ธิระศักดิ์ เสภากล่อม
ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

อาจเนื่องมาจากการเพิ่มขึ้นของจำนวนประชากร การขยายตัวของชุมชน การกระตุ้นทางเศรษฐกิจจากภาครัฐบาล การส่งเสริมและการพัฒนาการท่องเที่ยว รวมถึงการขยายตัวทางเศรษฐกิจและสังคมในปัจจุบัน ส่งผลให้มีการผลิตสินค้าและบรรจุภัณฑ์ ในรูปแบบต่าง ๆ เกิดขึ้นมากมาย เพื่อตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคมากขึ้น ซึ่งสินค้า และบรรจุภัณฑ์ส่วนใหญ่มีการผลิตที่ซับซ้อน ใช้องค์ประกอบที่กำจัดยาก

อีกทั้งประชาชนไม่เห็นความสำคัญในการคัดแยกขยะมูลฝอยและของเสียอันตรายชุมชน ณ แหล่งกำเนิดเพื่อนำกลับมาใช้ประโยชน์ จึงก่อให้เกิดขยะล้นเมือง เป็นภาระหนักต่อการคัดแยกและทำลาย ซึ่งทำให้ประเทศต้องสูญเสียค่าใช้จ่ายเป็นจำนวนมหาศาลต่อปี

จากจำนวนปริมาณขยะมูลฝอยที่เกิดขึ้นทั่วประเทศ 14.3 ล้านตัน หรือ 39,221 ตันต่อวัน เป็นจำนวนที่เพียงพอต่อการนำขยะเหล่านี้มาเปลี่ยนพลังงานได้ โดยปริมาณขยะ 100 ตัน สามารถผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 1 MW

ดังนั้นด้วยศักยภาพของขยะที่มีอยู่เหล่านี้จึงสามารถผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 150 MW และปัจจุบันมีหลายหน่วยงาน ทั้งภาครัฐ เอกชน และส่วนท้องถิ่น ได้เล็งเห็นถึงความสำคัญในการแปลงขยะเป็นพลังงานด้วยเทคโนโลยีและรูปแบบต่าง ๆ ซึ่งทำให้สามารถนำพลังงานกลับมาใช้ได้อย่างคุ้มค่า 

เป็นการพัฒนาและปรับปรุงระบบฝังกลบขยะมูลฝอยเพื่อลดการปล่อยออก (Emission) ของก๊าซมีเทนที่เกิดจากกระบวนการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic Digestion) ภายในหลุมฝังกลบ ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจก (Green House Gas: GHG) ที่ก่อให้เกิดปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลก หรือภาวะโลกร้อน (Global Warming)

ดังนั้นโครงการผลิตพลังงานโดยใช้ก๊าซชีวภาพจากหลุมฝังกลบขยะมูลฝอยซึ่งเป็นการกู้คืนมีเทน (Methane Recovery) จึงเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่สามารถลดปัญหาดังกล่าว และเป็นการทดแทนการใช้เชื้อเพลิงจากฟอสซิลในการผลิตพลังงาน

ทั้งนี้ควรมีการพิจารณาปัจจัยหลักต่าง ๆ เช่น ปริมาณขยะมูลฝอยในพื้นที่ฝังกลบตลอดอายุการดำเนินงานฝังกลบ (เฉลี่ยประมาณ 20 ปี) ที่เหมาะสมที่จะนำมาผลิตกระแสไฟฟ้าควรมีปริมาณไม่น้อยกว่า 1 ล้านตันขึ้นไป (อ้างอิงจาก Landfill Methane Outreach Program: LMOP โดย U.S.EPA.) เนื่องจากปริมาณก๊าซที่เกิดขึ้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับปริมาณขยะมูลฝอยที่นำมาฝังกลบในพื้นที่โครงการ นอกจากนี้ยังมีปัจจัยด้านความลึกของชั้นฝังกลบขยะมูลฝอยซึ่งควรมีความลึกมากกว่า 12 เมตรขึ้นไป      

รวมทั้งปัจจัยอื่น ๆ ได้แก่ องค์ประกอบขยะมูลฝอย สภาวะไร้ออกซิเจนในพื้นที่ฝังกลบ ความชื้น สภาพความเป็นกรด และอุณหภูมิ โดยกลุ่มประเทศที่มีการผลิตพลังงานโดยใช้ก๊าซชีวภาพจากหลุมฝังกลบขยะมูลฝอยกันมาก ได้แก่ ประเทศในกลุ่มยุโรป อเมริกา แคนาดา ออสเตรเลีย นิวซีแลนด์ และประเทศในแถบเอเชีย (เกาหลีใต้ ฟิลิปปินส์ เป็นต้น) 

รูปที่ 1 หลุมฝังกลบขยะมูลฝอย

สำหรับประเทศไทยเองได้มีการริเริ่มโครงการนำร่องขึ้นในปี พ.ศ. 2538 โดยศูนย์ปฏิบัติการวิศวกรรมพลังงานและสิ่งแวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ได้เริ่มดำเนินโครงการบำบัดและใช้ประโยชน์จากขยะ โดยได้รับงบประมาณจากมูลนิธิชัยพัฒนาเพื่อจัดตั้งกองทุนบำบัดและใช้ประโยชน์จากขยะตามแนวพระราชดำริพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ฯ

ซึ่งมีเป้าหมายในการผลิตกระแสไฟฟ้าขนาด 650 กิโลวัตต์จากพื้นที่ประมาณ 65 ไร่ ของแหล่งฝังกลบขยะอย่างถูกหลักสุขาภิบาลกำแพงแสน และอยู่ห่างจากโรงไฟฟ้าซึ่งตั้งอยู่ภายในมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์กำแพงแสน 1.7 กิโลเมตร ปัจจุบันอยู่ระหว่างการเริ่มต้นดำเนินโครงการระยะที่ 3 เพื่อเดินเครื่องผลิตกระแสไฟฟ้าเครื่องที่ 1 ขนาดกำลังผลิต 435 กิโลวัตต์ 

ก๊าซชีวภาพที่ได้จากหลุมฝังกลบขยะมูลฝอย เกิดจากปฏิกิริยาการย่อยสลายทางชีวเคมีของขยะมูลฝอยในบริเวณหลุมฝังกลบ โดยช่วงแรกจะเป็นการย่อยสลายแบบใช้อากาศ จากนั้นจึงเป็นการย่อยสลายแบบไม่ใช้อากาศทำให้ได้ก๊าซมีเทน คาร์บอนไดออกไซด์ แอมโมเนีย คาร์บอนมอนอกไซด์ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ไนโตรเจน 

โดยปริมาณของก๊าซมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์ที่ได้จะมีมากกว่าก๊าซชนิดอื่น ๆ ซึ่งถ้ามีความเข้มข้นมีเทนมากกว่า 50% ขึ้นไป จะสามารถนำไปใช้ประโยชน์ในการผลิตพลังงานได้ 

