โรงไฟฟ้าถ่านหินเทคโนโลยีสะอาด

โรงไฟฟ าถ านหิน

เทคโนโลยีสะอาด

โรงไฟฟ าถ านหิน

เทคโนโลยีสะอาด

โรงไฟฟ้าถ่านหินเทคโนโลยีสะอาด ถ่านหินเป็นเชือ้ เพลิงทีม่ บี ทบาทต่อพลังงาน โลกมาตั้งแต่ยุคปฏิวัติอุตสาหกรรม ทั่วโลกนิยม ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงเนื่องจากใช้งานได้ง่าย มี ป ริ ม าณส� ำ รองสู ง สามารถน� ำ มาใช้ ไ ด้ ไ ม่ ต�่ ำ กว่า 200 ปี มีแหล่งถ่านหินกระจายอยู่ทั่วโลก ราคาถ่านหินผันผวนน้อยกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิล ประเภทอืน่ ๆ เช่น น�ำ้ มัน หรือ ก๊าซธรรมชาติ และ ด้วยคุณลักษณะของถ่านหินทีเ่ ป็นของแข็ง จึงง่าย ต่อการขนส่งและน�ำมาเป็นเชือ้ เพลิง โดยเฉพาะ การน�ำมาผลิตไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่อง ถ่านหินจึง เป็นเชื้อเพลิงที่นิยมใช้ในการผลิตไฟฟ้ามากถึง ร้อยละ 40 ของโลก

ปนเปื้อนจากโลหะหนัก เช่น ไอปรอท อย่างไร ก็ตาม ผลกระทบดังกล่าวสามารถควบคุมหรือ ก�ำจัดได้ด้วยเทคโนโลยีและมาตรการต่างๆ ที่ ได้รับการพัฒนาขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพจนเป็น ที่ยอมรับตามมาตรฐานสากล

ปัจจุบนั การน�ำถ่านหินมาใช้เป็นเชือ้ เพลิง ได้ มีการพัฒนาเทคโนโลยีเพือ่ เพิม่ ประสิทธิภาพใน การผลิตอย่างต่อเนื่อง ซึ่งช่วยลดปริมาณการใช้ เชือ้ เพลิงและการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ อีกทั้งยังมีเทคโนโลยีในการก�ำจัดมลสารต่างๆ โดยเทคโนโลยี ที่ ก ล่ า วมาทั้ ง หมดนี้ เรี ย กว่ า Clean Coal Technology หรื อ ถ่ า นหิ น การน� ำ เชื้ อ เพลิ ง ฟอสซิ ล ทุ ก ชนิ ด รวมถึ ง เทคโนโลยีสะอาด ซึ่งได้รับการยอมรับในระดับ ถ่านหินมาใช้ในกระบวนการผลิตกระแสไฟฟ้า สากล นั้ น ก่ อ ให้ เ กิ ด มลสารจากการเผาไหม้ เช่ น ฝุ ่ น ละออง ก๊ า ซซั ล เฟอร์ ไ ดออกไซด์ (SO 2) ก๊าซออกไซด์ของไนโตรเจน (NOX) และก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ซึ่งเป็นก๊าซเรือน กระจก อันเป็นสาเหตุให้เกิดข้อกังวลถึงปัญหา สภาวะโลกร้ อ น นอกจากนั้ น อาจเกิ ด สาร

2

โรงไฟฟ้าถ่านหินเทคโนโลยีสะอาด

วิสยั ทัศน์ กฟผ.

เป็นองค์การชัน้ นำ�ในกิจการไฟฟ้าในระดับสากล วันนี... ้ เราพร้อมทีจ่ ะเดินหน้า สร้างความแข็งแกร่งด้านพลังงานไฟฟ้า ควบคูก่ ารดูแลสิง่ แวดล้อมและชุมชน เพือ่ การเติบโตอย่างยัง่ ยืนร่วมกัน

3

โรงไฟฟ้าถ่านหินของ กฟผ. มีการ ปรับปรุงเทคโนโลยีติดตั้งอุปกรณ์ ควบคุมมลสาร รวมถึงมีมาตรการตรวจวัด และการบริหารจัดการที่เข้มงวด ท�ำให้โรงไฟฟ้า สามารถควบคุมการปล่อยมลสารได้ดีกว่า มาตรฐานที่กฎหมายก�ำหนด

