รู้จริงเรื่อง ‘พลังงานความร้อนใต้พิภพ’ ทางเลือกใหม่กู้โลก ปล่อยก๊าซเรือนกระจกเกือบเป็นศูนย์

ในยุคที่ผู้คนหันมาสนใจกับการใช้พลังงานทางเลือกหรือพลังงานสะอาดกันมากขึ้น เนื่องจากตระหนักตรงกันแล้วว่าการใช้พลังงานที่ผ่านมาทำร้ายโลกมากแค่ไหน นอกจากพลังงานทางเลือกที่ทุกคนคุ้นเคยอย่าง พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม แล้ว ยังมี พลังงานความร้อนใต้พิภพ ที่หลายคนอาจเคยได้ยิน แต่ไม่ทราบว่าพลังงานชนิดนี้เกิดมาจากอะไร และถูกนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างไรบ้าง

บทความเรื่อง “พลังงานความร้อนใต้พิภพแหล่งพลังงานทางเลือกในอนาคต” โดย ศรุดา ทิพย์แสง (www.scimath.org) ได้อธิบายเบื้องต้นให้เข้าใจกันได้ง่ายๆ ว่า พลังงานความร้อนใต้พิภพ เป็นการนำเอาพลังงานความร้อนที่อยู่ใต้ดินขึ้นมาใช้

ความร้อนดังกล่าวอยู่ในแกนกลางของโลกเกิดขึ้นมาตั้งแต่โลกกำเนิดขึ้น อุณหภูมิอาจสูงถึง 5000 องศาเซลเซียส หรือที่อุณหภูมิ 9,932 องศาฟาเรนไฮท์  ซึ่งความร้อนนี้จะเดินทางผ่านตัวกลางที่มีความหืนหนืดขึ้นมาเรื่อยๆ จนถึงเปลือกโลก ทำให้น้ำที่เก็บกักอยู่ในโพรงหิน มีอุณหภูมิร้อนขึ้นและอาจจะสูงถึง 370 องศาเซลเซียส

ทว่า ความดันภายในโลกนั้นได้ดันน้ำขึ้นมาบนผิวดินทำให้เกิดการกลายเป็นไอลอยขึ้นไปบนชั้นบรรยากาศ แล้วตกลงมาเป็นฝนหรือหิมะจากนั้นไหลกลับลงไปใต้ดินนำความร้อนขึ้นมาอีกกลายเป็นการหมุนเวียนของกระแสความร้อนภายในโลก (Convection Cell) พลังงานนี้จึงถูกจัดอยู่ในประเภท พลังงานหมุนเวียน

โดยมนุษย์สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้หลากหลายมิติ ทั้งผลิตเป็นกระแสไฟฟ้าและการใช้ประโยชน์จากพลังงานความร้อนในรูปแบบต่างๆ อย่างเช่น น้ำพุร้อน, โคลนเดือด, ไอน้ำร้อน หรือแมกมา (Magma) และลาวา (Lava) ของภูเขาไฟที่ระเบิด

แม้ว่า จึงเป็นพลังงานทดแทนทางเลือกหนึ่ง ที่จะสร้างประโยชน์บนโลกใบนี้ได้อย่างมีศักยภาพในอนาคต เพราะแทบไม่ก่อให้เกิดมลพิษทางสิ่งแวดล้อม แถมยังเป็นแหล่งพลังงานสะอาด ไม่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสู่ชั้นบรรยากาศ สามารถหมุนเวียนและนำกลับมาใช้ประโยชน์ใหม่ได้ และถึงตอนนี้หลายประเทศก็มีแหล่งสำรองความร้อนใต้พิภพที่อุดมสมบูรณ์ แต่แหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ได้รับการพิสูจน์ว่าดีแล้วนี้กลับถูกนำมาใช้ประโยชน์น้อยมาก

ทำความรู้จัก 3 แหล่ง ‘พลังงานความร้อนใต้พิภพ’ และการนำไปใช้

ในบทความเดียวกันจากเว็บไซต์ scimath ชี้ว่าแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ สามารถแบ่งตามลักษณะของกรรมวิธีการนำความร้อนมาใช้ได้ 3 ระบบ  ได้แก่

• แหล่งที่เป็นไอน้ำส่วนใหญ่ (Steam Dominated) เป็นแหล่งพลังงานความร้อนที่กักเก็บความร้อนประกอบด้วย ไอน้ำมากกว่า 95% โดยทั่วไปมักจะเป็น แหล่งที่ใกล้กับหินหลอมเหลวร้อนที่อยู่บริเวณตื้นๆ อุณหภูมิของไอน้ำร้อนจะสูงกว่า 240 องศาเซลเซียส ขึ้นไป พบน้อยมากในโลกเรา ประโยชน์คือสามารถนำมาใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าได้มากที่สุด

• แหล่งที่เป็นน้ำร้อนส่วนใหญ่ (Hot Water Dominated) เป็นแหล่งพลังงานร้อนที่กักเก็บสะสมความร้อนที่ประกอบไปด้วย น้ำร้อนเป็นส่วนใหญ่ อุณหภูมิน้ำร้อนจะมีตั้งแต่ 100 องศาเซลเซียส ขึ้นไป

• แหล่งหินร้อนแห้ง (Hot Dry Rock) เป็นแหล่งสะสมพลังงานความร้อน ที่เป็นหินเนื้อแน่น แต่ไม่มีน้ำร้อนหรือไอน้ำ ไหลหมุนเวียนอยู่ ดังนั้นถ้าจะนำมาใช้จำเป็นต้องอัดน้ำเย็นลงไปทางหลุมเจาะ ให้น้ำได้รับความร้อนจากหินร้อน โดยไหล หมุนเวียนภายในรอยแตกที่กระทำขึ้น

แหล่งพลังงานใต้พิภพสามารถนำมาผลิตกระแสไฟฟ้าได้ด้วยหลักการเบื้องต้น คือ นำน้ำร้อนที่มีอุณหภูมิสูงมากๆมาแยกสิ่งเจือปนออกให้หมด จากนั้นทำให้ความดันและอุณหภูมิลดลง เกิดเป็นไอน้ำขึ้น แล้วนำแรงอัดของไอน้ำไปหมุนกังหันเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ซึ่งไอน้ำที่ออกมาจากกังหันจะถูกทำให้มีอุณหภูมิเย็นลงก่อนแล้วนำไปใช้ประโยชน์อย่างอื่นก่อนปล่อยลงแหล่งน้ำธรรมชาติ หรือปล่อยกลับลงไปใต้ดินใหม่

โดยเทคนิคของแต่ละโรงไฟฟ้า อาจจะใช้เทคโนโลยีที่ซับซ้อนแตกต่างกันออกไป ก็เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตให้สูงกว่า 20% เช่น ให้ไอน้ำถ่ายเทความร้อนให้สารอย่างไอโซบิวทีน ที่มีจุดเดือดต่ำกว่า เป็นต้น

ประโยชน์เน้นๆ จากการใช้ พลังงานความร้อนใต้พิภพ ที่มากกว่าแค่ดีต่อสิ่งแวดล้อม

แล้วประโยชน์ของ พลังงานความร้อนใต้พิภพ มีอะไรบ้าง ต่อข้อสงสัยนี้ บทความเรื่อง “รู้จัก ‘พลังงานความร้อนใต้พิภพ’ เอเนอร์จี้ทางเลือกใหม่ รักษ์โลกไม่สร้าง CO2” เผยแพร่ใน Facebook : BangkokBankSME ได้ระบุไว้ชัดเจนว่า

• นำมาใช้เป็นพลังงานไอน้ำ พลังงานความร้อนมากกว่า 100 องศาเซลเซียส สามารถเปลี่ยนสถานะของเหลวให้กลายเป็นแก๊สได้ และนำมาใช้ประโยชน์ในการนำไปหมุนใบพัดเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าได้

• สถานที่ท่องเที่ยว ในภูมิภาคการที่มีความร้อนใต้พิภพอยู่ สามารถเกิดเป็นสถานที่ท่องเที่ยวได้ ไม่ว่าจะเป็นบ่อน้ำพุร้อน ออนเซ็น ถือเป็นการกระตุ้นเศรษฐกิจได้อีกทางหนึ่ง

• การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ ในประเทศที่หนาวเย็น สัตว์น้ำมีอัตราการรอดชีวิตต่ำ ความร้อนใต้พิภพจึงถูกนำมาใช้เพื่อการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำเหล่านี้ในอุณหภูมิที่เหมาะสม

• ให้ความอบอุ่นในประเทศที่มีความหนาวเย็นมาก การมีระบบทำความร้อนที่ดีถือเป็นเรื่องที่จำเป็นมาก ความร้อนใต้พิภพจึงเป็นอีกหนึ่งทางเลือกที่เพิ่มความอบอุ่นให้กับบ้านเรือน ด้วยการใช้ความร้อนผ่านระบบท่อลมวน

จะเห็นได้ว่าน้ำร้อนและพลังงานความร้อนใต้พิภพ ไม่ได้มีประโยชน์เพียงแค่นำมาผลิตไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังมีประโยชน์ทางอ้อมอีกหลากหลายมิติ ไม่ว่าจะเป็นแหล่งท่องเที่ยวเชิงนิเวศ หรือการสกัดแร่ธาตุออกมาจากน้ำพุร้อนเพื่อนำมาใช้ประโยชน์ด้านอื่นๆ นับว่าเป็นพลังงานที่มีประโยชน์มากมาย

ตามไปดูการผลิตกระแสไฟฟ้า ‘พลังงานความร้อนใต้พิภพ’ ในประเทศไทย

โดยหลักแล้ว แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ จะอยู่ในเขตที่เปลือกโลกเคลื่อนที่ เขตที่ภูเขาไฟยังคุกรุ่นอยู่ และบริเวณที่มีชั้นของเปลือกโลกบาง จะเห็นได้ว่าบริเวณแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ ที่พบตามบริเวณต่างๆ ของโลกได้แก่ ประเทศที่อยู่ด้านตะวันตกของทวีปอเมริกาใต้ และอเมริกาเหนือ ประเทศญี่ปุ่น ประเทศฟิลิปปินส์ ประเทศอินโดนีเซีย ประเทศต่างๆ บริเวณเทือกเขาหิมาลัย ประเทศกรีซ ประเทศอิตาลี และประเทศไอซ์แลนด์ เป็นต้น

แต่ในบริบทของประเทศไทยก็มีแหล่งความร้อนใต้พิภพเช่นกัน ซึ่งแหล่งความร้อนนี้สามารถพบได้เกือบทุกภาคของไทย ยกเว้นภาคตะวันออกเฉียงเหนือ โดยพบมากที่สุดในภาคเหนือ เช่น อ.ฝาง จ.เชียงใหม่, แหล่งน้ำพุร้อนแม่จัน จ.เชียงราย เป็นต้น

การผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานความร้อนใต้พิภพในประเทศไทยมี กรมทรัพยากรธรณี และการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) ได้ร่วมกันศึกษาโดยเน้นพื้นที่ภาคเหนือ 2 แหล่ง คือ ที่อำเภอสันกำแพง และอำเภอฝาง จังหวัดเชียงใหม่ เป็นโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพแห่งแรกของไทย มีขนาดกำลังผลิต 300 กิโลวัตต์

เนื่องจากพบว่า น้ำร้อนจากหลุมเจาะระดับตื้นของแหล่งอำเภอฝาง มีอัตราการไหลอย่างต่อเนื่อง และมีอุณหภูมิสูงระหว่าง 118 – 130 องศาเซลเซียส อัตราการไหลรวมกันได้ประมาณ 30 ลิตรต่อวินาที มีความเหมาะสมต่อการนำมาผลิตกระแสไฟฟ้าได้

ตั้งแต่ปี 2532 – 2562 สามารถผลิตไฟฟ้าได้รวม 44.26 ล้านหน่วย ซึ่งเป็นโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพแห่งเดียวในประเทศไทย โดยต้นทุนการผลิตไฟฟ้าพลังความร้อนใต้พิภพ จะถูกกว่าการผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงฟอสซิลถึง 8 เท่า รวมถึงค่าบำรุงรักษาและดูแลระบบยังถูกกว่าหลายเท่า รวมไปถึงอายุการใช้งานยาวนานกว่า

อีกทั้งน้ำร้อนที่ผ่านระบบการผลิตไฟฟ้า จะมีอุณหภูมิต่ำลงเหลือประมาณ 80 องศาเซลเซียส สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการอบแห้งพืชผลทางการเกษตร ในฤดูกาลที่พืชผลล้นตลาด เช่น หัวหอม กระเทียม ลำไย พริกแห้ง และยังสามารถนำไปใช้ในการส่งเสริมงาน

ด้านท่องเที่ยวของวนอุทยานแห่งชาติ กรมป่าไม้ ซึ่งอยู่บริเวณใกล้เคียงได้อีก เช่น ในกิจกรรมกายภาพบำบัด สุดท้ายน้ำทั้งหมดที่ยังมีสภาพเป็นน้ำอุ่นอยู่เล็กน้อย จะถูกปล่อยลงไปผสมกับน้ำตามธรรมชาติในลำน้ำ เป็นการเพิ่มปริมาณน้ำให้กับเกษตรกรในฤดูแล้งได้อีกด้วย

ดังนั้นจากการบอกเล่ามาทั้งหมดนี้ จะเห็นได้ว่า พลังงานความร้อนใต้พิภพ ถือเป็นพลังงานที่ก่อมลพิษหรือปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่ต่ำมาก และเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่สามารถคงอยู่ได้อีกหลายพันล้านปี และยังเป็นพลังงานที่เสถียร หากมีการจัดการกับแหล่งกักเก็บที่ดี พลังงานความร้อนใต้พิภพจะสามารถสร้างพลังงานได้นานหลายทศวรรษ

ด้วยเหตุนี้ จึงควรมีการศึกษาและพัฒนาวิธีในการใช้ประโยชน์จากพลังงานประเภทนี้อย่างถูกวิธี เพื่อให้ประเทศชาติได้รับผลประโยชน์จากการใช้พลังงานทางเลือกทุกด้านได้อย่างมีประสิทธิภาพที่สุด

ติดตามเรื่องราวของ พลังงานทดแทน ที่จะมาช่วยกู้โลกเพิ่มเติิม

6 เทคโนโลยีสายคลีน ‘Clean Tech’ ที่จะมาเปลี่ยนนิยามการใช้พลังงาน ปี 2022

5 นวัตกรรม แหล่งพลังงานทดแทน แห่งโลกอนาคต กับการต่อยอดเป็นพลังงานที่ยั่งยืนของไทย

‘น้ำมันขึ้นราคา’ ทุกข์ของคนใช้รถ และปัจจัยท้าทายของการดัน พลังงานสะอาด เป็นทางเลือกช่วยชาติ