พลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy)

พลังงานหมุนเวียน

พลังงานเป็นหนึ่งในปัจจัยที่มีความสำคัญต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์ ไม่ว่าจะเป็นพลังงานที่ใช้ในการอยู่อาศัย การเดินทาง การประกอบอาหาร ฯลฯ นับวันมนุษย์ยิ่งจะมีแต่ความต้องการในการใช้พลังงานเพิ่มมากขึ้นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งหมายถึงว่าจะมีการดึงพลังงานมาจากแหล่งต่าง ๆ เพื่อตอบสนองความต้องการในการใช้งาน โดยเฉพาะเชื้อเพลิงฟอสซิลหรือพลังงานที่ใช้แล้วหมดไป เช่น น้ำมัน ถ่านหิน ก๊าซธรรมชาติ หินน้ำมัน และทรายน้ำมัน เป็นต้น ดังนั้น มนุษย์จึงต้องริเริ่มการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ โดยใช้ประโยชน์จากทรัพยากรที่มีอยู่อย่างรู้คุณค่าและยังคงเหลือไว้ให้คนรุ่นหลังได้ใช้ประโยชน์ต่อด้วย ปัจจุบัน แหล่งพลังงานหมุนเวียนเป็นจึงกลายเป็นแหล่งพลังงานทางเลือกที่นำมาใช้ทดแทนพลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิล และจะเป็นแหล่งพลังงานที่มีบทบาทสำคัญมากขึ้นในอนาคต

พลังงานหมุนเวียน คืออะไร

พลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy) คือ พลังงานที่ใช้แล้วไม่หมดไป สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ เนื่องจากเป็นพลังงานที่ได้จากแหล่งพลังงานที่เกิดขึ้นต่อเนื่อง เช่น แสงอาทิตย์ ลม น้ำ ความร้อนใต้พิภพ ชีวมวล และก๊าซชีวภาพ รวมถึงผลผลิตและวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร เช่น แกลบ ใบ ลำต้นและชานอ้อย กากมันสำปะหลัง หรือมูลสัตว์ ซึ่งเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ และสามารถสร้างขึ้นทดแทนได้ในระยะเวลาอันสั้น โดยพลังงานหมุนเวียนนี้ถือเป็นพลังงานสะอาด ไม่เป็นการเพิ่มก๊าซเรือนกระจกให้กับโลก แตกต่างกับพลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานที่มีอยู่จำกัดและสร้างมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมจากก๊าซมีเทนและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาระหว่างเผาไหม้และก่อให้เกิดผลกระทบเป็นวงกว้างต่อสภาพภูมิอากาศและระบบนิเวศของโลก

การใช้ประโยชน์จากพลังงานหมุนเวียน

พลังงานหมุนเวียนสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ 2 รูปแบบ ได้แก่

• การนำไปใช้โดยตรง เช่น การใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อให้ความอบอุ่นในตอนกลางวันหรือถนอมอาหาร การใช้พลังงานลมเพื่อแล่นเรือในทะเลและขับเคลื่อนกังหันลมเพื่อบดเมล็ดพืช เป็นต้น
• การนำพลังงานไปเปลี่ยนให้อยู่ในรูปของกระแสไฟฟ้ากระแสตรงหรือกระแสสลับด้วยอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น แผงโซลาร์เซลล์ กังหันลม เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator) เพื่อเปลี่ยนรูปพลังงานจลน์ พลังงานกล หรือพลังงานศักย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า

ประเภทของพลังงานหมุนเวียน

พลังงานหมุนเวียนที่ทั่วโลกนิยมใช้ในปัจจุบันมีดังนี้

• พลังงานน้ำ (Hydropower)

  พลังงานน้ำ คือ แหล่งพลังงานธรรรมชาติที่มีให้หมุนเวียนใช้อย่างไม่มีวันหมดทั้งการบริโภคและอุปโภค รวมถึงยังสามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานในการผลิตไฟฟ้า โดยอาศัยหลักการเปลี่ยนรูปของพลังงานจากน้ำที่เก็บกักในเขื่อนไหลผ่านท่อส่งน้ำเพื่อปั่นเครื่องกังหันน้ำและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจนได้เป็นพลังงานไฟฟ้าในที่สุด ทั้งนี้ พลังงานที่ได้จะขึ้นอยู่กับความสูงของน้ำและอัตราการไหลของน้ำที่ใช้ในกระบวนการผลิตไฟฟ้า พลังงานที่ได้จากแหล่งน้ำที่รู้จักกันโดยทั่วไป ได้แก่ พลังงานน้ำตก พลังงานน้ำขึ้นน้ำลง และพลังงานคลื่น

• พลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Energy)

