สถานที่ใดบ้างที่ใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากมีเทนเพื่อลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน?

เมื่ออุตสาหกรรมต่างๆ ต้องเผชิญกับแรงกดดันที่เพิ่มขึ้นในการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม เครื่องกำเนิดมีเทน เครื่องกำเนิดก๊าซมีเทนได้ก้าวขึ้นเป็นหนึ่งในเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการแปลงก๊าซของเสียให้กลายเป็นไฟฟ้าที่สามารถใช้งานได้จริง พร้อมทั้งลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนในเวลาเดียวกัน แทนที่จะปล่อยก๊าซมีเทนออกสู่ชั้นบรรยากาศหรือจุดเผาทิ้ง — ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีศักยภาพในการทำให้เกิดภาวะโลกร้อนสูงกว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์อย่างมากในระยะสั้น — ปัจจุบันสถานประกอบการในหลายอุตสาหกรรมจึงหันมาจับก๊าซมีเทนไว้และส่งผ่านเครื่องกำเนิดก๊าซมีเทนเพื่อผลิตพลังงานสะอาดสำหรับใช้ภายในสถานที่เอง การเปลี่ยนผ่านครั้งนี้จึงสะท้อนทั้งความมุ่งมั่นด้านสิ่งแวดล้อมและยุทธศาสตร์ทางเศรษฐกิจที่น่าสนใจ

การเข้าใจว่าประเภทของสถาน facility ใดบ้างที่มีศักยภาพสูงสุดในการติดตั้งเครื่องกำเนิดก๊าซมีเทนนั้นเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับผู้จัดการฝ่ายจัดซื้อ ผู้อำนวยการด้านความยั่งยืน และทีมงานปฏิบัติการ ซึ่งต้องการตัดสินใจบนพื้นฐานของข้อมูลเชิงลึก คำตอบขึ้นอยู่กับปัจจัยหลักว่า สถาน facility นั้นมีการผลิตก๊าซชีวภาพที่อุดมด้วยมีเทน หรือก๊าซจากหลุมฝังกลบที่เกิดขึ้นโดยธรรมชาติเป็นผลพลอยได้จากกระบวนการดำเนินงานหลักของสถาน facility นั้นหรือไม่ เมื่อเงื่อนไขนี้เป็นจริง เครื่องกำเนิดก๊าซมีเทนจะไม่ใช่เพียงเครื่องมือลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเท่านั้น แต่ยังกลายเป็นสินทรัพย์ที่แท้จริง ซึ่งช่วยลดค่าใช้จ่ายด้านไฟฟ้าจากโครงข่ายไฟฟ้า และสนับสนุนเป้าหมายด้านการบัญชีคาร์บอนที่สามารถวัดผลได้อย่างชัดเจน

โรงบำบัดน้ำเสียและระบบหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน

วิธีการแปรรูปน้ำเสียให้กลายเป็นเชื้อเพลิงมีเทน

โรงบำบัดน้ำเสียขององค์กรปกครองส่วนท้องถิ่นและภาคอุตสาหกรรมเป็นหนึ่งในผู้ใช้งานเครื่องกำเนิดก๊าซมีเทนที่มีการใช้งานอย่างแพร่หลายและมั่นคงที่สุด กระบวนการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน (anaerobic digestion) ซึ่งใช้ย่อยสลายตะกอนอินทรีย์จากกระบวนการบำบัดน้ำเสีย จะผลิตก๊าซชีวภาพขึ้นโดยธรรมชาติ โดยมีความเข้มข้นของมีเทนโดยทั่วไปอยู่ระหว่างร้อยละ 55 ถึง 70 ก๊าซชนิดนี้มีความเข้มข้นสูงพอที่จะขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดก๊าซมีเทนได้อย่างเชื่อถือได้ และหลาย ๆ โรงงานบำบัดขนาดใหญ่ได้ดำเนินการดังกล่าวมาแล้วเป็นเวลาหลายสิบปี

ขนาดของโรงบำบัดน้ำเสียขององค์กรปกครองส่วนท้องถิ่นทำให้การผลิตก๊าซชีวภาพเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและสามารถคาดการณ์ได้ ดังนั้น เครื่องกำเนิดก๊าซมีเทนที่ติดตั้งไว้ ณ สถานที่ดังกล่าวจึงสามารถจ่ายไฟฟ้าให้กับความต้องการใช้พลังงานไฟฟ้าภายในโรงงานได้ในสัดส่วนที่สำคัญ ซึ่งจะช่วยลดการพึ่งพาโครงข่ายไฟฟ้าภายนอก ในหลายกรณี ไฟฟ้าส่วนเกินจะถูกส่งกลับเข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้า สร้างรายได้เสริมให้กับองค์กรปกครองส่วนท้องถิ่นหรือผู้ประกอบการเอกชนที่ดำเนินการ

