การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพอัดเม็ดจากการผสมผสานวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร

บทคัดย่อ

วัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรมีศักยภาพสูงในการใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับโรงไฟฟ้าชีวมวล อย่างไรก็ตามชีวมวลประเภทนี้มีคุณสมบัติและองค์ประกอบที่หลากหลาย และมีความผันแปรตามฤดูกาล แนวคิดการผสมผสานชีวมวลจึงเป็นกลยุทธ์ที่จะสามารถแก้ปัญหาข้อจำกัดดังกล่าว และสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางพลังงานให้แก่วัสดุ การศึกษาครั้งนี้ได้วิเคราะห์คุณสมบัติและคุณลักษณะของวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร 5 ประเภท ได้แก่ ตอซังข้าว (RB) ฟางข้าว (RW) ใบอ้อย (SL) ใบมันสำปะหลัง (CL) และเหง้ามันสำปะหลัง (CR) รวมทั้งศึกษาเทคนิคการผสมผสานวัสดุเพื่อการผลิตเชื้อเพลิงอัดเม็ดที่มีคุณภาพ การศึกษาได้คำนึงถึงปริมาณผลผลิตที่สามารถนำไปใช้ได้ตามฤดูกาล โดยให้ RB, RW, และ SL เป็นวัสดุหลักซึ่งมีปริมาณมากในพื้นที่ และวัสดุที่เหลือซึ่งมีปริมาณน้อยเป็นวัสดุเสริม ผลการศึกษาพบว่า CL, SL และ CR เป็นกลุ่มชีวมวลที่มีค่าความร้อนสูง (Higher Heating Value: HHV) สูงสุด คือ 19.29, 17.49 และ 16.92 MJ/kg ตามลำดับ ในขณะที่ RB และ RW มีค่าความร้อนสูงที่ต่ำกว่า (14.20 และ 14.31 MJ/kg ตามลำดับ) และมีระดับที่ต่ำกว่ามาตรฐานเชื้อเพลิงอัดเม็ด ดังนั้นจึงได้เสนอแนวทางการผสมผสานวัสดุชีวมวล เพื่อปรับปรุงคุณภาพทางพลังงานของวัสดุในการผลิตเชื้อเพลิงอัดเม็ด โดยเทคนิคการผสมผสานวัสดุ 2 ชนิด พบว่า วัสดุผสม SL:RW (80:20) มีค่าความร้อนที่สูงที่สุด 16.08 MJ/kg ในขณะที่การผสมผสานวัสดุ 3 ชนิด พบว่า วัสดุผสม SL:RW:RB (60:20:20) ให้ค่าความร้อนสูงถึง 15.68 MJ/kg การเพิ่มอัตราส่วนวัสดุเสริมที่มีค่าความร้อนสูงอย่างใบมัน (CL) และเหง้ามัน (CR) เป็นวัสดุผสม ส่งผลให้คุณภาพทางพลังงานของเชื้อเพลิงอัดเม็ดสูงขึ้น ตัวอย่างเชื้อเพลิงอัดเม็ดจากวัสดุผสมผสาน RW:CL (50:50) ให้ความร้อนสูงถึง 16.25 MJ/kg แนวทางการผสมผสานวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรสามารถแก้ปัญหาความผันแปรของวัสดุตามฤดูกาล และเป็นทางเลือกในการใช้วัสดุเหลือทิ้งเพื่อผลิตเชื้อเพลิง ลดปัญหาการขาดแคลนวัสดุและราคาต้นทุนที่สูงในบางฤดูกาล การใช้วัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรยังส่งผลดีต่อสิ่งแวดล้อม เช่น การลดการเผาวัสดุหลังเก็บเกี่ยว ได้เชื้อเพลิงที่เป็นกลางทางคาร์บอน และสนับสนุนให้เกิดเศรษฐกิจหมุนเวียน