พลังงานจากน้ำพุร้อน
โลกที่เราอาศัยอยู่นี้เป็นแหล่ง สำรองพลังงานความร้อนขนาดมหึมา พลังงานนี้ซ่อนลึกอยู่ภายใต้ชั้นต่าง ๆ ของพื้นผิวโลกและจะถูกนำขึ้นมาสู่พื้นผิวโลกโดยผ่านทางภูเขาไฟ บ่อน้ำร้อนและน้ำพุร้อน ใต้พื้นธรณีของเรา มีทรัพยากรอันล้ำค่าอยู่มากมาย และถ้าเราได้เรียนรู้วิธีการควบคุมและใช้ทรัพยากรอย่างเหมาะสมแล้วทรัพยากรเหล่านี้ก็ให้ ประโยชน์แก่มวลมนุษย์ทั้งโลกมากมายเลยทีเดียว
เมื่อพูดถึงภูเขาไฟ โดยทั่ว ๆ ไปแล้วเราก็จะนึกถึงภูเขารูปกรวยคว่ำขนาด ใหญ่ที่ระเบิดพวยพุ่งส่งเปลวไฟ ก๊าซ และก้อนหินปลิวขึ้นไปในท้องฟ้า การปะทุ อย่างขนานใหญ่ของภูเขาไฟบางครั้งก็ให้สิ่งล้ำค่าออกมานั่นคือ พลังงานปริมาณมหาศาลในรูป ของไอน้ำและความร้อนนั่นเอง อย่างไรก็ตามเท่าที่ผ่านมา มนุษย์สามารถควบคุมและใช้ประโยชน์ จากพลังงานนี้ได้เพียงส่วนน้อยนิดเท่านั้น ในบางประเทศมีการนำเอาพลังไอน้ำจากภูเขาไฟไปใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าและผลิตสารเคมีหลายชนิด เช่น กรดบอริก (BORIC ACID) เป็นต้น ตัวอย่างเช่นในประเทศอิตาลี มีระบบผลิตพลังงานทั้งระบบโดยอาศัยไอน้ำร้อนจากใต้พื้นพิภพ และระบบนี้ยังให้วัตถุดิบที่สำคัญมาใช้ในงานอุตสาหกรรมเคมีอีกด้วย
ในบางส่วนของโลกจะมีน้ำร้อนตามธรรมชาติอยู่ลึกลงไปใต้พื้นดิน ถ้าน้ำร้อนค่อย ๆ ซึมเอ่อขึ้นมาบนพื้น ผิวโลกเราเรียกว่า บ่อน้ำร้อน แต่ถ้าหากว่ามันปะทุพวยพุ่งสูงขึ้นไปในอากาศ เราก็เรียกว่า น้ำพุร้อน ในบางประเทศน้ำร้อนและไอน้ำถูกนำมาใช้ใน การผลิตกระแสไฟฟ้า และแจกจ่ายความร้อนและน้ำร้อนเพื่อใช้ในการอุปโภค บริโภค ดังเช่น ประเทศไอซแลนด์ ซึ่งมีน้ำพุร้อนอยู่มากมายหลายแห่งและมีบ่อน้ำร้อนที่จัดได้ว่าอยู่ในบรรดาบ่อน้ำร้อนที่ร้อนที่สุดในโลกด้วย น้ำพุและบ่อน้ำร้อนเหล่านี้เกิดอยู่ท่ามกลางแหล่งหินละลายอันทุรกันดารใกล้กรุงเรกยะวิก (REYKJAVIK) เมืองหลวงของประเทศ น้ำร้อนจากเครือข่ายของบ่อน้ำร้อนอันกว้างใหญ่นี้ถูกส่งไปตามท่อเพื่อใช้เป็นน้ำร้อนและทำความอบอุ่นให้กับบ้านเรือน โรงพยาบาลโรงเรียน และอาคารสาธารณะต่าง ๆ
ในประเทศนิวซีแลนด์ก็มีบ่อน้ำร้อน และน้ำพุร้อนอยู่มากมายเช่นเดียวกับที่พบในประเทศ ไอซแลนด์ และที่ป่าสงวนแห่งชาติเยลโลว์สโตน (YELLOWSTONE) ของประเทศสหรัฐอเมริกา เช่นเดียวกับที่ประเทศอิตาลี วิศวกรของนิวซีแลนด์ได้สร้าง โรงงานผลิตพลังงานไฟฟ้าจากไอน้ำร้อนที่อยู่ใต้ดินด้วย
ในพื้นที่บางแห่งตามชายฝั่งทะเลด้าน มหาสมุทรแอตแลนติคของประเทศฝรั่งเศส สภาพน้ำขึ้น น้ำลง เป็นภาพที่น่าตื่นตาตื่นใจเป็นอย่างยิ่ง เกาะมองแซงมิเชล (MONT-SAINT- MICHEL) แสดงให้เห็นเป็นอย่างดีว่า เมื่อน้ำลง เกาะมองแซงมิเชลจะกลายเป็นส่วนหนึ่งของ แผ่นดินใหญ่ของประเทศฝรั่งเศส และเมื่อกระแสน้ำค่อย ๆ เอ่อสูงขึ้น น้ำจะล้อมรอบแผ่นดินนี้ ทำให้กลายสภาพเป็นเกาะ ในช่วงเวลาน้ำขึ้นนี้ การเดินทางไปสู่เกาะจะกระทำได้ก็โดยทางเรือหรือ โดยเส้นทางที่มีความยาวหนึ่งไมล์ซึ่งเชื่อมตัวเกาะกับแผ่นดินใหญ่ นักวิทยาศาสตร์ได้อาศัย สภาวะน้ำที่ขึ้นสูงเป็นพิเศษนี้เป็นตัวจ่ายพลังงานให้แก่สถานผลิตไฟฟ้าพลังน้ำขึ้น น้ำลงที่ชายฝั่ง ของประเทศฝรั่งเศส