1. ระบบบำบัดขั้นต้น (Pre-treatment System) ได้แก่ การคัดแยก การบดย่อยขยะมูลฝอยให้มีขนาดเล็กลง เพื่อปรับปรุงลักษณะสมบัติขยะมูลฝอย ลดระยะเวลาการบำบัดน้ำชะขยะ/การปนเปื้อนต่อสิ่งแวดล้อม เพิ่มอัตราการผลิตก๊าซมีเทน และช่วยให้มีการทรุดตัวของขยะมูลฝอยดีขึ้น 

2. การดำเนินการฝังกลบในพื้นที่ ได้แก่ ระบบฝังกลบแบบพื้นที่ (Area Method) การฝังกลบแบบร่อง (Trench Method) และการฝังกลบแบบบ่อ (Ram Method) 

3. ระบบควบคุมทางด้านสิ่งแวดล้อม ได้แก่ ระบบรวบรวมน้ำชะขยะ (Leachate Collection System) ระบบบำบัดน้ำเสีย และระบบติดตามตรวจสอบน้ำใต้ดิน (Groundwater Monitoring System) และน้ำผิวดิน 

4. ระบบรวบรวมก๊าซชีวภาพ ได้แก่ Passive System เป็นระบบควบคุมก๊าซชีวภาพที่ง่ายที่สุด มักจะใช้งานกับสถานที่ฝังกลบขนาดเล็ก, Active System มักถูกประยุกต์ใช้งานกับสถานที่ฝังกลบขนาดกลางหรือใหญ่ และ Physical Barrier เพื่อป้องกันก๊าซชีวภาพแพร่กระจายออกทางผิวหน้าของหลุมฝังกลบ ซึ่งรวมถึงระบบติดตามตรวจสอบการรั่วไหลของก๊าซชีวภาพ (Perimeter Monitoring System) จากพื้นที่ฝังกลบ 

5. ระบบผลิตพลังงานจากก๊าซชีวภาพ ทางเลือกในการใช้ประโยชน์ก๊าซชีวภาพที่ได้จากหลุมฝังกลบขยะมูลฝอยมีอยู่ 3 แนวทาง คือ การใช้ประโยชน์ในพื้นที่โครงการหรือพื้นที่ใกล้เคียงในรัศมีไม่เกิน 3 กิโลเมตร การผลิตกระแสไฟฟ้า (Electricity Generation) โดยใช้ IC Engine หรือ Gas Engine และการส่งเข้าสู่ระบบท่อก๊าซ (Pipeline Injection) ในรูปของก๊าซคุณภาพปานกลาง (30-50%มีเทน) หรือก๊าซคุณภาพสูง (95% มีเทน)

6. การปิดพื้นที่ฝังกลบขยะมูลฝอย แบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ การปิดชั้นฝังกลบรายวัน (Daily Cover) การปิดชั้นฝังกลบบริเวณด้านบนและด้านข้าง (Intermediate Cover) และการปิดชั้นฝังกลบขั้นสุดท้าย (Final Cover) 

ทั้งนี้ในการออกแบบระบบฝังกลบขยะมูลฝอยแบบถูกหลักสุขาภิบาลนั้น จะเป็นไปตามมาตรฐานเกณฑ์การออกแบบที่กำหนดโดยกรมควบคุมมลพิษและมาตรฐานสากล สำหรับการผลิตพลังงานโดยใช้ก๊าซชีวภาพจากหลุมฝังกลบขยะมูลฝอย 

- สามารถใช้ประโยชน์จากก๊าซชีวภาพที่ได้หลุมฝังกลบขยะมูลฝอยได้หลายทาง เช่น การนำไปผลิตเป็นพลังงานกระแสไฟฟ้า ใช้เป็นเชื้อเพลิงโดยตรงทดแทนก๊าซธรรมชาติ ใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับหม้อไอน้ำในงานอุตสาหกรรม ใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับยานพาหนะโดยผ่านกระบวนการปรับปรุงคุณภาพก๊าซและทำให้เป็นของเหลว ผลิตเป็นเอธานอล และใช้เป็นแหล่งไฮโดรเจนสำหรับเซลล์เชื้อเพลิง (Fuel Cell) 

- ลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล โดยใช้ก๊าซชีวภาพเป็นแหล่งพลังงานทดแทน
- ลดค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานของเจ้าของโครงการ เนื่องจากมีรายได้จากการขายไฟฟ้ามาทดแทนลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล โดยใช้ก๊าซชีวภาพเป็นแหล่งพลังงานทดแทน

- ช่วยลดปัญหาเหตุเดือดร้อนรำคาญเนื่องจากกลิ่น แมลง และสัตว์พาหะนำโรค
- ลดปัญหาความเสี่ยงของความเป็นพิษและสารก่อมะเร็ง (Carcinogenic Substance) ในก๊าซชีวภาพจากหลุมฝังกลบขยะมูลฝอย
- ลดความเสี่ยงจากการเกิดระเบิดและไฟไหม้จากก๊าซชีวภาพที่เกิดจากหลุมฝังกลบ
- ลดสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (Volatile Organic Compounds)
- ช่วยลดปัญหาภาวะโลกร้อนที่เกิดจากการระเหยก๊าซมีเทนจากหลุมฝังกลบขยะมูลฝอย 

พลังงานที่ผลิตได้จากระบบขึ้นอยู่กับปริมาณก๊าซชีวภาพที่เกิดจากหลุมฝังกลบขยะมูลฝอย ซึ่งขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ได้แก่ ปริมาณและลักษณะคุณสมบัติขยะมูลฝอย การดำเนินงานฝังกลบในพื้นที่และความหนาแน่นของชั้นฝังกลบขยะมูลฝอย ความชื้น และระบบการจัดการก๊าซชีวภาพที่เกิดจากหลุมฝังกลบ (ประสิทธิภาพระบบรวบรวมก๊าซชีวภาพจากหลุมฝังกลบเฉลี่ยประมาณ 70-85%) และระบบผลิตพลังงานที่เลือกใช้ โดยปริมาณก๊าซที่เกิดขึ้นจากหลุมฝังกลบขยะมูลฝอย จากการประเมินด้วยวิธีการคาดการณ์ต่าง ๆ กันมีดังนี้ (U.S.EPA., November 1996) 

- วิธีการประเมินคร่าว ๆ (Rough Estimation) จะเกิดก๊าซชีวภาพประมาณ 6-18 ล้านลูกบาศก์เมตร/ปี สำหรับปริมาณขยะในพื้นที่ 1-3 ล้านตัน 

- แบบจำลองการย่อยสลายลำดับที่ 1 (First Order Decay Model) จะเกิดก๊าซชีวภาพประมาณ 7-32 ล้านลูกบาศก์เมตร/ปี สำหรับปริมาณขยะในพื้นที่ 1-3 ล้านตัน 

- ประเมินจากปริมาณขยะที่นำมาฝังกลบในพื้นที่ (Waste in Place Model) จะเกิดก๊าซชีวภาพประมาณ 9-20 ล้านลูกบาศก์เมตร/ปี สำหรับปริมาณขยะในพื้นที่ 1-3 ล้านตัน

