะแบบไพโรไลซิสเพื่อเปลี่ยนขยะอินทรีย์ให้เป็นน้ำมัน โดยการใช้ความร้อนในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีอากาศและออกซิเจน และควบคุมความร้อนและแรงดัน รวมถึงตัวเร่งปฏิกิริยาที่จะทำให้เกิดกระบวนการการสลายตัวของโครงสร้างพลาสติก ซึ่งจะได้เป็นน้ำมันไพโรไลซิสที่ยังไม่ผ่านการกลั่นแยก ซึ่งมีลักษณะคล้ายน้ำมันเตาที่สามารถนำไปใช้ทดแทนการใช้น้ำมันเตาในโรงงานอุตสาหกรรม และหากนำไปผ่านกระบวนการกลั่นจะได้เป็นเบนซิน ดีเซล และน้ำมันเตา
• เทคโนโลยีผลิตก๊าซเชื้อเพลิง (Gasification) คือ เทคโนโลยีการเผาขยะในเตาเผาที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 1,200 องศาเซลเซียสขึ้นไปร่วมกับการควบคุมปริมาณออกซิเจนเพื่อกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยากระบวนการสลายตัวและกระบวนการกลั่นสลายของโมเลกุลสารอินทรีย์ในขยะเพื่อเปลี่ยนขยะให้เป็นก๊าซ ได้แก่ ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ ก๊าซไฮโดรเจน และก๊าซมีเทน ซึ่งสามารถนำไปใช้ผลิตไฟฟ้า และพลังงานงานความร้อน
• เทคโนโลยีผลิตเชื้อเพลิงขยะ (Refuse Derived Fuel: RDF) คือ การเทคโนโลยีแปรรูปขยะมูลฝอยโดยการปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของขยะด้วยกระบวนการต่าง ๆ เพื่อให้เชื้อเพลิงขยะที่ได้มีคุณสมบัติ ค่าความร้อน ความชื้น และขนาดที่เหมาะสมสำหรับการนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิง ซึ่งเริ่มต้นตั้งแต่กระบวนการคัดแยกขยะ การย่อยขนาดขยะ กระบวนการทำให้แห้ง และกระบวนการอัดแท่งหรืออัดก้อนเพื่อขึ้นรูปให้เหมาะกับการใช้งาน เชื้อเพลิงขยะถือเป็นเชื้อเพลิงที่สามารถใช้ทดแทนการใช้ถ่านหินได้เป็นอย่างดี
• เทคโนโลยีพลาสม่าอาร์ค (Plasma Arc) คือ เทคโนโลยีขั้นสูงที่ใช้หลักการปล่อยกระแสไฟฟ้าผ่านก๊าซที่มีความดันต่ำ เช่น ก๊าซไนโตรเจนและก๊าซออกซิเจนเพื่อให้ความร้อนและสร้างอุณหภูมิที่ช่วง 2,200-11,000 องศาเซลเซียสเพื่อให้สามารถกำจัดขยะทั้งในรูปแบบของแข็ง ของเหลว และกึ่งแข็งกึ่งเหลวได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยมักใช้กับขยะมูลฝอย ขยะติดเชื้อ และขยะอันตราย ถือเป็นเทคโนโลยีการกำจัดขยะควบคู่กับการผลิตพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูง และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

สถานการณ์ขยะกับประเทศไทย

พลังงานจากขยะถือเป็นแหล่งพลังงานสะอาดและพลังงานทดแทนที่มีศักยภาพสูงเนื่องจากสามารถนำไปผลิตเป็นพลังงานความร้อน พลังงานไฟฟ้า ก๊าซชีวภาพ และสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงในโรงงานอุตสาหกรรมต่าง ๆ ได้ รายงานสถานการณ์มลพิษประจำปี พ.ศ. 2562 โดยกรมควบคุมมลพิษ ระบุว่าประเทศไทยมีปริมาณขยะชุมชนเกิดขึ้นประมาณ 28.7 ล้านตัน เพิ่มขึ้นจากปีที่ผ่านมาร้อยละ 3 คิดเป็นปริมาณการเกิดขยะเฉลี่ยประมาณ 1.1 กิโลกรัมต่อคนต่อวัน ส่วนในปี พ.ศ. 2564 ประเทศไทยมีขยะมูลฝอยในปริมาณมากถึง 24.98 ล้านตัน โดยขยะมูลฝอยที่ได้รับการจัดการอย่างถูกต้องนั้นมีปริมาณเพียง 9.28 ล้านตัน หรือคิดเป็นร้อยละ 37.1 ซึ่งรวมถึงขยะที่นำไปผลิตเป็นพลังงาน อย่างไรก็ตาม ขยะที่ถูกกำจัดอย่างผิดวิธีและขยะตกค้างนั้นยังมีอยู่ในสัดส่วนที่มาก ซึ่งหากมีการแยกขยะอย่างถูกต้องก็จะนำขยะกลับมาใช้ประโยชน์ รวมทั้งนำไปผลิตเป็นพลังงานได้เช่นกัน ดังนั้น การแยกขยะจากชุมชนจึงเป็นสิ่งจำเป็นที่จะช่วยให้ประเทศไทยลดขยะที่มีอยู่ได้อย่างมาก และช่วยเพิ่มอัตราการผลิตพลังงานให้แก่ประเทศไทยอีกทางหนึ่ง ซึ่งสอดคล้องกับแผนพัฒนาพลังงานทดแทนและพลังงานทางเลือกประจำปี พ.ศ. 2561-2580 ซึ่งได้กำหนดเป้าหมายเพิ่มการผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงพลังงานทดแทน โดยมีเป้าหมายการผลิตไฟฟ้าจากขยะชุมชน 400 เมกะวัตต์ภายในปี พ.ศ. 2580