Greenhouse Gas Emission from 100 kWe Biomass Gasification Power Plant
LOGO - TGO Conference
LOGO - TGO Conference
- No tags were found...
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
LOGO<br />
การปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากโรงไฟฟ้าแก๊สชีวมวลจากเชื้อเพลิง<br />
แกลบผสมกลีเซอรีนขนาด <strong>100</strong> <strong>kWe</strong><br />
<strong>Greenhouse</strong> <strong>Gas</strong> <strong>Emission</strong> <strong>from</strong> <strong>100</strong> <strong>kWe</strong> <strong>Biomass</strong><br />
<strong>Gas</strong>ification <strong>Power</strong> <strong>Plant</strong><br />
ปราณี หนูทองแก้ว<br />
หน่วยวิจัยพลังงานลม-แสงอาทิตย์ สาขาวิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์<br />
มหาวิทยาลัยทักษิณ (วิทยาเขตพัทลุง)
หัวข้อที่น าเสนอ<br />
LOGO<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
บทน า<br />
วัตถุประสงค์การศึกษา<br />
ทฤษฏีที่เกี่ยวข้อง<br />
ผลการศึกษา<br />
2
กว่าจะมาเป็นกระแสไฟฟ้าจากชีวมวล<br />
LOGO<br />
Electricity<br />
Product<br />
Byproducts<br />
Materials<br />
Energy<br />
<strong>Gas</strong>ification<br />
Briquette<br />
Production<br />
Wastes<br />
Raw Material<br />
<strong>Emission</strong> to air<br />
<strong>Emission</strong> to soil<br />
<strong>Emission</strong> to water<br />
3
วัตถุประสงค์ของการวิจัย<br />
LOGO<br />
เพื่อประเมินปริมาณการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เกิดจาก<br />
การผลิตไฟฟ้าแก๊สชีวมวลจากเชื้อเพลิงแกลบผสมกลีเซอรีน 1 kWh<br />
4
ทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง<br />
LOGO<br />
การประเมินวัฏจักรชีวิตผลิตภัณฑ์ (Life Cycle Assessment: LCA)<br />
นิยาม : คือ กระบวนการวิเคราะห์และประเมินค่าผลกระทบที่มีต่อสิ่งแวดล้อมตลอดช่วงชีวิตของ<br />
ผลิตภัณฑ์ โดยเริ่มตั้งแต่การได้มาซึ่งวัตถุดิบ กระบวนการผลิต การขนส่งและการใช้งานผลิตภัณฑ์<br />
การน ากลับมาใช้ใหม่หรือการแปลงสภาพ และการจัดการเศษซากของผลิตภัณฑ์ที่หมดอายุ<br />
ที่มา: MTEC<br />
5
ขั้นตอนการประเมินวัฏจักรชีวิต<br />
LOGO<br />
1 การก าหนดเป้าหมายและขอบเขต<br />
Goal and Scope Definition<br />
2 การจัดท าบัญชีรายการ<br />
Inventory Analysis<br />
3 การประเมินผลกระทบสิ่งแวดล้อม<br />
Impact Assessment<br />
4 การแปลผลการศึกษา<br />
Interpretation<br />
6
ผลการศึกษา<br />
LOGO<br />
ขั้นตอนที่ 1<br />
การก าหนดเป้าหมายและขอบเขต<br />
Goal and Scope Definition<br />
7
Goal Definition<br />
LOGO<br />
เป้าหมายการประเมินวัฏจักรชีวิต<br />
เพื่อประเมินปริมาณการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกตลอดวัฏจักรชีวิตของ<br />
โรงไฟฟ้าแก๊สชีวมวลและเปรียบเทียบผลที่เกิดในแต่ละกระบวนการ<br />
ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการศึกษา (Product) : กระแสไฟฟ้า<br />
หน้าที่ (Function) : ใช้เป็นพลังงานไฟฟ้า<br />
หน่วยการท างาน (Functional unit) : กระแสไฟฟ้า 1 kWh<br />
8
Scope Definition<br />
LOGO<br />
การขนส่งวัตถุดิบ การผลิตแท่งเชื้อเพลิง กระบวนการแก๊สซิฟิเคชั่น<br />