การใช้กระบวนการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนในการจัดการขยะมูลฝอยชุมชน โดยทั่วไปสามารถแบ่งการทำงานออกเป็น 3 ขั้นตอน ประกอบด้วย 

1. การบำบัดขั้นต้น (Pre-treatment/Front-end Treatment) ซึ่งประกอบด้วยการคัดแยก (Sorting) ขยะมูลฝอยอินทรีย์จากขยะมูลฝอยรวม หรือการคัดแยกสิ่งปะปนออกจากขยะมูลฝอยอินทรีย์ และลดขนาด (Size Reduction) ของขยะมูลฝอยอินทรีย์ให้เหมาะสมสำหรับการย่อยสลาย และเพื่อให้เกิดความสม่ำเสมอ (Homogeneity) ของสารอินทรีย์ที่จะป้อนเข้าสู่ระบบ (Feed Substrate) รวมทั้งเพื่อป้องกันความเสียหายที่จะเกิดขึ้นกับระบบ ซึ่งโดยทั่วไประบบบำบัดขั้นต้นสำหรับเทคโนโลยีย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 แบบ คือ       

(1) Dry Separation Process ซึ่งมักจะใช้ Rotary Screen เป็นอุปกรณ์สำคัญในการคัดแยกขยะมูลฝอยอินทรีย์ และใช้ Shredder ในการบดย่อยขยะมูลฝอยอินทรีย์ให้มีขนาดเหมาะสำหรับการย่อยสลาย (2) Wet Separation Process จะใช้หลักการคัดแยกสิ่งปะปนออกจากขยะมูลฝอยอินทรีย์โดยวิธีการจม-ลอย (Sink-Float Separation) ซึ่งส่วนใหญ่จะมีอุปกรณ์สำคัญที่เรียกว่า Pulper ทำหน้าที่ในการคัดแยกและบดย่อยขยะมูลฝอยอินทรีย์ 

2. การย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic Digestion) ซึ่งเป็นขั้นตอนการผลิตก๊าซชีวภาพจากขยะมูลฝอยอินทรีย์สำหรับนำไปใช้เป็นพลังงาน และเพื่อทำให้ขยะมูลฝอยอินทรีย์ถูกย่อยสลายเปลี่ยนเป็นอินทรียวัตถุที่มีความคงตัว ไม่มีกลิ่นเหม็น ปราศจากเชื้อโรคและเมล็ดวัชพืช โดยอาศัยการทำงานของจุลินทรีย์ในสภาพที่ไร้ออกซิเจน       

ซึ่งขั้นตอนการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนนี้สามารถแบ่งออกได้ 2 ประเภทหลัก ๆ คือ Dry Digestion Process และ Wet Digestion Process ซึ่งมีการควบคุมการป้อนสารอินทรีย์เข้าสู่ระบบให้ปริมาณของแข็งทั้งหมด (Total Solid Content) ให้เป็นประมาณร้อยละ 20-40 และน้อยกว่าร้อยละ 20 ตามลำดับ 

3. การบำบัดขั้นหลัง (Post-treatment) ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นขั้นตอนการจัดการกากตะกอนจากการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนให้มีความคงตัวมากขึ้น เช่น การนำไปหมักโดยใช้ระบบหมักปุ๋ยแบบใช้อากาศ รวมทั้งการคัดแยกเอาสิ่งปะปนต่าง ๆ เช่น เศษพลาสติกและเศษโลหะออกจาก Compost โดยใช้ตะแกรงร่อน ตลอดจนการปรับปรุงคุณภาพของ Compost ให้เหมาะสมกับการนำไปใช้ประโยชน์ในการเพาะปลูกพืช เช่น การอบเพื่อฆ่าเชื้อโรคและลดความชื้น เป็นต้น

รูปที่ 2 ถังหมักก๊าซชีวภาพแบบไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic Digestion)

โดยทั่วไปการใช้เทคโนโลยีย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนในการบำบัดขยะมูลฝอยอินทรีย์ 1 ตัน จะได้ก๊าซชีวภาพประมาณ 100-200 ลูกบาศก์เมตร ก๊าซชีวภาพที่ได้จะมีมีเทนเป็นองค์ประกอบประมาณร้อยละ 55-70 และมีค่าความร้อนประมาณ 20-25 เมกะจูลต่อลูกบาศก์เมตร 

ซึ่งพลังงานประมาณร้อยละ 20-40 ของพลังงานของก๊าซชีวภาพที่ผลิตได้ จะถูกนำมาใช้ในระบบทั้งในรูปของพลังงานไฟฟ้าและพลังงานความร้อน และจะมีพลังงานไฟฟ้าส่วนที่เหลือประมาณ 75-150 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อตันขยะ ที่สามารถส่งออกไปจำหน่ายได้ 

- ลดการใช้พื้นที่ในการกำจัดขยะมูลฝอย เมื่อเทียบกับระบบฝังกลบแบบถูกหลักสุขาภิบาล และระบบหมักปุ๋ยแบบใช้อากาศแบบดั้งเดิม (Conventional Anaerobic Composting) 
- สามารถใช้บำบัดขยะมูลฝอยอินทรีย์ในที่ซึ่งการฝังกลบขยะมูลฝอยอินทรีย์ในพื้นที่ฝังกลบแบบถูกหลักสุขาภิบาลไม่เป็นที่ยอมรับ

- สามารถลดปริมาณขยะมูลฝอยที่จะต้องกำจัดในขั้นตอนสุดท้าย
- สามารถหมักร่วมกับของเสียอินทรีย์ประเภทอื่น (Co-digestion) เช่น เศษวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร มูลสัตว์ต่าง ๆ และของเสียจากโรงงานอุตสาหกรรม  

กระบวนการผลิตก๊าซเชื้อเพลิงจากขยะ (MSW Gasification) เป็นกระบวนการทำให้ขยะเป็นก๊าซโดยการทำปฏิกิริยาสันดาปแบบไม่สมบูรณ์ (Partial Combustion) กล่าวคือสารอินทรีย์ในขยะจะทำปฏิกิริยากับอากาศหรือออกซิเจนปริมาณจำกัด ทำให้เกิดก๊าซซึ่งมีองค์ประกอบหลัก ได้แก่ คาร์บอนมอนอกไซด์ ไฮโดรเจนและมีเทน เรียกว่า Producer Gas                        

ในกรณีที่ใช้อากาศเป็นก๊าซทำปฏิกิริยา ก๊าซเชื้อเพลิงที่ได้จะมีค่าความร้อนต่ำประมาณ 3 - 5 MJ/Nm3 แต่ถ้าใช้ออกซิเจนเป็นก๊าซทำปฏิกิริยา ก๊าซเชื้อเพลิงที่ได้จะมีค่าความร้อนสูงกว่าคือ ประมาณ 15–20 MJ/Nm3 