ตามแผนพัฒนาก�ำลังผลิตไฟฟ้าของประเทศไทยปี 2558 2579 หรือ PDP2015 (Power Development Plan 2015) มีสัดส่วนการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากถ่านหินร้อยละ 20 - 25 เพือ่ สร้างสมดุลและความมัน่ คงทางพลังงานของประเทศ ซึง่ สอดคล้อง กับทิศทางพลังงานไฟฟ้าของโลก เช่น ประเทศสหรัฐอเมริกา ในปี 2583 จะมีสัดส่วนการผลิตไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้าถ่านหิน ถึงร้อยละ 34 ประเทศเยอรมนี ในปี 2578 จะมีสัดส่วนร้อยละ 28 - 33 ประเทศญีป่ นุ่ และประเทศเกาหลีใต้ ในปี 2573 จะมีสดั ส่วน ร้อยละ 26 และร้อยละ 32 ตามล�ำดับ และในปี 2583 กลุม่ ประเทศ อาเซียนในภาพรวม จะมีสัดส่วนร้อยละ 50

ทั้งนี้ โรงไฟฟ้าทดแทนโรงไฟฟ้าเดิม และโครงการโรงไฟฟ้าใหม่ของ กฟผ. ได้ออกแบบตาม มาตรฐานโรงไฟฟ้าถ่านหินเทคโนโลยีสะอาดครบวงจร นับตัง้ แต่ การคัดเลือกถ่านหิน การขนส่งและ ล�ำเลียงถ่านหินสูโ่ รงไฟฟ้า การจัดเก็บถ่านหิน เทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้า เทคโนโลยีการควบคุมมลสาร ตลอดจนระบบการตรวจวัดและการตรวจสอบ

ที่มา : Stock Photo: Power stations edge the sea at Rayong, Thailand.

5

การคัดเลือกถ่านหิน ถ่านหินเกิดจากการทับถมของซากพืชเป็นเวลาหลายร้อย ล้านปี คุณสมบัติของถ่านหินจากแหล่งต่างๆ จึงแตกต่างกัน เช่น ค่าความร้อน ปริมาณก�ำมะถัน ค่าความชื้น ขี้เถ้า และโลหะหนัก โดยทัว่ ไปสามารถแบ่งประเภทของถ่านหินได้ตามตารางด้านล่าง

ประเภทและองค์ประกอบของถ่านหิน

ส�ำหรับถ่านหินที่มีคุณสมบัติเหมาะสมส�ำหรับน�ำมาผลิตไฟฟ้า ได้แก่ ลิกไนต์ ซับบิทูมินัส และ บิทูมินัส เนื่องจากถ่านหินเหล่านี้มีค่าความร้อนสูง ค่าความชื้นและปริมาณก�ำมะถันต�่ำ มีปริมาณ ส�ำรองมาก ในการคัดเลือกชนิดของถ่านหินส�ำหรับน�ำมาใช้ในโรงไฟฟ้า กฟผ. จะพิจารณาจากแหล่งถ่านหิน ที่มีปริมาณส�ำรองสูงเพื่อให้เกิดความมั่นคงในการผลิตไฟฟ้า เช่น ประเทศอินโดนีเซีย เป็นต้น นอกจากนั้นจะพิจารณาถึงคุณสมบัติ ราคา และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเป็นส�ำคัญ

6

โรงไฟฟ้าถ่านหินเทคโนโลยีสะอาด

7

8

โรงไฟฟ้าถ่านหินเทคโนโลยีสะอาด

การขนส่งถ่านหิน โดยทั่วไปการขนส่งถ่านหินจากต่างประเทศมายังประเทศไทยจะขนส่งทางเรือ ซึ่งจะเลือกใช้ ตามความเหมาะสมทางด้านโลจิสติกส์ (Logistics) ทางด้านเศรษฐศาสตร์ (Economics) และ นโยบายของผู้ขนส่งถ่านหิน ซึ่งเรือที่ใช้สำ�หรับขนส่งจะมี 2 รูปแบบ คือ เรือบาร์จ (Barge) และ เรือเดินทะเลแบบบรรทุกสินค้าเทกองแห้ง (Dry Bulk Cargo Vessel) เรือบาร์จ จะเป็นเรือที่มีระวางเปิด ไม่มี หลังคาคลุมปิด มักจะใช้ช่ือเรียกเรือตามขนาด ของสินค้าทีข่ นส่งได้ เช่น ขนาด 6,000 ตัน ขนาด 10,000 ตัน เป็นต้น

เรือบาร์จแบบลากจูง ส่ ว นเรื อ เดิ น ทะเลแบบบรรทุ ก สิ น ค้ า เทกองแห้ ง จะมี ร ะวางขนาดใหญ่ ก ว่ า และมี ฝาปิดระวางมิดชิด สามารถบรรทุกถ่านหินโดยแบ่งประเภทเรือตามขนาดระวางบรรทุก เช่น Handysize, Supramax, Panamax หรือ Capesize เป็นต้น