  พลังงานแสงอาทิตย์ คือ แหล่งพลังงานหมุนเวียนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมที่มีขนาดใหญ่และมีให้ใช้อย่างไม่จำกัด สามารถนำมาผลิตไฟฟ้าโดยใช้เซลล์แสงอาทิตย์ หรือโซลาร์เซลล์ (Solar Cell) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ผลิตมาจากสารกึ่งตัวนำประเภทซิลิคอน โดยเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรง และไฟฟ้าที่เซลล์แสงอาทิตย์ผลิตได้จะเป็นไฟฟ้ากระแสตรง ซึ่งสามารถนำไปประโยชน์ได้ทันทีหรือจะเก็บไว้ในแบตเตอรี่เพื่อใช้งานภายหลังได้ และหากต้องการเปลี่ยนไฟฟ้ากระแสตรงที่ได้จากโซลาร์เซลล์ไปเป็นไฟฟ้ากระแสสลับก็เพียงต่อเข้ากับอินเวอร์เตอร์ (Inverter) เพื่อแปลงไฟฟ้ากระแสตรงเป็นกระแสสลับเท่านั้น

• พลังงานลม (Wind Energy)

  พลังงานลม คือ แหล่งพลังงานที่เกิดขึ้นจากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ เกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิและความกดอากาศในแต่ละตำแหน่ง โดยบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงกว่าอากาศจะร้อนมีความหนาแน่นน้อย ทำให้เกิดการขยายตัวและลอยตัวสูงขึ้น ขณะเดียวกันอากาศในบริเวณที่เย็นกว่ามีความหนาแน่นมากกว่าจะเคลื่อนตัวเข้ามาแทนที่ เกิดเป็นการไหลของอากาศหรือที่เรียกกันทั่วไปว่ากระแสลม การนำลมมาใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าทำได้โดยใช้เทคโนโลยีกังหันลม เมื่อกระแสลมพัดมาปะทะกับใบพัดของกังหันลม กังหันลมจะทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานลมที่อยู่ในรูปของพลังงานจลน์ไปเป็นพลังงานกล จากนั้นจึงนำพลังงานกลจากการหมุนนี้ไปใช้งาน โดยปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตได้จะขึ้นอยู่กับความเร็วของลม ความยาวของใบพัด และสถานที่ติดตั้งกังหันลม

• พลังงานความร้อนใต้พิภพ (Geothermal Energy)

  พลังงานความร้อนใต้พิภพ คือ พลังงานความร้อนที่อยู่ใต้ผิวโลกเช่นเดียวกับน้ำมันปิโตรเลียม แต่อยู่ในรูปแบบของน้ำร้อนหรือไอน้ำร้อนที่พยายามแทรกตัวมาตามแนวรอยแตกของชั้นหินขึ้นมาบนผิวดิน ปรากฏให้เห็นในรูปของบ่อน้ำร้อนน้ำพุร้อน ไอน้ำร้อน บ่อโคลนเดือด และแก๊ส เป็นต้น การนำพลังงานความร้อนใต้พิภพมาใช้ผลิตไฟฟ้าทำได้โดยนำน้ำร้อนที่ได้ไปถ่ายเทความร้อนให้กับของเหลวหรือสารทำงานที่มีจุดเดือดต่ำ จนกระทั่งเดือดเป็นไอ แล้วนำไอนี้ไปหมุนกังหัน ซึ่งมีเพลาต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตไฟฟ้าต่อไป

• พลังงานชีวมวล (Biomass)

  พลังงานชีวมวล คือ พลังงานจากธรรมชาติที่กักเก็บในรูปของสารอินทรีย์ที่ได้จากกากหรือเศษวัสดุเหลือใช้จากการเกษตรหรือกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรมและพืชพลังงาน เช่น แกลบ ฟางข้าว ชานอ้อย ใบและยอดอ้อย เศษไม้ ไม้โตเร็ว เส้นใยและกะลาปาล์ม กากมันสำปะหลัง ซังข้าวโพด กาบและกะลามะพร้าว ส่าเหล้า ขยะมูลฝอย น้ำเสียจากโรงงาน หรือแม้กระทั่งมูลสัตว์ การผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงชีวมวลสามารถแบ่งได้ 2 ประเภท ได้แก่ การเผาไหม้เชื้อเพลิงชีวมวลโดยตรง (Direct Combustion) ซึ่งจะใช้เป็นเชื้อเพลิงของโรงไฟฟ้าชีวมวล (Biomass Power Plant) และกระบวนการเคมีความร้อน (Thermochemical Conversion) จนได้ก๊าซชีวภาพ (Biogas) เช่น การหมักน้ำเสียจากกากมันสำปะหลัง กากอ้อย หรือหญ้าเนเปีย เป็นต้น ซึ่งจะใช้เป็นเชื้อเพลิงของโรงไฟฟ้าก๊าซชีวภาพ (Biogas Power Plant)