กระบวนการผลิตก๊าซเชื้อเพลิงจากเชื้อเพลิงแข็งประกอบไปด้วยกระบวนการสลายตัว (Decomposition) และกระบวนการกลั่นสลาย (Devolatilization) ของโมเลกุลสารอินทรีย์ในขยะ ที่อุณหภูมิสูงประมาณ 1,200 - 1,400 ^oC ในบรรยากาศที่ควบคุมปริมาณออกซิเจน เพื่อผลิตสารระเหยและถ่านชาร์ ในขั้นตอนของกระบวนการกลั่นสลายหรือที่เรียกว่าไพโรไลซิส (Pyrolysis) 

ขยะจะสลายตัวด้วยความร้อนเกิดเป็นสารระเหยเช่น มีเทน และส่วนที่เหลือยังคงสภาพของแข็งอยู่เรียกว่า ถ่านชาร์ สารระเหยจะทำปฏิกิริยาสันดาปแบบไม่สมบูรณ์ต่อที่อุณหภูมิสูงหรือปฏิกิริยาทุติยภูมิ (Secondary Reaction) ในขณะที่ถ่านชาร์จะถูกก๊าซซิฟายต่อโดยอากาศ ออกซิเจน หรือไอน้ำ ได้เป็นก๊าซเชื้อเพลิง 

ปฏิกิริยาที่กล่าวมาทั้งหมดนี้จะเป็นตัวกำหนดองค์ประกอบของก๊าซเชื้อเพลิง ซึ่งปัจจัยหลักที่จะกำหนดการเกิดปฏิกิริยาดังกล่าวคืออุณหภูมิภายในเครื่องปฏิกรณ์ เช่น ถ้า Residence Time ในบริเวณ Hot Zone ของเครื่องปฏิกรณ์น้อยเกินไป หรืออุณหภูมิต่ำเกินไป จะทำให้โมเลกุลขนาดกลางไม่เกิดการสันดาปและจะหลุดออกไปเกิดการควบแน่นที่บริเวณ Reduction Zone เป็นน้ำมันทาร์ 

รูปแบบการใช้งานก๊าซเชื้อเพลิง (เช่น ให้ความร้อนโดยตรง ผลิตไฟฟ้า หรือใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับพาหนะ) จะเป็นตัวกำหนดองค์ประกอบของก๊าซเชื้อเพลิง การกำจัดปริมาณของน้ำมันทาร์และฝุ่นละอองในก๊าซเชื้อเพลิง 

ปัจจัยที่กำหนดสัดส่วนองค์ประกอบของก๊าซเชื้อเพลิงคือ ชนิดของเครื่องปฏิกรณ์ สภาวะความดันและอุณหภูมิ และคุณลักษณะของขยะ คุณลักษณะของขยะจะเป็นปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อพฤติกรรมทางด้านเคมีความร้อนของเครื่องปฏิกรณ์ในแง่ของประสิทธิภาพของระบบและคุณภาพของก๊าซเชื้อเพลิงที่ได้ ก๊าซเชื้อเพลิงที่ได้สามารถนำไปใช้กับเครื่องยนต์สันดาปภายใน การเผาในกังหันก๊าซ หรือหม้อไอน้ำ

Incineration คือ การเผาขยะในเตาที่ได้มีการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อให้เข้ากับลักษณะสมบัติของขยะ คือมีอัตราความชื้นสูง และมีค่าความร้อนที่แปรผันได้ การเผาไหม้จะต้องมีการควบคุมที่ดีเพื่อจะป้องกันไม่ให้เกิดมลพิษและการรบกวนต่อสิ่งแวดล้อม เช่น ก๊าซพิษ เขม่า กลิ่น เป็นต้น ก๊าซซึ่งเกิดจากการเผาไหม้จะได้รับการกำจัดเขม่าและอนุภาคตามที่กฎหมายควบคุม ก่อนที่จะส่งออกสู่บรรยากาศ

ขี้เถ้าซึ่งเหลือจากการเผาไหม้ ซึ่งมีปริมาตรประมาณ 10% และน้ำหนักประมาณ 25 ถึง 30% ของขยะที่ส่งเข้าเตาเผา จะถูกนำไปฝังกลบหรือใช้เป็นวัสดุปูพื้นสำหรับการสร้างถนน ส่วนขี้เถ้าที่มีส่วนประกอบของโลหะอาจถูกนำกลับมาใช้ใหม่ได้ นอกจากนั้นในบางพื้นที่ที่มีปริมาณขยะอยู่มาก สามารถที่จะนำพลังงานความร้อนที่ได้จากการเผาขยะมาใช้ในการผลิตไอน้ำ หรือทำน้ำร้อน หรือผลิตกระแสไฟฟ้าได้

หัวใจของโรงเผาขยะคือระบบการเผาไหม้ซึ่งสามารถแบ่งได้ออกเป็นสองประเภทคือ ระบบการเผาไหม้มวล (Mass Burn System) ซึ่งหมายถึงการเผาทำลายขยะมูลฝอยในสภาพที่รับเข้ามาโดยไม่ต้องมีกระบวนการจัดการเบื้องต้นก่อน และอีกประเภทหนึ่งคือ ระบบที่มีการจัดการเบื้องต้น (Burning of Preheated and Homogenized Waste) 

ระบบการเผาไหม้มวล เป็นการเผาไหม้ขยะมูลฝอยที่มีองค์ประกอบที่หลากหลายโดยไม่ต้องมีการจัดการเบื้องต้นก่อน เทคโนโลยีนี้ปกติจะเป็นการเผาไหม้ในเตาเผาแบบตะกรับที่เคลื่อนที่ได้ (Moving Grate) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ใช้กันแพร่หลายและได้รับการทดสอบแล้ว มีสมรรถนะทางเทคนิคที่ยอมรับได้และสามารถรองรับการเผาทำลายขยะมูลฝอยที่มีองค์ประกอบและค่าความร้อนที่หลากหลาย       

ระบบที่ได้รับความนิยมรองลงมาคือระบบเตาเผาแบบหมุน (Rotary Kiln) ซึ่งจะเป็นการเผาไหม้มวลของขยะมูลฝอยโดยใช้ห้องเผาไหม้ทรงกระบอก สามารถหมุนได้รอบแกน ขยะจะเคลื่อนไปตามผนังของเตาเผาทรงกระบอกตามการหมุนของเตาเผา

ระบบที่มีการจัดการขยะเบื้องต้น ก่อนทำการเผาต้องมีระบบเพื่อการลดขนาด การบดตัด และการคัดแยก หรือในบางครั้งอาจมีระบบการผลิตเชื้อเพลิงจากขยะ (Refuse-Derived Fuel: RDF) ซึ่งทำให้มีความยุ่งยากในการปฏิบัติงานมากขึ้น ดังนั้นระบบดังกล่าวจึงมีการใช้งานอยู่ในวงจำกัด 

