หญ้าเนเปียร์ ปลูกได้ 4 – 5 รอบ/ปี ผลิตก๊าซชีวภาพ 40 – 60 ตัน / ไร่ / รอบ

หญ้าเนเปียร์ พืชพลังงานเพื่อการผลิตก๊าซชีวภาพ

กระทรวงพลังงาน มีแนวทางการส่งเสริมในภาคการเกษตร ให้เกษตรกรปลูก พืชพลังงาน คือ “ หญ้าเนเปียร์ ” เนื่องจากให้ผลผลิต 40 – 60 ตัน / ไร่ / รอบ ใน 1 ปี สามารถปลูกได้ 4 – 5 รอบ มีกระบวนการปลูก หญ้าเนเปียร์ ที่ไม่ซับซ้อน การเก็บเกี่ยว หญ้าเนเปียร์ ก็ไม่ยุ่งยากสามารถใช้เครื่องจักรในการเก็บเกี่ยวได้สะดวก สามารถเก็บเกี่ยวได้ปริมาณมาก  หญ้าเนเปียร์ มีรอบการปลูกที่ 6 – 7 ปี ไม่ต้องลงทุนท่อนพันธุ์ หญ้าเนเปียร์ ทุก ๆ ปี ลดต้นทุนการเพาะปลูก มีต้นทุนการเก็บเกี่ยวต่ำ

 

การให้เงินสนับสนุนโรงไฟฟ้าที่ใช้ Biogas from Energy Crops

เพื่อเป็นการส่งเสริม Biogas from Energy Crops อย่างยั่งยืน ภาครัฐควรจัดหากลไกการส่งเสริมอย่างเป็นระบบและครบวงจรควรมีการจัดสรรพื้นที่รกร้างให้ชุมชนเพาะปลูกพืชพลังงาน   การจัดหากลไกการส่งเสริมรวมทั้งกลไกตลาดสำหรับ สารปรับปรุงดินหรือปุ๋ยที่ได้จาก Biogas from Energy Crops อย่างเป็นระบบ   การให้เงินสนับสนุนโรงไฟฟ้าที่ใช้ Biogas from Energy Crops โดยแยกเป็น 3 กลุ่ม คือ

1. โรงไฟฟ้าชุมชน (< 1 MW ): FIT+ Subsidy( 30% )
2. โรงไฟฟ้าระดับ Commercial ( 1 –3 MW ): FIT + Subsidy( ไม่เกิน 10 % เฉพาะช่วง Promotion)
3. โรงไฟฟ้าระบบ Bioenergy Park: FIT only  และราคาพืชพลังงาน ควรปล่อยให้เป็นไปตามกลไกตลาด เพื่อมิให้เกิดการแย่งพื้นที่ปลูกพืชอาหาร

การผลิต ก๊าซชีวภาพ

ก๊าซชีวภาพ หรือ ไบโอก๊าซ คือ ก๊าซที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติจากการหมักย่อยสลายของสารอินทรีย์ภายใต้สภาวะที่ปราศจากออกซิเจน(anaerobic digestion) โดยกระบวนการนี้สามารถเกิดขึ้นได้ในหลุมขยะ กองมูลสัตว์ และก้นบ่อแหล่งน้ำนิ่ง

กล่าวคือเมื่อไหร่ก็ตามที่มีสารอินทรีย์หมักหมมกันเป็นเวลานานก็อาจเกิด ก๊าซชีวภาพ ที่มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นแก๊สมีเทน(CH4) ประมาณ 50-70% และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ( CO2 ) ประมาณ 30 – 40% ส่วนที่เหลือเป็นแก๊สชนิดอื่น ๆ เช่น ไฮโดเจน( H2 ) ออกซิเจน ( O2 ) ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ( H2S ) ไนโตรเจน ( N ) และ ไอน้ำ

เปรียบเทียบ ข้อดี – ข้อเสีย ระบบผลิต ก๊าซชีวภาพ 

ข้อดี

1. ใช้พลังงานไฟฟ้าต่ำ
2. มีการเกิดตะกอนส่วนเกินน้อยมาก
3. ต้องการสารอาหารโดยเฉพาะ N, P ต่ำ
4. สามารถเก็บเชื้อจุลินทรีย์ไว้ได้นาน
5. ได้ ก๊าซชีวภาพ มาเป็นพลังงาน
6. ไม่ต้องการเติมออกซิเจนให้กับระบบช่วยลดค่าใช้จ่าย
7. สามารถรับน้ำเสียที่มีความเข้มข้นของสารอินทรีย์สูงๆ ได้ 
8. ลดกลิ่นของระบบบำบัดน้ำเสีย

ข้อเสีย

1. เชื้อจุลินทรีย์เจริญเติบโตช้า
2. การเริ่มต้นระบบใช้เวลานาน 
3. เสถียรภาพของระบบต่ำ
4. กลิ่นและแมลงรบกวน ( ถ้าเป็นระบบเปิด )

เทคโนโลยีผลิต ก๊าซชีวภาพ จากพืชผัก – หญ้าเนเปียร์ – กะลามะพร้าว 

เทคโนโลยี CSTR ซึ่งมี

• ข้อดี คือ รับน้ำเสียที่มีสารเเขวนลอยสูงได้ดีและประสิทธิภาพการย่อยสลายสูงเนื่องจากการกวนผสมดี
• ข้อเสีย คือ ต้องการพลังงานในการกวนผสม  ความเข้มข้นของน้ำเสียขาออกสูงและมีการสูญเสียจุลินทรีย์ในปริมาณที่สูง

เทคโนโลยี UASB  มี

• ข้อดี คือ  1.รับภาระบรรทุกสารอินทรีย์ได้สูง  2. ไม่มีปัญหาการอุดตัน (Clogging) ของถังปฏิกิริยา เนื่องจากแบคทีเรียจะรวมกันเป็นเม็ดที่แน่นและตกตะกอนได้ดี 3.สามารถหยุดระบบได้ทันที่ที่ต้องการและพร้อมจะท้างานต่อได้อย่างมีประสิทธิภาพดังเดิม ในเวลาประมาณ 2 สัปดาห์ แต่มี
• ข้อเสีย คือ 1.น้ำเสียต้องมีสารเเขวนลอยต่ำ  2.อัตราการสูญเสียจุลินทรีย์จากระบบสูง- การสร้างเม็ดตะกอนทำได้ยาก- ต้องการระบบป้อนน้ำเสียเเละGSS ที่มีประสิทธิภาพสูง- ควบคุมดูเเลยาก  3. ต้องการอัตราการผลิตก๊าซชีวภาพที่เหมาะสมเพื่อช่วยในการกวน  4. ต้องใช้เวลาในการเดินระบบ (Start-Up) ค่อนข้างนาน

เทคโนโลยี Anaerobic Fixed Film  มี

• ข้อดี คือ 1.รับภาระบรรทุกสารอินทรีย์ได้สูง 2.มีเสถียรภาพเเละประสิทธิภาพสูง  3.SRT สูง.ต้นทุนเดินระบบต่ำ  4.มีระยะเวลาการสะสมของตะกอนแบคทีเรียสูง  5.ไม่ต้องมีการหมุนเวียนตะกอนกลับเพราะตัวกลางภายในระบบจะดักตะกอนไว้ภายในระบบอยู่แล้ว  6.ระบบสามารถทำงานได้ดีหลังจากที่หยุดทำงานไป 15 วัน โดยไม่ต้องเริ่มต้นเลี้ยงแบคทีเรียใหม่ 
• ข้อเสีย คือ 1.ต้นทุนระบบเพิ่มขึ้นจากวัสดุตัวกลาง  2.มักอุดตันได้ง่าย  3.ถังกรองไร้อากาศพบการไหลลัดวงจรเเละการกระจายตัวของน้ำเสียไม่ดี เพราะเมื่อใช้งานไปนานๆ อาจมีตะกอนแบคทีเรียสะสมอยู่ในปริมาณสูง  4.ไม่เหมาะกับน้ำเสียที่มีสารแขวนลอยสูง  5.ใช้เวลาในการเริ่มต้นเลี้ยงแบคทีเรียนาน

เทคโนโลยี Covered Lagoon ซึ่งระบบ Lagoon มี

• ข้อดี คือ 1.ก่อสร้างได้ง่ายและประหยัดค่าก่อสร้าง  2. ระบบมีความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอัตราภาระบรรทุกสารอินทรีย์หรือสารพิษ เนื่องจากระบบมีขนาดความจุมากและมีเวลากักเก็บตะกอนนาน 3. ประสิทธิภาพในการบ้าบัดของระบบสูง 4. สามารถสร้างบ่อในลักษณะบ่ออนุกรมได้ 5.ต้องการการดูแลรักษาน้อย
• ข้อเสีย  1. การกวนผสมในระบบและการกระจายของน้ำเสียเข้าในบ่อไม่ค่อยมีประสิทธิภาพ   2.การควบคุมระบบทำงานได้ยากเนื่องจากอาจเกิดการไหลลัดทางได้ หากการกวนผสมไม่ดี 3.ต้องการใช้พื้นที่มากจึงไม่เหมาะกับพื้นที่ที่มีราคาที่ดินสูง อาจมีการซึมของน้ำเสียในบ่อลงสู่ใต้ดิน 4.กรณีที่ก๊าซชีวภาพยังไม่เกิดจะมีปัญหาเกี่ยวกับการท่วมขังของน้ำบนผ้าพลาสติกคลุมบ่อซึ่งต้องมีการสูบน้ำออก

การใช้ระบบผลิตก๊าซชีวภาพในฟาร์มปศุสัตว์

การพิจารณาการใช้ระบบผลิตก๊าซชีวภาพในฟาร์มปศุสัตว์ในปัจจุบัน

1. ระบบขนาดเล็กแบบโดมคงที่ ได้แก่ ฟาร์มสุกรและโคนม
2. และ Cover lagoon ได้แก่ ฟาร์มสุกรขนาดใหญ่

 

สำหรับประเทศไทย ฟาร์มเลี้ยงสัตว์ที่มีการใช้เทคโนโลยีระบบก๊าซชีวภาพมากที่สุด คือ ฟาร์มสุกร โดยแบ่งกลุ่มฟาร์มสุกรออกเป็น 3 กลุ่ม ดังนี้

1. ฟาร์มขนาดใหญ่ เทียบเท่าจานวนสุกรขุนมากกว่า 5,000 ตัว เทคโนโลยีระบบก๊าซชีวภาพที่ใช้ ได้แก่ UASB และ Covered Lagoon
2. ฟาร์มขนาดกลาง เทียบเท่าจานวนสุกรขุนตั้งแต่ 500 – 5,000 ตัว เทคโนโลยีระบบก๊าซชีวภาพที่ใช้ ได้แก่ UASBและ Covered Lagoon
3. ฟาร์มขนาดเล็ก เทียบเท่าจานวนสุกรขุน 50 – 500 ตัว เทคโนโลยีระบบก๊าซชีวภาพที่ใช้ ได้แก่ Fixed Domeและ Covered Lagoon

ศักยภาพการผลิตไฟฟ้าจากภาคปศุสัตว์

สมมุติฐานการประเมินจานวนสุกร 1 ตัว (น้ำหนัก 60 กิโลกรัม) จะให้ค่าดังนี้

ปริมาณน้าเสียที่เกิดขึ้น27ลิตร/วัน(0.027ลบ.ม./วัน)  ได้ปุ๋ยอินทรีย์ (น้ำ)0.36กิโลกรัม/วันได้ปุ๋ยอินทรีย์ (แห้ง)0.12กิโลกรัม/วัน(ความชื้นประมาณ 35%) ศักยภาพการผลิตไฟฟ้าจากภาคปศุสัตว์ (ที่มา: กรมปศุสัตว์)

ข้อเสนอแนะแนวทางการส่งเสริมในภาคปศุสัตว์

ภาครัฐควรสนับสนุนภาคปศุสัตว์ในรูปแบบการจัดการการพัฒนาและส่งเสริมการน้ามูลสัตว์มาผลิตก๊าซชีวภาพแบบ Mix Waste เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพให้กับระบบ แม้ศักยภาพในการผลิตไฟฟ้าน้อย แต่ได้ผลตอบแทนในรูปสิ่งแวดล้อม

มูลค่าของก๊าซชีวภาพในการเป็น พลังงานทดแทน

เทคโนโลยีการผลิตก๊าซชีวภาพจากวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร

1.เทคโนโลยีการผลิตก๊าซชีวภาพแบบเปียก (Wet anaerobic digestion)

2.เทคโนโลยีการผลิตก๊าซชีวภาพแบบแห้ง (Dry anaerobic digestion) Definition) 1.วัตถุดิบที่เข้าระบบจะต้องมีความชื้นต่ำกว่าร้อยละ 70   2.ค่าภาระสารอินทรีย์ของระบบ (OLR) ไม่น้อยกว่า 3.5 kg/m3 day

3.ค่า VFA ของวัตถุดิบออกจากระบบไม่เกิน 2,000 mg/l

ขอขอบคุณข้อมูล อ.เอกสิทธิ์ เดชพิริยะ โทร 080 – 077 – 0626

เอกสารอ้างอิง: แนวทางการผลิตพลังงานทดแทนจากพืชอาหารสัตว์(ไชยวัฒน์ ผลลาภ) โครงการส่งเสริมเทคโนโลยี ก๊าซชีวภาพ สาหรับโรงงานอุตสาหกรรม: สำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน : กระทรวงพลังงาน