กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 14 นาที

เชื้อเพลิงเม็ด

เชื้อเพลิงเม็ด (หรือ เม็ด ) เป็น เชื้อเพลิงแข็ง ชนิดหนึ่งที่ทำจาก วัสดุอินทรีย์ อัด แน่น [ 1 ] เม็ดเชื้อเพลิงสามารถผลิตได้จาก ชีวมวล 5 ประเภทหลัก ได้แก่ ของเสียอุตสาหกรรม...

เชื้อเพลิงเม็ด

เม็ดไม้

เชื้อเพลิงเม็ด (หรือเม็ด ) เป็น เชื้อเพลิงแข็งชนิดหนึ่งที่ทำจากวัสดุอินทรีย์ อัด แน่น[ 1 ]เม็ดเชื้อเพลิงสามารถผลิตได้จากชีวมวล 5 ประเภทหลัก ได้แก่ของเสียอุตสาหกรรมและผลพลอยได้ ของเสียจากอาหาร เศษ เหลือทางการเกษตรพืชพลังงานและไม้ แปรรูป ที่ไม่ผ่านการบำบัด[ 2 ]

เม็ดไม้เป็นเชื้อเพลิงเม็ดประเภทที่พบได้บ่อยที่สุด และโดยทั่วไปทำจากขี้เลื่อย อัดแน่น [ 3 ]และของเสียจากอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องจากการแปรรูปไม้ การผลิต ผลิตภัณฑ์ ไม้และเฟอร์นิเจอร์และการก่อสร้าง[ 4 ]แหล่งของเสียจากอุตสาหกรรมอื่นๆ ได้แก่ ทะลายปาล์มเปล่าเปลือกเมล็ด ปาล์ม เปลือก มะพร้าวและยอดไม้และกิ่งไม้ที่ถูกทิ้งระหว่างการตัดไม้[ 5 ] [ 6 ]เม็ดที่เรียกว่า "เม็ดสีดำ" ทำจากชีวมวลกลั่นให้มีลักษณะคล้ายถ่านหิน แข็ง และได้รับการพัฒนาเพื่อใช้ใน โรงไฟฟ้าพลังงานถ่านหินที่มีอยู่[ 7 ]เม็ดเชื้อเพลิงแบ่งประเภทตามค่าความร้อนปริมาณความชื้นและเถ้าและขนาด สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับการผลิตไฟฟ้า การทำความร้อนเชิงพาณิชย์หรือที่อยู่อาศัย และการปรุงอาหาร[ 8 ]

เม็ดเชื้อเพลิงมีความหนาแน่นสูงมากและสามารถผลิตได้โดยมีปริมาณความชื้นต่ำกว่า 10% ซึ่งทำให้สามารถเผาไหม้ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงมาก[ 9 ]รูปทรงที่สม่ำเสมอและขนาดเล็กทำให้สามารถป้อนอัตโนมัติด้วยการปรับเทียบที่ละเอียดมาก สามารถป้อนเข้าสู่เตาเผาได้โดยใช้ การป้อน แบบเกลียวหรือโดย การลำเลียง ด้วยลม ความหนาแน่นสูงทำให้สามารถจัดเก็บและขนส่งได้ในระยะทางไกลอย่างกะทัดรัด สามารถเป่าจากรถบรรทุกไปยังถังเก็บหรือไซโลในสถานที่ของลูกค้าได้อย่างสะดวก[ 10 ]

เตาเม็ดไม้เตาทำความร้อนส่วนกลาง และเครื่องทำความร้อนอื่นๆหลากหลายประเภท ได้รับการพัฒนาและวางจำหน่ายตั้งแต่กลางทศวรรษ 1980 [ 11 ]ด้วยราคาเชื้อเพลิงฟอสซิล ที่พุ่งสูงขึ้น ตั้งแต่ปี 2005 ความต้องการใช้เครื่องทำความร้อนแบบเม็ดไม้จึงเพิ่มขึ้นในยุโรปและอเมริกาเหนือและอุตสาหกรรมขนาดใหญ่กำลังเกิดขึ้น ตามรายงานของInternational Energy Agency Task 40การผลิตเม็ดไม้เพิ่มขึ้นมากกว่าสองเท่าระหว่างปี 2006 ถึง 2010 เป็นมากกว่า 14 ล้านตัน[ 12 ]ในรายงานปี 2012 ศูนย์ทรัพยากรพลังงานชีวมวลกล่าวว่าคาดว่าการผลิตเม็ดไม้ในอเมริกาเหนือจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าอีกครั้งในอีกห้าปีข้างหน้า[ 13 ]

เชื้อเพลิงสำหรับทำความร้อน

การผลิต

รถบรรทุกบรรจุเม็ดพลาสติกกำลังถูกเติมที่โรงงานแห่งหนึ่งในประเทศเยอรมนี

เม็ดเชื้อเพลิงผลิตโดยการอัดวัสดุไม้ที่ผ่านเครื่องบดแบบ ค้อนมาก่อน เพื่อให้ได้มวลที่สม่ำเสมอคล้ายแป้ง[ 14 ]มวลนี้จะถูกป้อนเข้าเครื่องอัด ซึ่งจะถูกบีบผ่านแม่พิมพ์ที่มีรูขนาดที่ต้องการ โดยปกติจะมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 มม. บางครั้งอาจเป็น 8 มม. หรือใหญ่กว่านั้น แรงดันสูงของเครื่องอัดทำให้อุณหภูมิของไม้เพิ่มขึ้นอย่างมาก และลิกนินจะอ่อนตัวลงเล็กน้อย ก่อตัวเป็น "กาว" ตามธรรมชาติที่ยึดเม็ดเชื้อเพลิงเข้าด้วยกันเมื่อเย็นตัวลง[ 9 ]

