ผลิตไฟฟ้าด้วยเทคโนโลยีประสิทธิภาพสูง ผ่านกังหันก๊าซ 9HA

พลังงานทางเลือกที่เป็นพลังงานสะอาดจะเป็นมาตรการสำคัญที่ภาครัฐสนับสนุนมาโดยตลอด แต่จากข้อมูลของสำนักนโยบายและแผนพลังงาน กระทรวงพลังงาน ในปี 2563 ระบุว่า ก๊าซธรรมชาติ ถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงผลิตไฟฟ้าถึงร้อยละ 55 ซึ่งสะท้อนว่าการใช้ก๊าซธรรมชาติ ยังคงมีความจำเป็นเพื่อความมั่นคงทางพลังงานของประเทศไทย ดังนั้น โจทย์ใหญ่ที่สำคัญที่สุดในตอนนี้ คือการพัฒนาวิธีการผลิตพลังงานจากก๊าซธรรมชาติให้คุ้มค่าและสามารถเปลี่ยนผ่านไปยังยุคของพลังงานสะอาดได้ 

การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย หรือ กฟผ.  เป็นองค์กรรัฐวิสาหกิจที่ทำหน้าที่หลักในการป้อนกระแสไฟฟ้าหล่อเลี้ยงครัวเรือนไทย โดยกว่า 8,000 เมกะวัตต์ (MW) ที่กฟผ. ผลิตได้ในปี 2564 นั้นเป็นโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วม หรือโรงไฟฟ้าที่ใช้พลังงานความร้อนจากไอน้ำและก๊าซธรรมชาติมาเป็นตัวปั่นกังหันให้เกิดกระแสไฟฟ้า และในปัจจุบัน กฟผ. ก็เลือกใช้กังหันก๊าซ รุ่น 9HA เป็นเครื่องมือหลักสำหรับการผลิตกระแสไฟฟ้า

กังหันก๊าซ 9HA เป็นกังหันที่ผลิตโดยเจเนอรัล อิเล็กทริก (General Electric: GE) บริษัทผู้ผลิตเครื่องจักรสำหรับกำเนิดกระแสไฟฟ้าอันดับต้น ๆ ของโลก มีหลักการทำงานพื้นฐานด้วยการดึงอากาศและก๊าซธรรมชาติเข้ามาทำการจุดระเบิดเพื่อเผาไหม้ภายในระบบกังหันก๊าซและปั่นใบพัด ระบบที่ว่านี้ยังคล้ายคลึงกับการทำงานของเครื่องไอพ่นของเครื่องบินในปัจจุบันด้วยเช่นกัน

ดร.พีรธรัชต์ อิฐรัตนโชค ผู้จัดการประจำประเทศไทย ธุรกิจพลังงานก๊าซ จีอี (GE Energy) กล่าวว่าการผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยความร้อนเดิมทีเริ่มจากการใช้กังหันไอน้ำ ตั้งแต่ยุคที่ใช้หม้อต้ม (Boiler) ด้วยน้ำมันเตา หรือน้ำมันดีเซล ก่อนจะนำก๊าซธรรมชาติมาใช้ต้มน้ำ ซึ่งสุดท้ายแล้วก็เกิดการพัฒนากังหันแก๊สขึ้นมาใช้งานร่วมกันกับกังหันไอน้ำที่ใช้เชื้อเพลิงแบบเดียวกัน เพียงแต่ในอดีตกังหันก๊าซมีประสิทธิภาพ 20 - 30 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงที่เป็นวัตถุดิบในการสร้างกระแสไฟฟ้า 

แต่ในปัจจุบัน กังหันก๊าซ 9HA สามารถให้ความคุ้มค่าในการผลิตกระแสไฟฟ้าเมื่อเทียบกับปริมาณเชื้อเพลิงอยู่ที่ 64 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งหมายความว่าต้นทุนค่าไฟจะถูกลงเพราะมีประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และปริมาณก๊าซธรรมชาติที่ต้องใช้ผลิตไฟฟ้า โดยมีการใช้งานในประเทศฝรั่งเศส มาเลเซีย ญี่ปุ่น จีน อินโดนีเซีย เวียดนาม กรีซ และโปแลนด์แล้ว และประเทศไทยก็นำกังหันก๊าซ 9HA มาติดตั้งที่อำเภอบางประกงโดยการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) จำนวน 2 เครื่อง

ดร.พีรธรัชต์ อิฐรัตนโชค ยังกล่าวเสริมอีกด้วยว่า กังหันก๊าซ 9HA แต่ละตัวมีกำลังการผลิตอยู่ที่ 1,400 เมกะวัตต์ (MW) หรือเทียบเท่ากับเครื่องยนต์ที่มีพละกำลัง 1,900,000 แรงม้า ซึ่งทำงานอย่างต่อเนื่อง แต่ใช้พื้นที่ทั้งระบบน้อยมากเมื่อเทียบกับการผลิตด้วยแบบอื่น โดยยกตัวอย่างเปรียบเทียบกับการผลิตไฟฟ้าด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ที่ต้องติดตั้งโซลาร์เซลล์บนพื้นที่ถึง 14,000 ไร่ เพื่อให้ได้กำลังการผลิตเท่ากับโรงไฟฟ้าความร้อนร่วมที่ 1,400 เมกะวัตต์ (MW)

กังหันก๊าซ 9HA จะทำงานที่อุณหภูมิ 1,400 องศาเซลเซียส ด้วยการปล่อยอากาศและก๊าซธรรมชาติเพื่อให้เกิดการเผาไหม้ภายในระบบ อากาศจะเข้าไปในระบบด้วยการดูดเข้าไป และทำให้มีอุณหภูมิที่สูงขึ้นด้วยการบีบอัดอากาศจนเกิดความดัน ก่อนจะเข้าสู่ห้องเผาไหม้ในกังหันก๊าซ อากาศที่มีอุณหภูมิสูงจะทำปฏิกิริยาเผาไหม้ก๊าซธรรมชาติ เกิดเป็นพลังงานกลขับเคลื่อนแกนหมุน ณ ตรงกลางของกังหัน การหมุนแกนนี้จะทำให้เกิดการสร้างกระแสไฟฟ้าขึ้นและส่งออกไปยังระบบจ่ายไฟ

ดร.พีรธรัชต์ อิฐรัตนโชค มองว่ากระบวนการทำงานของกังหันก๊าซเป็นกระบวนการที่สามารถใช้ก๊าซที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมาทดแทนก๊าซธรรมชาติได้ในอนาคต เช่น ก๊าซไฮโดรเจน หรือแอมโมเนีย ทำให้กระบวนการนี้เป็นการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทั้งหมด “ผมเชื่อว่า นี่เป็นจุดเปลี่ยนถ่าย เพื่อไปหาเชื้อเพลิงสะอาด ซึ่งเรามีความพร้อมอยู่แล้ว ในแง่ของโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซทั่วประเทศ” ดร.พีรธรัชต์ กล่าวทิ้งท้ายกับ TNN Tech

ที่มาข้อมูล GE

ที่มารูปภาพ การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย