พลังงานชีวมวล (Biomass Energy) หมายถึง พลังงานหมุนเวียนที่ได้จากวัสดุอินทรีย์ เช่น พืชผลทางการเกษตร เศษวัสดุเหลือทิ้งการเกษตร ไม้และเศษไม้ หรือของเหลือจากจากอุตสาหกรรมและชุมชน เช่น แกลบ ชานอ้อย เศษไม้ กากปาล์ม กากมันสำปะหลัง ซังข้าวโพด กาบและกะลามะพร้าว ส่าเหล้า หรือแม้กระทั่งของเสียจากสัตว์ เป็นต้น วัสดุเหล่านี้เก็บสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ไว้ในรูปของพลังงานเคมี ซึ่งสามารถนำมาเปลี่ยนเป็นความร้อน ไฟฟ้า หรือเชื้อเพลิงชีวภาพ แนวคิดหลักของพลังงานชีวมวลอยู่ที่การใช้ “วัฏจักรคาร์บอน” ซึ่งคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกดูดซับในระหว่างการเติบโตของพืชจะถูกปล่อยกลับคืนสู่ชั้นบรรยากาศในระหว่างกระบวนการแปลงพลังงาน จึงช่วยลดการเพิ่มคาร์บอนสุทธิในชั้นบรรยากาศ

พลังงานชีวมวลถือเป็นทางเลือกที่ยั่งยืนแทนเชื้อเพลิงฟอสซิล ช่วยแก้ปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เสริมสร้างความมั่นคงด้านพลังงาน และจัดการของเสียได้อย่างมีประสิทธิภาพ ปัจจุบันชีวมวลเป็นส่วนสำคัญของการผสมผสานพลังงานหมุนเวียนทั่วโลก ช่วยให้นานาประเทศเปลี่ยนผ่านสู่ระบบพลังงานที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น

เพิ่มเติม : ในวันที่ปิโตรเลียมและถ่านหินเริ่มร่อยหรอ เรายังมีทางไหนให้เลือกบ้าง

เทคนิคการผลิต

การผลิตพลังงานชีวมวลประกอบด้วยเทคนิคที่หลากหลาย ซึ่งเหมาะสมกับวัตถุดิบและความต้องการพลังงานที่แตกต่างกัน เทคนิคสำคัญ ได้แก่

1) การเผาไหม้โดยตรง (Direct Combustion) เป็นวิธีการที่เก่าแก่และง่ายที่สุด โดยการเผาไหม้วัสดุชีวมวลเพื่อผลิตความร้อนและไฟฟ้า วัตถุดิบที่ใช้ได้แก่ เศษไม้ เศษพืช และของเสียจากเทศบาล ความร้อนที่ได้จะถูกใช้ในการปั่นกังหันไอน้ำเพื่อผลิตไฟฟ้า แม้จะเป็นวิธีพื้นฐาน แต่ระบบเผาไหม้ในปัจจุบันได้มีการควบคุมการปล่อยมลพิษให้มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น

2) การผลิตก๊าซชีวภาพ (Gasification) เทคนิคนี้เปลี่ยนชีวมวลให้เป็น ก๊าซชีวภาพ (biogas) หรือ ก๊าซสังเคราะห์ (Syngas) ที่ประกอบด้วย คาร์บอนมอนอกไซด์ ไฮโดรเจน และมีเทน ผ่านการให้ความร้อนในสภาพที่มีออกซิเจนต่ำ ก๊าซสังเคราะห์สามารถนำไปใช้ผลิตไฟฟ้าหรือเป็นวัตถุดิบในกระบวนการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ วิธีนี้มีประสิทธิภาพสูง ใช้วัตถุดิบได้หลากหลาย เช่น เศษพืช หรือเศษไม้จากป่า

3) การย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic Digestion) กระบวนการนี้ใช้จุลินทรีย์ย่อยสลายสารอินทรีย์ในสภาพที่ปราศจากออกซิเจน เพื่อผลิตก๊าซชีวภาพที่ประกอบด้วยมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์ ใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงบำบัดน้ำเสียและฟาร์มปศุสัตว์ ก๊าซชีวภาพที่ได้สามารถเปลี่ยนเป็นก๊าซชีวภาพบริสุทธิ์สำหรับการใช้ในรถยนต์หรือการป้อนเข้าสู่ระบบท่อก๊าซธรรมชาติ