เม็ดเชื้อเพลิงสามารถผลิตได้จากหญ้าและชีวมวลชนิดอื่นที่ไม่ใช่ไม้ซึ่งไม่มีลิกนิน ข่าวจากมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ ในปี 2548 ระบุว่าการผลิตเม็ดเชื้อเพล​​ิงจากหญ้าในยุโรปมีความก้าวหน้ากว่าในอเมริกาเหนือ โดยระบุว่าข้อดีของหญ้าในฐานะวัตถุดิบ ได้แก่ ระยะเวลาการเจริญเติบโตสั้น (70 วัน) และความง่ายในการเพาะปลูกและการแปรรูป ข่าวอ้างคำพูดของเจอร์รี เชอร์นีย์ ศาสตราจารย์ด้านการเกษตรของมหาวิทยาลัย ที่กล่าวว่าหญ้าให้ความร้อนได้ 96% ของไม้ และ "สามารถใช้หญ้าผสมกันได้ทุกชนิด ตัดในช่วงกลางถึงปลายฤดูร้อน ทิ้งไว้ในทุ่งนาเพื่อให้แร่ธาตุถูกชะล้างออกมา จากนั้นจึงอัดเป็นก้อนและอัดเป็นเม็ด ไม่จำเป็นต้องอบแห้งหญ้าก่อนการอัดเม็ด ทำให้ต้นทุนการแปรรูปน้อยกว่าการอัดเม็ดจากไม้" [ 15 ]ในปี 2555 กรมเกษตรของโนวาสโกเชียประกาศโครงการสาธิตการเปลี่ยนหม้อไอ น้ำที่ใช้เชื้อเพลิงน้ำมัน เป็นเม็ดเชื้อเพล​​ิงจากหญ้าที่ศูนย์วิจัย[ 16 ]

เม็ดเชื้อเพลิงจากแกลบข้าว ผลิตโดยการอัดแกลบข้าวซึ่งเป็นผลพลอยได้จาก การปลูก ข้าวในนา มีคุณสมบัติคล้ายกับเม็ดเชื้อเพลิงจากไม้ แต่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม มากกว่า เนื่องจากวัตถุดิบเป็นของเหลือทิ้งมีพลังงานประมาณ4-4.2 กิโลแคลอรี/กิโลกรัม และมีความชื้นโดยทั่วไปน้อยกว่า 10% ขนาดของเม็ดเชื้อเพลิงโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 6 มิลลิเมตร เส้นผ่านศูนย์กลาง และ 25 มิลลิเมตร ยาว ในรูปทรงกระบอก แม้ว่ารูปทรงกระบอกหรือก้อน ขนาดใหญ่กว่า ก็พบได้เช่นกัน มีราคาถูกกว่าเม็ดเชื้อเพลิงชนิดอื่นๆ และสามารถอัด/ผลิตจากแกลบข้าวได้ที่ฟาร์มเอง โดยใช้เครื่องจักรราคาถูก โดยทั่วไปแล้วเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าเม็ดเชื้อเพลิงจากไม้[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]ในภูมิภาคของโลกที่ข้าวสาลีเป็นพืชอาหารหลัก เปลือกข้าวสาลียังสามารถอัดแน่นเพื่อผลิตเม็ดพลังงานได้ โดยมีลักษณะคล้ายกับเม็ดเปลือกข้าว

รายงานโดยCORRIM (Consortium On Research on Renewable Industrial Material) สำหรับการประเมินวัฏจักรชีวิตของการผลิตและการใช้เม็ดไม้ประมาณการว่าพลังงานที่จำเป็นในการอบแห้ง อัดเม็ด และขนส่งเม็ดไม้มีน้อยกว่า 11% ของพลังงานทั้งหมดในเม็ดไม้ หากใช้เศษไม้เหลือทิ้งจากอุตสาหกรรมที่ผ่านการอบแห้งแล้ว หากเม็ดไม้ทำจากวัสดุจากป่าโดยตรง จะต้องใช้พลังงานมากถึง 18% ในการอบแห้งไม้ และอีก 8% สำหรับพลังงานในการขนส่งและการผลิต การประเมินผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของเม็ดไม้ส่งออกโดยภาควิชาวิศวกรรมเคมีและแร่มหาวิทยาลัยโบโลญญา ประเทศอิตาลีและศูนย์วิจัยพลังงานสะอาด มหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบียซึ่งตีพิมพ์ในปี 2552 สรุปว่าพลังงานที่ใช้ในการขนส่งเม็ดไม้จากแคนาดาจากแวนคูเวอร์ไปยังสตอกโฮล์ม (15,500 กม. ผ่านคลองปานามา ) คิดเป็นประมาณ 14% ของพลังงานทั้งหมดในเม็ดไม้[ 24 ] [ 25 ]