9
LOGO<br />
ขั้นตอนที่ 2<br />
การจัดท าบัญชีรายการ<br />
Life Cycle Inventory : LCI<br />
10
Life Cycle Inventory<br />
LOGO<br />
เก็บข้อมูล<br />
กระบวนการ<br />
ก าลังการผลิต สถานที่เก็บข้อมูล<br />
การขนส่งวัตถุดิบ<br />
2.5, 15 ton/truck<br />
การผลิตแท่งเชื้อเพลิง <strong>100</strong> kg/hr<br />
กระบวนการแก๊สซิฟิเคชั่น <strong>100</strong> kW/hr<br />
มหาวิทยาลัยทักษิณ<br />
วิทยาเขตพัทลุง<br />
11
Life Cycle Inventory<br />
LOGO<br />
การขนส่งวัตถุดิบ<br />
ระยะทาง 40 km<br />
TSU<br />
ระยะทาง 216 km<br />
12
ตารางที่ 1 บัญชีรายการข้อมูลที่เกี่ยวข้องในขั้นตอนการขนส่งวัตถุดิบ<br />
Life Cycle Inventory<br />
ส าหรับการผลิตไฟฟ้าแก๊สชีวมวลใน 1 ปี<br />
LOGO<br />
การขนส่งแกลบ<br />
เครื่องจักร รถบรรทุกขนาดบรรจุ 15 ตัน<br />
Input พลังงานที่ใช้ น้ ามันดีเซล 543.58 ลิตร<br />
ระยะทางไป-กลับ<br />
40 กิโลเมตร<br />
Output มลพิษ/ของเสีย ก๊าชจากการเผาไหม้เครื่องยนต์<br />
การขนส่งกลีเซอรีน<br />
เครื่องจักร รถบรรทุกขนาดบรรจุ 2.5 ตัน<br />
Input พลังงานที่ใช้ น้ ามันดีเซล 1,009.48 ลิตร<br />
ระยะทางไป-กลับ<br />
216 กิโลเมตร<br />
Output มลพิษ/ของเสีย ก๊าชจากการเผาไหม้เครื่องยนต์<br />
13
Life Cycle Inventory<br />
ตารางที่ 2 คุณสมบัติวัตถุดิบ<br />
LOGO<br />
Parameter<br />
Quantity<br />
Rice Husk<br />
Basis<br />
Glycerin<br />
(40%)<br />
Ultimate Analysis<br />
Carbon (C) 10.6 Dry 46.73<br />
Oxygen (O) 36.5 Dry 16.46<br />
Nitrogen (N) 0.33 Dry -<br />
Hydrogen (H) 5.4 Dry 8.98<br />
Sulphur (S) 0.05 Dry -<br />
Proximate analysis<br />
Moisture Content (MC) 10.0 Dry -<br />
Ash Content (AC) 17.1 Dry -<br />
Volatile Matter (VM) 57.3 Dry -<br />
Fixed Carbon (FC) 15.6 Dry -<br />
Lower Heating Value (LHV) 14,360 kJ/kg Dry 15,221 kJ/kg<br />
14
Life Cycle Inventory: การผลิตแท่งเชื้อเพลิง<br />
LOGO<br />
แกลบ, กลีเซอรีน<br />
Material<br />
• แกลบ<br />
• กลีเซอรีน<br />
Energy<br />
• พลังงานไฟฟ้า<br />
• พลังงานความร้อน<br />
ผสมให้เข้ากัน<br />
เข้าเครื่องอัด<br />
อัดออกมาเป็นแท่ง<br />
3 kg:200 ml<br />
แท่งเชื้อเพลิง<br />
15
Life Cycle Inventory: การผลิตแท่งเชื้อเพลิง<br />
LOGO<br />
ตารางที่ 3 บัญชีรายการข้อมูลที่เกี่ยวข้องในขั้นตอนการผลิตแท่งเชื้อเพลิง<br />
ส าหรับใช้ผลิตไฟฟ้าแก๊สชีวมวลใน 1 ปี<br />
Input<br />
Output<br />
การผลิตแท่งเชื้อเพลิง<br />
เครื่องจักร เครื่องอัดร้อนแท่งเชื้อเพลิง<br />
วัสดุที่ใช้<br />
แกลบ 611,523.04 kg<br />
กลีเซอรีน 128,521.76 kg<br />
พลังงานที่ใช้<br />
พลังงานไฟฟ้า 322,801.09 kWh<br />
พลังงานความร้อน 1,212,529.66 MJ<br />
ผลิตภัณฑ์ แท่งเชื้อเพลิง 700,800 kg<br />
มลพิษ/ของเสีย<br />
มลพิษจากการใช้ไฟฟ้าและการเผาไหม้<br />
เชื้อเพลิง<br />
16
Life Cycle Inventory<br />
LOGO<br />
ตารางที่ 4<br />
คุณสมบัติแท่งเชื้อเพลิง<br />
Parameter<br />
Briquette<br />
Ultimate Analysis<br />
Carbon (C) 41.8<br />
Oxygen (O) 33.9<br />
Nitrogen (N) 0.36<br />
Hydrogen (H) 5.8<br />
Sulphur (S) 0.04<br />
Proximate analysis<br />
Moisture Content (MC) 4.4<br />
