1

ถานหิน

การกําเนิดถานหิน

ถานหนิ เปนเชื้อเพลิงที่เกดิจากการทับถมของซากพชืที่ข้ึนอยูตามที่ชื้นแฉะ เชน หนองบงึ เปนเวลานานหลายลานป ภายใตแรงกดดันและอุณหภูมิสูง เกิดเปนสารประกอบไฮโดรคารบอน ซึ่งประกอบดวย อะตอมของคารบอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน เปนหลกั โดยอยูในสถานะของแข็ง

ภาพจําลองการกําเนิดถานหิน ( ภาพ : www.minepermits.ky.gov )

ประเภทถานหิน

ถานหนิถูกจําแนกออกเปน 5 ประเภทใหญ ๆ ตามอายกุารเกิด และคณุภาพ คือ 1. พีต (Peat) เปนววิัฒนาการการเกิดถานหินขัน้แรก ทีเ่ปลี่ยนสภาพมาจากไม ใหคาความ

รอนนอย ควนัมาก โดยมากใชเปนเชื้อเพลิงในโรงจักรผลิตไฟฟา 2. ลิกไนต (Lignite) เปนววิฒันาการการเกิดถานหนิขั้นที ่ 2 ที่เปลี่ยนสภาพมาจากพีตใหคา

ความรอนต่าํ ใชเปนเชื้อเพลิงในการบมใบยาสูบ หมอไอน้ํา และผลิตกระแสไฟฟา เมื่อนํามาเผาเปนเชื้อเพลิงจะกอใหเกิดกาซหลายชนิดที่เปนมลพิษ เชน ซัลเฟอรไดออกไซด(SO2) ไนโตรเจนออกไซด(NO2) คารบอนมอนอกไซด(CO) ไฮโดรคารบอน(HC) (ควันดํา)

2

ฝุนและเถาเบา แหลงที่พบมากในประเทศ คือ อําเภอแมเมาะ จังหวัดลําปาง, อําเภออาวลึก จงัหวัดกระบี่ และอาํเภอลี้ จังหวัดลําพูน

3. ซับบิทูมินัส (Sub-Bituminous) เปนถานหินที่ใชเวลาในการเกิดนานกวาลกิไนต มีสีน้ําตาลถึงสีดํา ผิวมทีั้งดานและเปนมัน มีทัง้เนื้อออนและเนื้อแข็ง มีความชื้นประมาณ รอยละ 25-30 มีคารบอนสูงกวาลกิไนต เปนเชื้อเพลิงที่มีคุณภาพเหมาะสมในการผลิตกระแสไฟฟา และใชในอุตสาหกรรม

4. บิทูมินัส (Bituminous) เปนวิวัฒนาการการเกิดถานหินขั้นที่ 3 ที่เปลี่ยนสภาพมาจากลิกไนต ใหคาความรอนสูง ควันนอย และเถาต่ํา นิยมใช เปนเชื้อเพลิงในโรงงานอุตสาหกรรม และโรงไฟฟา

5. แอนทราไซต (Anthracite) เปนวิวัฒนาการการเกิดถานหินชั้นสูงสุด ที่เปลี่ยนสภาพมาจากบิทูมินัส มีคุณภาพดีที่สุด ใหคาความรอนสูง ควันนอยมากหรือเกือบไมมีเลย ติดไฟแลวเผาไหมเปนเวลานาน สวนใหญมีการใชถานหินเปนเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟา อุตสาหกรรมปูนซีเมนต และอุตสาหกรรมที่ใชหมอไอน้ํา เชน โรงงานกระดาษ และโรงงาน ชูรส เปนตน

ชนิด คาความรอน คาความชื้น ปริมาณขี้เถา * ปริมาณกํามะถัน *

1) พที 2) ลิกไนต 3) ซับบิทมูินสั 4) บิทูมนิัส 5) แอนทราไซต

ตํ่า ตํ่า - ปานกลาง ปานกลาง – สูง

สูง สูง

สูง สูง

ปานกลาง ตํ่า ตํ่า

สูง ตํ่า-สูง ตํ่า-สูง ตํ่า-สูง ตํ่า-สูง

สูง ตํ่า-สูง ตํ่า-สูง ตํ่า-สูง ตํ่า - สูง

* หมายเหตุ : ปริมาณขี้เถา และกํามะถันขึ้นกับแหลงกําเนิด

พีท ลิกไนต

บิทูมินัส (ภาพ : www.mii.org)

(

แอนทราไซต

ซับบิทูมินัส

3

แหลงถานหินในประเทศไทย

ประเทศไทยยังมีทรัพยากรถานหินเปนจํานวนมากที่สามารถพัฒนาขึ้นมาใชประโยชนได โดยแหลงถานหินที่พบในประเทศไทยเปนถานหินที่เกิดในยุคเทอรเชียร่ีและยุคคารบอนิเฟอรัส ประเภทของถานหินในประเทศสวนใหญเปนถานหินลิกไนตและซับบิทูมินัส โดยมีการพบถานหินแอนทราไซตเพียง 2 แหงเทานั้น เปนแหลงถานหินที่มีปริมาณสํารองคอนขางนอย คือ เหมืองนาดวง จังหวัดเลย ซึ่งในปจจุบันนี้ไดหยุดทําเหมืองแลว และเหมืองนากลาง จังหวัดหนองบัวลําภู

แหลงถานหินของประเทศสวนใหญพบอยูในภาคเหนือ เชน จังหวัดแมฮองสอน เชียงใหม ลําพูน พะเยา ตาก แพร และเพชรบูรณ นอกจากนี้ยังพบในภาคตะวันตก เชน จังหวัดเพชรบุรีและประจวบคีรีขันธ ภาคใต เชน จังหวัดนครศรีธรรมราช สุราษฏรธานี ตรัง สงขลา และกระบี่

ประเทศไทยมีปริมาณสํารองถานหินลิกไนต ณ เดือนธันวาคม 2550 ทั้งสิ้น 2,075 ลานตัน ซึ่งสวนใหญเปนปริมาณสํารองของเหมืองแมเมาะที่มีประมาณ 1,131 ลานตัน

ปริมาณสํารองลิกไนต ณ เดือนธันวาคม 2550

แหลงลิกไนตในประเทศไทย

ปริมาณสํารอง (ลานตัน)

- แองแมเมาะ อําเภอแมเมาะ จังหวัดลําปาง 1,131 - แองสะบายอย อําเภอสะบายอย จังหวัดสงขลา 350 - แองลี้ อําเภอลี้ จังหวัดลําพูน n.a. - แองกระบี่ จังหวัดกระบี่ 111 - แองแมระมาด อําเภอแมระมาด จังหวัดตาก 38 - แองเวียงแหง อําเภอเวียงแหง จังหวัดเชียงใหม 93 - แองงาว อําเภองาว จังหวัดลําปาง 48

ที่มา : กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษพลังงาน

4

แผนที่แสดงแหลงถานหนิในประเทศไทย

ที่มา : กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษพลังงาน

สัญญลักษณ

5

การใชถานหินผลิตไฟฟาในประเทศไทย

การใชลิกไนต/ถานหิน ในป 2551 อยูที่ระดับ 35 ลานตัน เพิ่มข้ึนจากป 2550 (คิดจากคาความรอน) รอยละ 9.7 ประกอบดวยการใชลิกไนต 18 ลานตัน และถานหินนําเขา 17 ลานตัน เปนการใชลิกไนตในภาคการผลิตไฟฟาของการไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย( กฟผ.) จํานวน 16 ลานตัน ที่เหลือจํานวน 2 ลานตัน ถูกนําไปใชในภาคอุตสาหกรรมตางๆ ไดแก การผลิตปูนซีเมนต กระดาษ อุตสาหกรรมอาหาร และอื่นๆ