4) ไพโรไลซิส (Pyrolysis) เป็นกระบวนการให้ความร้อนแก่วัสดุชีวมวลในสภาพที่ไม่มีออกซิเจน เพื่อผลิต น้ำมันชีวภาพ (Bio-oil) ถ่านชีวภาพ (Biochar) และ ก๊าซสังเคราะห์ (Syngas) น้ำมันชีวภาพใช้เป็นเชื้อเพลิงเหลวหรือวัตถุดิบในอุตสาหกรรมเคมี ส่วนถ่านชีวภาพสามารถใช้ปรับปรุงคุณภาพดินและกักเก็บคาร์บอน

5) การหมัก (Fermentation) การหมักใช้จุลินทรีย์เปลี่ยนแป้งและน้ำตาลในพืช เช่น ข้าวโพดและอ้อย ให้เป็นเอทานอล ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพชนิดหนึ่ง ใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์สำหรับผลิตกระแสไฟฟ้าได้ วิธีนี้ได้รับความนิยมในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นแรก และกำลังพัฒนาสู่การใช้วัตถุดิบที่ไม่ใช่อาหาร เช่น เซลลูโลสจากเศษพืช

6) การเปลี่ยนสภาพด้วยสารเคมี (Transesterification) ใช้ในกระบวนการผลิตไบโอดีเซล โดยเปลี่ยนน้ำมันพืชและไขมันสัตว์ให้กลายเป็น กรดไขมันเมทิลเอสเตอร์ (ไบโอดีเซล) และ กลีเซอรีน กระบวนการนี้ช่วยส่งเสริมแนวคิดเศรษฐกิจหมุนเวียนโดยใช้ของเสีย เช่น น้ำมันใช้แล้ว มาเป็นแหล่งพลังงานใหม่

แหล่งพลังงานที่สำคัญในโลก

1) โรงไฟฟ้า Drax Power Station สหราชอาณาจักร โรงไฟฟ้าชีวมวลขนาดใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งของโลก เปลี่ยนจากการใช้ถ่านหินมาเป็นชีวมวล โดยใช้เม็ดไม้ที่ได้จากแหล่งป่าไม้อย่างยั่งยืน ผลิตไฟฟ้าให้แก่บ้านเรือนหลายล้านหลังในสหราชอาณาจักร

2) ระบบพลังงานหมุนเวียนเมือง Gussing ออสเตรีย เมือง Gussing ใช้เศษไม้และพืชจากท้องถิ่นผลิตพลังงานผ่านระบบแก๊สซิฟิเคชันและระบบทำความร้อนร่วมระดับชุมชน เป็นตัวอย่างของระบบพลังงานที่พึ่งพาตนเองได้อย่างมีประสิทธิภาพ

3) โรงไฟฟ้าชีวมวลในอินเดีย อินเดียมีโรงไฟฟ้าชีวมวลหลายแห่งที่ใช้เศษวัสดุเกษตร เช่น แกลบ และชานอ้อย เพื่อผลิตไฟฟ้าและสนับสนุนระบบเศรษฐกิจในชนบท

4) ระบบทำความร้อนร่วมในกรุงสตอกโฮล์ม สวีเดน ระบบทำความร้อนและความเย็นของกรุงสตอกโฮล์มผสมผสานพลังงานชีวมวลเข้ากับระบบโครงข่ายเมืองใหญ่ ช่วยลดการปล่อยคาร์บอนอย่างมีนัยสำคัญ

5) โรงไฟฟ้าชีวมวล Burlington สหรัฐอเมริกา โรงไฟฟ้าในรัฐเวอร์มอนต์นี้ใช้เศษไม้จากป่าในท้องถิ่น ผลิตพลังงานให้แก่เมืองทั้งหมด เป็นตัวอย่างของเมืองที่ใช้พลังงานหมุนเวียน 100%

สรุป พลังงานชีวมวลเป็นหนึ่งในพลังงานที่มีบทบาทสำคัญต่อการเปลี่ยนผ่านสู่ระบบพลังงานที่ยั่งยืน ความสามารถในการแปลงของเสียเป็นพลังงานที่มีค่า ตอบโจทย์ทั้งด้านเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อม เมื่อเทคโนโลยีพัฒนาและมีการสนับสนุนจากภาครัฐ พลังงานชีวมวลจะยังคงเป็นพลังงานหลักที่ช่วยขับเคลื่อนโลกไปสู่อนาคตที่ปลอดคาร์บอนและยั่งยืนมากขึ้น

. . .
บทความล่าสุด : www.mitrearth.org
เยี่ยมชม facebook : มิตรเอิร์ธ – mitrearth