ในปัจจุบันหลายประเทศกำลังศึกษา วิจัยและพัฒนาการนำพลังงานความร้อนใต้พิภพในระบบ หินร้อนแห้ง (Hot Dry Rock) มาใช้ ซึ่งพลังงานความร้อนมาจากหินอัคนีที่สามารถกักเก็บความร้อนมาก แต่เป็นหินเนื้อแน่น ไม่มีรอยแตกและไม่มีน้ำร้อนเก็บกักอยู่ โดยการเจาะหลุมลงไปอย่างน้อย 2 หลุม ทำให้หินเกิดรอยแตก อาจโดยวิธีการระเบิดหรืออัดน้ำที่มีความดันสูงลงไป และอัดน้ำเย็นตามลงไปซึ่งความร้อนที่มีอยู่ในหินจะทำให้น้ำร้อนขึ้น และไหลเวียนยู่ในรอยแตก ส่วนหลุมที่สองเจาะเพื่อสูบน้ำร้อนขึ้นมาใช้ โดยการเจาะตัดแนวรอยแตก หากการวิจัยนี้ประสบความสำเร็จจะเป็นการเปิดมิติใหม่ในการนำพลังงานความร้อนใต้พิภพมาใช้ประโยชน์
พลังงานความร้อนใต้พิภพเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ใช้ไม่รู้หมดสิ้น ให้เห็นในรูปของน้ำพุร้อน ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่มีน้ำร้อนไหลขึ้นมาจากใต้ผิวดินแสดงให้เห็นว่าภายในโลกยังคงมีความร้อนอยู่ จึงเป็นแหล่งพลังงานรูปแบบหนึ่งที่สามารถนำมาพัฒนาใช้ประโยชน์ด้านต่างๆ เช่น การผลิตกระแสไฟฟ้า ด้านอุตสาหกรรมและการเกษตรกรรม อีกทั้งยังพัฒนาเป็นแหล่งท่องเที่ยวได้อีกด้วย โดยประเภทการใช้ประโยชน์ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของน้ำพุร้อน อัตราการไหลของน้ำพุร้อน และลักษณะโครงสร้างของชั้นหินที่เป็นหินกักเก็บและเป็นช่องทางการนำน้ำพุร้อนขึ้นมาสู่ผิวโลก
สภาพปัจจุบันของแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพของไทย มักจะพบอยู่ในบริเวณหินภูเขาไฟที่ดับแล้ว หรืออยู่บริเวณที่ใกล้มวลหินแกรนิต และหินตะกอนอายุต่างๆ กัน จากข้อมูลการสำรวจแหล่งน้ำพุร้อนของกรมทรัพยากรธรณี ปี พ.ศ. 2530 พบแหล่งน้ำพุร้อนแล้วมากกว่า 100 แห่ง กระจายอยู่ในทุกภูมิภาค ยกเว้นภาคตะวันออกเฉียงเหนือ และมีอุณหภูมิน้ำร้อนที่ผิวดินอยู่ในช่วง 40-100oC
การพัฒนาพลังงานความร้อนใต้พิภพและการใช้ประโยชน์
แหล่งน้ำพุร้อนหลายแหล่ง บริเวณภาคเหนือมีศักยภาพสูง สามารถพัฒนาผลิตกระแสไฟฟ้า หรือใช้ประโยชน์โดยตรง หน่วยงานต่างๆ ที่ได้ดำเนินการสำรวจแหล่งน้ำพุร้อน เช่น การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทยได้สำรวจแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ เพื่อต้องการใช้เป็นพลังงานในการผลิตกระแสไฟฟ้า กรมทรัพยากรธรณีและมหาวิทยาลัยเชียงใหม่ศึกษาเพื่อจำแนกขนาดของศักยภาพแหล่งพลังงานความร้อนแต่ละแหล่ง และกรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน สำรวจพัฒนาใช้ประโยชน์จากน้ำพุร้อนโดยตรงเพื่อการอบแห้งพืชผลเกษตรกรรม
ด้านการผลิตกระแสไฟฟ้า
เนื่องจากพลังงานความร้อนใต้พิภพเป็นพลังงานทดแทน (Alternative Energy) ก่อให้เกิดมลภาวะน้อยกว่าพลังงานที่มาจากแหล่งพลังงานฟอสซิล จำพวกปิโตรเลียม และ ถ่านหิน ในหลายประเทศจึงมีการพัฒนาแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า โรงงานผลิตไฟฟ้าจากพลังงานความร้อนใต้พิภพแห่งแรกสร้างขึ้นในปี ค.ศ.1904 ที่เมือง Laderello ประเทศอิตาลี ปัจจุบันมีการสำรวจและนำพลังงานความร้อนใต้พิภพขึ้นมาผลิตกระแสไฟฟ้าในประเทศต่างๆ ทั่วโลกแล้วประมาณ 9,500 เมกะวัตต์ โดยอัตราการขยายตัวในการนำพลังงานความร้อนใต้พิภพขึ้นมาใช้เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าในภาพรวมของประเทศต่างๆ ทั่วโลก ประมาณ 16.5 เปอร์เซ็นต์ต่อปี ในปี ค.ศ.1990 ประเทศที่สามารถผลิตไฟฟ้าจากพลังงานความร้อนใต้พิภพได้มากที่สุด คือ ประเทศสหรัฐอเมริกา รองลงมา คือ ประเทศฟิลิปปินส์ และประเทศอิตาลีตามลำดับ และมีอีกหลายๆ ประเทศที่กำลังมีโครงการเพิ่มกำลังผลิตและเริ่มมีการผลิต เช่น ประเทศอินโดนีเซีย ไอซ์แลนด์ อิตาลี เม็กซิโก ญี่ปุ่น และนิวซีแลนด์ เป็นต้น ในกรณีที่แหล่งกักเก็บมีอุณหภูมิสูงกว่า 180 องศาเซลเซียส และมีความดันมากกว่า 10 บรรยากาศ จะสามารถแยกไอน้ำร้อนมาหมุนกังหันผลิตไฟฟ้าได้โดยตรง เช่นเดียวกับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนทั่วไป เนื่องจากแหล่งกักเก็บที่มีอุณหภูมิสูงมากๆ ของไหลจะอยู่ในสภาพของไอน้ำร้อนปนกับน้ำร้อน ในกรณีที่แหล่งกักเก็บมีอุณหภูมิสูงปานกลาง (อุณหภูมิต่ำกว่า 180 องศาเซลเซียส) และมีปริมาณน้ำร้อนมากจะต้องอาศัยของเหลวบางชนิดที่มีจุดเดือดต่ำ (working fluid) เช่น ฟรีออน (freon) แอมโมเนีย (ammonia) หรือ ไอโซบิวเทน (isobutane) เป็นตัวกลางรับความร้อนจากน้ำร้อนแล้วกลายเป็นไอ และมีความดันสูงขึ้นจนสามารถหมุนกังหันผลิตกระแสไฟฟ้าได้ ซึ่งโรงไฟฟ้าชนิดนี้ เรียกว่า โรงไฟฟ้าระบบ 2 วงจร ซึ่งมีการพัฒนาขึ้นมาใช้ประโยชน์กันมากขึ้นในปัจจุบัน สามารถแบ่งโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพออกเป็น 3 แบบ ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของน้ำร้อนและ/หรือไอน้ำร้อนของแหล่งกักเก็บพลังงาน ได้แก่
โรงไฟฟ้าใช้ไอน้ำร้อนแห้ง (Dry Steam) กรณีแหล่งกักเก็บมีอุณหภูมิสูงมาก มีแต่ไอร้อนแห้ง (Dry Steam) ไอร้อนนี้จะถูกนำไปหมุนกังหันไอน้ำเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยตรงเพื่อผลิตไฟฟ้า ส่วนไอที่เหลือจะถูกควบแน่นเป็นน้ำแล้วอัดคืนลงไปในแหล่งใต้ดิน
โรงไฟฟ้าใช้ไอน้ำร้อนที่แยกมาจากน้ำร้อน (Flash Steam) ใช้น้ำร้อนจากแหล่งกักเก็บที่เป็นน้ำร้อนส่วนใหญ่ ส่งเข้า Flash Tank น้ำร้อนนี้จะแปรสภาพเป็นไอน้ำร้อนหมุนกังหันไอน้ำ และผลิตไฟฟ้าต่อไป
โรงไฟฟ้าระบบสองวงจร (Binary Cycle) ใช้ความร้อนจากแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพมาทำให้ของเหลวพิเศษ (Working Fluid) กลายเป็นไอ และส่งไอนี้ไปหมุนกังหันไอน้ำและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าต่อไป
ตัวอย่าง เช่นแหล่งน้ำพุร้อน อำเภอฝาง จังหวัดเชียงใหม่ เป็นโครงการเอนกประสงค์พลังงานความร้อนใต้พิภพแห่งเดียวในประเทศไทย ที่การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทยได้พัฒนาผลิตกระแสไฟฟ้าและใช้ประโยชน์โดยตรง แหล่งน้ำพุร้อนฝางมีบ่อน้ำร้อนมากกว่า 100 บ่อ โผล่ให้เห็นอยู่ในหินแกรนิตยุคคาร์บอนิเฟอรัส อุณหภูมิของน้ำพุร้อนสูงกว่า 90°C และอัตราการไหลขึ้นมาเองตามธรรมชาติของน้ำพุร้อน วัดได้ 22.4 ลิตร/วินาที การศึกษาขั้นต้นบ่งชี้ว่า อัตราการไหลของน้ำร้อนจากบ่อเจาะสำรวจตื้นประมาณ 100 เมตร มีความเหมาะสมต่อการนำมาผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยระบบ 2 วงจร (binary cycle) ขนาดกำลังผลิต 300 กิโลวัตต์ ดังนั้น ในปี พ.ศ. 2532 จึงได้ทำการติดตั้งโรงไฟฟ้าสาธิตที่ใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพเป็นแห่งแรกในประเทศไทยและเป็นแห่งแรกในเอเชียอาคเนย์ด้วย กระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้ปีละประมาณ 1,200,000 กิโลวัตต์-ชั่วโมง จะถูกส่งต่อเข้ากับระบบสายส่งไฟฟ้าเพื่อจ่ายให้ผู้ใช้ไฟฟ้าต่อไป
ด้านอุตสาหกรรมและเกษตรกรรม
หลายๆ ประเทศได้นำเอาพลังงานจากน้ำพุร้อนมาใช้กับอุตสาหกรรมหลายประเภท โดยเฉพาะการอบแห้ง บ่มผลิตผลทางการเกษตร ทำห้องเย็น อุตสาหกรรมทำกระดาษ โรงงานน้ำตาล เป็นต้น ในประเทศอิตาลีมีการผลิตพลังงานทั้งระบบโดยอาศัยไอน้ำร้อนจากใต้พื้นพิภพ และระบบนี้ยังให้วัตถุดิบที่สำคัญมาใช้ในงานอุตสาหกรรมเคมีอีกด้วย
น้ำพุร้อนที่มีอุณหภูมิไม่สูงมากหรือน้ำร้อนที่ปล่อยออกมาหลังจากกระบวนการผลิตกระแสไฟฟ้าจากน้ำพุร้อน สามารถนำมาใช้ประโยชน์ด้านอุตสาหกรรม และเกษตรกรรม โดยนำไปใช้ในห้องอบแห้ง และห้องทำความเย็นเพื่อรักษาผลผลิตทางการเกษตร ดังนี้
ห้องอบแห้ง (Drying room) ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากน้ำร้อนที่ปล่อยจากโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำพุร้อนฝาง จ. เชียงใหม่ (ณ. อุณหภูมิ 77 °ซ) จะไหลเวียนเป่าเข้าไปในห้องอบแห้ง ซึ่งทำเป็นชั้นๆ สำหรับวางผลิตผลการเกษตร
ห้องทำความเย็น (Cooling storage room) น้ำร้อนที่เหลือปล่อยออกมาจากโรงไฟฟ้านำมาพัฒนาเป็นห้องเย็นโดยใช้ระบบการดูดซับความเย็น ซึ่งจะรักษาอุณหภูมิอยู่ที่ประมาณ 4 °ซ สามารถเก็บรักษาผลิตผลทางการเกษตรให้ยาวนานขึ้น
