พลังงานชีวมวล


     พืชทั้งหลายในโลกเราก่อเกิดขึ้นมาได้ล้วนแต่อาศัยพลังงานจากดวงอาทิตย์ พืชทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์แล้วเก็บสะสมไว้เพื่อการดำรงชีพและเป็นส่วนประกอบสำคัญที่ก่อให้เกิดการเจริญเติบโตตามส่วนต่าง ๆ ของพืช เช่น ราก ลำต้น ใบ ดอกไม้ และผล ขบวนการสำคัญที่เก็บสะสมพลังงานแสงอาทิตย์นี้เรียกกันว่ากระบวนการสังเคราะห์แสงโดยอาศัยสารคลอโรฟิลล์ (Chlorophyll) บนพืชสีเขียวที่ทำตัวเสมือนเป็นโรงงานเล็ก ดูดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) จากอากาศ และน้ำ (H2O) จากดินมาทำปฏิกิริยากันแล้วผลิตเป็นสารประกอบกลุ่มหนึ่งขึ้นมา เช่น น้ำตาล แป้ง และเซลลูโลส ซึ่งเรียกรวม ๆ ว่าคาร์โบไฮเดรต (Carbohydrate) พลังงานแสงอาทิตย์นี้จะถูกสะสมในรูปแบบของพันธเคมี (Chemicalbonds) ของสารประกอบเหล่านี้
     สัตว์ทั้งหลายมีทั้งกินพืชและสัตว์ มนุษย์กินพืช และสัตว์การกินกันเป็นทอด ๆ (ห่วงโซ่อาหาร) ของสิ่งมีชีวิต ทำให้มีการถ่ายทอดพลังงานเคมีจากพืชไปสู่สัตว์และสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ซึ่งอาจกล่าวโดยสรุปคือ การทำงานของสิ่งมีชีวิตโดยพื้นฐานล้วนอาศัยพลังงานจากดวงอาทิตย์และการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตก็เป็นแหล่งสะสมพลังงานที่ได้รับจากดวงอาทิตย์อีกเช่นกัน
     พลังงานชีวมวลก็คือ พลังงานที่สะสมอยู่ในสิ่งมีชีวิตที่สามารถนำมาใช้ทำงานได้ เช่น ต้นไม้ กิ่งไม้ หรือเศษวัสดุจากการเกษตรหรืออุตสาหกรรม เช่น แกลบ ฟาง ชานอ้อย ขี้เลื่อย เศษไม้ เปลือกไม้ มูลสัตว์ รวมทั้งของเหลือหรือขยะจากครัวเรือนมนุษย ์เราได้ใช้พลังงานจากชีวมวลมาเป็นเวลานานแล้วจนถึงปัจจุบันก็ยังมีการน้ำมาใช้ประโยชน์ในสัดส่วนที่ไม่น้อยเลยโดยเฉพาะประเทศที่กำลังพัฒนาอย่างบ้านเราตามชนบทก็ยังมีการใช้ไม้ฟืนหรือถ่านในการหุงหาอาหาร

