การใช้ประโยชน์จากถ่านหิน

การใช้ถ่านหินเป็นที่นิยมกันมากเมื่อหลังการปฏิวัติอุตสาหกรรมในประเทศอังกฤษ และยิ่งเพิ่มมากขึ้นหลายเท่าตัวเมื่อเกิดวิกฤตราคาน้ำมันในปี พ.ศ. 2516 ทำให้มีการใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงทดแทนน้ำมันมากขึ้น ทั้งการใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟ้าและในอุตสาหกรรมต่างๆ ปริมาณการใช้พลังงานจากถ่านหินทั่วโลกเมื่อปี พ.ศ. 2544 อยู่ที่ประมาณร้อยละ 28 ของการใช้พลังงานทั้งหมด (EIA. 2005a. On-line) การใช้ประโยชน์จากถ่านหินอาจแบ่งได้หลักๆ เป็น 2 ประเภทคือ

 

1.  การใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง

ถ่านหินส่วนใหญ่จะถูกนำมาใช้ให้เกิดประโยชน์โดยตรงคือ การใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟ้า และในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมการถลุงโลหะ การผลิตปูนซีเมนต์ อุตสาหกรรมอาหาร เป็นต้น จากข้อมูลการรายงานของสำนักนโยบายและแผนพลังงานเมื่อปี พ.ศ. 2546 พบว่าในประเทศไทยใช้ถ่านหินลิกไนต์ในการผลิตไฟฟ้าถึงร้อยละ 86 ส่วนที่เหลือร้อยละ 14 ถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ในขณะที่ภาพรวมทั่วโลกพบว่ามีการใช้ถ่านหินเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าประมาณร้อยละ 64 ซึ่งจะเห็นว่าปริมาณของถ่านหินที่ขุดขึ้นมาได้นั้นจะถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงค่อนข้างมากโดยเฉพาะการผลิตกระแสไฟฟ้า

 

2.  การใช้ถ่านหินเพื่อวัตถุประสงค์อื่น

นอกจากการใช้เป็นเชื้อเพลิงเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า และเป็นเชื้อเพลิงสำหรับการให้พลังงานความร้อนในอุตสาหกรรมต่างๆ แล้ว ยังมีการใช้ถ่านหินเป็นแหล่งวัตถุดิบเพื่อผลิตเป็นผลิตภัณฑ์อื่นๆ อีกหลายอย่างเช่น การนำมาผลิตเป็นถ่านโค้กเทียม ถ่านกัมมันต์ ปุ๋ยยูเรีย หรือการนำมาสกัดเอาน้ำมันดิบ เป็นต้น

ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการใช้ถ่านหิน

นับตั้งแต่เริ่มต้นกระบวนการทำเหมืองถ่านหิน ตลอดจนการนำถ่านหินไปใช้ประโยชน์ ทุกขั้นตอนของกิจกรรมเหล่านี้จะมีการทำลายสภาพแวดล้อมตลอดเวลา ซึ่งผลกระทบต่อสภาพ แวดล้อมอันเกิดจากกระบวนการของถ่านหินนั้นเกิดขึ้นตั้งแต่เริ่มต้นคือ การเตรียมพื้นที่ทำเหมือง การเปิดหน้าดิน การขุดถ่านหิน การขนถ่ายและลำเลียงถ่านหิน ตลอดจนการนำถ่านหินไปใช้ประโยชน์ ทุกขั้นตอนล้วนแล้วแต่มีการทำลายสภาพแวดล้อมและปลดปล่อยสารมลพิษออกมา ในหัวข้อนี้จะกล่าวถึงผลกระทบที่เกิดขึ้นในแต่ละขั้นตอนของการได้มาและการใช้ถ่านหินดังต่อไปนี้

