ชนิด ENU (GJ) PE (MW)
PC (70:30)-P 274.5 15.3
PC (70:30)-B1 176.2 9.8
แกลบ:ไม้ (50:50) 158.0 8.8
จากภาพประกอบ 91 จะเห็นได้ว่า เชื้อเพลิง PC (70:30)-P มีศักยภาพพลังงานความ ร้อนสูงกว่าเชื้อเพลิงจาก แกลบ:ไม้ (50:50) โดยเชื้อเพลิงสามารถผลิตพลังงานงานความร้อนที่สูงที่สุด (274.5 GJ) มากว่าถึง 116.5 GJ คิดเป็นร้อยละ 42.4 รองลงมาคือ เชื้อเพลิง PC (70:30)-B1 ที่
สามารถผลิตพลังงานงานความร้อนได้ 176.2 GJ มากกว่าถึง 18.2 GJ คิดเป็นร้อยละ 10.3 และเมื่อ พิจารณาเชื้อเพลิงทั้ง 2 ชนิดมีพลังงานความร้อนต่างกันถึง 98.3 GJ (ตาราง 40)
เมื่อศึกษาศักยภาพการผลิตพลังงานไฟฟ้า พบว่า เชื้อเพลิง แกลบ:ไม้ มีศักยภาพการ ผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ 8.8 MW (ข้อมูลชีวมวลปริมาณชีวมวลของโรงไฟฟ้าปี 2563 น ามาค านวณหา พลังงานไฟฟ้า) จะเห็นได้ว่าเชื้อเพลิง PC (70:30)-P และ PC (70:30)-B1 มีศักยภาพการผลิตพลังงาน
159 ไฟฟ้าเทียบเท่าและสูงกว่าเชื้อเพลิงที่โรงไฟฟ้าใช้ (15.3 MW และ 9.8 MW ตามล าดับ) มากกว่าถึง 6.5 และ 1 MW ตามล าดับ คิดเป็นร้อยละ 10.2-42.5 (ภาพประกอบ 92)
ภาพประกอบ 91 ศักยภาพการผลิตพลังงานความร้อนต่อปริมาตรของเชื้อเพลิง
ภาพประกอบ 92 ศักยภาพการผลิตพลังงานไฟฟ้าต่อปริมาตรของเชื้อเพลิง
160 จากการศึกษาศักยภาพผลิตพลังงานไฟฟ้าของเชื้อเพลิง จะเห็นได้ว่ารูปทรงและก าลัง อัดส่งผลต่อพลังงานท าให้พลังงานไฟฟ้าแตกต่างกัน ซึ่งจากการศึกษาจะเห็นได้ว่า เชื้อเพลิง PC (70:30)-P เหมาะส าหรับน าไปผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้า โดยท าให้ไม่เพิ่มค่าใช้จ่ายและยังมีประสิทธิภาพ เทียบเท่า และมีการใช้ตัวประสานน้อยที่สุด คือ PC (70:30)-P มี สามารถให้พลังงานไฟฟ้าได้ถึง 15.3 MW และมีความคงทนมากกว่า 70 เปอร์เซ็นต์ เกินมาตรฐานเชื้อเพลิงที่ก าหนดไว้ อีกทั้งยังได้
พลังงานไฟฟ้าเพิ่มขึ้นจากเดิมถึงร้อยละ 70 สามารถเพิ่มรายได้จากการขายพลังงานไฟฟ้าได้มากถึง 67,680-73,440 บาท (ราคาขายไฟฟ้าให้กับรัฐ คือ 4.8 บาท/KWhr)
เชื้อเพลิง PC (70:30)-B1 สามารถให้พลังงานไฟฟ้าได้ถึง 9.8 MW และมีความคงทน มากกว่า 70 เปอร์เซ็นต์ เกินมาตรฐานเชื้อเพลิงที่ก าหนดไว้ และสามารถเพิ่มรายได้จากการขาย พลังงานไฟฟ้าได้มากถึง 47,040 บาท (ราคาขายไฟฟ้าให้กับรัฐ คือ 4.8 บาท/KWhr) ซึ่งมากกว่า เชื้อเพลิงปัจจุบันที่ขายให้รัฐ 8 MW คิดเป็นเงิน 38,400 บาท
ดังนั้นจากการศึกษาทั้งหมดจะเห็นได้ว่า เชื้อเพลิงอัดแข็งจากหญ้ามีคุณสมบัติทางพลังงาน ที่เพิ่มสูงขึ้น ให้พลังงานได้สม ่าเสมอ ตลอดจนมีศักยภาพการผลิตพลังงานไฟฟ้าที่ได้มากกว่าเชื้อเพลิง แกลบ:ไม้ ที่เป็นเชื้อเพลิงหลักของโรงไฟฟ้าชีวมวล ในแง่ของคุณภาพของเชื้อเพลิงอัดแข็ง พบว่า มี