ระบบที่มีการจัดการขยะเบื้องต้นก่อนทำการเผาในทางทฤษฎีอาจจัดให้เตาเผาแบบฟลูอิดไดซ์เบด (Fluidized Bed) จัดอยู่ในพวกเดียวกันด้วย อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีฟลูอิดไดซ์เบดจัดว่าเทคโนโลยีที่ใหม่อยู่และมีการใช้งานเพื่อการเผาทำลายขยะมูลฝอยในวงจำกัด โดยทั่วไปใช้ในการกำจัดขยะมูลฝอยอุตสาหกรรม (มีตัวอย่างการใช้งานในประเทศญี่ปุ่น) 

เตาเผาขยะแบบการเผาไหม้มวลเป็นระบบที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ซึ่งประกอบด้วยตะกรับที่สามารถเคลื่อนที่ได้และมีการเผาไหม้อยู่บนตระกรับนี้ โดยขณะเผาไหม้ ตะกรับจะเคลื่อนที่และลำเลียงขยะจากจุดเริ่มต้นถึงจุดสุดท้าย 

ก้ามปูของ Overhead Crane จะทำหน้าที่จับขยะเพื่อป้อนลงไปในช่องป้อนก่อนที่จะหล่นเข้าไปในห้องเผาไหม้ของเตาเผาด้วยแรงโน้มถ่วง เมื่อขยะมูลฝอยตกลงไปวางบนตะกรับแล้ว ความร้อนในเตาเผาจะทำให้ขยะแห้งก่อนที่จะเกิดการเผาไหม้ด้วยอุณหภูมิสูงกับอากาศที่ใช้ในการเผาไหม้ ขี้เถ้า (รวมทั้งส่วนประกอบของขยะส่วนที่ไม่สามารถเผาไหม้ได้) จะหลุดออกจากตะกรับในลักษณะของ Slag/Bottom ash ผ่านหลุมถ่ายขี้เถ้า

ตะกรับจะทำหน้าที่เป็นเสมือนพื้นผิวด้านล่างของเตา การเคลื่อนที่ของตะกรับหากได้รับการออกแบบอย่างถูกต้องจะทำให้ขยะมีการขนย้ายและผสมผสานกันอย่างมีประสิทธิภาพและทำให้อากาศที่ใช้ในการเผาไหม้สามารถแทรกซึมไปทั่วถึงพื้นผิวของขยะ ตะกรับอาจถูกจัดแบ่งให้เป็นพื้นที่ย่อยเฉพาะซึ่งทำให้สามารถปรับปริมาณอากาศเพื่อใช้ในการเผาไหม้ได้อย่างอิสระและทำให้สามารถเผาไหม้ได้แม้ขยะที่มีค่าความร้อนต่ำ

ตะกรับที่ใช้กับระบบเตาเผาขยะมีหลายแบบเช่น Forward Movement, Backward Movement, Double Movement, Rocking และ Roller เป็นต้น

รูปที่ 3 เตาเผาแบบตะกรับเคลื่อนที่ (Moving Grate)

1. ไม่ต้องการการคัดแยกหรือบดตัดขยะมูลฝอยก่อน
2. เป็นเทคโนโลยีที่มีใช้กันอย่างแพร่หลายและได้รับการทดสอบแล้วสำหรับการเผาทำลายขยะมูลฝอยและมีสมรรถนะตรงตามวัตถุประสงค์
3. สามารถจัดการกับขยะมูลฝอยที่มีองค์ประกอบและค่าความร้อนที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาได้เป็นอย่างดี
4. สามารถให้ค่าประสิทธิภาพเชิงความร้อนได้สูงถึง 85%
5. เตาเผาแต่ละเตาสามารถก่อสร้างให้มีความสามารถในการเผาทำลายได้ถึง 1,200 ตันต่อวัน (50 ตันต่อชั่วโมง)
6. เงินลงทุนและบำรุงรักษาค่อนข้างสูง 

ผนังของห้องเผาไหม้ในเตาเผาขยะมักเป็นแบบบุด้วยอิฐทนไฟ (Refractory Wall) หรือแบบผนังน้ำ (Water Wall) สำหรับแบบหลังนี้ส่วนมากจะปฏิบัติงานโดยใช้อากาศส่วนเกินในปริมาณต่ำ ซึ่งช่วยให้ลดปริมาตรของห้องเผาไหม้และลดขนาดของอุปกรณ์ควบคุมมลพิษอากาศ

รูปที่ 4 ระบบเตาเผาขยะแบบหมุน

ระบบเตาเผาแบบหมุนเป็นการเผาไหม้มวลของขยะมูลฝอยโดยใช้ห้องเผาไหม้ทรงกระบอกซึ่งสามารถหมุนได้รอบแกนดังแสดงในรูปที่ 3 ขยะจะเคลื่อนตัวไปตามผนังของเตาเผาทรงกระบอกตามการหมุนของเตาเผาซึ่งทำมุมเอียงกับแนวระดับ 

เตาเผาแบบหมุนส่วนใหญ่จะเป็นแบบผนังอิฐทนไฟ แต่ก็มีบ้างที่เป็นแบบผนังน้ำ ทรงกระบอกอาจมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 1 ถึง 5 เมตร และยาวตั้งแต่ 8 ถึง 20 เมตร ความสามารถในการเผาทำลายขยะมูลฝอยมีตั้งแต่ 2.4 ตันต่อวัน (0.1 ตันต่อชั่วโมง) จนถึงประมาณ 480 ตันต่อวัน (20 ตันต่อชั่วโมง) 

อัตราส่วนอากาศส่วนเกินที่ใช้จะมีปริมาณที่มากกว่าแบบที่ใช้กับเตาเผาแบบตะกรับและอาจจะมากกว่าที่ใช้กับเตาเผาแบบฟลูอิดไดซ์เบดด้วย สิ่งที่ตามมาก็คือ เตาเผาแบบหมุนจะมีประสิทธิภาพพลังงานที่ต่ำกว่าเล็กน้อย แต่ก็ยังคงมีค่ามากกว่าร้อยละ 80 เนื่องจากเวลาที่ใช้ในการเผาไหม้ (Retention Time) ของก๊าซไอเสียค่อนข้างสั้นเกินไปสำหรับการทำปฏิกิริยาการเผาไหม้ในเตาเผาแบบหมุน ดังนั้นเตาทรงกระบอกจึงมักมีส่วนต่อที่ทำเป็นห้องเผาไหม้หลัง (After-burning Chamber) และมักรวมอยู่ในส่วนของหม้อน้ำด้วย 

1. ไม่ต้องการการคัดแยกหรือบดตัดขยะมูลฝอยก่อน
2. สามารถให้ค่าประสิทธิภาพเชิงความร้อนได้สูงถึง 80%
3. สามารถจัดการกับขยะมูลฝอยที่มีองค์ประกอบและค่าความร้อนที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาได้เป็นอย่างดี
4. เป็นเทคโนโลยีที่มีใช้ในการเผาทำลายขยะมูลฝอยค่อนข้างน้อย
5. เงินลงทุนและบำรุงรักษาค่อนข้างสูง
6. ความสามารถในการเผาทำลายสูงสุดต่อหนึ่งเตาประมาณ 480 ตันต่อวัน (20 ตันต่อชั่วโมง)

