ถ่านหินจะยังคงครองสัดส่วนหลักของเชื้อเพลิงที่ใช้ผลิตไฟฟ้าเป็นเวลาอีกหลายทศวรรษ เราจึงมีความจำเป็นต้องบริหารจัดการให้การใช้ถ่านหิน เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ ท่ามกลางบรรยากาศของโลกที่มุ่งลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก กับความจำเป็นที่ยังต้องขับเคลื่อนเศรษฐกิจให้เติบโต

          กระแสสังคมโลกปัจจุบันที่มุ่งลดการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อตอบโจทย์การจัดการภาวะโลกร้อน อาจทำให้เข้าใจว่าอนาคตของถ่านหินจะจบลง อาจจะมีการเลิกใช้ถ่านหินเกิดขึ้นจริงในวันใดวันหนึ่ง แต่วันนั้นจะยังไม่มาถึงภายในอนาคตอันใกล้นี้

พลังงานทดแทนไม่ตอบโจทย์โลกร้อน

          พลังงานที่ถูกคาดว่าจะมาแทนที่ถ่านหินเพื่อตอบโจทย์การผลิตไฟฟ้าโดยไม่ก่อให้เกิดคาร์บอน คือพลังงานลมและแสงอาทิตย์ โดยผู้บุกเบิกนำพลังงานหมุนเวียนมาใช้แทนถ่านหินคือ ทวีปยุโรป อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีสัญญาณบ่งบอกได้ชัดเจนว่าประเทศเหล่านี้ประสบผลสำเร็จในการเปลี่ยนผ่านมาใช้พลังงานหมุนเวียน

          โดยเมื่อกลางเดือนกุมภาพันธ์ 2560 ประเทศที่มีปริมาณการปล่อยคาร์บอนจากการผลิตไฟฟ้าต่ำที่สุด คือ ฝรั่งเศส (98 กรัมคาร์บอนไดออกไซด์/กิโลวัตต์-ชั่วโมง) สวีเดน (62 กรัมคาร์บอนไดออกไซด์/กิโลวัตต์-ชั่วโมง) และนอร์เวย์ (31 กรัมคาร์บอนไดออกไซด์/กิโลวัตต์-ชั่วโมง) แต่ทั้ง 3 ประเทศไม่ได้พึ่งพาพลังงานจากลมและแสงอาทิตย์เป็นหลัก โดยฝรั่งเศสใช้นิวเคลียร์ผลิตไฟฟ้าสูงที่สุด ส่วนสวีเดนใช้น้ำและพลังงานนิวเคลียร์ และนอร์เวย์ใช้พลังงานน้ำผลิตไฟฟ้าสูงสุด

20170302-ART01-01

โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ Centrale Nucléaire de Saint-Laurent ประเทศฝรั่งเศส
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Centrale-nucleaire-Saint-Laurent-des-Eaux.jpg

          ในขณะที่เยอรมนีและเดนมาร์ค ซึ่งเป็นประเทศที่มีกำลังผลิตของฟาร์มกังหันลมมากที่สุดในยุโรป กลับมีค่าการปล่อยคาร์บอนต่อการผลิตไฟฟ้า 1 หน่วยสูงกว่า คือ 469 กรัมคาร์บอนไดออกไซด์/กิโลวัตต์-ชั่วโมง และ 360 กรัมคาร์บอนไดออกไซด์/กิโลวัตต์-ชั่วโมง ตามลำดับ โดยในช่วงเช้าของกลางเดือนกุมภาพันธ์ เยอรมนีใช้ถ่านหินผลิตไฟฟ้าสูงสุด ส่วนเดนมาร์คใช้ถ่านหินและก๊าซเป็นหลัก และนำเข้าไฟฟ้าอีกส่วนหนึ่งจากนอร์เวย์และสวีเดนผ่านสายส่งเชื่อมระหว่างประเทศ

20170302-ART01-03

โรงไฟฟ้าพลังงานลม BARD Offshore I Wind Farm ประเทศเยอรมนี
http://www.power-technology.com

          ข้อจำกัดของระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมและแสงอาทิตย์ คือความไม่แน่นอน ไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ตลอดเวลา จึงจำเป็นต้องมีพลังงานสำรองจากเชื้อเพลิงฟอสซิลด้วย

          เหตุผลหลักที่ยุโรปยังต้องใช้ถ่านหินต่อไปเป็นเหตุผลด้านเศรษฐกิจ เช่น ในเยอรมนี นโยบายการเพิ่มกำลังผลิตพลังงานหมุนเวียนพร้อม ๆ กับการปิดโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ทำให้สุดท้ายต้องเลือกใช้เชื้อเพลิงถ่านหินในประเทศเพิ่ม มากกว่าที่จะนำเข้าก๊าซจากประเทศอื่น ขณะที่ประเทศที่เศรษฐกิจกำลังเติบโตอย่างจีนและอินเดีย ก็ยังต้องใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงหลักต่อไป

20170302-ART01-06

สัดส่วนการใช้เชื้อเพลิงผลิตไฟฟ้าของเยอรมนี โดยในช่วงหน้าหนาวกังหันลมและพลังงานแสงอาทิตย์จะผลิตได้น้อย

 

โลกอีก 2 ทศวรรษ ยังต้องใช้ถ่านหินผลิตไฟฟ้า 1 ใน 3

          International Energy Agency หรือ องค์การพลังงานระหว่างประเทศ (IEA) ได้ระบุว่าในช่วงระหว่างปี 2553-2557 มีกำลังผลิตไฟฟ้าจากถ่านหินเพิ่มขึ้นเฉลี่ยวันละ 200 เมกะวัตต์ หรือมากกว่า 70,100 เมกะวัตต์ต่อปี

          นอกจากนั้น ยังมีการคาดการณ์ของ BP Energy ด้วยว่า ระหว่างปี 2559-2578 โลกจะยังใช้พลังงานเพิ่มขึ้นร้อยละ 34 เพื่อขับเคลื่อนเศรษฐกิจให้เติบโต โดยจะมีการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลสูงสุด ร้อยละ 80 และการใช้ถ่านหินจะยังคงเพิ่มขึ้น แม้จะมีอัตราการเติบโตในแต่ละปีลดลงก็ตาม

          ดังนั้น ถ่านหินจะยังคงเป็นเชื้อเพลิงหลักในการผลิตไฟฟ้า โดยจะมีสัดส่วนลดลงจากร้อยละ 43 ในปี 2557 เป็น 1 ใน 3 ในปี 2578 ตรงข้ามกับพลังงานหมุนเวียนที่จะมีสัดส่วนเพิ่มขึ้น แต่เนื่องจากยังขาดเทคโนโลยีราคาถูกเพื่อเก็บพลังงานจำนวนมากไว้ใช้ในยามที่พลังงานหมุนเวียนผลิตไฟฟ้าไม่ได้ พลังงานลมและแสงอาทิตย์จึงยังจำเป็นต้องมีกำลังผลิตสำรองของโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิลคอยเตรียมพร้อมอยู่เสมอ โดยเฉพาะเมื่อยังไม่มีการนำพลังงานนิวเคลียร์กลับมาใช้

20170302 ART01 05

ในอนาคตถ่านหินจะยังคงเป็นเชื้อเพลิงหลักในการผลิตไฟฟ้า แม้สัดส่วนจะปรับลดลง
https://www.eia.gov/todayinenergy/images/2015.05.04/main.png

 

เลือกก๊าซหรือถ่านหิน ? ขึ้นอยู่กับสภาพเศรษฐกิจของแต่ละประเทศ

          การตัดสินใจจะเลือกใช้ถ่านหินหรือก๊าซเป็นพลังงานสำรองเพื่อรองรับการเพิ่มของโรงไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนในระยะยาว ต้องพิจารณาจากสภาพเศรษฐกิจ บางประเทศอาจเลือกใช้ก๊าซ สาเหตุเพราะการขุดเจาะนำ shale gas มาใช้เพิ่ม ทำให้ราคาก๊าซลดลงในบางช่วงเวลา ส่วนถ่านหินยังเป็นตัวเลือกสำคัญเนื่องจากปริมาณที่ยังมีมหาศาล ยังใช้ได้อีกกว่า 200 ปี ประกอบกับการขนส่งที่สะดวก และราคาถูก

          จีนเป็นประเทศที่ใช้ถ่านหินจำนวนมาก และแม้ว่าจะมีสัญญาณบอกว่าอาจมีการลดจำนวนการสร้างโรงไฟฟ้าถ่านหินโรงใหม่ แต่แน่นอนว่าจีนจะยังใช้โรงไฟฟ้าถ่านหินที่มีในปัจจุบันผลิตไฟฟ้าต่อไป ด้านอินเดีย การใช้ถ่านหินจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จากสภาพเศรษฐกิจที่ยังเติบโตต่อเนื่อง

20170302-ART01-02

โรงไฟฟ้าถ่านหิน Moorburg ประเทศเยอรมนี
http://www.power-technology.com

          การใช้ถ่านหินที่เพิ่มขึ้น จึงทำให้ต้องมีเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น เพื่อจะได้ปล่อยคาร์บอนน้อยลง แม้ปัจจุบันเทคโนโลยีโรงไฟฟ้าถ่านหินจะช่วยให้การผลิตไฟฟ้ามีประสิทธิภาพสูงมากแล้ว เช่น ultra-supercritical ที่มีประสิทธิภาพสูงมากกว่าร้อยละ 45 (เทียบกับค่าเฉลี่ยของโรงไฟฟ้าถ่านหินทั่วไปที่มีประสิทธิภาพร้อยละ 33) แต่ยังคงมีการพัฒนาเทคโนโลยีให้การผลิตมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นไปอีก การก่อสร้างโรงไฟฟ้าถ่านหินอาจจะต้องใช้เงินลงทุนสูงกว่าเดิม แต่จะช่วยให้ใช้เชื้อเพลิงน้อยลง และลดการปล่อยคาร์บอนได้มากขึ้น นอกจากนั้น โรงไฟฟ้าจะยังถูกพัฒนาให้สามารถเดินเครื่องเต็มกำลังได้ภายในครึ่งชั่วโมง ช่วยให้โรงไฟฟ้าถ่านหินสามารถรองรับความไม่แน่นอนของฟาร์มกังหันลมได้ทันกาลมากขึ้นด้วย

          ในสภาวะที่โลกไม่มั่นใจในความปลอดภัยของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ และพลังงานหมุนเวียนที่อาจไม่พอสำหรับผลิตไฟฟ้าในเวลาใดก็ได้ โรงไฟฟ้าถ่านหินประสิทธิภาพสูงจะยังช่วยรักษาความมั่นคงทางพลังงานไว้ได้ร่วมกับก๊าซธรรมชาติ

ผู้แปล : สุภร เหลืองกำจร
ข้อมูลจาก http://scientific-alliance.org/node/1037