นอกเหนือจากพลังงานไฟฟ้าแล้ว ความร้อนที่กู้คืนได้จากระบบระบายความร้อนและระบบไอเสียของเครื่องกำเนิดก๊าซมีเทนสามารถนำกลับมาใช้ใหม่เพื่อรักษาอุณหภูมิภายในถังหมัก (digester) ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของกระบวนการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน (anaerobic process) ได้ โครงสร้างการผลิตพลังงานความร้อนและไฟฟ้าร่วมกันนี้ — ซึ่งมักเรียกกันว่า CHP (Combined Heat and Power) — ทำให้เครื่องกำเนิดก๊าซมีเทนกลายเป็นองค์ประกอบหลักในยุทธศาสตร์ด้านพลังงานของสถาน facility แทนที่จะเป็นเพียงส่วนเสริมที่อยู่รอบข้าง

น้ำเสียจากอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม

โรงงานแปรรูปอาหาร โรงเบียร์ และโรงงานผลิตผลิตภัณฑ์นม ล้วนปล่อยน้ำเสียที่มีสารอินทรีย์เข้มข้นสูงมาก เมื่อน้ำเสียที่มีความเข้มข้นสูงนี้ผ่านกระบวนการบำบัดด้วยถังหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน จะก่อให้เกิดก๊าซชีวภาพในปริมาณที่เทียบเคียงหรือสูงกว่าระบบที่ใช้ในเมือง (municipal systems) ได้เมื่อพิจารณาต่อหน่วยปริมาตร ดังนั้น เครื่องกำเนิดก๊าซมีเทนที่ออกแบบให้เหมาะสมกับปริมาณก๊าซที่ผลิตได้จึงสามารถตอบสนองความต้องการพลังงานของสถาน facility ได้อย่างมีนัยสำคัญ

สำหรับผู้ผลิตอาหารและเครื่องดื่มที่ดำเนินธุรกิจภายใต้ข้อกำหนดการรายงานด้านความยั่งยืนที่เข้มงวด การติดตั้งเครื่องกำเนิดก๊าซมีเทนช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในขอบเขตที่ 1 และขอบเขตที่ 2 โดยตรง ก๊าซมีเทนซึ่งมิฉะนั้นจะก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกโดยตรง จะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า ทำให้การลงทุนประเภทนี้เป็นหนึ่งในการลงทุนที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการลดคาร์บอนสำหรับภาคอุตสาหกรรมนี้ นอกจากนี้ ทีมปฏิบัติการยังได้รับประโยชน์จากการลดต้นทุนการกำจัดของเสียที่เกี่ยวข้องกับการจัดการน้ำเสียที่มีค่า BOD สูง

สถานที่ฝังกลบและสถานประกอบการจัดการของเสีย

ก๊าซจากหลุมฝังกลบในฐานะวัตถุดิบสำหรับเครื่องกำเนิดก๊าซมีเทน

หลุมฝังกลบแบบสุขาภิบาลจะผลิตก๊าซจากหลุมฝังกลบอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากของเสียอินทรีย์ที่ถูกฝังกลบย่อยสลายลงภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจน ก๊าซชนิดนี้มักประกอบด้วยก๊าซมีเทนในสัดส่วนระหว่าง 45 ถึง 60 เปอร์เซ็นต์ จึงสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องกำเนิดก๊าซมีเทนได้อย่างเหมาะสม ระบบการเก็บก๊าซจากหลุมฝังกลบ ซึ่งใช้เครือข่ายของบ่อและท่อในการดักจับก๊าซที่ลอยขึ้น ได้กลายเป็นโครงสร้างพื้นฐานมาตรฐานที่มีการติดตั้งอย่างแพร่หลายในหลุมฝังกลบที่ได้รับการควบคุมทั่วโลก

หากไม่มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากก๊าซมีเทนหรือระบบเผาทิ้งก๊าซมีเทน (flare system) ก๊าซมีเทนจากหลุมฝังกลบจะรั่วไหลสู่ชั้นบรรยากาศและส่งผลโดยตรงต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศให้รุนแรงขึ้น การติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากก๊าซมีเทนจึงเปลี่ยนภาระดังกล่าวให้กลายเป็นทรัพย์สินที่สร้างประโยชน์ได้ ไฟฟ้าที่ผลิตได้สามารถใช้จ่ายพลังงานสำหรับการดำเนินงานภายในสถานที่ เช่น ระบบบำบัดน้ำชะละลาย (leachate treatment systems), อาคารสำนักงาน และโครงสร้างพื้นฐานสำหรับการชาร์จอุปกรณ์

หลุมฝังกลบที่มีขนาดใหญ่ มักผลิตก๊าซมีเทนได้มากพอที่จะคุ้มค่าในการติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากก๊าซมีเทนแบบหลายหน่วยพร้อมความสามารถในการส่งไฟฟ้าเข้าสู่ระบบสายส่ง (grid export capability) ขณะที่หลุมฝังกลบที่มีขนาดเล็กกว่าหรือเก่ากว่าซึ่งมีปริมาณก๊าซลดลง อาจใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากก๊าซมีเทนแบบโมดูลาร์หน่วยเดียว ซึ่งสามารถปรับขนาดได้ตามปริมาณก๊าซที่เปลี่ยนแปลงไปตลอดอายุการใช้งานหลังการปิดหลุมฝังกลบ ความสามารถในการปรับขนาด (Scalability) จึงเป็นหนึ่งในข้อได้เปรียบด้านการดำเนินงานที่สำคัญซึ่งทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากก๊าซมีเทนเหมาะสมอย่างยิ่งกับสภาพแวดล้อมของหลุมฝังกลบ

สถานีถ่ายโอนขยะและศูนย์แปรรูปขยะอินทรีย์

สถาน facilities ที่ดำเนินการจัดการขยะมูลฝอยของชุมชน รวมถึงศูนย์บำบัดขยะอินทรีย์โดยใช้กระบวนการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน (anaerobic digestion) ก็จัดเป็นสถานที่ที่เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการติดตั้งเครื่องผลิตก๊าซมีเทนเช่นกัน สถานที่เหล่านี้จัดการขยะจากครัวเรือนและสวนจำนวนมาก ซึ่งย่อยสลายได้อย่างรวดเร็วภายใต้สภาวะที่ควบคุมได้ ส่งผลให้เกิดการผลิตก๊าซชีวภาพอย่างสม่ำเสมอ เครื่องผลิตก๊าซมีเทนที่ติดตั้งไว้ ณ สถานที่ดังกล่าวจะช่วยให้สถาน facility สามารถผลิตพลังงานเพื่อใช้ในการดำเนินงานของตนเองได้จากขยะที่ตนจัดการเอง

รูปแบบการผลิตพลังงานแบบวงจรปิด (closed-loop energy model) นี้กำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ทั้งจากหน่วยงานบริหารเมืองและผู้รับจ้างเอกชนด้านการจัดการขยะ ซึ่งอยู่ภายใต้แรงกดดันให้แสดงหลักการเศรษฐกิจหมุนเวียน (circular economy) อย่างเป็นรูปธรรม เมื่อสถาน facility จัดการขยะใช้เครื่องผลิตก๊าซมีเทนเพื่อกำจัดการปล่อยก๊าซมีเทนที่รั่วไหล (fugitive methane emissions) ไปพร้อมกับการผลิตไฟฟ้า จะส่งผลให้เกิดประโยชน์ด้านการลดคาร์บอนสองประการอย่างชัดเจน ซึ่งสามารถนำเสนอได้อย่างชัดเจนในรายงานความยั่งยืน

การดำเนินงานทางการเกษตรและฟาร์มปศุสัตว์

การจัดการมูลสัตว์และศักยภาพการผลิตก๊าซชีวภาพ

การเลี้ยงสัตว์ในระดับอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ — โดยเฉพาะฟาร์มปศุสัตว์แบบให้อาหารในพื้นที่จำกัด (cattle feedlots), ฟาร์มโคนม และฟาร์มเลี้ยงสุกรแบบควบคุมสภาพแวดล้อม (hog confinement facilities) — ผลิตมูลสัตว์ปริมาณมหาศาล ซึ่งเมื่อมีการจัดการด้วยระบบบ่อเก็บแบบมีฝาปิดหรือระบบหมักชีวภาพ (digesters) จะก่อให้เกิดก๊าซชีวภาพที่มีมีเทนเป็นส่วนประกอบหลัก ตัวกำเนิดไฟฟ้าจากมีเทน (methane generator) ที่ติดตั้งอยู่ที่ระบบหมักชีวภาพทางการเกษตรจะเปลี่ยนก๊าซนี้โดยตรงให้เป็นพลังงานไฟฟ้าและพลังงานความร้อน ซึ่งช่วยจัดการแหล่งปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่สำคัญที่สุดแหล่งหนึ่งของภาคการเกษตร