น้ำอุ่นบางส่วนที่เหลือจากกระบวนการดังกล่าวข้างต้น ซึ่งยังเป็นน้ำที่สะอาดอยู่จะถูกส่งผ่านลำธารน้ำตามธรรมชาติ ไปใช้ในการเพาะปลูกพืชผลทางการเกษตร
ประเทศที่อยู่ในเมืองหนาวมีการนำพลังงานความร้อน มาใช้เพื่อเกษตรกรรมอย่างแพร่หลาย โดยการต่อท่อรับไอน้ำหรือน้ำร้อนที่ผ่านการใช้งานจากโรงไฟฟ้า หรือจากหลุมผลิตที่เจาะเพื่อเกษตรกรรมโดยเฉพาะ เช่น การปลูกพืชในเรือนกระจก (Green House) การเลี้ยงสัตว์น้ำ (Aquaculture) การผสมพันธุ์ปลา การทำฟาร์มจระเข้ เป็นต้น ซึ่งทำให้เกษตรกรในเมืองหนาวสามารถประกอบอาชีพได้ตลอดทั้งปี
ห้องอบแห้งและห้องเย็น เพื่อเก็บรักษาผลิตผลทางการเกษตร
ทั้งนี้กรมพัฒนาพลังงานทดแทน และอนุรักษ์พลังงานได้ทำการสาธิตการใช้พลังงานหมุนเวียนจากพลังความร้อนใต้พิภพ โดยการก่อสร้างโรงอบแห้งและห้องเย็นเก็บพืชผลการเกษตร ที่แหล่งน้ำพุร้อนแม่จัน เชียงราย คาดว่าการก่อสร้างจะแล้วเสร็จประมาณ เดือนกันยายน 2548
ด้านสันทนาการและการท่องเที่ยว
น้ำพุร้อนถูกนำมาใช้สำหรับการอาบ และดื่มน้ำพุร้อน ซึ่งเชื่อว่าจะทำให้สุขภาพดีขึ้น และสามารถรักษา บรรเทาอาการบางอย่างที่เป็นสาเหตุของโรคร้ายต่างๆ ได้ เช่น ความดันโลหิต ปวดกระดูกไขข้อเสื่อม หรืออักเสบ ระบบทางเดินหายใจ โรคผิวหนัง ริดสีดวงทวาร ดังนั้นแหล่งน้ำพุร้อนหลายแห่งได้ถูกพัฒนาเป็นแหล่งสันทนาการเพื่อการท่องเที่ยว
แหล่งน้ำพุร้อนหลายแห่งได้ถูกพัฒนาเป็นแหล่งท่องเที่ยวและนันทนาการ โดยเฉพาะพัฒนาเป็นแหล่งท่องเที่ยวเชิงสุขภาพ เนื่องจากความเชื่อที่ว่าการอาบ หรือแช่น้ำพุร้อนจะทำให้สุขภาพดีขึ้น สามารถบรรเทาอาการบางอย่างที่เป็นสาเหตุของโรคร้ายต่างๆ ได้ เช่น โรคความดันโลหิต อาการปวดกระดูก ไขข้อเสื่อมหรืออักเสบ โรคระบบทางเดินหายใจ โรคผิวหนัง ริดสีดวงทวาร เป็นต้น และถือเป็นการรักษาทางการแพทย์รูปแบบหนึ่งที่เรียกว่าวารีบำบัด (Water Therapy) ซึ่งความเชื่อนี้มีมาก่อนที่คำว่า ESPA ซึ่งเป็นรากศัพท์ภาษาเบลเยี่ยม และถูกเปลี่ยนมาเป็นคำว่า SPA (Salus per Acquam) ในอังกฤษ โดยน้ำที่มีอุณหภูมิสูงพอเหมาะจะช่วยเพิ่มการไหลเวียนของโลหิต มีผลต่อการผ่อนคลายความตึงเครียดของกล้ามเนื้อ ขยายรูขุมขนทำให้แร่ธาตุไหลเข้าไปตาม รูขุมขน จึงชะล้างสิ่งสกปรกในผิวหนังออกได้ดี ในประเทศจีนมีการใช้ประโยชน์น้ำพุร้อนเพื่อการอาบและซักล้างอย่างแพร่หลายมากกว่า 2,000 ปีแล้ว
ในหลายประเทศมีการพัฒนาแหล่งน้ำพุร้อนในเมืองเพื่อเป็นแหล่งท่องเที่ยวเชิงสุขภาพ เช่น เมืองบาร์ธ (Bath) ประเทศอังกฤษ เมืองโรโตรัว ประเทศนิวซีแลนด์ เป็นต้น การใช้ประโยชน์น้ำพุร้อนเพื่อการท่องเที่ยวและนันทนาการในปัจจุบัน ได้แก่ การชมน้ำพุร้อนเป็นการชมปรากฏการณ์ทางธรรมชาติและทัศนียภาพที่สวยงาม แหล่งชมน้ำพุร้อนที่มีชื่อเสียง ได้แก่ เยลโลสโตนส์ ประเทศสหรัฐอเมริกา แหล่งน้ำพุร้อนในประเทศนิวซีแลนด์ ประเทศไอซ์แลนด์ ประเทศญี่ปุ่น เป็นต้น การแช่หรืออาบน้ำพุร้อนเพื่อสุขภาพ
การใช้ประโยชน์จากน้ำพุร้อนเช่นนี้มีมาตั้งแต่สมัยโรมันแล้ว ในหลายประเทศนิยมการแช่หรืออาบน้ำพุร้อนเนื่องจากบริเวณที่เกิดน้ำพุร้อนส่วนใหญ่จะใกล้กับภูเขาไฟ หรือหินภูเขาไฟเก่า จึงมีซัลเฟอร์หรือกำมะถันติดขึ้นมาซึ่งมีคุณสมบัติในการรักษาโรคผิวหนังได้ และยังมีแร่ธาตุที่มีคุณสมบัติในการรักษาโรคที่แตกต่างกันไป เช่น น้ำพุร้อนคาร์บอเนต (Carbonate Springs) น้ำพุร้อนเกลือ (Salt Springs) น้ำพุร้อนโซเดียมไฮโดรเจนคาร์บอเนต (Saltine Sodium Hydrogen Carbonate Springs) อุณหภูมิน้ำพุร้อนที่เหมาะแก่การแช่หรืออาบจะอยู่ที่ 40 องศาเซลเซียส ทั้งนี้ควรแช่น้ำพุร้อนวันละ 2-3 ครั้ง ครั้งละ 30 นาที โดยการชำระล้างร่างกาย 20 นาที และทำกายภาพบำบัดในน้ำพุร้อนอีก 10 นาที และแร่ธาตุต้องใช้เวลาซึมผ่านรูขุมขนประมาณ 6-7 ชั่วโมง ดังนั้นควรชำระร่างกายด้วยน้ำสะอาดหรือภายหลังจากอาบน้ำพุร้อนไปแล้ว 7 ชั่วโมง สระแช่น้ำแร่มีทั้งที่เป็นสระแช่ธรรมชาติ สระแช่เลียนแบบธรรมชาติ หรือในลักษณะของสระว่ายน้ำทั้งที่เป็นสาธารณะและห้องแช่ส่วนตัว ทั้งที่ตั้งอยู่กลางแจ้ง (Outdoor) และในร่ม (Indoor)
ด้านให้ความอบอุ่นแก่อาคาร
เป็นที่นิยมในประเทศที่อยู่ในภูมิภาคที่มีอากาศหนาว เช่น ประเทศไอซ์แลนด์ อิตาลี ฝรั่งเศส โปแลนด์ ฮังการี ตุรกี สหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น นิวซีแลนด์ เป็นต้น มีการใช้ประโยชน์ตั้งแต่ในพื้นที่ขนาดเล็กโดยการเจาะหลุมในบริเวณเขตบ้านตนเอง ใช้ในโรงพยาบาล โรงเรียน ใช้ในสระว่ายน้ำไปจนถึงพื้นที่ขนาดใหญ่ เช่น ทั้งชุมชนหรือทั้งเมือง ในประเทศไอซ์แลนด์ ใกล้กรุงเรกยะวิก (Reykjavik) มีน้ำพุร้อนอยู่มากมายหลายแห่ง จัดอยู่ในบรรดาบ่อน้ำร้อนที่ร้อนที่สุดในโลก น้ำร้อนจะถูกส่งไปตามท่อเพื่อใช้ทำความอบอุ่นให้กับบ้านเรือน โรงพยาบาล โรงเรียน และอาคารสาธารณะต่างๆ ที่เมือง Beppu ต้นแบบหนึ่งผลิตภัณฑ์หนึ่งตำบลของประเทศญี่ปุ่นก็เช่นเดียวกัน เป็นเมืองที่มีน้ำพุร้อนในบริเวณมากกว่า 4,000 แห่ง มีการใช้น้ำพุร้อนเพื่อให้ความอบอุ่นในอาคารและโรงงาน และมีสถานอาบน้ำแร่มากมายเพื่อบริการนักท่องเที่ยว
ในขณะที่ Klamath Falls มลรัฐโอเรกอน ประเทศสหรัฐอเมริกา มีการต่อท่อน้ำร้อนใต้ทางเดินเท้าเพื่อไม่ให้น้ำจับตัวเป็นน้ำแข็ง ซึ่งเป็นต้นเหตุให้ทางเท้าลื่น นอกจากนี้ ในต่างประเทศมีการใช้ความร้อนใต้พิภพที่ระดับตื้น และมีอุณหภูมิเฉลี่ยสม่ำเสมอเกือบเท่ากันตลอดทั้งปี (Geothermal Heat Pump) ซึ่งเป็นคุณสมบัติทั่วไปที่เหมือนกันเกือบทุกแห่งบนโลก โดยไม่ต้องมีแหล่งกักเก็บพลังงานความร้อนใต้พิภพอยู่ ในหน้าหนาวสามารถปั๊มเอาความร้อนที่มีกักเก็บอยู่ใต้ดินมาทำความอบอุ่นภายในอาคาร ขณะที่ในหน้าร้อนสามารถปั๊มเอาความเย็นที่ถูกกักเก็บไว้ใต้ดินเข้ามาในอาคาร ทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนถ่ายเทความร้อนที่มีอยู่ในอาคารออกไป อาคารจึงเย็นลง
ด้านการดื่มน้ำแร่
น้ำแร่เป็นน้ำบริสุทธิ์ที่เกิดขึ้นเองโดยธรรมชาติ มีแร่ธาตุประกอบมากกว่าน้ำธรรมดาซึ่งเป็นคุณสมบัติตามสภาพทางธรณีวิทยาของแหล่งน้ำนั้นๆ ซึ่งเป็นที่ยอมรับกันทั่วไปทั้งยุโรป สหรัฐอเมริกา และเอเชียว่าน้ำแร่จากน้ำพุร้อนมีแร่ธาตุที่เป็นประโยชน์ต่อสุขภาพมากมาย ในวงการเครื่องสำอางก็พยายามนำแร่ธาตุเหล่านี้ออกมาช่วยประทินผิว ให้ความชุ่มชื้นและปรับสภาพผิวส่วนชั้นนอกสุดที่เสื่อมสภาพ น้ำแร่สำหรับจำหน่ายต้องเป็นน้ำแร่ธรรมชาติ ไม่ผ่านกรรมวิธีที่จะทำให้คุณสมบัติทางเคมีของน้ำแร่เปลี่ยนไปจากเดิม ทั้งนี้อนุญาตให้เติมก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ หรือก๊าซโอโซนได้ แต่ต้องเติมเพียงชนิดใดชนิดหนึ่งเท่านั้น ต้องมีความสะอาดปราศจากแบคทีเรียที่ให้โทษต่อร่างกาย หรือสิ่งที่เป็นพิษ น้ำแร่โดยปกติจะมีปริมาณสารพวกโลหะหนักอยู่น้อยมาก หากมีมากแสดงว่ามีการปนเปื้อน อันอาจติดมาตามเครื่องมือเครื่องใช้ในการผลิตแร่ธาตุใต้ดินมีทั้งที่ไม่ส่งผล และส่งผลเสียต่อร่างกาย จึงต้องมีการตรวจสอบก่อนว่าแร่ที่ปนมานั้นเป็นพิษต่อร่างกายหรือไม่ โดยจะมีมาตรฐานกำหนด คือ Codex (มาตรฐานอาหารระหว่างประเทศ) เป็นมาตรฐานในการกำหนดการตรวจสอบ เนื่องจากแร่ธาตุในน้ำแร่นั้นมีมากมายหลายชนิดทั้งที่มีประโยชน์และมีโทษ เช่น ไซยาไนด์ ไนเตรท ไนไตรต์ สารหนู ฟลูออรีน โบรอน ไอโอดีน โมลิบดินัม แวนนาเดียม ซีลีเนียม โครเมียม แร่ธาตุเหล่านี้อาจติดมากับน้ำแร่เองตามธรรมชาติ ซึ่งหากมีปริมาณมากอาจเป็นพิษต่อร่างกายได้ ควรดื่มในเวลาที่ท้องว่าง ดื่มทีละน้อยใช้เวลาดื่มน้ำ 30-50 นาที ในแต่ละครั้ง ไม่ควรดื่มก่อนเวลานอนหลับ หากดื่มน้ำแร่ในปริมาณมากเกินไปจะไม่เป็นผลดีต่อสุขภาพ เด็ก สตรีมีครรภ์และผู้เป็นโรคหัวใจไม่ควรดื่มน้ำแร่
ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
หากน้ำจากแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพมีปริมาณแร่ธาตุละลายอยู่ในปริมาณที่สูง การนำมาใช้ก็อาจจะมีผลกระทบ ต่อระบบบาดาล หรือน้ำบนผิวดินที่ใช้ในการเกษตร หรือใช้อุปโภคบริโภคได้ วิธีการป้องกันคือ ทำให้ปริมาณแร่ธาตุเหล่านั้น ตกตะกอนเสียก่อน หรืออัดน้ำที่ผ่านการใช้แล้วนั้นกลับคืนสู่ใต้ผิวดินลงไปอยู่ในชั้นหินที่ปลอดภัย อาจมีก๊าซประเภทที่ไม่รวมตัว เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟต์ และก๊าซอื่นๆ ที่มีปริมาณสูงอยู่ โดยวิธีการป้องกันก็คือ จะต้องเปลี่ยนสภาพของก๊าซ ให้เป็นกรดโดยผ่านก๊าซเข้าไปในน้ำ ก็จะได้กรดซัลฟูริค ซึ่งกรดนี้สามารถ จะนำไปใช้ประโยชน์ได้อีกด้วย
น้ำร้อนที่ผ่านขบวนการใช้ประโยชน์แล้ว หากปล่อยออกมาทันทีก็อาจมีผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมได้ วิธีคือ นำน้ำที่ยังร้อนอยู่นี้ไปใช้ประโยชน์ในกระบวนการอื่นๆ ที่ต้องการใช้น้ำร้อนที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า เช่น ใช้ประโยชน์ในด้านเกษตรกรรม และธาราบำบัด อาจเกิดปัญหาการทรุดตัวของแผ่นดินได้ หากมีการสูบน้ำร้อนมาใช้ในอัตราที่เร็วกว่าการอัดน้ำเย็นกลับคืนสู่ระบบ วิธีป้องกัน คือ อัดน้ำร้อนที่ใช้แล้ว ลงไปใต้ดินในปริมาณที่สัมพันธ์กับปริมาณน้ำที่สูบขึ้นมาใช้ในอนาคตสำหรับการพัฒนาพลังงาน
ปัจจัยที่มีผลต่อการพัฒนาการใช้ประโยชน์จากแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพในอนาคตของประเทศไทย ได้แก่
1) ความต้องการพลังงาน หากมีปริมาณที่สูงเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จะทำให้การพัฒนาพลังงานความร้อนใต้พิภพถูกพิจารณา เพื่อดำเนินการพัฒนาใช้ประโยชน์อย่างคุ้มค่า
2) จำนวนของพลังงานความร้อนใต้พิภพที่สามารถจะนำไปใช้ประโยชน์ โดยการใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัยในการนำพลังงานความร้อนใต้พิภพมาใช้ประโยชน์
3) การแข่งขันทางด้านราคา ราคามูลค่าของเชื้อเพลิงความร้อนใต้พิภพสามารถคาดการณ์ได้ว่ามีความคงที่ ในขณะที่ราคาเชื้อเพลิงจากน้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ ค่อนข้างผันผวน
4) การยอมรับจากประชาชน หรือชุมชน ในการพัฒนาแหล่งความร้อนใต้พิภพจำเป็นต้องมีการดำเนินการอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นจึงต้องได้รับการยอมรับ และความร่วมมือจากประชาชน หรือชุมชนในพื้นที่นั้นๆ ทำให้โครงการพัฒนาการใช้ประโยชน์จากแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพประสบความสำเร็จ
กลยุทธ์ในการสำรวจและพัฒนา
การลงทุนสำรวจการพัฒนาแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพระดับลึก เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าที่มีราคาค่อนข้างสูง ดังนั้นการพัฒนาความร้อนใต้พิภพที่ระดับตื้นจึงเป็นอีกทางเลือกหนึ่งสำหรับการพัฒนาเพื่อใช้ประโยชน์ในประเทศไทย โดยลักษณะของการพัฒนาจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของน้ำพุร้อน เช่น หากแหล่งน้ำพุร้อนที่จะพัฒนาซึ่งมีอุณหภูมิสูง และมีปริมาณการไหลที่เพียงพอก็จะพัฒนาเป็นโรงไฟฟ้าแบบ 2 ระบบ พร้อมทั้งการใช้ประโยชน์น้ำร้อนโดยตรง เช่นเดียวกับที่แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพฝาง หากศักยภาพไม่เหมาะที่จะผลิตไฟฟ้าก็จะพิจารณาการพัฒนาใช้ประโยชน์โดยตรง เช่น สร้างห้องเย็น ห้องอบแห้ง หรืออุตสาหกรรม และเกษตรกรรมอื่นที่สนับสนุนการดำรงชีวิตของประชาชนในท้องถิ่นนั้นๆ
-
7271 พลังงานจากน้ำพุร้อน /lesson-physics/item/7271-2017-06-13-14-23-15เพิ่มในรายการโปรด