เรือเดินทะเลแบบบรรทุกสินค้าเทกองแห้ง

9

สำ�หรับโรงไฟฟ้าถ่านหินของ กฟผ. จะใช้เรือบรรทุกถ่านหินระบบปิดทีไ่ ด้รบั การออกแบบเฉพาะ สำ�หรับโครงการ เพื่อลำ�เลียงถ่านหินมายังท่าเทียบเรือของโรงไฟฟ้า โดยใช้อุปกรณ์ขนถ่ายถ่านหิน จากเรือ (Unloading) ที่มีระบบป้องกันการฟุ้งกระจายและตกหล่นของถ่านหินลงทะเล เช่น แบบ สกรู (Screw Type Ship Unloader) ลงสู่ระบบสายพาน (Coal Conveyor) เพื่อลำ�เลียงถ่านหิน ไปยังอาคารเก็บถ่านหินของโรงไฟฟ้า ซึ่งทั้งหมดจะเป็นระบบปิด

เรือขนส่งถ่านหิน ระบบปิดขนาดเล็ก 13,000 ตัน

ลักษณะสายพานลำ�เลียงถ่านหินของโครงการ

10

โรงไฟฟ้าถ่านหินเทคโนโลยีสะอาด

ลักษณะการขนถ่ายถ่านหินที่ท่าเทียบเรือของโครงการ

อาคารเก็บถ่านหิน

11

การจัดเก็บถ่านหิน โดยทั่วไปการจัดเก็บถ่านหินภายในโรงไฟฟ้าสามารถท�ำได้ 2 ลักษณะ คือ การจัดเก็บแบบลานเปิดและการจัดเก็บแบบ มีอาคารคลุม ขึ้นอยู่กับความเหมาะสมและสถานที่ตั้งโรงไฟฟ้า ส�ำหรับโครงการโรงไฟฟ้าใหม่ของ กฟผ. จะจัดเก็บถ่านหินใน อาคารปิดที่มีหลังคาคลุมและมีผนังปิดข้างโดยรอบ อีกทั้งยังมี การติดตัง้ อุปกรณ์ตรวจจับความร้อนและหัวพ่นน�ำ้ ภายในอาคาร เพื่อป้องกันการฟุ้งกระจายและการลุกติดไฟของถ่านหิน

12

โรงไฟฟ้าถ่านหินเทคโนโลยีสะอาด

เทคโนโลยีโรงไฟฟ้า โรงไฟฟ้าถ่านหินเป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อน (Thermal Power Plant) ที่ใช้ความร้อนจาก การเผาไหม้เชื้อเพลิงถ่านหินบด (Pulverized Coal) เพื่อต้มน�้ำในหม้อน�้ำให้กลายเป็นไอน�้ำที่มี แรงดันและอุณหภูมิสูงไปหมุนกังหันไอน�้ำซึ่งมีเพลาติดอยู่กับเครื่องก�ำเนิดไฟฟ้า เพื่อผลิตพลังงาน ไฟฟ้าต่อไป เทคโนโลยีที่ใช้กับโรงไฟฟ้าถ่านหินขนาดใหญ่แต่เดิมใช้หม้อน�ำ้ แบบ Sub-Critical ซึ่งผลิต ไอน�ำ้ ทีม่ แี รงดันและอุณหภูมไิ ม่สงู มากนัก มีประสิทธิภาพในการเผาไหม้ตำ �่ ก่อให้เกิดมลสารในระดับสูง ต่อมาได้มกี ารพัฒนาทางด้านเทคโนโลยีมาอย่างต่อเนือ่ ง ท�ำให้โรงไฟฟ้าถ่านหินขนาดใหญ่ในปัจจุบนั สามารถท�ำงานได้โดยใช้ไอน�้ำที่มีแรงดันและอุณหภูมิในระดับสูง หรือเรียกว่า Supercritical และ Ultra-Supercritical ซึง่ มีประสิทธิภาพสูงขึน้ ท�ำให้ปริมาณการใช้เชือ้ เพลิงและปริมาณมลสาร ที่ปล่อยสู่บรรยากาศลดลง

13

14

โรงไฟฟ้าถ่านหินเทคโนโลยีสะอาด

ปัจจุบันได้มีการพัฒนาเทคโนโลยีที่เรียกว่า Advanced Ultra-Supercritical ที่ ส ามารถผลิ ต ไอน�้ ำ ที่ มี แรงดั น และ อุณหภูมิในระดับสูงมาก เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าให้ สูงยิ่งขึ้น นอกจากนั้นยังมีเทคโนโลยี Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC) ซึ่งใช้การเปลี่ยนสถานะของถ่านหิน ให้กลายเป็นก๊าซก่อนน�ำไปผลิตไฟฟ้า ซึ่งการพัฒนาทั้งสอง รูปแบบยังอยู่ในระหว่างการวิจัยและพัฒนา เพื่อน�ำมาใช้ในเชิง พาณิชย์ต่อไป

15 ตารางเปรียบเทียบเทคโนโลยี

เทคโนโลยีอีกประเภทหนึ่งที่สามารถน�ำมาใช้เพื่อลดปัญหาก๊าซเรือนกระจก ในการผลิตไฟฟ้า จากถ่านหิน คือ Carbon Capture Storage (CCS) หรือการกักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ อยู่ในขั้นการพัฒนาโรงไฟฟ้าต้นแบบ เพื่อน�ำมาใช้ในเชิงพาณิชย์ต่อไป โครงการโรงไฟฟ้าถ่านหินของ กฟผ. เลือกใช้เทคโนโลยี Ultra-Supercritical ที่มีประสิทธิภาพ สูงและมีความทันสมัยทีส่ ดุ ในปัจจุบนั ท�ำให้สามารถลดปริมาณการใช้เชือ้ เพลิงและปริมาณการปล่อย ก๊าซเรือนกระจกลงได้เป็นอย่างมาก

16

โรงไฟฟ้าถ่านหินเทคโนโลยีสะอาด

ระบบกำ�จัดมลสารทางอากาศ ไอเสียจากกระบวนการเผาไหม้ถา่ นหินภายในหม้อต้มไอน�ำ ้ จะถูกส่งไปบาํ บัดผ่านกระบวนการ ต่างๆ ก่อนระบายออกจากปล่องโรงไฟฟ้า ดังนี้ 1. ระบบก�ำจัดก๊าซออกไซด์ของไนโตรเจน (Selective Catalytic Reduction, SCR) โดยใช้ปฏิกริยาเคมีระหว่างแอมโมเนียกับก๊าซออกไซด์ของไนโตรเจนที่อยู่ในไอเสีย โดยมี ตัวช่วยเร่งปฏิกิริยาให้ก๊าซออกไซด์ของไนโตรเจนเปลี่ยนสภาพเป็นก๊าซไนโตรเจนและน�้ำ 2. ระบบดักจับไอปรอท (Activated Carbon Injection, ACI) โดยการฉีดผงถ่านกัมมันต์เข้าไป ในไอเสียเพื่อดักจับสารปรอท 3. ระบบดักจับฝุน่ (Precipitator) ระบบดักจับฝุน่ ทีน่ ยิ มใช้สำ� หรับโรงไฟฟ้าถ่านหิน มีสองระบบ ด้วยกัน คือ ระบบดักจับฝุน่ แบบไฟฟ้าสถิต (Electrostatic Precipitator, ESP) และแบบใช้ ถุงกรอง (Fabric Filters) • ระบบดักจับฝุน่ แบบไฟฟ้าสถิต เป็นวิธี ซึ่งอาศัยหลักความต่างศักย์ทางไฟฟ้า ในการแยกฝุ่นออกจากไอเสีย • ระบบดักจับฝุน่ แบบใช้ถงุ กรอง เป็นวิธี การแยกฝุ ่ น จากไอเสี ย โดยใช้ ถุ ง ผ้ า จ�ำนวนมากในการกรองฝุ่น

4. ระบบก�ำจัดก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (Flue Gas Desulphurization, FGD) ท�ำงานโดยการ ใช้น�้ำหินปูน (Limestone Slurry) ไปท�ำปฏิกิริยากับก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่อยู่ในไอเสีย ท�ำให้เปลี่ยนสภาพเป็นยิปซั่มซึ่งเป็นสารประกอบที่สามารถน�ำไปใช้ประโยชน์อื่นได้

17

18

โรงไฟฟ้าถ่านหินเทคโนโลยีสะอาด

ระบบจัดการเถ้าถ่านหิน เถ้าจากการเผาถ่านหินที่ตกลงสู่ด้านล่างของเตาเผาเรียกว่า เถ้าหนัก (Bottom Ash) จะถูกนํา ออกที่บริเวณก้นเตา และจะถูกลําเลียงด้วยสายพานไปยังบ่อทิ้งเถ้าถ่านหินภายในโรงไฟฟ้า ตลอดอายุการใช้งานของโรงไฟฟ้า สายพานแบบปด ลำเลียงเถาหนัก