การจัดการมูลสัตว์ในภาคปศุสัตว์เคยเป็นแหล่งปล่อยก๊าซมีเทนที่สำคัญมากในภาคการเกษตรมาโดยตลอด การเปลี่ยนผ่านจากระบมบ่อเปิด (open lagoons) ไปสู่ระบบหมักชีวภาพแบบมีฝาปิด (covered digesters) ที่เชื่อมต่อกับตัวกำเนิดไฟฟ้าจากมีเทน (methane generator) นั้นส่งผลเปลี่ยนแปลงลักษณะการปล่อยก๊าซของฟาร์มอย่างมาก มีเทนจะถูกกักเก็บไว้ก่อนที่จะหลุดสู่ชั้นบรรยากาศ และพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้สามารถใช้ขับเคลื่อนระบบระบายอากาศ ปั๊มน้ำ อุปกรณ์ให้อาหาร และระบบแสงสว่างทั่วทั้งสถานที่

สำหรับผู้ประกอบการฟาร์ม กรณีเชิงเศรษฐกิจในการติดตั้งเครื่องผลิตมีเทนยังได้รับการเสริมสร้างเพิ่มเติมจากมูลค่าของไบโอสไลด์ (digestate) — ซึ่งเป็นผลพลอยได้ที่อุดมไปด้วยธาตุอาหารจากการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน — ที่สามารถใช้เป็นปุ๋ยทดแทนหรือเสริมสารเคมีสังเคราะห์ได้ นี่หมายความว่า เครื่องผลิตมีเทนมีส่วนช่วยทั้งในด้านเศรษฐกิจพลังงานและเศรษฐกิจการเกษตรของฟาร์ม

โรงผลิตไบโอแก๊สจากพืชไร่

ในภูมิภาคที่ปลูกพืชพลังงานเฉพาะทาง เช่น หญ้าเลี้ยงสัตว์หมัก (maize silage) หรือหญ้าแห้งหมัก (grass silage) โดยมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อเป็นวัตถุดิบให้กับระบบย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน จะมีการก่อสร้างโรงผลิตไบโอแก๊สขนาดใหญ่ในภาคการเกษตรขึ้นรอบๆ เครื่องผลิตมีเทนแบบรวมศูนย์ สถาน facility ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะเหล่านี้ถูกวางแผนและก่อสร้างตั้งแต่เริ่มต้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตไบโอแก๊สสูงสุด และเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานของเครื่องผลิตมีเทนที่ตั้งอยู่ใจกลางระบบ

สถาน facilities ดังกล่าวมักจ่ายไฟฟ้าให้กับระบบสายส่งไฟฟ้าท้องถิ่นภายใต้ข้อตกลงอัตราค่าไฟฟ้าแบบรับซื้อระยะยาว (feed-in tariff) ในขณะเดียวกันก็จัดหาความร้อนให้แก่ฟาร์มหรือชุมชนขนาดเล็กที่อยู่ใกล้เคียง เครื่องกำเนิดก๊าซมีเทนในบริบทนี้จึงไม่ใช่เพียงเครื่องมือลดการปล่อยก๊าซเท่านั้น แต่ยังเป็นสินทรัพย์หลักที่สร้างรายได้ให้กับโมเดลธุรกิจพลังงานทางการเกษตรอีกด้วย

โรงงานอุตสาหกรรมและการแปรรูปเคมีภัณฑ์

การกู้คืนไบโอแก๊สในกระบวนการอุตสาหกรรม

การผลิตบางประเภทและกระบวนการแปรรูปทางเคมีสร้างก๊าซที่มีมีเทนเป็นผลพลอยได้ที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ตัวอย่างเช่น โรงงานผลิตยาและสารชีวภาพที่ใช้กระบวนการหมัก มักจะสร้างไบโอแก๊สขึ้นระหว่างขั้นตอนการหมัก หรือจากการบำบัดน้ำเสียจากกระบวนการผลิตที่มีความเข้มข้นสูง การติดตั้งเครื่องกำเนิดก๊าซมีเทนช่วยให้โรงงานเหล่านี้สามารถกู้คืนคุณค่าพลังงานจากกระแสก๊าซที่มิฉะนั้นแล้วจะต้องถูกทำลายอย่างควบคุม