มาตรฐานเม็ด

โรงงานผลิตเม็ดเชื้อเพลิงในเมือง เซนต์ลีโอนาร์ ดรัฐนิวบรันสวิก

เม็ดเชื้อเพลิงที่ได้มาตรฐานที่ใช้กันทั่วไปในยุโรป (DIN 51731 หรือÖ-Norm M-7135) มีปริมาณน้ำน้อยกว่า 10% และมีความหนาแน่น สม่ำเสมอ สูงกว่า 1 ตันต่อลูกบาศก์เมตร จึงจมลงในน้ำ (ในทางตรงกันข้าม ความหนาแน่นของเม็ดเชื้อเพลิงรวมถึงอากาศที่ติดอยู่จะอยู่ที่ประมาณ 0.6-0.7 ตันต่อลูกบาศก์เมตรเท่านั้น) เม็ดเชื้อเพลิงมีความแข็งแรงของโครงสร้างที่ดี และมีปริมาณฝุ่นและเถ้าต่ำ[ 8 ]เนื่องจากเส้นใยไม้ถูกบดด้วยเครื่องบดแบบค้อน จึงแทบไม่มีความแตกต่างในเม็ดเชื้อเพลิงสำเร็จรูปจากไม้ชนิดต่างๆ เม็ดเชื้อเพลิงสามารถผลิตได้จากไม้เกือบทุกชนิด ตราบใดที่เครื่องอัดเม็ดเชื้อเพลิงมีอุปกรณ์ที่ดี ความแตกต่างของวัตถุดิบสามารถชดเชยได้ในการควบคุมเครื่องอัด ในยุโรป พื้นที่การผลิตหลัก ได้แก่ สแกนดิเนเวียตอน ใต้ ฟินแลนด์ยุโรปกลางออสเตรียและประเทศแถบทะเลบอลติก[ 26 ] [ 27 ]

เม็ดเชื้อเพลิงที่สอดคล้องกับมาตรฐานยุโรปซึ่งมีไม้รีไซเคิลหรือสิ่งปนเปื้อนจากภายนอกถือเป็นเม็ดเชื้อเพลิงประเภท B [ 8 ]วัสดุรีไซเคิลเช่น แผ่นไม้อัด ไม้ที่ผ่านการบำบัดหรือทาสี แผ่นเคลือบ เรซินเมลามีนและอื่นๆ ไม่เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการใช้เป็นเม็ดเชื้อเพลิง เนื่องจากอาจทำให้เกิดการปล่อยมลพิษ ที่เป็นอันตราย และการเปลี่ยนแปลงที่ไม่สามารถควบคุมได้ในลักษณะการเผาไหม้ของเม็ดเชื้อเพลิง

มาตรฐานที่ใช้ในสหรัฐอเมริกานั้นแตกต่างออกไป โดยได้รับการพัฒนาโดยสถาบันเชื้อเพลิงเม็ด (Pellet Fuels Institute)และเช่นเดียวกับในยุโรป มาตรฐานเหล่านี้ไม่ได้บังคับใช้ อย่างไรก็ตาม ผู้ผลิตหลายรายปฏิบัติตาม เนื่องจากเงื่อนไขการรับประกันของอุปกรณ์เผาไหม้ที่ผลิตในสหรัฐฯ หรือนำเข้า อาจไม่ครอบคลุมความเสียหายจากเม็ดเชื้อเพลิงที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดราคา เม็ดเชื้อเพลิงในสหรัฐฯ พุ่งสูงขึ้นในช่วงที่ราคา น้ำมันเชื้อเพลิงฟอสซิลสูงขึ้น ในปี 2550-2551 แต่ต่อมาลดลงอย่างมาก และ โดย ทั่วไปแล้วจะมีราคาต่อปริมาณพลังงานต่ำกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิล ส่วนใหญ่ ยกเว้นถ่านหิน

หน่วยงานกำกับดูแลในยุโรปและอเมริกาเหนือกำลังดำเนินการเข้มงวดมาตรฐานการปล่อยมลพิษสำหรับความร้อนจากไม้ทุกรูปแบบ รวมถึงเม็ดไม้และเตาเม็ดไม้ มาตรฐานเหล่านี้จะกลายเป็นข้อบังคับ โดยมีการทดสอบที่ได้รับการรับรองอย่างอิสระเพื่อให้แน่ใจว่ามีการปฏิบัติตาม[ 28 ] [ 29 ]ในสหรัฐอเมริกา กฎใหม่ที่เริ่มใช้ในปี 2552 ได้เสร็จสิ้นกระบวนการตรวจสอบกฎระเบียบของ EPA แล้ว [ 30 ]โดยมีการออกกฎใหม่ฉบับสุดท้ายเพื่อขอความคิดเห็นเมื่อวันที่ 24 มิถุนายน 2557 [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]คณะกรรมการมาตรฐานไม้แปรรูปแห่งอเมริกาจะเป็นหน่วยงานรับรองอิสระสำหรับมาตรฐานเม็ดไม้ใหม่[ 34 ]

อันตราย

เม็ดไม้สามารถปล่อย ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ที่เป็นพิษจำนวนมากออกมาในระหว่างการจัดเก็บโดยการเกิดออกซิเดชันเอง อุบัติเหตุร้ายแรงเกิดขึ้นในห้องเก็บของส่วนตัว[ 35 ]และบนเรือเดินทะเล[ 36 ] [ 37 ]

เมื่อถูกสัมผัส เม็ดไม้จะปล่อยฝุ่นละเอียดออกมา ซึ่งอาจทำให้เกิดการระเบิดของฝุ่น อย่างรุนแรง ได้[ 38 ]

โดยทั่วไปเม็ดไม้จะถูกเก็บไว้ในปริมาณมากในไซโลขนาดใหญ่ เม็ดไม้อาจเกิดความร้อนขึ้นเอง จุดไฟ และก่อให้เกิดไฟลุกไหม้แบบค่อยเป็นค่อยไปซึ่งดับยากมาก ไฟลุกไหม้แบบค่อยเป็นค่อยไปนี้ก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ที่เป็นพิษและ ก๊าซ ไพโรไลซิส ที่ติดไฟได้ ซึ่งอาจนำไปสู่การระเบิดของไซโลได้[ 39 ]

การใช้งานเตาเผาเม็ดเชื้อเพลิง

โดยทั่วไปแล้ว เครื่องทำความร้อนที่ใช้เม็ดเชื้อเพลิงมี 3 ประเภท ได้แก่ เตาเม็ดเชื้อเพลิงแบบตั้งพื้น เตาเม็ดเชื้อเพลิงแบบฝัง และหม้อต้มเม็ดเชื้อเพลิง

