การเสริมสร้างชุมชนเขียวอย่างยั่งยืนด้วยพลังงานทดแทน (ปีที่ 3)

บทคัดย่อ

แผนวิจัยฯ เรื่อง การเสริมสร้างชุมชนสีเขียวอย่างยั่งยืนด้วยพลังงานทดแทนนี้ เป็นแผนวิจัยฯ ที่ดำเนินการเป็นระยะที่ 3 โดยได้นำข้อมูลผลงานวิจัย ที่ได้ดำเนินการไปในระยะที่ 1 และ 2 มาถอดเป็นบทเรียน ซึ่งในระยะที่ 3 ทางแผนวิจัยฯ ได้คัดเลือกโครงการที่มีศักยภาพเป็นต้นแบบ สามารถนำไปใช้งานได้จริงในชุมชน โดยเทคโนโลยีพลังงานทดแทนที่พัฒนาขึ้น มุ่งเน้นเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม พลังงานชีวมวล และพลังงานหมุนเวียนแบบผสมผสาน ทั้งนี้ ให้มีการติดตาม ตรวจสอบการใช้พลังงานทดแทนในชุมชน โดยชุมชนสามารถนำเทคโนโลยีมาประยุกต์ใช้เอง, ตรวจสอบ, ซ่อมบำรุงเองได้ อีกทั้งยังเป็นการส่งเสริมให้ประชาชนเข้าใจเทคโนโลยี แก้ไขปัญหาในชุมชนตนเอง และเพิ่มรายได้ในชุมชน เป็นการเสริมสร้างชุมชนเขียวอย่างยั่งยืน อันจะนำไปสู่การพัฒนาและการขยายผลสู่ชุมชนอื่น นำไปสู่ชุมชนหรือเมืองอัจฉริยะ และผลงานวิจัยที่ได้รับในระยะที่ 3 ได้ถูกนำไปใช้ในการจัดทำแผนส่งเสริมนโยบายพลังงานทดแทน เพื่อขับเคลื่อนเชิงนโยบาย ช่วยในการกำหนดแผนนำร่อง ในการจัดทำยุทธศาสตร์การใช้พลังงานทดแทน ในพื้นที่ต่างๆ หรือในภาคส่วนอื่นๆ ต่อไปสำหรับการดำเนินงานในระยะที่ 3 แผนวิจัยฯ ได้พิจารณาให้โครงการที่มีศักยภาพสูงและปานกลาง ได้ถูกนำมาขยายผล ให้สามารถใช้เป็นต้นแบบและใช้งานได้จริง เพื่อให้สามารถสร้างชุมชนเขียวอย่างยั่งยืนด้วยเทคโนโลยีพลังงานทดแทนที่พัฒนาขึ้นมา ทั้งนี้การพิจารณาเลือกใช้เทคโนโลยีต่าง ๆ จะต้องคำนึงถึงสภาพพื้นที่ ความต้องการหรือปัญหาของประชาชนในพื้นที่ ประเภทและปริมาณของแหล่งพลังงาน ของเสียที่เกิดขึ้น รวมถึงความพร้อมของผู้ใช้ประโยชน์ ซึ่งโครงการย่อยที่ผ่านการพิจารณาให้ดำเนินการในระยะที่ 3 มีทั้งสิ้น 4 โครงการ ได้แก่ โครงการย่อยที่ 1 โครงการการเสริมสร้างชุมชนการใช้พลังงานสะอาดจากพลังงานทดแทน ในรูปแบบคาร์บอนสุทธิเกือบเป็นศูนย์โครงการได้ศึกษาระบบผลิตไฟฟ้าด้วยเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์พร้อมแบตเตอรี่, วัฏจักรแรงคินสารอินทรีย์ (ORC) โดยใช้ชีวมวลเป็นเชื้อเพลิง และเซลล์เชื้อเพลิงที่มีการจัดเก็บพลังงานในรูปไฮโดรเจนการทำงานของระบบ เริ่มจากโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์จะผลิตไฟฟ้า เพื่อจ่ายให้แก่เครื่องปรับอากาศในอาคารสำนักงาน รวมถึงใช้ในการเดินเครื่องอิเล็คโทรไลเซอร์ เพื่อผลิตไฮโดรเจนและกักเก็บไว้ในถังเก็บไฮโดรเจน และแบตเตอรี่ ในช่วงที่ความเข้มรังสีอาทิตย์ไม่เพียงพอ จะมีการดึงไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ไปใช้งาน เมื่อระดับกำลังไฟฟ้าลดต่ำลง ไฮโดรเจนที่เก็บไว้ในถังบรรจุ จะถูกนำมาผลิตไฟฟ้าผ่านเซลล์เชื้อเพลิง และกรณีกำลังไฟฟ้าที่แบตเตอรี่และถังไฮโดรเจนต่ำกว่าค่าที่กำหนดไว้ ระบบการผลิตไฟฟ้าด้วย ORC จะเริ่มทำงานเพื่อจ่ายไฟฟ้าเข้ามาในระบบ แนวทางการศึกษานี้ พลังงานที่ใช้ในอาคารสำนักงานจะมีค่าการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เข้าใกล้ศูนย์ สำหรับต้นทุนการผลิตไฟฟ้าของระบบรวม มีค่าเท่ากับ 6.5 บาทต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง ระยะเวลาคืนทุน 7 ปี ระบบสามารถลดปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เท่ากับ 69,470 kgCO2/ปี เทคโนโลยีนี้ เหมาะแก่การนำไปใช้ประโยชน์ในพื้นที่ห่างไกล โครงการย่อยที่ 2 โครงการการนำชีวมวลและของเสียเหลือทิ้งเป็นแหล่งพลังงานสำหรับชุมชนเขียวโครงการนี้ ได้ดำเนินการศึกษาวิจัยบนพื้นที่เกษตรกรรมในชุมชนท่ามะนาว อำเภอชัยบาดาล จังหวัดลพบุรี โดยแบ่งการวิจัยออกเป็น 3 ส่วน ได้แก่ ส่วนที่ 1 เป็นการผลิตไฟฟ้าจากก๊าซชีวภาพ ที่ได้จากการหมักมูลสุกรจากฟาร์มสุกร ซึ่งก๊าซชีวภาพที่ผลิตได้ จะถูกนำมาผ่านกระบวนการปรับปรุงคุณภาพก๊าซก่อนป้อนเข้าเครื่องยนต์สันดาปภายใน เทคโนโลยีนี้ สามารถผลิตไฟฟ้าทดแทนการใช้ไฟฟ้าจากสายส่งได้ 5,690.50 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อปี คิดเป็นระยะเวลาคืนทุน 3.91 ปี สามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เทียบกับการผลิตไฟฟ้าในระบบสายส่ง เท่ากับ 3,000 kgCO2/ปี ส่วนที่ 2 การผลิตเชื้อเพลิงแข็งด้วยเทคโนโลยีไบโอ ดราย เทคโนโลยีนี้ ได้นำเอาของเสียเหลือทิ้งจากครัวเรือนมาผ่านการคัดแยก และคัดเฉพาะของเสียที่เป็นขยะเปียก มาผ่านกระบวนการย่อยสลายด้วยเชื้อจุลินทรีย์ที่มีอยู่ในธรรมชาติ ซึ่งเทคนิคนี้สามารถช่วยลดเวลาการย่อยสลายของเสียเหลือทิ้งลงจาก 9 เดือน เหลือ 1 เดือน ของเสียที่ผ่านระบบการย่อยสลายด้วยเทคนิคไบโอดราย จะถูกนำไปผสมกับขยะพลาสติกและเศษชีวมวล เพื่อผลิตเป็นเชื้อเพลิงแท่ง RDF และใช้เป็นเชื้อเพลิงในเตาเผาต่อไป RDF จากขยะที่ผ่านการย่อยสลายด้วยเทคโนโลยีไบโอดรายนี้ จะมีต้นทุนการผลิต เท่ากับ 271.8 บาทต่อตัน ดังนั้น หากมีส่งเสริม และการจัดการขยะภายในชุมชนอย่างเป็นระบบ รวมถึงมีหน่วยงานหรือผู้ประกอบการรับซื้อเชื้อเพลิงRDF ที่ผลิตได้อย่างต่อเนื่อง เทคโนโลยีนี้ จะสามารถช่วยสร้างรายได้ให้แก่ชุมชนได้ ส่วนที่ 3 เป็นการผลิตถ่านคุณภาพสูงจากชีวมวลเหลือทิ้งจากภาคการเกษตร โดยในการศึกษาจะนำเอาชีวมวลเหลือทิ้งมาผ่านกระบวนการคาร์บอไนเซชั่น ที่อุณหภูมิ 800 องศาเซลเซียส ทำให้ได้ถ่านที่มีสมบัติเป็นถ่านกัมมันต์ มีค่าการดูดซับไอโอดีน อยู่ในช่วง 950-1100 มิลลิกรัมต่อกรัม ถ่านคุณภาพสูงที่ได้มีต้นทุนการผลิต เท่ากับ 65 บาทต่อกิโลกรัม มีระยะเวลาคืนทุน 10 เดือน ซึ่งเทคโนโลยีนี้จะสามารถช่วยสร้างรายได้ให้แก่เกษตรกรในพื้นที่ได้เช่นกันโครงการย่อยที่ 3 โครงการการพัฒนาระบบผลิตไฟฟ้าแบบผสมผสานกังหันลมและโซลาร์เซลล์ลอยน้ำขนาด15 กิโลวัตต์ สำหรับชุมชนเขียว กรณีศึกษา: ตลาดน้ำคูเมืองโบราณสุพรรณบุรี ต.รั้วใหญ่ อ.เมือง จ.สุพรรณบุรี โครงการนี้ ได้ผสมผสานเทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าด้วยพลังงานลม ร่วมกับพลังงานแสงอาทิตย์ในรูปเซลล์แสงอาทิตย์แบบลอยน้ำ ขนาดการผลิต 15 กิโลวัตต์ เพื่อใช้สำหรับแสงสว่าง ในพื้นที่ตลาดน้ำคูเมืองโบราณสุพรรณบุรี ต.