พลังงานฟอสซิล


     เชื้อเพลิงฟอสซิลเกิดจากการย่อยสลายของสิ่งมีชีวิตภายใต้สิ่งแวดล้อมที่เหมาะสม เมื่อพืชและสัตว์สมัยดึกดำบรรพ์ (ยุคไดโนเสาร์) เสียชีวิตลงจะถูกย่อยสลายและทับถมกันเป็นชั้น ๆ อยู่ใต้ดินหรือใต้พิภพ ซึ่งใช้เวลาหลายล้านปีกว่าที่จะเปลี่ยนซากเหล่านี้ให้กลายเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลที่รู้จักกันทั่วไปคือ ถ่านหิน น้ำมัน และก๊าซธรรมชาติ
     ตามที่ได้กล่าวไว้ในหัวข้อที่แล้วว่าสิ่งมีชีวิตก็เป็นแหล่งกักเก็บของพลังงานจากดวงอาทิตย์รูปแบบหนึ่ง ดังนั้น พลังงานฟอสซิลนี้ก็ถือว่าเป็นแหล่งกักเก็บที่เกิดขึ้นหลายล้านปีก่อนของสิ่งมีชีวิตในยุคนั้น
     พลังงานเหล่านี้จะถูกปลดปล่อยออกมาได้หรือเอามาใช้ทำงานได้ก็มีอยู่วิธีเดียวเท่านั้นคือ การเผาไหม้ซึ่งจะทำให้คาร์บอนและไฮโดรเจนที่อยู่ในเชื้อเพลิงรวมกับออกซิเจนในอากาศเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ นอกจากนี้ยังมีสารอื่น ๆ อันเป็นองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตที่เจือปนอยู่ในเชื้อเพลิงอีก เช่น ซัลเฟอร์และไนโตรเจน ก็จะถูกปลดปล่อยออกมาเป็นก๊าซซัลเฟอร์ออกไซด์ (SOX) และไนโตรเจนออกไซด์ - (NOX) เมื่อทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศ
     ทั้งหมดนี้อาจสรุปง่าย ๆ ได้ว่าพลังงานจากดวงอาทิตย์ คาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำเมื่อสมัยล้าน ๆ ปีก่อนนี้ถูกสะสมไว้ในเชื้อเพลิงฟอสซิลในรูปของไฮโดรคาร์บอน และเมื่อนำมาเผาไหม้ก็จะได้พลังงานออกมาเพื่อการทำงานพร้อม ๆ กับคาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำซึ่งอาจรวมถึงสารอื่น ๆ ที่เจือปนอีกด้วยและโปรดสังเกตว่าระยะเวลาการสร้างและสะสมกับระยะเวลาการเผาเพื่อใช้งานมันต่างกันมาก ๆ นอกจากนี้ยังดูดคาร์บอนไดออกไซด์ และอื่น ๆ ในสมัยนั้นมาคายออกสู่บรรยากาศในสมัยนี้อีกเป็นจำนวนมากอีกด้วย
     และเมื่อเทียบระยะเวลาของการแปลงรูปพลังงานจากดวงอาทิตย์เป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลกับแหล่งพลังงานชนิดอื่นที่แปลงรูปมาจากดวงอาทิตย์ เช่น พลังงานลม พลังงานน้ำ ฯลฯ ก็แตกต่างกันมาก ๆ อีกเช่นกัน ซึ่งหากเชื้อเพลิงฟอสซิลถูกนำไปใช้ประโยชน์แล้วก็ถือได้ว่าใช้แล้วหมดไปไม่สามารถจะสร้างขึ้นมาใหม่ได้อีกต่อไป สำหรับแหล่งพลังงานอื่นจะสามารถสร้างขึ้นใหม่ได้อีกเรื่อย ๆ ตราบเท่าที่ยังมีดวงอาทิตย์แผ่พลังงานมายังโลกเรานี้ซึ่งเราเรียกพลังงานที่สร้างขึ้นมาใหม่ได้นี้ว่า พลังงานหมุนเวียน หรือ Renewable Energy
     ปัจจุบันมนุษย์ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลเพื่อการทำงานเป็นสัดส่วนที่สูงมาก เช่น การขนส่ง การผลิตไฟฟ้า โรงงานอุตสาหกรรม คำถามมีอยู่ว่าแล้วมันจะมีโอกาสถูกใช้หมดไหม มีการคาดคะเนกันมากมายในเรื่องนี้ ซึ่งอาจจะประมาณได้คร่าว ๆ ว่าเชื้อเพลิงนี้คงจะถูกใช้หมดไปหรือเหลือน้อยมากในระยะเวลาไม่กี่ร้อยปี ในบรรดาเชื้อเพลิงฟอสซิลแล้ว ถ่านหินนับว่ามีปริมาณมากที่สุด น้ำมันเป็นเชื้อเพลิงที่มีความยืดหยุ่นและสะดวกในการใช้ประโยชน์มากที่สุด ส่วนก๊าซธรรมชาติจะเป็นพลังงานที่สะอาดมากที่สุด
     จากมนุษย์ในยุคปัจจุบันได้กอบโกยทรัพยากรที่มีอยู่จำกัดนี้แล้วยังจะมีเหลือให้มนุษย์รุ่นหลังมีโอกาสได้รับประโยชน์จากทรัพยากรนี้บ้างไหม ในสภาวะปัจจุบันทางออกที่จะยืดอายุการใช้ให้นานออกไปก็เห็นจะมีอยู่ไม่กี่หนทาง เช่น การใช้อย่างประหยัดเท่าที่จะจำเป็นและใช้อย่างมีประสิทธิภาพ และด้วยสภาพอัตราการใช้เชื้อเพลิงชนิดนี้ของมนุษย์เราในปัจจุบันจะทำให้ปริมาณสำรองที่มีอยู่ลดน้อยลงไปเรื่อย ๆ และราคาของเชื้อเพลิงก็มีแนวโน้มว่าจะสูงขึ้นเรื่อย ๆ จนกระทั่งถึงจุด ๆ หนึ่ง ที่จะต้องมีแหล่งพลังงานอื่นที่มีปริมาณและศักยภาพมากพอและสามารถพัฒนาขึ้นมาใช้ประโยชน์ หรือนำมาทำงานได้ใกล้เคียงกันในราคาที่แข่งขันกันได้และมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในระดับที่ยอมรับได้ด้วย แหล่งพลังงานทั้งหมดที่กล่าวมาข้างต้นล้วนแต่มีต้นกำเนิดมาจากดวงอาทิตย์เป็นสำคัญ แล้วมีแหล่งพลังงาน อะไรบ้างที่มีต้นกำเนิดจากโลกเราเอง

 

โดย เกียรติชัย ศีลจิตส่ง kiatichai.sil@egco.com ที่มา : วารสารประสิทธิภาพพลังงาน ฉบับที่ 51

คลิกกลับหน้าก่อนกลับหน้าแรกความหมายฟิสิกส์คลิกไปหน้าถัดไป

หน้า 

  1. อะไร คือ พลังงาน และ อะไร คือ พลัง (กำลัง)

  2. พลังงานมาจากไหน

  3. พลังงานลม

  4. พลังงานชีวมวล

  5. พลังงานความร้อนใต้พิภพ

  6. พลังงานน้ำขึ้นน้ำลงในมหาสมุทร

  7. เลือกแหล่งพลังงานชนิดไหนดี

  การเรียนการสอนฟิสิกส์ 1  ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

1. การวัด 2. เวกเตอร์
3.  การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ 4.  การเคลื่อนที่บนระนาบ
5.  กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน 6. การประยุกต์กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
7.  งานและพลังงาน  8.  การดลและโมเมนตัม
9.  การหมุน   10.  สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง
11. การเคลื่อนที่แบบคาบ 12. ความยืดหยุ่น
13. กลศาสตร์ของไหล   14. ปริมาณความร้อน และ กลไกการถ่ายโอนความร้อน
15. กฎข้อที่หนึ่งและสองของเทอร์โมไดนามิก  16. คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร
17.  คลื่น 18.การสั่น และคลื่นเสียง

 

 

 

กลับสู่หน้าแรกของโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

 

 

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

การเรียนฟิสิกส์ 1 ผ่านทางอินเตอร์เน็ต