เตาเม็ดเชื้อเพลิงทำงานเหมือนเตาเผา แบบสมัยใหม่ โดยเชื้อเพลิง เช่น ไม้ หรือเม็ดชีวมวลอื่นๆ จะถูกเก็บไว้ในถังเก็บที่เรียกว่าฮอปเปอร์ ฮอปเปอร์อาจอยู่ด้านบน ด้านข้าง หรืออยู่ห่างออกไปก็ได้ ตัวลำเลียงแบบกลไกจะป้อนเม็ดเชื้อเพลิงเข้าไปในหม้อเผาไหม้โดยอัตโนมัติ จากนั้นเม็ดเชื้อเพลิงจะเผาไหม้ที่อุณหภูมิสูงโดยมีการปล่อยมลพิษน้อยที่สุด ท่อแลกเปลี่ยนความร้อนจะส่งอากาศที่ร้อนจากไฟเข้าไปในห้อง พัดลมแบบพาความร้อนจะหมุนเวียนอากาศผ่านท่อแลกเปลี่ยนความร้อนและเข้าไปในห้อง เตาเม็ดเชื้อเพลิงมีแผงวงจรอยู่ภายในซึ่งทำหน้าที่เหมือนเทอร์โมสตัทและควบคุมอุณหภูมิ[ 40 ]

เตาเม็ดเชื้อเพลิงแบบติดตั้งภายใน คือเตาที่ติดตั้งเข้าไปในเตาผิงก่ออิฐหรือเตาผิง ไม้สำเร็จรูปที่มีอยู่แล้ว คล้ายกับเตาผิงแบบติดตั้งภายในทั่วไป

หม้อไอน้ำแบบใช้เม็ดเชื้อเพลิงเป็นระบบทำความร้อนส่วนกลางและน้ำร้อนแบบแยกส่วนที่ออกแบบมาเพื่อทดแทนระบบเชื้อเพลิงฟอสซิลแบบดั้งเดิมในที่อยู่อาศัย เชิงพาณิชย์ และสถาบันต่างๆ หม้อไอน้ำแบบใช้เม็ดเชื้อเพลิงอัตโนมัติหรือแบบอัตโนมัติประกอบด้วยไซโลสำหรับจัดเก็บเม็ดเชื้อเพลิงจำนวนมาก ระบบส่งเชื้อเพลิงที่เคลื่อนย้ายเชื้อเพลิงจากไซโลไปยังถังพัก ตัวควบคุมตรรกะเพื่อควบคุมอุณหภูมิในโซนทำความร้อนหลายโซน และระบบกำจัดเถ้าอัตโนมัติสำหรับการทำงานอัตโนมัติในระยะยาว[ 41 ]

ตะกร้าเม็ดเชื้อเพลิงช่วยให้สามารถให้ความร้อนแก่บ้านโดยใช้เม็ดเชื้อเพลิงในเตาหรือเตาผิงที่มีอยู่[ 42 ]

ผลผลิตพลังงานและประสิทธิภาพ

เครื่องทำความร้อนแบบใช้เม็ดไม้

ปริมาณพลังงานของเม็ดไม้มีค่าประมาณ 4.7 – 5.2 MWh / ตัน[ 43 ] [ 44 ] (~7450 BTU/lb), 14.4-20.3 MJ/กก. [ 45 ]

เตาและหม้อไอน้ำเม็ดไม้ประสิทธิภาพสูงได้รับการพัฒนาขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โดยทั่วไปจะมีประสิทธิภาพการเผาไหม้มากกว่า 85% [ 46 ]หม้อไอน้ำเม็ดไม้รุ่นใหม่ล่าสุดสามารถทำงานในโหมดควบแน่นได้ จึงทำให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นถึง 12% [ 47 ]

หม้อไอน้ำที่ใช้เม็ดไม้เป็นเชื้อเพลิงมีการควบคุมอัตราและลักษณะของการเผาไหม้ได้จำกัดเมื่อเทียบกับระบบที่ใช้ของเหลวหรือก๊าซเป็นเชื้อเพลิง ด้วยเหตุนี้จึงเหมาะสำหรับ ระบบทำความร้อน แบบไฮดรอลิกมากกว่า เนื่องจากระบบไฮดรอลิกมีความสามารถในการเก็บความร้อนได้มากกว่า นอกจากนี้ยังมีหัวเผาเม็ดไม้ที่สามารถติดตั้งเพิ่มเติมในหม้อไอน้ำที่ใช้น้ำมันเป็นเชื้อเพลิงได้อีกด้วย[ 10 ]

การปล่อยมลพิษทางอากาศ

โดยทั่วไปแล้ว การปล่อย มลพิษ เช่นNO x , SO xและสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายจากอุปกรณ์เผาไหม้เม็ดเชื้อเพลิงนั้นต่ำมากเมื่อเทียบกับการทำความร้อนด้วยการเผาไหม้รูปแบบอื่น[ 48 ]ปัญหาที่ได้รับการยอมรับคือการปล่อยอนุภาคขนาด เล็ก สู่อากาศ โดยเฉพาะในเขตเมืองที่มี ระบบ ทำความร้อนด้วยเม็ดเชื้อเพลิงหรือระบบทำความร้อนด้วยถ่านหินหรือน้ำมันอยู่หนาแน่น การปล่อย PM 2.5จากเตาและหม้อไอน้ำเม็ดเชื้อเพลิงรุ่นเก่าอาจเป็นปัญหาในพื้นที่แคบ โดยเฉพาะเมื่อเทียบกับก๊าซธรรมชาติ (หรือก๊าซชีวภาพ หมุนเวียน ) แม้ว่าในโรงงานขนาดใหญ่เครื่องดักจับฝุ่นไฟฟ้าสถิตเครื่องแยกฝุ่นแบบไซโคลนหรือตัวกรองอนุภาคแบบถุงกรองสามารถควบคุมอนุภาคได้เมื่อได้รับการบำรุงรักษาและใช้งานอย่างเหมาะสม[ 49 ]