เตาเผาแบบฟลูอิดไดซ์เบดทำงานโดยอาศัยหลักการที่อนุภาคของแข็งที่รวมตัวเป็น Bed ในเตาเผาผสมเข้ากับขยะมูลฝอยที่ทำหน้าที่เป็นเชื้อเพลิงสำหรับการเผาไหม้ถูกทำให้ลอยตัวขึ้นอันเนื่องมาจากอากาศที่เป่าเข้าด้านข้างทำให้มันมีพฤติกรรมเหมือนกับของไหล เตาเผาโดยทั่วไปจะมีรูปร่างเป็นทรงกระบอกตั้งและวัสดุที่ทำ Bed มักทำมาจากทรายซิลิกา หินปูน หรือวัสดุเซรามิก 

รูปที่ 5 เตาเผาขยะแบบฟลูอิดไดซ์เบด

การใช้งานเตาเผาแบบฟลูอิดไดซ์เบดอยู่ในขั้นเริ่มต้นเนื่องจากมีการพัฒนาเทคโนโลยีเตาเผาอยู่อย่างสม่ำเสมอ โดยเตาเผามีข้อได้เปรียบที่สามารถลดปริมาณสารอันตรายได้และมีประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูง สามารถใช้ได้กับเชื้อเพลิงหลากหลายประเภท 

ข้อเสียเปรียบหลักของเตาเผาแบบนี้อยู่ที่ต้องการกระบวนการในการจัดการขยะมูลฝอยเบื้องต้นก่อนที่จะสามารถป้อนเข้าสู่เตาเผาได้ เพื่อให้ขยะมูลฝอยมีขนาด ค่าความร้อน ปริมาณขี้เถ้าที่อยู่ข้างในและอื่น ๆ ให้ตรงต่อข้อกำหนดในการปฏิบัติงานของเตาเผา และเนื่องจากขยะมูลฝอยมีลักษณะสมบัติที่หลากหลายจึงทำให้เกิดความยากลำบากในการทำให้ได้เชื้อเพลิงที่ตรงตามความต้องการ 

1. เงินลงทุนและค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาค่อนข้างต่ำเนื่องจากการออกแบบที่ค่อนข้างง่าย
2. สามารถให้ค่าประสิทธิภาพเชิงความร้อนได้สูงถึง 90%
3. สามารถใช้ในการเผาทำลายเชื้อเพลิงที่หลากหลายประเภทและสามารถรองรับได้ทั้งกากของแข็งและเหลวโดยเผาทำลายร่วมกันหรือแยกจากกัน
4. ณ ปัจจุบันยังจัดว่าเป็นเทคโนโลยีที่ยังต้องการการทดสอบอยู่สำหรับการเผาทำลายขยะมูลฝอยชุมชน
5. ค่อนข้างมีข้อจำกัดด้านขนาดและองค์ประกอบของขยะ โดยทั่วไปต้องมีการกระบวนการในการจัดการขยะก่อนส่งเข้าเตาเผา

เทคโนโลยีพลาสมาอาร์ค เป็นเทคโนโลยีด้านพลังงานขั้นสูงที่ใช้ในการกำจัดขยะมูลฝอยได้หลายลักษณะ โดย Plasma Arc Field จะถูกสร้างขึ้นโดยการยิงกระแสไฟฟ้า (Electric Current) ผ่านก๊าซที่มีความดันต่ำ (Low Pressure Gas Stream) ซึ่ง Plasma Arc Field จะมีอุณหภูมิสูงถึง 5,000-15,000 ^๐C ซึ่งโซนส่วนที่มีอุณหภูมิสูงจัดนี้สามารถใช้ในการแยกอะตอมของธาตุที่เป็นองค์ประกอบขยะมูลฝอยได้

โดยการป้อนขยะมูลฝอยเข้าไปใน Plasma Arc Field โดยตรง หรือการใช้ Plasma Arc เป็นแหล่งพลังงานความร้อนสำหรับการเผาไหม้ (Combustion) เพื่อนำก๊าซที่เกิดขึ้นไปผลิตพลังงานกระแสไฟฟ้าเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงของหม้อไอน้ำและนำไอน้ำมาผลิตเป็นพลังงานกระแสไฟฟ้าต่อไป หรือนำก๊าซที่เกิดขึ้นมาผ่านกระบวนการทำความสะอาดก๊าซก่อนนำไปผลิตกระแสไฟฟ้าโดยผ่าน Combustion Turbine

สำหรับประเทศไทยยังไม่มีการใช้เทคโนโลยีนี้ในการบำบัดและผลิตพลังงาน โดยเทคโนโลยีนี้มีข้อดีคือ มีประสิทธิภาพการกำจัดสูง กำจัดขยะได้ทุกประเภทโดยทำให้ของแข็งทุกชนิดกลายเป็น Slag นำไปใช้ในการก่อสร้างได้ และได้พลังงานจากก๊าซร้อน นอกจากนี้ยังไม่ต้องใช้พื้นที่สำหรับฝังกลบเถ้า อย่างไรก็ตาม ระบบนี้ยังมีข้อจำกัดเนื่องจากต้องใช้ความร้อนสูง จึงเหมาะกับการกำจัดขยะหรือของเสียอันตราย

รูปที่ 6 เตาปฏิกรณ์แบบพลาสมาอาร์ค

ประโยชน์หลักที่ได้รับจากการเผาไหม้ขยะมูลฝอยในเตาเผาได้แก่การนำเอาพลังงานที่มีอยู่ในขยะมูลฝอยกลับมาใช้ประโยชน์ใหม่ โดยการเผาทำลายขยะมูลฝอยในเตาเผาสามารถลดปริมาณการปลดปล่อยก๊าซมีเทนจากหลุมฝังกลบและสามารถใช้ทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลได้

นอกจากนี้ยังเป็นการลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกโดยรวมด้วย ก๊าซร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้ในเตาเผาจะมีพลังงานที่เกิดจากการเผาไหม้อยู่ในตัวด้วย มันจะถูกทำให้เย็นตัวลงในหม้อน้ำก่อนที่ไหลเข้าสู่อุปกรณ์ควบคุมมลพิษอากาศ ชนิดของหม้อน้ำที่ติดตั้งขึ้นอยู่กับว่าต้องการพลังงานในรูปของน้ำร้อนเพื่อใช้กับระบบน้ำร้อน หรือไอน้ำเพื่อใช้ในกระบวนการอุตสาหกรรม หรือเพื่อการผลิตกระแสไฟฟ้า 

