ปัจจุบันมีการตื่นตัวและกล่าวถึงพลังงานทดแทนอย่างกว้างขวาง ในประเด็นการนำมาใช้แทนพลังงานอื่นๆ ที่กำลังจะหมดไป โดยมีการมุ่งเน้นว่าพลังงานที่หามาทดแทนนั้นจะต้องสามารถนำมาเป็นพลังงานทางเลือกได้ในอนาคต ซึ่งหนึ่งในพลังงานที่มีคุณสมบัติดังกล่าวก็คือ พลังงานความร้อนใต้พิภพ ซึ่งพลังงานชนิดนี้ที่มาจากที่ใดเกิดขึ้นได้อย่างไร มีประโยชน์และส่งผลกระทบต่อโลกอย่างไรบ้าง เรามาไขคำตอบไปพร้อมๆ กัน ดังนี้
พลังงานความร้อนใต้พิภพ (geothermal) คือ พลังงานจากธรรมชาติที่เกิดจากความร้อนที่ถูกกักเก็บอยู่ภายใต้ผิวโลก ถือเป็นแหล่งพลังงานธรรมชาติที่มีขนาดใหญ่มากแห่งหนึ่ง เกิดจากการสะสมตัวของพลังงานความร้อนภายใต้ผิวโลก ซึ่งโดยปกติอุณหภูมิภายใต้ผิวโลกจะเพิ่มสูงขึ้นตามความลึก เช่น ที่ความลึก 25-30 กิโลเมตร จะมีอุณหภูมิเฉลี่ยประมาณ 250-1,000 ํC ขณะที่ความร้อนที่อยู่ในแกนกลางของโลกอาจมีอุณหภูมิสูงถึง 3,500-5000องศาเซลเซียส หรือที่อุณหภูมิ 9,932 องศาฟาเรนไฮต์ ซึ่งเปรียบเสมือนเตาหลอมเหลวที่มีการไล่ระดับความร้อน มีการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิและความดันตามระดับความลึก ปกติอุณหภูมิจะเพิ่ม 30องศาเซลเซียสต่อความลึก 1 กิโลเมตร ซึ่งเราสามารถพบพลังงานความร้อนใต้พิภพในบริเวณที่เรียกว่า Hot Spots คือ บริเวณที่มีการไหลหรือแผ่กระจายของความร้อนจากภายใต้ผิวโลกขึ้นมาสู่ผิวดินมากกว่าปกติ และมีค่าการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิตามความลึก (Geothermal Gradient) มากกว่าปกติประมาณ 1.5-5 เท่าของ
ค่าปกติ บริเวณที่แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพกักเก็บอยู่ส่วนใหญ่จะเป็นบริเวณที่พบน้ำพุร้อน
พลังงานความร้อนใต้พิภพสามารถแบ่งออกได้เป็น 4 ระบบใหญ่ๆ คือ
1.ระบบไอน้ำร้อน (vapour dominated system) ให้ไอน้ำร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่า 250 ํC ขึ้นไป มักเกิดในบริเวณที่มีหินหลอมเหลวร้อนสะสมอยู่ พลังงานความร้อนชนิดนี้ประกอบด้วยไอน้ำร้อนมากกว่า 95% ซึ่งจะพบน้อยมากในโลก แต่ปัจจุบันพบแล้วที่มลรัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา เรียกว่า พุน้ำร้อนไกเซอร์ สามารถนำมาผลิตกระแสไฟฟ้าได้เป็นอย่างดี
2.ระบบน้ำร้อน (hot water system) มีอุณหภูมิของน้ำร้อนตั้งแต่ 100 ํC ขึ้นไป ระบบนี้เป็นแหล่งสะสมความร้อนที่ประกอบไปด้วยน้ำร้อนเป็นส่วนใหญ่ และมีไอน้ำร้อนเป็นส่วนน้อย ระบบนี้พบมากที่สุดในโลก เช่น ที่ประเทศเม็กซิโก
3.ระบบหินร้อนแห้ง (hot dry rock system) เป็นระบบที่แหล่งสะสมความร้อนเป็นหินเนื้อแน่นที่มีความร้อนอยู่ แต่ไม่มีน้ำร้อนหรือไอน้ำไหลหมุนเวียนเช่น 2 ระบบแรก ในการนำมาใช้จึงต้องอัดน้ำเย็นลงไปตามบ่อที่เจาะเพื่อให้ได้น้ำร้อนขึ้นมาใช้ ปัจจุบันประเทศสหรัฐอเมริกาได้ทดลองนำความร้อนขึ้นมาใช้ได้แล้ว
4.ระบบความดันธรณี (geopressured system) เป็นระบบที่พลังงานความร้อนอยู่ภายใต้ความดันสูง เนื่องมาจากน้ำหนักของชั้นหินปิดทับอยู่ ทำให้น้ำที่กักเก็บอยู่ในช่องว่างระหว่างหินมีอุณหภูมิสูงขึ้น พบในประเทศสหรัฐอเมริกาซึ่งมีอุณหภูมิสูงถึง 237๐c