การใช้ประโยชน์จากพลังงานหมุนเวียน

ปัจจุบัน เราสามารถนำพลังงานหมุนเวียนไปใช้ประโยชน์ในรูปแบบต่าง ๆ อย่างหลากหลายทั้งการผลิตความร้อน ผลิตเชื้อเพลิง และที่สำคัญคือการผลิตกระแสไฟฟ้าทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิล ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานเดิมที่อาจหมดไปในอนาคตอันใกล้นี้ โดยพลังงานหมุนเวียนยังช่วยประหยัดค่าใช้จ่าย และช่วยลดปัญหามลพิษและสิ่งแวดล้อมของโลก เนื่องจากเป็นพลังงานสะอาดที่สามารถนำมาใช้ทดแทนพลังงานแบบเดิมได้อย่างไม่จำกัด ทั้งยังหาได้จากธรรมชาติและสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างต่อเนื่อง

ข้อดีของการใช้พลังงานหมุนเวียน

• เป็นแหล่งพลังงานที่ไม่มีต้นทุน สามารถผลิตและหมุนเวียนนำกลับมาใช้เพื่อการอุปโภคและสาธารณูปโภคแทนแหล่งพลังงานเดิมได้เรื่อย ๆ โดยไม่มีวันหมดไป
• เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ช่วยลดผลกระทบ จากการเพิ่มขึ้นของก๊าซเรือนกระจกโลก มลภาวะ และมลพิษที่ปล่อยสู่สิ่งแวดล้อมอันเกิดจากกระบวนการแปรรูปเชื้อเพลิงฟอสซิลมาเป็นพลังงาน
• ทำให้สภาวะเศรษฐกิจของประเทศดีขึ้น เนื่องจากสามารถผลิตพลังงานใช้เองได้ ลดการนำเข้าน้ำมันเชื้อเพลิงต่างประเทศ และสามารถกระจายรายได้ไปสู่ประชากรอย่างดีโดยไม่ทำลายวิถีชีวิตที่ยั่งยืนของชุมชน
• ช่วยให้มนุษย์มีชีวิตที่ยืนยาวขึ้นจากการลดลงของผลกระทบต่าง ๆ ในการใช้พลังงาน ซึ่งมักก่อให้เกิดปัญหาสุขภาพได้ทั้งทางตรงและทางอ้อม

ข้อจำกัดของการใช้พลังงานหมุนเวียน

ปัจจุบัน การนำพลังงานหมุนเวียนมาใช้ยังคงประสบปัญหาข้อจำกัดตามธรรมชาติที่ว่าพลังงานบางชนิด แม้จะมีอยู่มากก็จริง ทว่าไม่สามารถนำมาใช้ได้ทุกเวลาและไม่เพียงพอ เช่น ถ้าท้องฟ้ามืดครึ้มก็จะไม่มีแสงอาทิตย์ ถ้าลมสงบก็จะไม่มีลมไปหมุนกังหัน หรือถ้าระดับน้ำในเขื่อนไม่เพียงพอก็ผลิตไฟฟ้าไม่ได้ อีกทั้งพลังงานบางชนิดยังพบได้เฉพาะบางพื้นที่เท่านั้น เช่น พลังงานความร้อนใต้พิภพ และใช้งบประมาณสูงในการเริ่มต้นแปรเปลี่ยนพลังงานที่มีอยู่ตามธรรมชาติให้กลายมาเป็นพลังงานหมุนเวียน

พลังงานหมุนเวียนกับประเทศไทยในปัจจุบัน

การพัฒนาการผลิตพลังงานหมนุเวียนให้เพียงพอต่อความต้องการของประเทศยังคงเป็นเรื่องที่ท้าทายอย่างมาก แต่ปัจจุบัน รัฐบาลได้ให้การสนับสนุนการศึกษา วิจัย และพัฒนาพลังงานหมุนเวียนให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น โดยอาศัยข้อได้เปรียบจากลักษณะที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ ประกอบกับการเป็นประเทศเกษตรกรรม จึงเหมาะสำหรับการสร้างเสริมแหล่งพลังงานจากชีวภาพ นับตั้งแต่แผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 5 (พ.ศ. 2525 - 2529) เป็นต้นมา โดยได้มีการกำหนดเป้าหมายให้มีการใช้พลังงานหมุนเวียนเพิ่มมากขึ้นเพื่อทดแทนน้ำมัน ไม่ว่าจะเป็นพลังงานจากแอลกอฮอล์ ขยะ ไม้โตเร็ว พลังงานน้ำ ก๊าซชีวภาพ ความร้อนใต้พิภพ แสงอาทิตย์ และลม โดยในปี 2564 ประเทศไทยมีสัดส่วนจากพลังงานหมุนเวียนในการผลิตไฟฟ้าที่ราวร้อยละ 10 เพิ่มขึ้นจากปี 2554 ที่มีสัดส่วนอยู่ร้อยละ 2 นอกจากนี้ แหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้าในปี 2564 ยังประกอบไปด้วยพลังงานจากชีวมวลร้อยละ 33 และพลังงานแสงอาทิตย์ร้อยละ 25 ซึ่งเป็นไปในทิศทางเดียวกันกับแผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้าของประเทศ (Power Development Plan) อีกด้วย