ประเทศไทยมกีารนาํเขาถานหนิจากตางประเทศ

เนื่องจากถานหินในประเทศไมเพียงพอตอความตองการ โดยมีปริมาณนาํเขาถานหนิจากอนิโดนีเซียมากที่สุด รองลงมาไดแก ไดแก เวียดนาม พมา ออสเตรเลีย จีน ลาว และอืน่ๆ และสวนใหญเปนการนําเขาถานหินบิทูมนิัส เพื่อใชในการผลิตกระแส ไฟฟา

ที่มา : สํานักงานนโยบายและแผนพลังงาน

เรือขนสงถานหินจากตางประเทศ ( ภาพ : www.worldcoal.org)

28.0

5.4

2.2

7.6

3.9

16.5

20.4

2547

-2.856.9175.35.43.42.1ผลิตกระแสไฟฟา(SPP และ IPP)

อัตราการ**เปล่ียนแปลง (%)

100

28

45

7

48

55

2551สัดสวน(%)

12.4

13.8

26.9

-24.8

-0.03

-6.7

2550

32.6

9.1

14.5

2.3

15.8

18.1

2550

34.9

11.2

16.5

2.3

16.1

18.4

2551*

39.6

6.5

8.6

4.4

16.6

21.0

2548

30.3

8.0

11.4

3.1

15.8

18.9

2549

13.7การใชถานหิน

2.2ผลิตกระแสไฟฟา(กฟผ.)

2551*

9.7รวมการใชลิกไนต /ถานหิน

24.0อุตสาหกรรม

1.7อุตสาหกรรม

1.8การใชลิกไนต

28.0

5.4

2.2

7.6

3.9

16.5

20.4

2547

-2.856.9175.35.43.42.1ผลิตกระแสไฟฟา(SPP และ IPP)

อัตราการ**เปล่ียนแปลง (%)

100

28

45

7

48

55

2551สัดสวน(%)

12.4

13.8

26.9

-24.8

-0.03

-6.7

2550

32.6

9.1

14.5

2.3

15.8

18.1

2550

34.9

11.2

16.5

2.3

16.1

18.4

2551*

39.6

6.5

8.6

4.4

16.6

21.0

2548

30.3

8.0

11.4

3.1

15.8

18.9

2549

13.7การใชถานหิน

2.2ผลิตกระแสไฟฟา(กฟผ.)

2551*

9.7รวมการใชลิกไนต /ถานหิน

24.0อุตสาหกรรม

1.7อุตสาหกรรม

1.8การใชลิกไนต

การใชลิกไนต/ถานหินหนวย: ลานตนั

* เบื้องตน**อัตราการเปล่ียนแปลงคิดจากคาความรอน

6

การใชถานหินผลิตไฟฟาในตางประเทศ

จากรายงานของ World Coal Institute เดือนพฤศจกิายน 2551 พบวา ในป 2550 ทัว่โลกมีการใชถานหินเปนเชื้อเพลิงผลิตไฟฟาเปนสัดสวนรอยละ 41 ซึง่นบัวาเปนเชื้อเพลงิที่ทัว่โลกใชผลิตไฟฟามากที่สุด

ที่มา : World Coal Institute 2008

ประเทศทีม่ีสัดสวนการใชถานหินผลิตไฟฟามากที่สุด 12 อันดับแรกของโลกในป 2549 ไดแก

ประเทศ สัดสวนการใชถานหนิ ผลิตไฟฟา

1. โปแลนด 93% 2. แอฟริกาใต 93% 3. ออสเตรเลีย 80% 4. จีน 78% 5. อิสราเอล 71% 6. คาซัคสถาน 70% 7. อินเดีย 69% 8. โมร็อคโค 69% 9. สาธารณรัฐเช็ค 59% 10. กรีซ 58% 11. สหรัฐอเมริกา 50% 12. เยอรมัน 47%

ที่มา : World Coal Institute2008

7

กระบวนการผลิตไฟฟาดวยถานหิน

ที่มา : World Coal Institute

1. ขนถายถานหนิจากทาเทยีบเรือเขามายงัลานเก็บถานหนิ โดยอาศัยระบบสายพานลาํเลียง ระบบฉีดน้ําปองกันฝุนถานหินฟุงกระจาย และผานเครื่องสรางกองถานหนิแบบกวาดมุมได (Radial Stacker)