ความคงทน คงรูป ที่ผ่านเกณฑ์มาตรฐานเชื้อเพลิงชีวมวลที่ก าหนด ท าให้เชื้อเพลิงจากหญ้าเป็น เชื้อเพลิงทางเลือกที่มีประสิทธิภาพส าหรับโรงไฟฟ้าชีวมวล
161
บทที่ 5
สรุปผลการวิจัย และข้อเสนอแนะ
162 (14.62 MJ/kg) และเทียบเท่าเศษไม้ (17.73 MJ/kg) โดยที่แกลและเศษไม้เป็นเชื้อเพลิงชีวมวลหลัก ของโรงไฟฟ้า อย่างไรก็ตามเมื่อพิจารณาหญ้า 4 อันดับแรกและผลผลิตต่อพื้นที่ พบว่า Setaria sphacelata cv. Splenda สามารถให้ผลผลิตได้ 0.6 ตัน/ไร่/ปี (น ้าหนักแห้ง) ซึ่งค่อนข้างต ่าเมื่อ เทียบกับหญ้าอีกทั้ง 3 ชนิด และไม่เหมาะสมส าหรับการผลิตภาคอุตสาหกรรม ในขณะเดียวกัน Paspalum atratum, Pennisetum purpureum x P. glaucum Pakchong 1 แล ะ Panicum maximum cv. Mombaza สามารถผลิตได้ 3, 6 และ 8 ตัน/ไร่/ปี (น ้าหนักแห้งแห้ง)
ดังนั้นจากการศึกษาจึงสามารถเสนอได้ว่า Paspalum atratum, Pennisetum purpureum x P. glaucum Pakchong 1 และ Panicum maximum cv. Mombaza เป็นหญ้าที่
เหมาะสมที่จะใช้เป็นวัตถุดิบทางเลือก อย่างไรก็ตามการศึกษายังได้ตรวจสอบคุณสมบัติองค์ประกอบ ของหญ้าเพื่อประเมินการปล่อยมลพิษทางอากาศที่อาจเกิดขึ้นจากกระบวนการเผาไหม้ ส่วนประกอบ หลักทางเคมีของออกซิเจน (O), คาร์บอน (C), ไฮโดรเจน (H), ซัลเฟอร์ (S) และไนโตรเจน (N) โดยทั่วไปหญ้าทั้งหมดมีเปอร์เซ็นต์คาร์บอนสูง (C) และออกซิเจน (O) แต่ไฮโดรเจนต ่า (H), ก ามะถัน (S), และไนโตรเจน (N) ต ่า ในแง่นี้มันสามารถยืนยันได้ว่าหญ้าเป็นเชื้อเพลิงทางเลือกที่ดีโดยมีการ ปล่อยมลพิษน้อยจาก NOx และ SOx ในแง่ของมลพิษให้พิจารณาก ามะถัน (S) และไนโตรเจน (N) เมื่อเปรียบเทียบกับฟอสซิล หญ้ามีไนโตรเจนต ่า (0.88-0.96 wt.%) และก ามะถัน (1.3-1.93 wt.%) ซึ่งต ่ากว่าเชื้อเพลิงฟอสซิล ( 2.00 wt.%, S และ 1.10 wt.%, N)
Paspalum atratum, Pennisetum purpureum x P. glaucum Pakchong 1 และ Panicum maximum cv. Mombaza มีศักยภาพการผลิตพลังงานไฟฟ้า โดย Pennisetum purpureum x P. glaucum Pakchong 1 ผลิ ตได้ สุ ด 7.38 MW รองลงม าคื อ Paspalum atratum และ Panicum maximum cv. Mombaza ที่มีศักยภาพพลังงานไฟฟ้า เท่ากับ 5.60 และ 2.75 ตามล าดับ ซึ่งสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าที่มีก าลังงานการผลิตได้ร้อยละ 74.5 ของก าลังการผลิต จากเชื้อเพลิงปัจจุบันที่โรงไฟฟ้าใช้ เมื่อคิดศักยภาพการผลิตไฟฟ้าของหญ้าทั้ง 3 ชนิดรวมกัน พบว่า มีความสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้ถึง 15.73 MW
5.1.2 อิทธิพลของปัจจัยที่ส่งผลต่อค่าความร้อนและความหนาแน่นพลังงาน
ในการศึกษาอิทธิพลของปัจจัยที่ส่งผลต่อพลังงานความร้อนและความหนาแน่น พบว่า การเพิ่มตัวประสาน ท าให้ค่าความร้อนของเชื้อเพลิงลดลง เนื่องจากตัวประสานมีค่าความร้อนที่ต ่า กว่าวัสดุ ถ้าหากเพิ่มตัวประสานในประมาณที่มากขึ้นค่าความร้อนที่ได้จะเป็นค่าความร้อนของตัว ประสาน ซึ่งไม่ใช่วัสดุจากหญ้า ดังนั้นการรลดตัวประสานลงจะท าให้เชื้อเพลิงมีค่าความร้อนเพิ่มมาก ขึ้นทั้งในเชื้อเพลิงอัดเม็ดและเชื้อเพลิงอัดก้อน ในขณะที่ความหนาแน่นพลังงาน แสดงผลที่ตรงกันข้าม กับค่าความร้อน คือ เมื่อมีการลดตัวประสานลงท าให้เชื้อเพลิงมีค่าความร้อนลดลง โดยการลดตัว
163 ประสานของเชื้อเพลิงจะท าให้ความร้อนหนาแน่นลดลง เนื่องความร้อนหนาแน่นมีความสัมพันธ์กับ ความหนาแน่นรวม โดยการเพิ่มตัวประสานจะท าให้เชื้อเพลิงมีความหนาแน่นสูงขึ้น
ส าหรับปัจจัยของก าลังอัดที่แตกต่างกัน จะเห็นได้ว่า ก าลังอัดที่แตกต่างกันไม่ส่งผลต่อ ค่าความร้อน แต่ก าลังอัดส่งผลต่อความหนาแน่นพลังงาน โดยเชื้อเพลิงที่มีก าลังอัดสูง จะท าให้มี
ความหนาแน่นพลังงานสูงด้วย โดยพิจารณาเชื้อเพลิงชนิดและอัตราส่วนเดียวกัน คือเชื้อเพลิงจาก หญ้ากินนีมอบาซ่า ที่อัตราส่วน 70:30 แสดงค่าความหนาแน่นพลังงานของเชื้อเพลิงก าลังอัดที่ 3 MPa สูงที่สุด (3,953.99 MJ/m3) รองลงมา คือ เชื้อเพลิงก าลังอัดที่ 2 MPa (3,358.94 MJ/m3) และ 1 MPa (2,995.12 MJ/m3) ตามล าดับ เช่นเดียวกันกับปัจจัยรูปทรงของเชื้อเพลิง ที่ไม่มีผลต่อ พลังงานความร้อน แต่ส่งผลต่อความหนาแน่นทางพลังงาน
โดยปัจจัยทั้ง 3 ปัจจัยดังกล่าวมีอิทธิพลที่ส่งผลต่อความคงทน ซึ่งได้แก่ การต้านทานขัด สี การต้านทานแตกร่วน การต้านทานดูดซึมน ้า และการรับแรงกด พบว่า เชื้อเพลิงอัดเม็ดและ เชื้อเพลิงอัดก้อน มีคุณสมบัติความคงทนที่ผ่านเกณฑ์มาตรฐานเชื้อเพลิงที่ก าหนดไว้ต้องมากกว่า 70 % โดยเชื้อเพลิงที่มีตัวประสาน 40 % มีความคงทนได้มากที่สุด เช่นเดียวกันกับการเพิ่มก าลังอัด เนื่องจากเชื้อเพลิงจะมีการจับตัวกันแน่นมากขึ้น โดยที่เชื้อเพลิงอัดเม็ด จะมีความคงทนได้มากกว่า เชื้อเพลิงอัดก้อน ยกเว้นการรับแรงกดที่เชื้อเพลิงอัดก้อนมีการรับแรกกดได้สูงกว่า
5.1.3 ประสิทธิภาพการเผาไหม้ของก้อนเชื้อเพลิงจากหญ้าหลายฤดู
การเปลี่ยนแปลงของน ้าหนักเชื้อเพลิงชีวมวลทั้ง 3 ชนิด ได้แก่ PC (70:30)-P, PC (70:30)-B1 และ แกลบ:ไม้ (50:50) จะเห็นได้ว่าน ้าหนักที่หายไปและอัตราการเปลี่ยนแปลงน ้าหนักที่