แง่มุมของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

ความไม่แน่นอนเกี่ยวกับระดับที่การผลิตความร้อนหรือไฟฟ้าโดยการเผาเม็ดไม้มีส่วนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ โลก รวมถึงผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศเมื่อเทียบกับผลกระทบจากการใช้แหล่งความร้อนอื่นๆ[ 9 ] [ 50 ] [ 51 ] [ 52 ]ปัจจัยที่ทำให้เกิดความไม่แน่นอน ได้แก่ แหล่งที่มาของไม้ การปล่อย ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการผลิตและการขนส่ง รวมถึงจากการเผาไหม้ขั้นสุดท้าย และช่วงเวลาที่เหมาะสมสำหรับการพิจารณา[ 9 ] [ 50 ] [ 53 ]

รายงานฉบับหนึ่ง[ 9 ]ในปี 2010 สรุปว่าการเผาไหม้ชีวมวล เช่น เม็ดไม้หรือเศษไม้ ปล่อยก๊าซ CO2 จำนวนมากสู่อากาศ ก่อให้เกิด "หนี้คาร์บอน" ที่ไม่สามารถชำระคืนได้ภายใน 20-25 ปี และหลังจากนั้นจะมีผลประโยชน์สุทธิ[ 9 ]ผู้อื่นได้โต้แย้งข้อสรุปนี้[ 54 ] [ 55 ]และนักวิทยาศาสตร์ได้ชี้ให้เห็นถึงข้อบกพร่องในรายงาน โดยแนะนำว่าผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศนั้นรุนแรงกว่าที่รายงานไว้[ 50 ] [ 56 ]

จนกระทั่งราวปี 2008 เป็นที่เข้าใจกันโดยทั่วไป แม้แต่ในเอกสารทางวิทยาศาสตร์ ว่าพลังงานชีวมวล (รวมถึงจากเม็ดไม้) เป็นกลางทางคาร์บอน ส่วนใหญ่เป็นเพราะเชื่อกันว่าการเจริญเติบโตของพืชจะดักจับและกักเก็บคาร์บอนที่ปล่อยออกมาสู่อากาศ[ 57 ]จากนั้น เอกสารทางวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาผลกระทบทางภูมิอากาศของชีวมวลก็เริ่มปรากฏขึ้น ซึ่งหักล้างสมมติฐานที่เรียบง่ายเกี่ยวกับความเป็นกลางทางคาร์บอน [ 53 ] [ 58 ] ตามศูนย์ทรัพยากรพลังงานชีวมวล สมมติฐานเรื่องความเป็นกลางทางคาร์บอน "ได้เปลี่ยนไปเป็นการยอมรับว่าผลกระทบทางคาร์บอนของชีวมวลขึ้นอยู่กับวิธีการเก็บเกี่ยวเชื้อเพลิง จากประเภทป่า ประเภทของการจัดการป่าที่นำมาใช้ และวิธีการใช้ชีวมวลในช่วงเวลาต่างๆ และทั่วทั้งภูมิทัศน์" [ 49 ]

ผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศของพลังงานชีวภาพแตกต่างกันอย่างมาก ขึ้นอยู่กับแหล่งที่มาของวัตถุดิบชีวมวลและวิธีการปลูก[ 59 ]ตัวอย่างเช่น การเผาไม้เพื่อผลิตพลังงานจะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ การปล่อยก๊าซเหล่านี้สามารถชดเชยได้อย่างมีนัยสำคัญหากต้นไม้ที่ถูกตัดไปถูกแทนที่ด้วยต้นไม้ใหม่ในป่าที่มีการจัดการอย่างดี เนื่องจากต้นไม้ใหม่จะดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศขณะที่เติบโต[ 60 ]อย่างไรก็ตาม การจัดตั้งและการเพาะปลูกพืชพลังงานชีวภาพอาจทำให้ระบบนิเวศตามธรรมชาติถูกทำลายดินเสื่อมโทรมและใช้ทรัพยากรน้ำและปุ๋ยสังเคราะห์[ 61 ] [ 62 ]

ประมาณหนึ่งในสามของไม้ทั้งหมดที่ใช้สำหรับการทำความร้อนและการปรุงอาหารแบบดั้งเดิมในพื้นที่เขตร้อนถูกเก็บเกี่ยวอย่างไม่ยั่งยืน[ 63 ]โดยทั่วไปแล้ววัตถุดิบชีวพลังงานต้องใช้พลังงานจำนวนมากในการเก็บเกี่ยว อบแห้ง และขนส่ง การใช้พลังงานสำหรับกระบวนการเหล่านี้อาจปล่อยก๊าซเรือนกระจก ในบางกรณี ผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินการเพาะปลูก และการแปรรูปอาจส่งผลให้มีการปล่อยคาร์บอนโดยรวมของชีวพลังงานสูงกว่าการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล[ 62 ] [ 64 ]

ความยั่งยืน

อุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์ไม้มีความกังวลว่าหากมีการนำพลังงานจากไม้มาใช้ในวงกว้าง จะทำให้ปริมาณวัตถุดิบสำหรับการก่อสร้างและการผลิต ( ไม้แปรรูป ) ลดลงอย่างมาก[ 9 ] [ 65 ]