นำน้ำไปใชในการ รดน้ำตนไม บร�เวณโรงไฟฟา

แผนพลาสติก กันซ�ม บอทิ�งเถาถานหิน

น้ำกนบอเถาหนัก

บอบำบัดน้ำ

ส่วนฝุ่นละอองขนาดเล็กที่ถูกดักจับไว้จากเครื่องดักฝุ่น เรียกว่าเถ้าลอย (Fly Ash) บางส่วน สามารถส่งขายให้กับบริษัทเอกชน เพื่อนำ�ไปใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตซีเมนต์ ที่เหลือจะถูกนำ�ไป ทิ้งในบ่อทิ้งเถ้าถ่านหินรวมกับเถ้าหนัก

เถ้าลอย (Fly Ash) สามารถนำ�ไปใช้ในการผลิตปูนซีเมนต์

19

ระบบตรวจวัดและการตรวจสอบ กฟผ. จะติดตัง้ อุปกรณ์และสถานีตรวจวัดคุณภาพอากาศแบบต่อเนือ่ ง (Continuous Emission Monitoring System, CEMS) ทั้งที่ปล่องโรงไฟฟ้า และโดยรอบพื้นที่โรงไฟฟ้า เพื่อท�ำการตรวจวัด ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ ฝุ่นและโลหะหนัก รวมทั้งติดตั้งจอแสดงผลไว้ในชุมชน เช่น โรงพยาบาล โรงเรียน หน่วยราชการ ซึ่งชุมชนสามารถตรวจสอบค่ามลสารต่างๆ เปรียบเทียบ กับเกณฑ์มาตรฐานที่ก�ำหนดได้ด้วยตนเอง ช่วยสร้างความมั่นใจว่า จะไม่มีมลภาวะหรือเกิดการ สะสมของมลสารต่างๆ ตลอดระยะเวลาของการด�ำเนินการโรงไฟฟ้า

ป้ายรายงานคุณภาพอากาศ หน้าอาคารประชาสัมพันธ์โรงไฟฟ้าแม่เมาะ

20

โรงไฟฟ้าถ่านหินเทคโนโลยีสะอาด

21

22

โรงไฟฟ้าถ่านหินเทคโนโลยีสะอาด

การตรวจวัดโลหะหนัก การตรวจวั ด โลหะหนั ก โรงไฟฟ้ า มี ม าตรการในการตรวจวั ด ปริ ม าณโลหะหนั ก เป็ น ประจ� ำ ทุ ก ปี ทั้ ง มลสารที่ ร ะบายออกจากโรงไฟฟ้ า และที่ อ ยู ่ ใ นธรรมชาติ จ ริ ง ทั้ ง ในอากาศ น�้ ำ พื ช และสั ต ว์ เพื่ อ น� ำ มาเปรี ย บเที ย บกั บ ค่ า มาตรฐาน เพื่ อ พิ จ ารณาว่ า เกิ ด การสะสมของโลหะหนั ก หรื อ ไม่ และรายงานผลการตรวจวั ด ดั ง กล่ า วแก่ ส� ำ นั ก งาน นโยบายและแผนทรั พ ยากรธรรมชาติ แ ละสิ่ ง แวดล้ อ ม กระทรวงทรั พ ยากรธรรมชาติ และสิ่งแวดล้อม เป็นประจ�ำทุกปี

23

24

โรงไฟฟ้าถ่านหินเทคโนโลยีสะอาด

ตลอดระยะเวลาหลายทศวรรษที่ผ่านมา ความก้าวหน้าของโรงไฟฟ้าถ่านหินเทคโนโลยีสะอาด ช่วยให้โลกพัฒนาพลังงานทีส่ ะอาดยิง่ ขึน้ ทัง้ ยังช่วยให้ประชาชนทัว่ โลกมีคณ ุ ภาพชีวติ ทีด่ ขี นึ้ จากการ มีพลังงานไฟฟ้าที่มั่นคง และชาวโลกอีกหลายร้อยล้านคนที่ยังไม่มีไฟฟ้าใช้ ได้มีโอกาสเข้าถึงแหล่ง พลังงาน ในฐานะผู้ผลิตไฟฟ้าหลักของประเทศ กฟผ.จะน�ำเทคโนโลยีที่ดีและเหมาะสมที่สุดมาใช้ ตลอดจนติดตามความก้าวหน้าของเทคโนโลยีใหม่ๆ อย่างต่อเนื่อง มาพัฒนาและสร้างความมั่นคง ทางพลังงานเพื่อคนไทยทั้งในวันนี้และวันหน้า

พ�มพครั้งที่ 1 จำนวน 5,000 เลม กุมภาพันธ 2559