พลังงานความร้อนใต้พิภพนับเป็นพลังงานที่ค่อนข้างสะอาด มีการปล่อยก๊าซพิษ เช่น ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) ไนตรัสออกไซด์ (N2O) และอนุภาคต่างๆ ในปริมาณที่ต่ำมาก อีกทั้งยังนับเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่สามารถคงอยู่ได้อีกหลายพันล้านปี ทำให้หลายประเทศมีการนำพลังงานความร้อนใต้พิภพมาใช้ประโยชน์ในหลายด้าน เช่น ด้านการผลิตกระแสไฟฟ้า โดยมีหลักการเบื้องต้น คือ นำน้ำร้อนที่มีอุณหภูมิสูงมากๆ มาแยกสิ่งเจือปนออกให้หมด จากนั้นทำให้ความดันและอุณหภูมิลดลง เกิดเป็นไอน้ำขึ้นมา แล้วนำแรงอัดของไอน้ำไปหมุนกังหันเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ซึ่งไอน้ำที่ออกมาจากกังหันจะถูกทำให้มีอุณหภูมิเย็นลงก่อนแล้วนำไปใช้ประโยชน์อย่างอื่นก่อนปล่อยลงแหล่งน้ำธรรมชาติ หรือปล่อยกลับลงไปใต้ดินใหม่ หรือจะเป็นด้านการเกษตรกรรม เช่น การอบพืช ด้านอุตสาหกรรม เช่น อุตสาหกรรมอาหาร อุตสาหกรรมกระดาษ นอกจากนี้ ยังใช้เป็นสถานที่ท่องเที่ยว และอาจใช้รักษาโรคผิวหนังต่างๆ ได้อีกด้วย
สำหรับในประเทศไทยพบแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ หรือน้ำพุร้อนมากกว่า 60 แห่งในภาคเหนือ ภาคตะวันตก และภาคใต้ ส่วนใหญ่เกิดจากการที่น้ำฝนจากผิวดินไหลซึมผ่านชั้นดินและหินลงไปตามรอยเลื่อนและรอยแตกของหิน เมื่อไหลลึกลงไปมากๆ ก็จะสัมผัสกับหินร้อนที่อยู่ใต้ผิวโลก ทำให้น้ำฝนที่ไหลลงไปร้อนขึ้นและความดันเพิ่มขึ้น จึงเกิดแรงดันดันให้น้ำร้อนแทรกตามรอยหินขึ้นมาสู่ผิวโลกปรากฏเป็นน้ำพุร้อน แม้ว่าประเทศไทยจะมีแหล่งน้ำพุร้อนไม่ใหญ่โตเหมือนในต่างประเทศ แต่มีหลายหน่วยงานทำการศึกษาวิจัยการใช้ประโยชน์ของพลังงานความร้อนดังกล่าว พบว่า กลุ่มที่มีอุณหภูมิแหล่งกักเก็บอยู่ระหว่าง 175-200 มีศักยภาพที่จะนำมาใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าได้ ส่วนกลุ่มที่มีอุณหภูมิระหว่าง 140-170 มีศักยภาพที่จะนำมาใช้เพื่อกิจการเกษตรและอุตสาหกรรมบางประเภท นอกจากนี้ยังมีบางแห่งได้เปิดเป็นแหล่งท่องเที่ยวแล้ว
จะเห็นได้ว่าการผลิตพลังงานความร้อนใต้พิภพแทบไม่ก่อให้เกิดมลพิษทางสิ่งแวดล้อม พลังงานนี้เป็นแหล่งพลังงานสะอาด ไม่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสู่ชั้นบรรยากาศ สามารถหมุนเวียนและนำกลับมาใช้ประโยชน์ใหม่ได้ เป็นแหล่งพลังงานที่น่าเชื่อถืออย่างที่สุด แต่เนื่องจากการนำพลังงานความร้อนใต้พิภพมาใช้ประโยชน์ยังคงมีข้อจำกัดมากมาย ทั้งจากขั้นตอนและกระบวนการต่างๆ ที่อาจส่งผลให้เกิดแผ่นดินไหวขนาดเล็ก หรือเกิดการทรุดตัวของแผ่นดิน รวมไปถึงการปนเปื้อนแร่ธาตุและสารพิษของน้ำใต้ดิน ไม่ว่าจะเป็นสารหนู (Arsenic) ปรอท (Mercury) หรือซีลีเนียม (Selenium) ที่อาจรั่วไหลสู่แหล่งน้ำธรรมชาติบนผิวดิน ทำให้หลายประเทศที่มีแหล่งสำรองความร้อนใต้พิภพนำมาใช้ประโยชน์ยังน้อยมาก
เรียบเรียงข้อมูลจาก
https://www.scimath.org/article-earthscience/item/11660-2020-06-30-06-17-14
http://www.energyvision.co.th/14424281
https://ngthai.com/science/33120/geothermal-energy/
https://webkc.dede.go.th/testmax/node/192
สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย (วว.)
โปรดอ่านก่อนแสดงความคิดเห็น
1.กรุณาใช้ถ้อยคำที่ สุภาพ เหมาะสม ไม่ใช้ ถ้อยคำหยาบคาย ดูหมิ่น ส่อเสียด ให้ร้ายผู้อื่น สร้างความแตกแยกในสังคม งดการใช้ถ้อยคำที่ดูหมิ่นหรือยุยงให้เกลียดชังสถาบันชาติ ศาสนา พระมหากษัตริย์
2.หากพบข้อความที่ไม่เหมาะสม สามารถแจ้งได้ที่อีเมล์ online@naewna.com โดยทีมงานและผู้จัดทำเว็บไซด์ www.naewna.com ขอสงวนสิทธิ์ในการลบความคิดเห็นที่พิจารณาแล้วว่าไม่เหมาะสม โดยไม่ต้องชี้แจงเหตุผลใดๆ ทุกกรณี
3.ขอบเขตความรับผิดชอบของทีมงานและผู้ดำเนินการจัดทำเว็บไซด์ อยู่ที่เนื้อหาข่าวสารที่นำเสนอเท่านั้น หากมีข้อความหรือความคิดเห็นใดที่ขัดต่อข้อ 1 ถือว่าเป็นกระทำนอกเหนือเจตนาของทีมงานและผู้ดำเนินการจัดทำเว็บไซด์ และไม่เป็นเหตุอันต้องรับผิดทางกฎหมายในทุกกรณี