โรงงานย้อมผ้า โรงผลิตกระดาษ และโรงงานแปรรูปแป้งก็จัดอยู่ในหมวดหมู่นี้เช่นกัน เนื่องจากระบบบำบัดน้ำเสียด้วยกระบวนการชีวภาพของโรงงานเหล่านี้มักประกอบด้วยปฏิกรณ์แบบไม่ใช้ออกซิเจน (anaerobic reactors) ที่ผลิตก๊าซชีวภาพที่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้เป็นปริมาณที่ค่อนข้างมาก การติดตั้งเครื่องกำเนิดก๊าซมีเทนที่มีขนาดเหมาะสมในสภาพแวดล้อมเช่นนี้จะช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ทั้งยังสร้างการประหยัดค่าใช้จ่ายด้านไฟฟ้าอุตสาหกรรมอย่างวัดผลได้ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วค่าใช้จ่ายด้านไฟฟ้าในระดับการดำเนินงานเช่นนี้มีมูลค่าสูงมาก

โรงงานผลิตอาหารและโรงงานแปรรูปสัตว์

การดำเนินงานด้านการแปรรูปสัตว์และโรงงานผลิตอาหารขนาดใหญ่ที่แปรรูปของเสียอินทรีย์ในระดับมาตรวัดใหญ่ มีความเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการติดตั้งเครื่องกำเนิดก๊าซมีเทน ปริมาณสารอินทรีย์สูงในน้ำเสียและของเสียแข็งที่เกิดขึ้นจากกระบวนการแปรรูปสัตว์ ทำให้เกิดสภาวะที่เหมาะสำหรับการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน (anaerobic digestion) ซึ่งสามารถผลิตก๊าซมีเทนได้อย่างสม่ำเสมอและมีความเข้มข้นสูง สถานประกอบการในภาคส่วนนี้ที่ได้ลงทุนในโครงสร้างพื้นฐานการบำบัดน้ำเสียไปแล้ว มักพบว่าการเพิ่มเครื่องกำเนิดก๊าซมีเทนเป็นการขยายระบบเดิมอย่างเป็นธรรมชาติและคุ้มค่าทางต้นทุน

จากมุมมองด้านกฎระเบียบและความรับผิดชอบทางสังคมขององค์กร (CSR) โรงงานแปรรูปสัตว์และโรงงานผลิตอาหารที่ติดตั้งเครื่องกำเนิดก๊าซมีเทนสามารถแสดงให้เห็นถึงการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่วัดผลได้จริง ซึ่งจะรวมอยู่ในการเปิดเผยข้อมูลความยั่งยืนประจำปีขององค์กร อีกทั้ง เนื่องจากราคาไฟฟ้าสำหรับภาคอุตสาหกรรมมีความผันผวน การมีความสามารถในการผลิตไฟฟ้าใช้เองด้วยเครื่องกำเนิดก๊าซมีเทนจึงช่วยให้เกิดความมั่นคงด้านต้นทุนพลังงานในเชิงกลยุทธ์

โรงพยาบาล มหาวิทยาลัย และวิทยาเขตของหน่วยงานต่างๆ

แหล่งที่มาของของเสียอินทรีย์ภายในสถานที่ที่สนับสนุนการผลิตมีเทน

วิทยาเขตขนาดใหญ่ของหน่วยงานต่างๆ — รวมถึงโรงพยาบาล ศูนย์วิจัยของมหาวิทยาลัย และฐานทัพทหาร — สร้างของเสียอินทรีย์ปริมาณมากจากการให้บริการด้านอาหาร การดำเนินงานในห้องปฏิบัติการ และกิจกรรมการบำรุงรักษาสิ่งอำนวยความสะดวก เมื่อสถานที่เหล่านี้ลงทุนในโครงสร้างพื้นฐานการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนภายในสถานที่ เครื่องกำเนิดมีเทนจึงกลายเป็นจุดสิ้นสุดที่เหมาะสมของระบบ โดยเปลี่ยนของเสียภายในวิทยาเขตให้เป็นพลังงานสำหรับใช้ภายในวิทยาเขต