ค่าใช้จ่าย

เนื่องจากความนิยมที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตั้งแต่ปี 2548 ความพร้อมใช้งานและต้นทุนของเม็ดเชื้อเพลิงอาจเป็นปัญหา[ 66 ]นี่เป็นข้อพิจารณาที่สำคัญเมื่อซื้อเตาเม็ดเชื้อเพลิง เตาเผา ตะกร้าเม็ดเชื้อเพลิง หรืออุปกรณ์อื่นๆ ที่รู้จักกันในอุตสาหกรรมในชื่อ Bradley Burners [ 67 ]อย่างไรก็ตาม การผลิตเม็ดเชื้อเพลิงในปัจจุบันกำลังเพิ่มขึ้น และมีแผนที่จะนำโรงงานผลิตเม็ดเชื้อเพลิงใหม่หลายแห่งมาใช้งานในสหรัฐอเมริกาในปี 2551-2552 [ 68 ]

ต้นทุนของเม็ดเชื้อเพลิงอาจได้รับผลกระทบจากวงจรการก่อสร้างซึ่งนำไปสู่ความผันผวนของอุปทานของขี้เลื่อยและเศษไม้[ 69 ]

จากข้อมูลของ สำนักงานพลังงานและการวางแผน แห่งรัฐนิวแฮมป์เชอร์ เรื่องราคาน้ำมันเชื้อเพลิงที่ปรับปรุงล่าสุดเมื่อวันที่ 5 ตุลาคม 2558 ต้นทุนของน้ำมันเชื้อเพลิง เบอร์ 2 ที่จัดส่งถึงที่ สามารถเปรียบเทียบกับต้นทุนของเม็ดเชื้อเพลิงไม้ที่จัดส่งเป็นจำนวนมากได้โดยใช้ค่าความร้อน (BTU) เทียบเท่า: เม็ดเชื้อเพลิง 1 ตัน เท่ากับน้ำมันเชื้อเพลิงเบอร์ 2 จำนวน 118.97 แกลลอนโดยสมมติว่าเม็ดเชื้อเพลิง 1 ตัน ให้พลังงาน 16,500,000 BTU และน้ำมันเชื้อเพลิงเบอร์ 2 1 แกลลอน ให้พลังงาน 138,690 BTU ดังนั้น หากน้ำมันเชื้อเพลิงเบอร์ 2 ที่จัดส่งถึงที่ ราคา 1.90 ดอลลาร์ต่อแกลลอน จุดคุ้มทุนของเม็ดเชื้อเพลิงจะอยู่ที่ 238.00 ดอลลาร์ต่อตันที่จัดส่งถึงที่

การใช้งานตามภูมิภาค

ยุโรป

ปริมาณการใช้เม็ดเชื้อเพลิงของสหภาพยุโรป (ตัน) ในปี 2023-2024 [ 70 ] [ 71 ] [ 72 ]
ประเทศ จำนวน
สหราชอาณาจักร9,800,000 บาท
อิตาลี2,600,000
เดนมาร์ก1,800,000 บาท
เนเธอร์แลนด์1,800,000 บาท
สวีเดน2,600,000
เยอรมนี3,400,000
ฝรั่งเศส2,000,000
ออสเตรีย1,330,000 บาท

การใช้งานทั่วยุโรปแตกต่างกันไปตามข้อกำหนดของรัฐบาล ในเนเธอร์แลนด์ เบลเยียมและสหราชอาณาจักรเม็ดเชื้อเพลิงส่วนใหญ่ใช้ในโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ โรงไฟฟ้าที่ใหญ่ที่สุดของสหราชอาณาจักรคือโรงไฟฟ้าดแรกซ์ได้เปลี่ยนหน่วยผลิตบางส่วนไปใช้เตาเผาเม็ดเชื้อเพลิงตั้งแต่ปี 2012 และภายในปี 2015 ดแรกซ์ทำให้สหราชอาณาจักรกลายเป็นผู้รับการส่งออกเม็ดเชื้อเพลิงไม้จากสหรัฐอเมริการายใหญ่ที่สุด[ 73 ] ในเดนมาร์กและสวีเดนเม็ดเชื้อเพลิงใช้ในโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ ระบบทำความร้อนส่วนกลางขนาดกลาง และระบบทำความร้อนในที่อยู่อาศัยขนาดเล็ก ในเยอรมนีออสเตรียอิตาลีและฝรั่งเศสเม็ดเชื้อเพลิงส่วนใหญ่ใช้สำหรับระบบทำความร้อนในที่อยู่อาศัยและอุตสาหกรรมขนาดเล็ก[ 74 ]

สหราชอาณาจักรได้ริเริ่มโครงการให้เงินอุดหนุนที่เรียกว่าRenewable Heat Incentive (RHI) ซึ่งอนุญาตให้การติดตั้งหม้อไอน้ำเม็ดไม้ทั้งในครัวเรือนและนอกครัวเรือนได้รับเงินสนับสนุนเป็นระยะเวลาระหว่าง 7 ถึง 20 ปี โครงการนี้เป็นโครงการแรกของโลกและมีเป้าหมายเพื่อเพิ่มปริมาณพลังงานหมุนเวียนที่ผลิตในสหราชอาณาจักรให้สอดคล้องกับพันธกรณีของสหภาพยุโรปสก็อตแลนด์และไอร์แลนด์เหนือมีโครงการที่แยกจากกันแต่คล้ายคลึงกัน ตั้งแต่ฤดูใบไม้ผลิปี 2015 เจ้าของชีวมวลไม่ว่าจะเป็นในครัวเรือนหรือเชิงพาณิชย์จะต้องซื้อเชื้อเพลิงจากซัพพลายเออร์ที่ได้รับการอนุมัติจาก BSL (Biomass Suppliers List) เพื่อรับเงินสนับสนุน RHI [ 75 ] เรื่องอื้อฉาว Renewable Heat Incentiveหรือที่เรียกอีกอย่างว่า "เรื่องอื้อฉาวเงินสดสำหรับเถ้าถ่าน" เป็นเรื่องอื้อฉาวทางการเมืองในไอร์แลนด์เหนือซึ่งมีศูนย์กลางอยู่ที่โครงการส่งเสริมพลังงานหมุนเวียน (การเผาเม็ดไม้) ที่ล้มเหลว