ประสิทธิภาพเชิงความร้อนโดยรวมของโรงเผาขยะมูลฝอยชุมชนซึ่งรวมถึงระบบการผลิตพลังงานขึ้นอยู่กับพลังงานรูปสุดท้ายที่ต้องการใช้งาน การผลิตกระแสไฟฟ้าจะให้ประสิทธิภาพเชิงความร้อนที่ต่ำและจะให้ราคาขายพลังงานที่สูง ในขณะที่การผลิตน้ำร้อนเพื่อใช้ในระบบเครือข่ายน้ำร้อนจะได้พลังงานที่มีราคาขายพลังงานที่ไม่แพง แต่จะให้ประสิทธิภาพเชิงความร้อนที่สูงกว่าและความยุ่งยากรวมทั้งต้นทุนและความต้องการการติดตั้งด้านเทคนิคค่อนข้างต่ำกว่า 

ตารางที่ 2 จะสรุปประสิทธิภาพที่ได้จากการนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่สำหรับการใช้พลังงานแต่ละประเภทเทียบกับความร้อนที่ใส่เข้าไป หากสมมติว่าทราบค่าความร้อนของขยะที่เข้าเผาจะทำให้สามารถประมาณประสิทธิภาพเชิงความร้อนเพื่อนำมาประมาณปริมาณพลังงานที่สามารถนำกลับมาใช้ได้และรายรับที่เกิดจากการขายพลังงาน

ปัจจุบันประเทศไทยได้มีการดำเนินโครงการผลิตพลังงานจากขยะทั้งโครงการที่ดำเนินการโดยภาครัฐ เอกชน และองค์กรปกครอบส่วนท้องถิ่น ซึ่งมีรายละเอียดดังนี้

กรมโยธาธิการเป็นผู้ดำเนินการโครงการโดยใช้เทคโนโลยีเตาเผาชนิดตระกรับ แบบเผา ไหม้ต่อเนื่อง (Moving Grate Stoker Incinerator) จากประเทศญี่ปุ่น ปริมาณขยะที่ระบบสามารถรับได้ 250 ตัน/วัน นำความร้อนจากการเผาขยะมาผลิตไอน้ำเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าซึ่งมีกำลังการอยู่ที่ 2.5 MW มีระบบทำความสะอาดก๊าซไอเสียแบบแห้งและเครื่องกรองแบบถุงกรอง      

นอกจากนี้ยังมีองค์กระกอบอื่น ๆ ที่จำเป็น เช่น หลุมฝังกลบเถ้า และระบบบำบัดน้ำเสีย ปัจจุบันเทศบาลนครภูเก็ตได้ว่าจ้างเอกชนให้เป็นผู้เดินระบบ ผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 12 ล้านหน่วยต่อปี ใช้ในระบบประมาณร้อยละ 60 ส่วนที่เหลือกจำหน่ายให้กับการไฟฟ้า 

รูปที่ 7 เตาเผาขยะของเทศบาลนครภูเก็ต

เทศบาลนครระยองและมูลนิธิเพื่อการพัฒนาสิ่งแวดล้อมและพลังงาน เป็นผู้ดำเนินการ โครงการโดยใช้เทคโนโลยีการย่อยสลายแบบไร้ออกซิเจน (Anaerobic Digestion: AD) ผลิตก๊าซชีวภาพ เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า จากประเทศฟินแลนด์ ปริมาณขยะอินทรีย์ที่ระบบรับได้ 60 ตัน/วัน มีกำลังการผลิตติดตั้ง 625 kW

นอกจากนี้ยังมีระบบรีดน้ำจากกากตะกอน ระบบอบปุ๋ยอินทรีย์และระบบเสริมการทำงาน เช่นระบบบำบัดกลิ่น และระบบบำบัดน้ำเสีย เป็นต้น ปัจจุบัน เริ่มเดินระบบและนำขยะอินทรีย์เข้าระบบได้เพียง 10-15 ตัน/วัน ผลิตกระแสไฟฟ้าขายให้การไฟฟ้าส่วนภูมิภาคจังหวัดระยองเฉพาะในช่วง PEAK Time ประมาณ 3-4 ชั่วโมง

รูปที่ 8 ถังหมักขยะผลิตก๊าซชีวภาพเทศบาลนครระยอง

คณะวิศวกรรมศาสตร์ ม.เกษตรศาสตร์เป็นผู้ดำเนินการโครงการ โดยใช้เทคโนโลยีการ วางท่อรวมรวบก๊าซชีวภาพแบบแนวนอน (Horizontal Collector) จากแหล่งฝังกลบขยะกำแพงแสน จ. นครปฐมปริมาณขยะที่เข้าแหล่งฝังกลบ 6,000 ตัน/วัน ที่กำลังการผลิตติดตั้ง 870 kW (435x2) ปัจจุบันอยู่ เริ่มดำเนินการเพื่อเดินเครื่องผลิตกระแสไฟฟ้าขนาด 435 กิโลวัตต์ โดยขอทุนสนับสนุนจากกองทุนเพื่อส่งเสริมการอนุรักษ์พลังงาน

องค์การบริการส่วนจังหวัดชลบุรี เป็นผู้ดำเนินการโครงการ โดยใช้เทคโนโลยี ระบบผสมผสานจากประเทศเยอรมัน ซึ่งประกอบด้วยระบบหมักปุ๋ย (Compost) ระบบย่อยสลายแบบไร้ออกซิเจน ผลิตก๊าซชีวภาพเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า เตาเผาขยะติดเชื้อ และระบบฝังกลบ ปริมาณขยะที่ระบบรับได้ 330 ตัน/วัน มีกำลังการ ผลิตติดตั้ง 1 MW ปัจจุบันอยู่ระหว่างการทดสอบระบบ

รูปที่ 9 โรงคัดแยกขยะและกำจัดมูลฝอยรวมจังหวัดชลบุรี

เทศบาลนครเชียงใหม่ร่วมกับบริษัท เซปโก จำกัด เป็นผู้ดำเนินการโครงการ โดยใช้เทคโนโลยีระบบ RCR–STAG, Steam Treatment and Gasification จากประเทศอังกฤษ ปริมาณขยะที่ระบบ รับได้ 430 ตัน/ โครงการนี้ใช้ระบบกำจัดและจัดการขยะแบบ RCR-STAG ด้วยเครื่องอบไอน้ำความร้อนสูง (Autoclave) โดยไม่ต้องมีการแยกขยะ ซึ่งเหมาะสมกับองค์ประกอบขยะของประเทศไทย ขยะถูกแปรรูปเป็นเชื้อเพลิง RDF (Refuse Derived Fuel) ซึ่งสามารถนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตปูนซีเมนต์และผลิตไฟฟ้า

เป็นโครงการผลิตไฟฟ้าโดยใช้ก๊าซชีวภาพจากหลุมฝังกลบขยะ มีขนาด 1 MW ตั้งอยู่ที่สถานกำจัดขยะตำบลราชาเทวะ อำเภอกิ่งแก้ว จังหวัดสมุทรปราการ ดำเนินการโดย หจก.ไพโรจน์สมพงษ์พาณิชย์ ซึ่งเป็นผู้รับกำจัดขยะของกรุงเทพมหานคร ประกอบด้วยระบบรวบรวมก๊าซชีวภาพ ระบบทำความสะอาดและปรับปรุงคุณภาพก๊าซเครื่องยนต์ผลิตไฟฟ้าเริ่มขายไฟฟ้าให้กับการไฟฟ้านครหลวงเดือนมีนาคม 2549