รั้วใหญ่ อ.เมือง จ.สุพรรณบุรี ระบบผสมผสานนี้ จะมีต้นทุนการผลิตไฟฟ้า 4.05 บาทต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง และมีระยะเวลาคืนทุน 7 ปี ระบบสามารถลดปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) จากการใช้พลังงานทดแทน แทนการใช้ไฟฟ้าที่ผลิตได้จากเชื้อเพลิงฟอสซิล (ไฟฟ้าสายส่ง) เท่ากับ 25,440 kgCO2/ปี นอกจากนี้ โครงการยังได้ศึกษาการติดตั้งแผ่นระบายความร้อนสำหรับโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์แบบลอยน้ำ ซึ่งพบว่า เทคนิคดังกล่าวสามารถลดอุณหภูมิโมดูล จาก 65 องศาเซลเซียส ลงเหลือ 45 องศาเซลเซียส โดยสามารถผลิตไฟฟ้าได้เพิ่มขึ้น 10%โครงการย่อยที่ 4 โครงการการเสริมสร้างชุมชนเขียวในการทำฟาร์มเลี้ยงปลาอัจฉริยะในจังหวัดเชียงใหม่เพื่อลดปริมาณการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล โครงการนี้ได้นำเซลล์แสงอาทิตย์มาใช้ในการผลิตไฟฟ้า เพื่อใช้ในระบบอัดอากาศและระบบเติมออกซิเจน ในบ่อเพาะพันธุ์ และเพาะเลี้ยงปลาของกลุ่มเกษตรกรผู้เพาะพันธุ์ และเพาะเลี้ยงปลาเศรษฐกิจ (ปลานิล) ในจังหวัดเชียงใหม่ จำนวน 5 พื้นที่ โดย 4 พื้นที่มีการติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบเชื่อมต่อกับสายส่งการไฟฟ้า ขนาดกำลังติดตั้ง 1.8 - 2.7 กิโลวัตต์ และอีก 1 พื้นที่ได้ติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบอิสระที่ใช้งานร่วมกับแบตเตอรี่ ขนาดกำลังติดตั้ง 0.945 กิโลวัตต์ ระบบที่ติดตั้งทั้ง 5 พื้นที่ สามารถลดการใช้พลังงานไฟฟ้าจากระบบไฟฟ้าพื้นฐานลงได้ 54% หรือคิดเป็น 11,379.60 กิโลวัตต์-ชั่วโมง/ปี เกิดผลประหยัดประมาณ 47,793.70 บาท/ปี และมีระยะเวลาคืนทุนอยู่ในช่วง 6.27-6.93 ปี ระบบดังกล่าวสามารถลดปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) จากการใช้พลังงานทดแทน แทนการใช้ไฟฟ้าที่ผลิตได้จากเชื้อเพลิงฟอสซิล ได้ 6,383.90 kg CO2/ปี ทั้งนี้ ข้อมูลต่าง ๆ จะถูกเก็บรวบรวมไว้ในระบบบริหารและจัดการแบบรวมศูนย์ ณ มหาวิทยาลัยแม่โจ้ และแอปพลิเคชั่นสำหรับบริหารจัดการบ่อเลี้ยงปลาเศรษฐกิจ ซึ่งระบบและแอปพลิเคชั่น ได้ถูกพัฒนาขึ้น เพื่อสมาชิกผู้เพาะเลี้ยงปลาเศรษฐกิจ รับรู้การเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมภายในบ่อที่อาจส่งผลกระทบต่อการเลี้ยงปลา และยังสามารถสั่งแก้ไขได้ทันเวลา ช่วยลดความเสี่ยง และลดอัตราการสูญเสียที่อาจจะเกิดขึ้นระหว่างการเพาะเลี้ยงได้จากผลการวิจัยด้านเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม พลังงานชีวมวล และพลังงานหมุนเวียนแบบผสมผสาน รวมถึงเทคโนโลยีการบริหารจัดการข้อมูลแบบรวมศูนย์ และการพัฒนาแอพพลิเคชั่น ซึ่งดำเนินการโดยโครงการย่อยภายใต้แผนวิจัยฯ ข้างต้น สามารถนำมาใช้เป็นข้อมูลในการจัดทำแผนส่งเสริมนโยบายพลังงานทดแทน โดยแบ่งเป็นแผนระยะสั้น (2565-2569) และแผนระยะยาว (2570-2580) เพื่อใช้ส่งเสริมนโยบายด้านพลังงานทดแทนในเชิงรุกได้ต่อไปคำสำคัญ: พลังงานทดแทน, ชุมชนสีเขียว, การใช้ประโยชน์อย่างยั่งยืน

คำสำคัญ