เม็ดเชื้อเพลิงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสวีเดน ซึ่งเป็นผู้ผลิตเม็ดเชื้อเพลิงหลักในยุโรป[ 26 ]โดยส่วนใหญ่ใช้เป็นทางเลือกแทนระบบทำความร้อนส่วนกลางที่ใช้เชื้อเพลิงน้ำมัน ในออสเตรีย ซึ่งเป็นตลาดชั้นนำสำหรับเตาทำความร้อนส่วนกลางที่ใช้เม็ดเชื้อเพลิง (เมื่อเทียบกับจำนวนประชากร) คาดว่า 2 ใน 3 ของเตาทำความร้อนในครัวเรือนใหม่ทั้งหมดเป็นเตาที่ใช้เม็ดเชื้อเพลิง ในอิตาลี ตลาดขนาดใหญ่สำหรับเตาเม็ดเชื้อเพลิงแบบป้อนอัตโนมัติได้พัฒนาขึ้น การใช้งานเม็ดเชื้อเพลิงหลักในอิตาลีคือหม้อไอน้ำขนาดเล็กสำหรับที่อยู่อาศัยส่วนตัวและอุตสาหกรรมเพื่อการทำความร้อน[ 76 ]

ในปี 2014 ในประเทศเยอรมนี ปริมาณการบริโภคเม็ดไม้เชื้อเพลิงโดยรวมต่อปีอยู่ที่ 2.2 ล้านตัน เม็ดไม้เชื้อเพลิงเหล่านี้ส่วนใหญ่ถูกนำไปใช้ในภาคการทำความร้อนขนาดเล็กในครัวเรือน โรงไฟฟ้าพลังงานร่วมที่ใช้เม็ดไม้เชื้อเพลิงในการผลิตพลังงานยังไม่แพร่หลายในประเทศ เม็ดไม้เชื้อเพลิงส่วนใหญ่ได้รับการรับรองมาตรฐาน DINplus ซึ่งเป็นเม็ดไม้เชื้อเพลิงคุณภาพสูงสุด โดยทั่วไปแล้ว เม็ดไม้เชื้อเพลิงคุณภาพต่ำกว่าจะถูกส่งออกไป[ 77 ]

ตั้งแต่ปี 1997 หม้อต้มเม็ด ไม้แบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ ที่มีระดับความสะดวกสบายใกล้เคียงกับหม้อต้มน้ำมันและก๊าซก็เริ่มวางจำหน่ายในออสเตรีย[ 78 ]

อินเดีย

ในปี 2019 อินเดียเริ่มใช้เม็ดชีวมวลร่วมกับถ่านหินในโรงไฟฟ้ารอบเมืองหลวงเดลีเพื่อลดมลพิษทางอากาศที่เกิดจากการเผาตอซัง/ชีวมวลในทุ่งนาเพื่อเตรียมพื้นที่สำหรับการเพาะปลูกพืชผลครั้งต่อไป[ 79 ]มีการวางแผนที่จะใช้เม็ดชีวมวลในการผลิตไฟฟ้าทั่วประเทศเพื่อนำเศษเหลือทางการเกษตรเกือบ 145 ล้านตันมาใช้ทดแทนถ่านหินนำเข้าในปริมาณที่เท่ากันในการผลิตไฟฟ้า[ 80 ]

นิวซีแลนด์

ยอดขายเม็ดไม้เชื้อเพลิงรวมในนิวซีแลนด์อยู่ที่ 300,000–500,000 ตันในปี 2013 การก่อสร้างโรงงานผลิตเม็ดไม้เชื้อเพลิงใหม่เมื่อเร็วๆ นี้ทำให้กำลังการผลิตเพิ่มขึ้นอย่างมาก[ 81 ]โรงงานแปรรูปเม็ดไม้เชื้อเพลิง Nature's Flame ในเมืองเทาโป มีกำหนดจะเพิ่มกำลังการผลิตประจำปีเป็นสองเท่าเป็น 85,000 ตันในช่วงปลายปี 2019 [ 82 ] Azwood Energy [ 83 ]ดำเนินการโรงงานแปรรูปเม็ดไม้เชื้อเพลิงในเมืองเนลสัน โดยใช้เศษไม้เหลือทิ้งจากป่าไม้มากกว่า 1.2 ล้านลูกบาศก์เมตรในแต่ละปี[ 84 ]เพื่อจัดหาเชื้อเพลิงที่เป็นกลางทางคาร์บอนสำหรับการใช้ในครัวเรือน โรงพยาบาล โรงเรียน และกระบวนการทางอุตสาหกรรม รวมถึงการแปรรูปนม[ 85 ]

ในปี 2025 โรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่ Huntly กำลังมองหาแหล่งจัดหาเม็ดสีดำ[ 86 ]

สหรัฐอเมริกา

บางบริษัทนำเข้าหม้อไอน้ำที่ผลิตในยุโรป ณ ปี 2552 ชาวอเมริกันประมาณ 800,000 คนใช้เม็ดไม้เป็นเชื้อเพลิงในการให้ความร้อน[ 48 ]มีการประมาณการว่าเม็ดไม้ 2.33 ล้านตันจะถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงในการให้ความร้อนในสหรัฐอเมริกาในปี 2556 [ 87 ]การส่งออกเม็ดไม้ของสหรัฐอเมริกาไปยังยุโรปเพิ่มขึ้นจาก 1.24 ล้านตันในปี 2549 เป็น 7 ล้านตันในปี 2555 แต่ป่าไม้กลับเติบโตมากกว่านั้น[ 88 ]