Ash Content (AC) 18.1<br />
Volatile Matter (VM) 64.5<br />
Fixed Carbon (FC) 13.0<br />
Lower Heating Value (LHV) 16,384.54 kJ/kg 17
Life Cycle Inventory: การผลิตไฟฟ้าแก๊สซิฟิเคชั่น<br />
LOGO<br />
<strong>Gas</strong>ifier<br />
Material<br />
• แท่งเชื้อเพลิง<br />
• น้ า<br />
Energy<br />
พลังงานไฟฟ้า<br />
Cyclone<br />
Wet Scrubber system<br />
Filter<br />
Forced Draft<br />
Blower<br />
Electricity<br />
Generator<br />
18
Life Cycle Inventory: การผลิตไฟฟ้าแก๊สซิฟิเคชั่น<br />
LOGO<br />
ตารางที่ 5 บัญชีรายการข้อมูลที่เกี่ยวข้องในขั้นตอนการผลิตไฟฟ้าแก๊สซิฟิเคชั่น<br />
ใน 1 ปี<br />
Input<br />
Output<br />
การผลิตไฟฟ้าแก๊สซิฟิเคชั่น<br />
เครื่องจักร ระบบแก๊สซิฟิเคชั่น<br />
วัสดุที่ใช้<br />
น้ า 83,703.80 l<br />
แท่งเชื้อเพลิง 700,800 kg<br />
พลังงานที่ใช้ พลังงานไฟฟ้า 135,569.76 kWh<br />
ผลิตภัณฑ์<br />
กระไฟฟ้า 700,800 kWh<br />
มลพิษ/ของเสีย<br />
มลพิษจากการใช้ไฟฟ้าและการ<br />
เผาไหม้เชื้อเพลิง<br />
19
LOGO<br />
ขั้นตอนที่ 3<br />
การประเมินผลกระทบ<br />
Life Cycle Impact Assessment<br />
SimaPro 7.2<br />
20
การประเมินผลกระทบทางสิ่งแวดล้อม โดยอาศัยโปรแกรม SimaPro<br />
LOGO<br />
IPCC : International Panel on Climate Change<br />
ศักยภาพของแก๊สที่ก่อให้เกิดภาวะโลกร้อนเทียบเท่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์<br />
ชนิดก๊าซ<br />
ศักยภาพการเกิดภาวะโลกร้อน<br />
(<strong>100</strong> ปี)<br />
Carbon dioxide (CO 2 ) 1<br />
Methane (CH 4 ) 20<br />
Nitrous oxide (N 2 O) 296<br />
Hydrofluorocarbons (HFCs) 12 - 12,000<br />
Perfluorocarbons (PCFs) 5,700 - 11,900<br />
Sulfurhexafluoride (SF 6 ) 22,200<br />
ที่มา: IPCC Report Climate Change (The scientific basis). (2001)<br />
21
ปริมาณก๊าซเรือนกระจกที่เกิดขึ้นตลอดวัฏจักรชีวิตของ<br />
การผลิตไฟฟ้าแก๊สชีวมวล 1 kWh<br />
LOGO<br />
การขนส่ง<br />
1%<br />
Total 0.276 kg CO 2 -eq<br />
การผลิตไฟฟ้า<br />
แก๊สซิฟิเคชั่น<br />
42%<br />
การผลิตแท่ง<br />
เชื้อเพลิง<br />
57%<br />
การขนส่ง การผลิตแท่งเชื้อเพลิง การผลิตไฟฟ้า<br />
0.002 kg CO 2<br />
-eq 0.159 kg CO 2<br />
-eq 0.115 kg CO 2<br />
-eq<br />
22
LOGO<br />
ขั้นตอนที่ 4<br />
แปลผลการศึกษา<br />
Interpretation<br />
23
สรุปผลการวิจัย<br />
LOGO<br />
การปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เกิดจากการผลิตไฟฟ้าแก๊สชีวมวลจาก<br />
เชื้อเพลิงแกลบผสมกลีเซอรีน 1 kWh มีค่าเท่ากับ 0.276 kg CO 2 -eq<br />
การผลิตแท่งเชื้อเพลิง มีการปลดปล่อยก๊าชเรือนกระจกมากที่สุด คิดเป็น<br />
57% รองลงมา คือ การผลิตไฟฟ้าแก๊สซิฟิเคชั่นและการขนส่ง<br />
แหล่งที่มาส าคัญที่ก่อให้เกิดก๊าซเรือนกระจกคือ การใช้พลังงานไฟฟ้าใน<br />
ขั้นตอนการผลิตแท่งเชื้อเพลิงและการผลิตไฟฟ้าแก๊สซิฟิเคชั่น<br />
24
ข้อเสนอแนะ<br />
LOGO<br />
การลดผลกระทบที่เกิดจากการผลิตไฟฟ้าแก๊สชีวมวลนี้จึงควรมุ่งเน้นไป<br />
ที่การลดการใช้พลังงานไฟฟ้า โดยการพัฒนาและปรับปรุงกระบวนการ<br />
ผลิตให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น<br />
ท าการศึกษา LCA ของการผลิตไฟฟ้าจากชีวมวลประเภทอื่นๆ<br />
เพื่อให้เห็นข้อดีข้อด้อยของชีวมวลแต่ละประเภท<br />
25
เอกสารอ้างอิง<br />
LOGO<br />
[1] H. Fredriksson, A. Baky, S. Bernesson, A. Nordberg, O. Noren and P.-A. Hansson. Use of on-farm produced biofuels<br />
on organic farms-Evaluation of energy balances and environmental loads for three possible fuels. Agricultural<br />
Systems. Volume 89, Issue 1, July 2006, Pages 184-203.<br />
[2] <strong>Gas</strong>al C.M., Gabarrell X., Anton A., Rigola M., Carrasco J., Ciria P. and Rieradevall J. LCA of poplar bioenergy<br />
system compared with brassica carinata energy crop and natural gas in regional scenario. <strong>Biomass</strong> & Bioenergy.<br />
2008.<br />
[3] Martinez E.,Sanz F., Pellegrini S.,Jimenez E. and Blango J. Life cycle assessment of a multi-megawatt wild turbine.<br />
Renewable Energy 30, 2008. 1-7.<br />
[4] Ramjavon T. Life cycle assessment of electricity generation <strong>from</strong> bagasse in Mauritius. Journal of Cleaner Production<br />
16, 2008. 1727-1734.<br />
[5] Stayle D., and Jones M.B. Life-cycle environmental and economic impacts of energy-crop fuel-chains: an integrated<br />
assessment of potential GHG avoidance in Ireland. Environmental Science&Policy 11, 2008. 294-306.<br />
[6] Sampattagul, S. Life Cycle Impact Analysis and Development of NETS-GPI for Electricity Generation System in<br />
Thailand (pp. 22-23), Division of System Engineering, Graduate School of Engineering: Mie, Japan. 2005.<br />
[7] Carpentieri M., Corti A. and Lombardi. (2005). Life cycle assessment (LCA) of an integrated biomass gasification<br />
combined cycle (IBGCC) with CO 2 removal. Energy Conversion & Management 46. 1790-1808.<br />
26
LOGO<br />
ขอขอบคุณ<br />
มหาวิทยาลัยทักษิณ<br />
ผู้ให้การสนับสนุนเงินทุนวิจัย<br />
หน่วยวิจัยพลังงานลม-แสงอาทิตย์ มหาวิทยาลัยทักษิณ<br />
เอื้อเฟื้อสถานที่และอุปกรณ์เครื่องมือต่างๆ ในการวิจัย<br />
27
วิธีการประเมินผลกระทบ<br />
LOGO<br />
จ าแนกประเภทผลกระทบ<br />
การก าหนดบทบาท (Characterization)<br />
EP<br />
j<br />
<br />
<br />
Q<br />
i<br />
<br />
EF<br />
ij<br />
<br />
Qi : ปริมาณมลภาวะ i ที่ปล่อยออกมา (kg substance j)<br />
EF ij : ค่าเทียบเท่าของสาร i ที่ท าให้เกิดผลกระทบทางสิ่งแวดล้อม j<br />
28
การผลิตพลังงานไฟฟ้าของประเทศไทย<br />
LOGO<br />
การปันส่วนการผลิตพลังงานไฟฟ้าของประเทศไทยประจ าปี 2552 จ าแนกตามชนิดเชื้อเพลิง<br />
(ส านักงานนโยบายและแผนพัฒนาพลังงาน กระทรวงพลังงาน, 2552)<br />
29
เปรียบเทียบปริมาณก๊าซเรือนกระจกที่เกิดขึ้นตลอดวัฏจักรชีวิตของ<br />
การผลิตไฟฟ้าแก๊สชีวมวลและการผลิตไฟฟ้าของประเทศไทย 1 kWh<br />
LOGO<br />
Electric <strong>from</strong><br />
grid<br />
49%<br />
Electric <strong>from</strong><br />
biomass<br />
51%<br />
Electric <strong>from</strong> biomass Electric <strong>from</strong> grid<br />
0.276 kg CO 2<br />
-eq 0.264 kg CO 2<br />
-eq<br />
30
Change language