1.  ผลกระทบจากขั้นตอนการทำเหมือง

กระบวนการเริ่มต้นของการทำเหมืองถ่านหิน หลังจากที่มีการสำรวจทั้งทางธรณีวิทยา ธรณีฟิสิกส์ และการเจาะสำรวจ จนเป็นที่แน่ชัดแล้วว่าได้มีการพบแหล่งถ่านหินและคุ้มค่าต่อการลงทุน คือการเตรียมพื้นที่และการเปิดหน้าดินเพื่อทำเหมืองถ่านหิน โดยเฉพาะการทำเหมืองแบบเหมืองเปิดซึ่งต้องใช้พื้นที่ค่อนข้างมาก นั่นหมายถึงปริมาณของป่าไม้ที่จะต้องถูกทำลายก็มากตามไปด้วย ผลที่ติดตามมาคือความเสียหายของระบบนิเวศวิทยา ทั้งในด้านความหลากหลายของพืชพรรณไม้ รวมถึงที่อยู่อาศัยของสัตว์ต่างๆ ในพื้นที่บริเวณนั้นก็จะถูกทำลายไปด้วย เมื่อเข้าสู่ขั้นตอนการเปิดหน้าดิน ปริมาณเนื้อดินมหาศาลจากพื้นผิวโลกลงไปตามระดับความลึกถึงแหล่งถ่านหิน ซึ่งจะถูกขุดและถูกเคลื่อนย้ายไปยังบริเวณอื่น ผลที่ตามมาคือมลพิษจากฝุ่นที่เกิดขึ้น     ทั้งในช่วงของการขุดและการขนย้าย ส่วนพื้นที่บริเวณที่ถูกขุด และพื้นที่บริเวณที่นำหน้าดินมากองถมไว้อาจเกิดการพังทลายของดิน (erosion of soil) ได้ อันเนื่องมาจากความหนาแน่นของดินในพื้นที่นั้นๆ เปลี่ยนไป หรืออาจเกิดจากพลังธรรมชาติเช่น ลมพายุ พายุฝน เป็นต้น

นอกจากนี้ในระหว่างการทำเหมืองถ่านหินยังมีปัญหาในเรื่องของน้ำทิ้งที่ถูกปล่อยออก มาจากเหมืองถ่านหิน (acid mine drainage) ซึ่งน้ำทิ้งที่ถูกปล่อยออกมาจะมีส่วนผสมของสารโลหะหนักจำพวกทองแดง ตะกั่ว ปรอท ออกมาด้วย (World Coal Institute.  2005c.  On-line) อันจะทำให้เกิดการแพร่กระจายและเกิดการปนเปื้อนทั้งในบริเวณพื้นดินและแหล่งน้ำต่างๆในบริเวณใกล้เคียง

 

2.  ผลกระทบจากการใช้ถ่านหิน

การนำถ่านหินมาใช้ประโยชน์ ดังที่ได้กล่าวไปแล้วว่าส่วนใหญ่จะถูกนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงเพื่อการผลิตกระแสไฟฟ้าและในอุตสาหกรรมต่างๆ ถ่านหินเมื่อถูกทำให้เกิดการเผาไหม้จะปล่อยก๊าซต่างๆ ที่เป็นมลพิษทางอากาศ ทั้งที่อยู่ในรูปของละอองธุลี (particulate matters) และอยู่ในรูปของออกไซด์ของก๊าซต่างๆ มากมายเช่น ซัลเฟอร์ออกไซด์ (SO2) ไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) เป็นต้น อันเป็นสาเหตุให้เกิดปรากฏการณ์ต่างๆ ที่ส่งผลโดยตรงต่อมนุษย์และบรรยากาศของโลก เช่น การเกิดฝนกรด ปรากฏการณ์ก๊าซเรือนกระจก เป็นต้น

2.1  ภาวะฝนกรด (acid rain) เชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์ทุกชนิดรวมทั้งถ่านหิน เมื่อมีการเผาไหม้จะมีการปล่อยก๊าซจำพวก ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ และ ไนตรัสออกไซด์ ออกสู่ชั้นบรรยากาศ เมื่อก๊าซเหล่านี้เกิดปฏิกิริยาเคมีกับโมเลกุลของไอน้ำและออกซิเจนในอากาศจะกลาย เป็นกรดซัลฟิวริก (H2SO4) และกรดไนทริก (H2NO3) ซึ่งจะเกาะตัวเข้ากับโมเลกุลของฝน ฝุ่นหรือหิมะ แล้วตกลงสู่พื้นโลก

2.2  ปรากฏการณ์ก๊าซเรือนกระจก (greenhouse effect) การเผาไหม้ของพวกเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์ทุกชนิด นอกจากจะมีการปล่อยก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์และไนตรัสออกไซด์แล้วยังมีก๊าซจำพวกคาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน และโอโซน ถูกปล่อยออกมาด้วย ซึ่งก๊าซเหล่านี้เป็นสาเหตุหลักของการเกิดภาวะโลกร้อน (global warming) ผ่านทางปรากฏการณ์ก๊าซ เรือนกระจก โดยเฉพาะอย่างยิ่งคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศโลกประมาณ 6 พันล้านตันต่อปี (The Environment Literacy Council.  2004.  On-line) ปรากฏการณ์เหล่านี้เกิดขึ้นเพราะเมื่อแสงจากดวงอาทิตย์แผ่รังสีลงมายังโลกในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งเป็นคลื่นสั้นจะสามารถทะลุผ่านชั้นบรรยากาศของโลกมาได้ ทำให้พื้นผิวทุกส่วนของโลกดูดซับเอาพลังงานจากการแผ่รังสีนี้ไว้ แต่ในขณะที่พื้นผิวของโลกมีการคายความร้อนออกมาจะอยู่ในรูปของพลังงานความร้อนซึ่งเป็นคลื่นยาว ทำให้โมเลกุลของก๊าซต่างๆ รวมถึงโมเลกุลของไอน้ำซึ่งมีอยู่ในชั้นบรรยากาศ จะดูดซับเอาพลังงานความร้อนที่โลกปล่อยออกมาไว้ ทำให้ความร้อนไม่สามารถออกไปสู่นอกชั้นบรรยากาศของโลกได้ จึงทำให้อุณหภูมิของโลกร้อนขึ้น

2.3  หมอกควัน (smog) เป็นปัญหาทางด้านสภาพอากาศที่มักเกิดขึ้นในแหล่งชุมชน ซึ่งเกิดจากปฏิกิริยาเคมีระหว่างสารมลพิษต่างๆ ที่มีอยู่ในอากาศกับแสงอาทิตย์ก่อให้เกิดเป็นลักษณะของหมอกควันซึ่งสามารถแบ่งเป็น 2 ชนิด คือ

(1)  หมอกควันแบบซัลฟิวรัส (sulfurous smog) หรือที่เรียกว่าหมอกเทา (gray-air smog) เป็นหมอกควันที่พบมากในบรรดาเมืองอุตสาหกรรมที่มีสภาพอากาศหนาวและมีความชื้นสูง เช่น นิวยอร์ก ลอนดอน เป็นต้น สาเหตุมาจากโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ มีการใช้ถ่านหินหรือเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์อื่นๆ เป็นเชื้อเพลิง แล้วมีการปล่อยของเสียทั้งพวกอนุภาคและก๊าซต่างๆ ออกมาโดยเฉพาะพวกก๊าซซัลเฟอร์ออกไซด์ หมอกควันประเภทนี้จะยิ่งเห็นได้ชัดเจนมากในช่วงฤดูหนาว เพราะมีการใช้เชื้อเพลิงมากขึ้นและเป็นช่วงที่มีความชื้นสูง

(2) หมอกควันแบบโฟโตเคมิเคิล (photochemical smog) หรือที่เรียกว่าหมอกน้ำตาล (brown-air smog) เป็นหมอกควันที่เกิดจากการปล่อยมลพิษจากเครื่องยนต์ต่างๆ หรือโรงไฟฟ้า ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นพวกก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ และพวกไฮโดร คาร์บอนต่างๆ เมื่อก๊าซเหล่านี้เกิดปฏิกิริยาเคมีกับแสงอาทิตย์ จะก่อให้เกิดมลพิษได้แก่ โอโซน (ozone) เป็นต้น หมอกควันลักษณะนี้มักเกิดในพื้นที่ที่มีสภาพอากาศอบอุ่นถึงแห้ง


วันอังคาร, 04 สิงหาคม 2558 23:47 by chem02
วันอังคาร, 04 สิงหาคม 2558 23:40 by chem02
วันพฤหัสบดี, 30 กรกฎาคม 2558 14:53 by chem02

link วิทยาศาสตร์

รวม link ที่น่าสนใจทั้งในและต่างประเทศ เพื่อค้นคว้าหาข้อมูลที่ต้องการทางด้านวิทยาศาสตร์

ดูลิงค์ทั้งหมด

link คณิตศาสตร์

รวม link ที่น่าสนใจทั้งในและต่างประเทศ เพื่อค้นคว้าหาข้อมูลที่ต้องการทางด้านคณิตศาสตร์

ดูลิงค์ทั้งหมด
UNESCO Bangkok

ICT in Education newsletter

SEAMEO Congress

Programme with Presentations

Black Ribbon