การใช้งานอื่นๆ

ที่นอนม้า

เมื่อเติมน้ำปริมาณเล็กน้อยลงในเม็ดไม้ เม็ดไม้จะขยายตัวและกลายเป็นขี้เลื่อย ทำให้เหมาะที่จะใช้เป็น วัสดุปูพื้น คอกม้าความสะดวกในการจัดเก็บและขนส่งถือเป็นข้อดีเพิ่มเติมเมื่อเทียบกับวัสดุปูพื้นแบบดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม ไม้บางชนิด เช่น ไม้วอลนัท อาจเป็นพิษต่อม้าและไม่ควรนำมาใช้เป็นวัสดุปูพื้น[ 89 ]

ในประเทศไทยมีการผลิตเม็ดแกลบข้าวเพื่อใช้เป็นวัสดุรองนอนสำหรับสัตว์เลี้ยง เนื่องจากมีอัตราการดูดซับสูง จึงเหมาะสำหรับการใช้งานดังกล่าว

อาหารสัตว์

เม็ดชีวมวลที่ทำจากวัตถุดิบที่กินได้ยังสามารถใช้เป็นอาหารสัตว์ได้ โดยนำเข้าจากแหล่งอาหารสัตว์ส่วนเกินที่อยู่ห่างไกลเพื่อแก้ปัญหาการขาดแคลนอาหารสัตว์[ 90 ] [ 91 ]

สารดูดซับ

เม็ดไม้ยังใช้เพื่อดูดซับน้ำที่ปนเปื้อนเมื่อทำการขุดเจาะบ่อน้ำมันหรือก๊าซ[ 92 ]

ดูเพิ่มเติม

แหล่งที่มา

  • IPCC (2014). Edenhofer, O.; Pichs-Madruga, R.; Sokona, Y.; Farahani, E.; และคณะ (บรรณาธิการ). การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ 2014: การบรรเทาผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ: ผลงานของคณะทำงานที่ 3 ต่อรายงานการประเมินครั้งที่ 5 ของคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศสำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ISBN 978-1-107-05821-7. OCLC  892580682 . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 26 มกราคม 2017
  • Smil, Vaclav (2017a). การเปลี่ยนผ่านด้านพลังงาน: มุมมองระดับโลกและระดับชาติสำนักพิมพ์Praeger ISBN 978-1-4408-5324-1. OCLC  955778608 .
  • Tester, Jefferson W.; Drake, Elisabeth M .; Driscoll, Michael J.; Golay, Michael W.; Peters, William A. (2012). พลังงานยั่งยืน: การเลือกจากทางเลือกต่างๆ . สำนักพิมพ์ MIT . ISBN 978-0-262-01747-3. OCLC  892554374 .
  • องค์การอนามัยโลก (2016). โอกาสอันล้ำค่า: พลังงานสะอาดในครัวเรือนเพื่อสุขภาพ การพัฒนาอย่างยั่งยืน และความเป็นอยู่ที่ดีของสตรีและเด็ก ( PDF) ISBN 978-92-4-156523-3จัดเก็บในรูปแบบไฟล์ PDFจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 13 มิถุนายน 2564
  • สมาคมชีวมวลแห่งยุโรป
  • สถาบันเชื้อเพลิงเม็ด
  • พลังงานชีวมวล
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Pellet_fuel&oldid=1360116220 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เชื้อเพลิงเม็ด

เชื้อเพลิงเม็ด (หรือ เม็ด ) เป็น เชื้อเพลิงแข็ง ชนิดหนึ่งที่ทำจาก วัสดุอินทรีย์ อัด แน่น [ 1 ] เม็ดเชื้อเพลิงสามารถผลิตได้จาก ชีวมวล 5 ประเภทหลัก ได้แก่ ของเสียอุตสาหกรรม...

การผลิต

เม็ดเชื้อเพลิงผลิตโดยการอัดวัสดุไม้ที่ผ่าน เครื่องบดแบบ ค้อนมาก่อน เพื่อให้ได้มวลที่สม่ำเสมอคล้ายแป้ง [ 14 ] มวลนี้จะถูกป้อนเข้าเครื่องอัด ซึ่งจะถูกบีบผ่านแม่พิมพ์ที่มีรูขนาดที่ต้องการ โดยปกติจะมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 มม. บางครั้งอาจเป็น 8 มม.

มาตรฐานเม็ด

เม็ดเชื้อเพลิงที่ได้มาตรฐานที่ใช้กันทั่วไปในยุโรป (DIN 51731 หรือ Ö-Norm M-7135) มีปริมาณน้ำน้อยกว่า 10% และมี ความหนาแน่น สม่ำเสมอ สูงกว่า 1 ตันต่อลูกบาศก์เมตร จึงจมลงในน้ำ (ในทางตรงกันข้าม ความหนาแน่นของเม็ดเชื้อเพลิงรวมถึงอากาศที่ติดอยู่จะอยู่ที่ประมาณ 0.

อันตราย

เม็ดไม้สามารถปล่อย ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ ที่เป็นพิษจำนวนมากออกมาในระหว่างการจัดเก็บโดยการเกิด ออกซิเดชัน เอง อุบัติเหตุร้ายแรงเกิดขึ้นในห้องเก็บของส่วนตัว [ 35 ] และบนเรือเดินทะเล [ 36 ] [ 37 ]