2. ถานหนิจะถกูลําเลียงจากกองถานเขาไปยังเครื่องบดยอย (Crusher) โดยทางระบบสายพาน เพื่อยอยกอนถานหนิใหเปนกอนเล็กลง จากนัน้จะนาํถานหินเขาไปทีเ่ครื่องบดละเอียด (Pulverizer) เพื่อบดยอยใหมีขนาดเล็กลงไปอีก จนเปนผงถาน เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวสมัผัสกับอากาศ ทําใหเกิดการเผาไหมที่สมบูรณในเตาเผา

3. ถานหนิที่เปนผงถูกเปาเขาเตาเผาของหมอตมน้ําที่ลุกไหมอยูกอนแลวโดยใชน้าํมนัเชื้อเพลิงในการจุดเตา เมื่อถานหนิทีถ่กูบดเปนผงผานเขาไปก็จะลกุไหมไดงายขึน้ ณ จุดนี้จะหยุดใชน้าํมนั เปล่ียนมาใชถานหินเปนเชื้อเพลิงอยางตอเนื่อง

4. น้ําที่อยูในหมอไอน้ําไดรับความรอนจากถานหินที่ลุกไหม จนเดือดกลายเปนไอน้าํที่มีอุณหภูมิและความดนัสูง ผานไปยังเครื่องกงัหนัไอน้ํา (Steam Turbine) เพื่อไปขับชุดใบพัดกังหันใหหมนุไป เครื่องกังหันไอน้ํามีเพลาตออยูกับเครื่องกาํเนิดไฟฟา (Generator) ทําใหเพลาของเครื่องกําเนิดไฟฟาหมุนไปดวย การหมุนนีจ้ะทาํใหขดลวดที่อยูที่เพลาหมุนตัดกบัสนามแมเหล็กรอบขดลวด ทาํใหเกิดกระแสไฟฟา ซึ่งเปนหลักการเดียวกับไดนาโม

8

5. ไฟฟาที่ไดยังมรีะดับแรงดันไมเพียงพอที่จะสงเขาระบบสายสงของ กฟผ. จึงตองปรับเพิ่มแรงดัน โดยผานหมอแปลงไฟฟา (Transformer) เพื่อใหสอดคลองกบัระดับแรงดันไฟฟาในสายสงไฟฟาของ กฟผ. เขาสูระบบสายสงไฟฟาแรงสงูของ กฟผ.

6. ไอน้ําที่ผานออกจากเครื่องกงัหนัไอน้ําจะไหลไปที่เครื่องควบแนน (Steam Condenser) เพื่อถายเทความรอนใหกับน้าํหลอเย็น (Cooling Water) ไอน้ําจะควบแนนกลับเปนน้ํา แลวนาํกลับมาใชใหม สวนน้ําหลอเย็นจะรอนขึ้น น้าํรอนนีจ้ะไหลไปทีห่อหลอเยน็ (Cooling Tower) เพื่อถายเทความรอนใหกับอากาศภายนอก ผานระบบพัดลม จากนัน้จงึนาํกลับมาใชงานในระบบหลอเยน็อีก

เทคโนโลยีถานหินสะอาด (Clean Coal Technology)

เทคโนโลยีถานหินสะอาด (Clean Coal Technology) ทําใหการผลิตกระแสไฟฟาจากเชื้อเพลิงถานหินมีประสิทธิภาพสูงขึ้น และมีผลกระทบตอส่ิงแวดลอมนอยที่สุด

ปจจุบันนี้เทคโนโลยีถานหินสะอาด (Clean Coal Technology) มีการพัฒนาอยางตอเนื่องสามารถลดหรือกําจัดภาวะที่เกิดจากการใชถานหินเปนเชื้อเพลิงจนสามารถเปนมิตรกับส่ิงแวดลอม มีการพัฒนาเพิ่มประสิทธิภาพการเผาไหมและการใหความรอน การเปลี่ยนถานหินใหเปนกาซเชื้อเพลิงหรือ เชื้อเพลิงเหลวเปนการสรางคุณคาเพิ่มเปาหมายสุดทายของการพัฒนาเทคโนโลยีถานหินสะอาด คือ ไมมีการปลอยมลภาวะและกาซคารบอนไดออกไซด ออกสูบรรยากาศ หรือที่เรียกวา zero emission