อุณหภูมิต่าง ๆ แสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงหลัก 2 ช่วง คือช่วงแรกอุณหภูมิไม่เกิน 200 องศา เซลเซียส เป็นการระเหยของความชื้น และในช่วงหลังประมาณ 200-550 องศาเซลเซียสเป็นการ สลายตัวของสารประกอบต่างๆ ที่อยู่ในเชื้อเพลิง และเหลือเป็นเถ้าประมาณร้อยละ 1 ซึ่ง PC (70:30)-P มีความชื้น (ร้อยละ 7.8) และเถ้าที่ต ่าที่สุด (ร้อยละ 0.11) รองลงมาคือ PC (70:30)-B1 และ แกลบ:ไม้ (50:50) จะเห็นได้ว่าความชื้นของแกลบ:ไม้ (50:50) (ร้อยละ 10.4) สู งกว่า PC (70:30)-P (ร้อยละ 7.8) และ PC (70:30)-B1 (ร้อยละ 8.9) ท าให้การใช้ปริมาณเชื้อเพลิงในการเผา ไหม้มากกว่าเชื้อเพลิงจากหญ้า
จากพฤติกรรมการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงแข็ง พบว่า เชื้อเพลิงจากหญ้ามีอุณหภูมิติดไฟที่
187 และ 190 ๐C ตามล าดับ มีค่าดัชนีการจุดติดไฟ 0.24 และ 0.21 ตามล าดับ และอัตราการ เปลี่ยนแปลงน้่าหนักต่ออุณหภูมิที่มากที่สุดเท่ากับ 10.90 และ 9.57 % min-1/K ตามล าดับ จะเห็น ได้ว่ามีข้อได้เปรียบกว่าแกลบ:ไม้ (230 ๐C, 0.07 และ 3.92 % min-1/K ตามล าดับ) และเมื่อ พิจารณาอัตราการเผาไหม้สูงสุด พบว่า เชื้อเพลิงจากหญ้ามีอัตราการเผาไหม้ (53.89-61.16 %/min)
164 ที่สูงกว่าแกลบ:ไม้ (23.47 %/min) ตลอดจนมีอุณหภูมิสิ้นสุดการเผาไหม้ที่ต ่ากว่า จะเห็นได้ว่า เชื้อเพลิงจากหญ้ามีข้อได้เปรียบในการเกิดการเผาไหม้ที่ดีกว่า
5.1.4 ศักยภาพการผลิตพลังงานไฟฟ้าของเชื้อเพลิงอัดแข็งจากหญ้าหลายฤดู
ส าหรับศักยภาพการผลิตพลังงานไฟฟ้าของเชื้อเพลิง จะเห็นได้ว่ารูปทรงและก าลังอัด ส่งผลต่อพลังงานท าให้พลังงานไฟฟ้าแตกต่างกัน ซึ่งจากการศึกษาจะเห็นได้ว่า เชื้อเพลิง PC (70:30)- P เหมาะส าหรับน าไปผลิตเป็นพลังงานไฟฟ้าที่สุด โดยที่ไม่เพิ่มค่าใช้จ่ายและยังมีประสิทธิภาพ เทียบเท่า และมีการใช้ตัวประสานน้อยที่สุด ที่สามารถให้พลังงานไฟฟ้าได้ถึง 15.3 MW และมีความ คงทนมากกว่า 70 เปอร์เซ็นต์ เกินมาตรฐานเชื้อเพลิงที่ก าหนดไว้ อีกทั้งยังได้พลังงานไฟฟ้าเพิ่มขึ้น จากเดิมถึงร้อยละ 70 สามารถเพิ่มรายได้จากการขายพลังงานไฟฟ้าได้มากถึง 73,440 บาท/ชั่วโมง (ราคาขายไฟฟ้าให้กับรัฐ คือ 4.8 บาท/KWhr) รองลงมาคือ เชื้อเพลิง PC (70:30)-B1 สามารถให้
พลังงานไฟฟ้าได้ถึง 9.8 MW และมีความคงทนมากกว่า 70 เปอร์เซ็นต์ เกินมาตรฐานเชื้อเพลิงที่
ก าห น ด ไว้ แ ล ะส าม ารถ เพิ่ ม ราย ได้ จ าก การข าย พ ลั งงาน ไฟ ฟ้ าได้ ม าก ถึ ง 4 7,0 4 0 บาท/ชั่วโมง (ราคาขายไฟฟ้าให้กับรัฐ คือ 4.8 บาท/KWhr) ซึ่งมากกว่าเชื้อเพลิงปัจจุบันที่ขายให้รัฐ 8 MW คิดเป็นเงิน 38,400 บาท/ชั่วโมง