รูปที่ 10 การวางท่อรวบรวมก๊าซจากหลุมฝังกลบขยะราชาเทวะ

ปัจจุบัน พพ. กำลังดำเนินการโครงการศึกษาและสาธิตการผลิตไฟฟ้า/ความร้อนจากขยะชุมชนเพื่อสาธิตในลักษณะ Model Development สำหรับการส่งเสริมและเผยแพร่ให้เทศบาลต่าง ๆ ได้เข้ามาเรียนรู้และสนใจในการพัฒนาขยะเป็นพลังงาน โดยมีสาระสำคัญโดยสรุปดังนี้

1. สำรวจ ศึกษาแหล่งขยะชุมชนที่มีปริมาณขยะ 50-100 ตันต่อวันและมากกว่า 100 ตัน/วัน ทั่วประเทศ
2. จัดลำดับความสำคัญในการผลิตพลังงานของเทศบาลที่มีขยะ 50-100 ตัน/วัน 15 แห่ง และเทศบาลที่มีปริมาณขยะมากกว่า 100 ตัน/วัน จำนวน 15 แห่ง รวม 30 แห่ง 

3. จัดประชุมรับฟังความคิดเห็นและชี้แจงรายละเอียดเทคโนโลยีการผลิตพลังงานจากขยะให้กับเทศบาลที่คัดเลือก
4. คัดเลือกเทคโนโลยีที่เหมาะสมในการผลิตพลังงานจากขยะชุมชนทั้ง 30 แห่ง 

5. ศึกษาความเหมาะสมทางด้าน เทคนิค เศรษฐกิจ สังคม ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมและความพร้อมขององค์กรปกครองส่วนท้องถิ่นที่คัดเลือก ทั้ง 2 ขนาด จำนวน รวม 4 แห่ง

6. ออกแบบรายละเอียดเพื่อนำไปสาธิตการผลิตพลังงานจากขยะชุมชนทั้ง 2 ขนาด จำนวน รวม 2 แห่ง อยู่ระหว่างการศึกษาความเหมาะสมทางด้านเทคนิค เศรษฐกิจ สังคม ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อม และความพร้อมของเทศบาลที่คัดเลือกไว้ทั้ง 4 แห่ง เพื่อใช้เป็นข้อมูลในการออกแบบรายละเอียด

ตามแผนยุทธศาสตร์การพัฒนาพลังงานทดแทน ได้กำหนดเป้าหมายการใช้พลังงานทดแทนจาก 0.5% ในปี 2545 เป็น 8% ของการใช้พลังงานขั้นสุดท้ายของประเทศ ภายในปี 2554 โดยมีเป้าหมายผลิตไฟฟ้าจากขยะ 100 MW ภายในปี 2554  โดยกระทรวงพลังงานมีนโยบายส่งเสริมการนำขยะมาแปรรูปเพื่อผลิตพลังงาน

โดยส่งเสริมให้ภาคเอกชนลงทุนเอง หรือลงทุนร่วมกับท้องถิ่น ซึ่งรัฐจะสนับสนุนการใช้มาตรการ Feed-in Tariff  คือรับซื้อไฟฟ้าที่แพงกว่าราคาไฟฟ้าฐานที่ซื้อกันในปัจจุบัน โดยได้ดำเนินการให้ส่วนเพิ่มราคารับซื้อไฟฟ้า (Adder) 2.50 บาทต่อหน่วยสำหรับผู้ผลิตไฟฟ้ารายเล็กไม่เกิน 90 เมกะวัตต์ (SPP) และผู้ผลิตไฟฟ้ารายเล็กมากไม่เกิน 10 เมกะวัตต์ (VSPP) เป็นระยะ 7 ปี              

กรณีเป็นโครงการที่ดำเนินการในพื้นที่ 3 จังหวัดชายแดนภาคใต้ จะได้ส่วนเพิ่มอีก 1 บาทต่อหน่วย การยกเว้นอากรขาเข้าสำหรับเครื่องจักรผลิตพลังงานทดแทนจากขยะ และยกเว้นภาษีเงินได้ เป็นเวลา 8 ปี โดยทำการขอส่งเสริมการลงทุนผ่านคณะกรรมการส่งเสริมการลงทุน (BOI)

นอกจากนี้ในส่วนของกรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน (พพ.) ยังสนับสนุนในด้านแหล่งเงินกู้ดอกเบี้ยต่ำผ่านธนาคารสำหรับผู้ประกอบการที่จะผลิตพลังงานทดแทน โดยให้วงเงินกู้ไม่เกิน 50 ล้านบาทต่อโครงการ และมีอัตราดอกเบี้ยร้อยละ 4 และจ่ายคืนเงินกู้ภายใน 7 ปี 

รวมทั้งโครงการผลิตพลังงานจากขยะ ยังสามารถยื่นข้อเสนอในการขายคาร์บอนเครดิต ในโครงการ CDM (Clean Development Mechanism) เนื่องจากเป็นโครงการ ฯ ที่ช่วยลดการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศ เมื่อเทียบกับการใช้พลังงานจากฟอสซิล 

นอกจากนี้ พพ. ได้ดำเนินโครงการที่ส่งเสริมการผลิตพลังงานจากขยะ ได้แก่ การศึกษาและสาธิตการผลิตพลังงานไฟฟ้า และความร้อนจากขยะชุมชน การพัฒนาและสาธิตถังหมักก๊าซชีวภาพจากขยะอินทรีย์สำเร็จรูปขนาดเล็ก การพัฒนาระบบผลิตก๊าซชีวภาพจากขยะในระดับชุมชน

การรณรงค์สร้างความเข้าใจเพื่อส่งเสริมการผลิตพลังงานจากขยะ และในปี 2551-2554 กระทรวงพลังงานมีแผนส่งเสริมการผลิตพลังงานจากขยะขององค์กรปกครองส่วนท้องถิ่นสำหรับเทศบาลและ อบต.ที่มีปริมาณขยะน้อยกว่า 100 ตัน/วัน 

ทั้งนี้ ในการดำเนินการแต่ละโครงการ ฯ จำเป็นต้องอาศัยความร่วมมือจากทุกภาคส่วนที่เกี่ยวข้อง ทั้งการลงทุนจากภาคเอกชน การลงทุนร่วมกันระหว่างภาคเอกชนและองค์กรปกครองส่วนท้องถิ่น โดยภาครัฐก็พร้อมจะให้การส่งเสริมในด้านสิทธิประโยชน์ และมาตรการต่าง ๆ เพื่อส่งเสริมการลงทุนต่อไป

* http://www.pcd.go.th (กรมควบคุมมลพิษ)
* http://www.energy.go.th (กระทรวงพลังงาน)
* http://www.dede.go.th (กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน)