 การผลิตพลังงานเป็นสาเหตุอันดับหนึ่งของมลพิษทางอากาศที่เป็นตัวการสำคัญของภาวะโลกร้อน เราแบ่งประเภทพลังงานออกเป็นสองอย่าง คือ “พลังงานสะอาด” และ “พลังงานปนเปื้อน” ด้วยเทคโนโลยีสมัยใหม่ในปัจจุบันเราสามารถมีช่องทางในการสร้างพลังงานสะอาดได้เพิ่มขึ้นหลายวิธี ช่วยลดมลพิษทางอากาศคืนความอุดมสมบูรณ์แก่ธรรมชาติ อย่างไรก็ตามพวกมันก็ยังมีข้อเสียอยู่เช่นกัน เรามาดูประเภทของแหล่งพลังงานที่แต่ละประเภทว่าแตกต่างกันอย่างไร Show
ประเภทพลังงานหลักของโลก1.ถ่านหิน ถ่านหิน เป็นตัวสร้างมลพิษมากกว่าแหล่งพลังงานอื่นๆ การเผาถ่านหินทำให้เกิดเขม่า หมอกควัน ฝนกรดส่งผลกระทบต่อภาวะโลกร้อน นอกจากนี้ยังก่อให้เกิดของเสียมากมายรวมถึงกากตะกอน สารเคมีที่เป็นพิษและความร้อน ในทุกขั้นตอนของกระบวนการผลิตพลังงานนับตั้งแต่การขุด การขนส่ง การจัดเก็บ จนถึงการเผาไหม้ล้วนก่อให้เกิดมลพิษทั้งสิ้น มันเป็นแหล่งพลังงานเชื้อเพลิงฟอสซิลชั้นดีของโลกที่ถูกใช้ได้เต็มประสิทธิภาพ แต่อย่างไรก็ตามมันก็จะหมดไปในที่สุด มีการคาดการณ์เอาไว้ว่าเราจะมีถ่านหินใช้ต่อไปได้อีก 100 ปี ในปัจจุบันนี้มีโรงงานถ่านหินเริ่มปิดตัวลงหลายแห่งทั่วโลก โดยไม่มีการรายงานว่ามีการก่อสร้างโรงไฟฟ้าถ่านหินอีกเลย 2.ก๊าซธรรมชาติ แม้ว่าจะมีความเสี่ยงจากการพึ่งพาก๊าซธรรมชาติมากเกินไป เช่นเดียวกับถ่านหิน เนื่องจากก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศ ซึ่งก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมรวมถึงสุขภาพของมนุษย์ อย่างไรก็ตามผลกระทบต่อภาวะโลกร้อนที่มันก่อต่ำกว่าพลังงานถ่านหินและน้ำมัน แต่ปัญหาของมันไม่ได้อยู่ตรงนี้เนี่ยสิ การขุดเจาะก๊าซธรรมชาติเพื่อขนส่งลำเลียงไปในท่ออาจส่งผลให้เกิดการรั่วไหลของก๊าซมีเทน มันเป็นส่วนประกอบหลักของก๊าซธรรมชาติที่แข็งแกร่งกว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 35 กระบวรการขุดเจาะยังเป็นสาเหตุการเสื่อมโทรมของสภาพแวดล้อมในบริเวณ มีโอกาสที่นะมลพิษลงสู่แหล่งน้ำใกล้เคียง เคยมีรายงานบันทึกไว้ชัดเจนว่าน้ำใต้ดินที่อยู่ใกล้กับหลุมก๊าซซึ่งปนเปื้อนด้วยก๊าซทำให้เป็นแหล่งน้ำที่อันตราย 3.พลังงานนิวเคลียร์ พลังงานนิวเคลียร์เป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ใหญ่ที่สุดในโลก ถึงแม้ว่ามันจะไม่ใช่พลังงานสะอาดร้อยเปอร์เซ็นต์แต่เมื่อเทียบกับพลังงานชนิดอื่นๆ มันถือว่ามีความปลอดภัยมากที่สุด เนื่องจากพลังงานนิวเคลียร์ปราศจากการปล่อยมลพิษ ลดการปล่อยคาร์บอนประมาณ 2.4 พันล้านตันต่อปี แย่หน่อยที่มันก็มีข้อเสียเช่นกันเพราะแต่มันก่อให้เกิดกากกัมมันตภาพรังสีระดับสูง ที่มีอันตรายแตกต่างจากขยะอุตสาหกรรมประเภทอื่นๆ ถึงอย่างไรก็ตามเมื่อเวลาผ่านไประดับความเป็นอันตรายของกากนิวเคลียร์ลดลง ดังนั้นของเสียที่เกิดจากการผลิตพลังงานนิวเคลียร์จะต้องได้รับการจัดการอย่างปลอดภัยสูงสุด นั่นจึงเป็นต้นทุนมหาศาลที่ต้องจ่าย เราทราบกันดีว่าเชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นทรัพยากรที่มีอยู่อย่างจำกัด และคาดว่าในไม่ช้า เชื้อเพลิงชนิดนี้จะหมดไป เมื่อถึงตอนนั้นเราจะใช้เชื้อเพลิงจากที่ไหนเพื่อเป็นแหล่งพลังงาน…. คำตอบก็คือ “พลังงานทดแทน” ซึ่งจะกลายเป็นแหล่งพลังงานหลักต่อไป แต่เมื่อกล่าวถึง “พลังงานทดแทน” คนส่วนใหญ่อาจจะนึกไปถึงพลังงานอย่าง พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม และพลังงานน้ำ ซึ่งเป็นพลังงานทางเลือกที่เป็นพลังงานทดแทนที่ใช้กันมานานแล้ว แต่นอกจากพลังงานเหล่านี้ ยังมีคนอีกจำนวนหนึ่งที่พยายามค้นคว้า วิจัย และศึกษาหาความเป็นไปได้ที่จะนำพลังงานทางเลือกรูปแบบอื่น ๆ ที่เป็นพลังงานสะอาดและมีประสิทธิภาพสูงกว่าที่มีใช้อยู่ในปัจจุบันมาเป็นพลังงานทดแทนของเรา ซึ่ง 10 แหล่งพลังงานทดแทน ที่คาดว่าในอีก 50 ปีข้างหน้า อาจกลายเป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานทางเลือกที่มนุษย์จะสามารถนำมาใช้ได้ ประกอบด้วย 1. พลังงานเซลล์แสงอาทิตย์จากห้วงอวกาศ (Space-Based Solar Power)จากข้อเท็จจริงที่ว่า พลังงานแสงอาทิตย์กว่า 55-60% นั้น ไม่สามารถผ่านชั้นบรรยากาศของโลกมาได้ ดังนั้น การผลิตไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์ที่อยู่บนพื้นโลกจึงใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ได้ไม่เต็มที่ นอกจากนี้ การผลิตไฟฟ้าบนพื้นโลกยังมีข้อจำกัด เพราะผลิตได้เฉพาะในช่วงกลางวัน พื้นที่ตั้งก็ต้องเป็นพื้นที่เปิดโล่ง สภาพภูมิอากาศก็ต้องเหมาะสม ทำให้บางประเทศไม่สามารถผลิตพลังงานจากแสงอาทิตย์ได้ ด้วยข้อจำกัดนี้ จึงมีผู้คิดค้นว่าหากสามารถติดตั้งโซลาร์เซลล์นอกโลก เช่นเดียวกับการติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ของดาวเทียมแล้ว ข้อจำกัดเหล่านี้จะหมดไป อีกทั้งยังสามารถผลิตไฟฟ้าได้อย่างมหาศาลอีกด้วย ปัจจุบันนักวิจัยจึงมีความพยายามที่จะทดลอง วิจัยหาความเป็นไปได้ ที่จะติดตั้งโซลาร์เซลล์ในอวกาศ เพื่อผลิตไฟฟ้าและส่งพลังงานที่ผลิตได้กลับมายังสถานีพลังงานบนพื้นโลกในรูปแบบของคลื่นไมโครเวฟ โดยให้แน่ใจว่าการส่งพลังงานดังกล่าวจะไม่เกิดการสูญเสียพลังงาน และไม่ส่งผลกระทบใด ๆ ต่อโลก ซึ่งก็มีความคืบหน้าเกี่ยวกับการทดลองวิจัยในเรื่องนี้ โดยเมื่อเดือนมีนาคม ปี 2015 สำนักงานสำรวจอวกาศญี่ปุ่น (JAXA) เปิดเผยว่าพวกเขาประสบความสำเร็จในการแปลงกระแสไฟฟ้าขนาด 1.8 กิโลวัตต์ให้เป็นไมโครเวฟ หลังจากที่พวกเขาส่งพลังงานแบบไร้สายเป็นระยะทาง 50 เมตรได้แล้ว นอกจากนี้ ในปีนี้ (2019) จีนก็เป็นอีกหนึ่งประเทศที่มีความพยายามที่จะทำการทดลองผลิตไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์จากห้วงอวกาศ โดยล่าสุดได้เริ่มทดลองตามแนวคิดนี้แล้วที่เมืองฉงชิ่ง ทางตะวันตกเฉียงใต้ของประเทศจีน บนพื้นที่กว่า 33 เอเคอร์ ด้วยทุนสนับสนุนเริ่มต้นที่ 15 ล้านเหรียญฯ เพื่อทำการทดสอบหาวิธีการที่ดีที่สุดในการส่งพลังงานจากวงโคจรในห้วงอวกาศรอบโลกมายังพื้นโลก 2. พลังงานจากร่างกายมนุษย์ (Human Power)ผู้เชียวชาญหลายคนเชื่อว่าวิธีการที่ง่ายที่สุดในการสร้างพลังงานหมุนเวียน คือ ผ่านร่างกายของมนุษย์เอง โดยแนวคิดนี้มาจากแนวคิดที่ว่า ในปัจจุบันอุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ ใช้ไฟฟ้าที่น้อยกว่าในอดีตมาก ดังนั้น การผลิตไฟฟ้าขนาดเล็กก็เพียงพอที่จะจ่ายเป็นพลังงานให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กจำนวนมากได้ โดยผลิตพลังงานผ่านการเคลื่อนไหวของร่างกายเราเอง เพียงแค่ใช้ระบบที่จะสามารถรวบรวมและแปลงพลังงานได้ ซึ่งนักวิจัยจากสหราชอาณาจักรได้พัฒนาอุปกรณ์พยุงหัวเข่า ที่สามารถรวบรวมอิเล็กตรอนในขณะเดินไว้ โดยทุกครั้งที่เดิน หัวเข่าโค้ง โลหะแบบใบพัดจากอุปกรณ์จะมีการสั้นสะเทือนเหมือนสายกีตาร์ และเกิดการผลิตกระแสไฟฟ้าขึ้น สามารถนำไปใช้กับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานไม่มาก 3. พลังงานคลื่น (Wave Power)ความคิดที่จะนำพลังงานคลื่นมาใช้นั้นมีแนวคิดมานานแล้ว ซึ่งทางเทคนิคนั้นคลื่น คือรูปแบบที่เกิดขึ้นจากพลังงานลมที่พัดผ่านทะเล พลังงานคลื่นถูกวัดเป็นกิโลวัตต์ (KW) ต่อหนึ่งเมตรของแนวชายฝั่ง โดยชายฝังทะเลของสหรัฐฯ นั้น มีศักยภาพพลังงานคลื่นประมาณ 252 พันล้านกิโลวัตต์ชั่วโมงต่อปี ปัจจุบันมีกว่า 5 ประเทศ ที่พยายามดำเนินการสร้างฟาร์มผลิตไฟฟ้าจากพลังงานคลื่น หนึ่งในนั้นที่นำไปปฏิบัติ คือประเทศโปรตุเกส ที่ได้ตั้งฟาร์มผลิตไฟฟ้าจากพลังงานคลื่นในเชิงพาณิชย์เป็นแห่งแรกในโลก ตั้งแต่ปี 2008 มีกำลังผลิตติดตั้งรวม 2.25 เมกะวัตต์ 4. พลังงานไฮโดรเจน (Hydrogen Power)ไฮโดรเจนเป็นก๊าซไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และมีมากถึง 74% จากทั้งหมดในจักรวาล ในขณะที่บนโลกพบได้เฉพาะเมื่อรวมกับออกซิเจน คาร์บอน และไนโตรเจน โดยหากต้องการใช้ไฮโดรเจนจะต้องแยกออกมาจากองค์ประกอบอื่น ๆ ซึ่งก๊าซที่ได้จะให้พลังงานสูง แต่เป็นก๊าซที่ไม่มีมลพิษ ดังนั้นจึงมีความพยายามที่จะพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงที่แปลงไฮโดรเจนให้เป็นพลังงานไฟฟ้า เพื่อนำมาใช้เป็นแหล่งพลังงานสำหรับยานยนต์ไฟฟ้า เครื่องบิน ยานพาหนะอื่น ๆ รวมถึงเป็นพลังงานที่ใช้ในบ้านและอาคาร ปัจจุบันนี้ผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่ ค่ายญี่ปุ่นอย่าง โตโยต้า ฮอนด้า และฮุนได ได้มีการลงทุนวิจัยในเทคโนโลยีที่ใช้ไฮโดรเจนเป็นพลังงานอย่างต่อเนื่อง 5. พลังงานความร้อนใต้พิภพ (Magma Power)พลังงานจากความร้อนที่อยู่ลึกใต้พื้นพิภพ สามารถผลิตไอน้ำเพื่อใช้หมุนกังหันและผลิตกระแสไฟฟ้าได้ โดยพลังงานความร้อนใต้พิภพ 10,700 เมกะวัตต์ ถูกสร้างขึ้นทั่วโลกในปี 2010 โดยมีไอซ์แลนด์
ฟิลิปปินส์และเอลซัลวาดอร์ได้นำแนวคิดนี้ไปปฏิบัติแล้ว 6. พลังงานจากกากนิวเคลียร์ (Nuclear Waste Power)อะตอมยูเรเนียมเพียงห้าเปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่ถูกนำไปใช้ในปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน ส่วนที่เหลือจะถูกเก็บเพิ่มเข้าไปยังคลังขยะนิวเคลียร์ มีกากของเสียจากกัมมันตรังสีกว่า 77,000 ตัน ที่ถูกเก็บสะสมจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของอเมริกา ในขณะที่เครื่องปฏิกรณ์เร็ว ซึ่งเป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขั้นสูงที่ได้รับการพัฒนาขึ้นใหม่ มีประสิทธิภาพที่สูงขึ้นกว่าเครื่องปฏิกรณ์แบบเดิม และสามารถแก้ปัญหานี้ได้ในอนาคตข้างหน้า ซึ่งจะทำให้การใช้ยูเรเนียมที่มีอยู่เดิมมีประสิทธิภาพมากขึ้น สามารถใช้พลังงานจากแร่ยูเรเนียมได้ถึง 95% ของเชื้อเพลิงพลังงานนิวเคลียร์ที่ผลิตได้ จากแนวคิดที่ต้องการนำกากนิวเคลียร์ที่มีเก็บไว้ปริมาณมหาศาลมาใช้ผลิตพลังงานทางเลือก ทำให้ทาง ฮิตาชิ ได้ออกแบบเครื่องปฏิกรณ์เร็ว Gen-IV ที่เรียกว่า PRISM ซึ่งเป็นโมดูลเครื่องปฏิกรณ์นวัตกรรมพลังงานขนาดเล็ก ที่สามารถเปลี่ยนกากนิวเคลียร์ให้กลายเป็นพลังงานได้ และยังช่วยทำให้ Half Life ของกัมมันตภาพรังสี (ระยะเวลาที่สารสลายตัวไปจนเหลือเพียงครึ่งหนึ่งของปริมาณเดิม) เหลือเพียง 30 ปีแทนที่จะเป็นพันปีด้วย 7. พลังงานแสงอาทิตย์ที่ติดตั้งได้ในทุกพื้นผิว (Embeddable Solar Power)เทคโนโลยีที่สามารถฝังหรือเคลือบเซลล์แสงอาทิตย์ลงบนพื้นผิวของวัตถุต่างๆ ในลักษณะที่โปร่งแสงไม่สามารถมองเห็นได้ แต่สามารถรับแสงอาทิตย์และแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ แนวคิดนี้ ปัจจุบันถูกพัฒนาอย่างรวดเร็ว โดยคาดว่าจะสามารถนำมาเคลือบบนพื้นผิวของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น หน้าจอคอมพิวเตอร์ สมาร์ทโฟน หรือพัฒนาเพิ่มเติมสำหรับการใช้งานในรูปแบบอื่น ๆ อาทิ เคลือบบนหน้าต่าง หรือกระจกของอาคาร เพื่อเป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าให้แก่อาคาร เป็นต้น 8. พลังงานชีวภาพจากสาหร่าย (Algae Power)สาหร่ายถือเป็นแหล่งพลังงานที่น่าประหลาดใจมาก เพราะมันอุดมไปน้ำมัน ที่สามารถดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อผลิตเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพได้โดยตรง แม้น้ำเสียจะเป็นอุปสรรคต่อการเจริญเติบโตของพืช แต่มันกลับมีประสิทธิภาพสูงในการปลูกพืชชนิดนี้ โดยในพื้นที่ขนาดหนึ่งเอเคอร์ สามารถให้ผลผลิตได้สูงถึง 9,000 แกลลอน ดังนั้น เชื้อเพลิงจากสาหร่ายจึงถือเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพที่สามารถปลูกและสร้างขึ้นได้ Alabama สามารถสร้างระบบเชื้อเพลิงชีวภาพจากสาหร่ายได้เป็นแห่งแรกของโลก โดยใช้เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบลอยตัว โดยการปลูกสาหร่ายยังช่วยบำบัดน้ำเสียจากเทศบาล และหลังจากการเก็บเกี่ยวแล้ว น้ำสะอาดที่ได้จากการบำบัดจะถูกปล่อยลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาติต่อไป 9. กังหันลมแบบลอยบนอากาศ (Flying Wind Power)ฟาร์มกังหันลมตามแนวคิดนี้จะเป็นกังหันลมที่ติดตั้งลอยตัวอยู่สูงในระดับเดียวกับตึกระฟ้า หรืออยู่สูงเหนือระดับพื้นดินที่ 1,000 – 2,000 ฟุต เพื่อรับความแรงลมที่แรงกว่าห้าถึงแปดเท่าของระดับความแรงลมแบบติดตั้งแบบทาวเวอร์ และกังหันเหล่านี้จะผลิตพลังงานได้สองเท่าเมื่อเทียบกับกังหันลมขนาดใกล้เคียงกันที่ตั้งแบบทาวเวอร์ โดย Altaeros Energie ได้พัฒนากังหันลมแบบลอยบนอากาศในเชิงพาณิชย์เครื่องแรก ที่เรียกว่า Buoyant Air Turbine หรือ BAT ซึ่งเป็นเซลล์พองลมแบบกลมยาว 35 ฟุต ที่ทำจากผ้าที่มีความแข็งแรงสูง โดย BAT มีกำลังการผลิต 30 กิโลวัตต์ 10. พลังงานฟิวชั่น (Fusion Power)ฟิวชั่น เป็นกระบวนการเดียวกันกับการเกิดขึ้นของดวงอาทิตย์ และมีศักยภาพที่สามารถผลิตพลังงานได้แบบไม่มีที่สิ้นสุด อีกทั้งไม่ปล่อยมลพิษ หรือก๊าซเรือนกระจก และไม่มีการคุกคามจากการหลอมละลายแบบนิวเคลียร์ ซึ่งแตกต่างจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิชชั่นในปัจจุบัน ฟิวชั่นทำงานโดยการหลอมรวมไอโซโทปไฮโดรเจนสองอัน คือ ดิวทีเรียมและทริเทียมซึ่งมีอยู่มากมาย ในปัจจุบัน ITER เครื่องปฏิกรณ์ทดลองความร้อนระหว่างประเทศ ได้ถูกสร้างขึ้นในประเทศฝรั่งเศสโดยได้รับทุนจาก7 ประเทศ คาดว่าจะแล้วเสร็จภายในปี 2027 และหวังว่าจะเป็นโรงไฟฟ้าพลังงานฟิวชั่นแห่งแรกของโลกในเชิงพาณิชย์ ข้อมูลที่คุณอาจสนใจ
Source: เรียบเรียงจากงานเสวนา เรื่อง โรงไฟฟ้าชุมชนนวัตกรรมพลังงานทดแทน และการรักษาสิ่งแวดล้อมอย่างยั่งยืน |
ข้อใดเป็นพลังงานสะอาด ปลอดภัย และไม่สร้างมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมมากที่สุด
กระทู้ที่เกี่ยวข้อง
ลิขสิทธิ์ © 2024 th.apacode Inc.