ขั้นตอนการผลิตไฟฟาของโรงไฟฟาถานหินที่ใชเทคโนโลยีถานหินสะอาด

( ภาพ : www.dmr.go.th )

Coal

Oxygen

Raw Syngas

Removal

Flue Gasses

Purified Syngas

ElectricityGenerator

Steam Turbine

Ste

am

Hot Exhaust Gasses

Gas Turbine

Heat RecoverySteam Generator

Generator

Mercury Sulfur

CO2

Injection Well

CO2

9

เทคโนโลยีถานหินสะอาดสามารถนํามาใชไดในหลายลักษณะ ไดแก

1. เทคโนโลยีถานหินสะอาดกอนการเผาไหม เทคโนโลยีกลุมนี้ เปนการนํา ถานหินมาผานกระบวนการเพื่อลดปริมาณเถาและกํามะถัน ในขณะเดียวกันเปนการเพิ่มคาความรอนของถานหินกอนนํามาเผาไหม ซึ่งหมายถึง เทคโนโลยีกลุมนี้เปนการทําความสะอาดโดยวิธีทางกายภาพ เคมี และชีวภาพ เพื่อใหถานหินมีคุณภาพดีข้ึนและมีมลพิษนอยลงกอนที่จะถูกนําไปใชงาน

2. เทคโนโลยีถานหินสะอาดขณะเผาไหม เปนเทคโนโลยีที่มุงเนนการปรับปรุงเตาเผาและหมอไอน้ํา เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการเผาไหมถานหินและลดมลพิษที่เกิดจากการเผาไหม รวมไปถึงการแปรรูปถานหินใหเปนกาซเชื้อเพลิง หรือเชื้อเพลิงเหลว สามารถนํามาใชรวมในการผลิตกระแสไฟฟาได และการสังเคราะหใหเปนเชื้อเพลิงสะอาด ซึ่งมีคุณสมบัติเปรียบเสมือนกาซ LPG

3. เทคโนโลยีหลังการเผาไหม เปนเทคโนโลยีที่ชวยลดการปลดปลอยมลพิษในไอเสียจากการเผาไหมถานหินลง ตัวอยางเชน ระบบดักจับฝุนละออง (Electrostatatic Precipitator) ระบบกําจัดกาซซัลเฟอรไดออกไซด(SO2) และเทคโนโลยีการลดปริมาณกาซไนโตรเจนในกาซทิ้ง เปนตน

ตัวอยางระบบนําเทคโนโลยีถานหินสะอาดมาใชในโรงไฟฟาเก็คโค-วัน จ.ระยอง

10

ขอดี – ขอจํากัด

ของการใชถานหินเปนเชื้อเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟา

ขอดี - ตนทนุในการผลิตไฟฟาจากเชื้อเพลงิถานหนิต่ํากวาเชือ้เพลิงหลัก เชน กาซธรรมชาติ น้าํมนัและ

พลังงานหมุนเวียน - มีปริมาณสํารองมาก สามารถใชไดไมตํ่ากวา 220 ป - ปจจุบันสามารถใชเทคโนโลยีถานหนิสะอาด ทาํใหกําจดัมลพิษจากการใชถานหนิหมดไป ขอจํากัด - ตองใชระบบควบคุมมลภาวะทางอากาศทีม่ีราคาแพง เนื่องจากการเผาไหมถานหนิเปนสาเหตุ

สําคัญของฝนกรดและภาวะโลกรอน - ประเทศไทยตองนาํเขาถานหินคุณภาพดีจากตางประเทศ - ตองมีระบบการจัดการขนสงที่ดี - ยังมีภาพลักษณที่นากลัวในสายตาประชาชน