โดยเฉพาะโรงพยาบาลมีแรงจูงใจที่แข็งแกร่งในการพัฒนาระบบผลิตไฟฟ้าภายในสถานที่ เนื่องจากความต้องการไฟฟ้าของโรงพยาบาลมีลักษณะต่อเนื่อง จำเป็นอย่างยิ่ง และมีปริมาณสูง ระบบเครื่องกำเนิดก๊าซมีเทนที่ผสานเข้ากับระบบหมักชีวภาพ (biogas digester) ซึ่งใช้เศษอาหารและของเสียอินทรีย์อื่นๆ เป็นวัตถุดิบ สามารถมีส่วนร่วมอย่างมีน้ำหนักต่อความมั่นคงด้านพลังงานของโรงพยาบาล ขณะเดียวกันก็ช่วยลดขอบเขตการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของโรงพยาบาลด้วย ความร้อนที่เกิดขึ้นร่วมกันจากระบบเครื่องกำเนิดก๊าซมีเทนยังสามารถนำไปใช้ในระบบฆ่าเชื้อ ระบบทำความร้อน หรือระบบผลิตน้ำร้อนภายในสถานที่ได้อีกด้วย

สถาบันวิจัยและมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์และสถาบันวิจัยที่มีสิ่งอำนวยความสะดวกสำหรับสัตว์ ฟาร์มทดลอง หรือห้องปฏิบัติการแปรรูปชีวภาพ มักดำเนินการระบบหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน (anaerobic digesters) ทั้งในฐานะโครงสร้างพื้นฐานเพื่อการวิจัยและเป็นสินทรัพย์ในการดำเนินงาน ตัวผลิตก๊าซมีเทนที่เชื่อมต่อกับระบบหมักเหล่านี้ทำหน้าที่สองประการพร้อมกัน: ให้โอกาสในการเรียนรู้และวิจัยเชิงปฏิบัติเกี่ยวกับเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียน ขณะเดียวกันก็ผลิตไฟฟ้าจริงและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมด้านคาร์บอนของสถาบัน

สำหรับสถานที่ที่มุ่งมั่นบรรลุมาตรฐานการรับรองระดับ 'ศูนย์การปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิ' (net-zero) หรือ 'เป็นกลางทางคาร์บอน' (carbon-neutral) ตัวผลิตก๊าซมีเทนถือเป็นหนึ่งในวิธีการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกภายในสถานที่ที่สามารถตรวจสอบและยืนยันผลได้ชัดเจนที่สุด ประโยชน์ด้านการบัญชีคาร์บอนนั้นมีความตรงไปตรงมาและวัดผลได้ — ก๊าซมีเทนที่ถูกกักเก็บไว้ซึ่งมิฉะนั้นจะหลุดรั่วออกสู่บรรยากาศหรือจำเป็นต้องเผาทิ้ง (flaring) กลับถูกแปลงเป็นพลังงานที่มีประโยชน์ โดยปัจจัยการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการผลิตพลังงานด้วยวิธีนี้ต่ำกว่าการใช้ไฟฟ้าจากโครงข่ายไฟฟ้าทั่วไปอย่างมีนัยสำคัญในภูมิภาคส่วนใหญ่

คำถามที่พบบ่อย

สถานที่ประเภทใดบ้างที่ได้รับประโยชน์สูงสุดจากการติดตั้งตัวผลิตก๊าซมีเทน?

สถาน facilities ที่ได้รับประโยชน์มากที่สุด คือ สถาน facilities ที่ผลิตก๊าซชีวภาพหรือก๊าซจากหลุมฝังกลบซึ่งมีมีเทนเป็นส่วนประกอบสูงอยู่แล้วในฐานะของเสียที่เกิดขึ้นจากกระบวนการหลักของตน ซึ่งรวมถึงโรงบำบัดน้ำเสีย สถานที่ฝังกลบ ฟาร์มปศุสัตว์ที่ติดตั้งระบบย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน (anaerobic digesters) โรงงานแปรรูปอาหาร และโรงงานอุตสาหกรรมที่มีระบบบำบัดน้ำเสียที่มีสารอินทรีย์สูง สถาน facilities เหล่านี้มีแหล่งเชื้อเพลิงที่พร้อมใช้งานสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากมีเทน ทำให้อัตราผลตอบแทนจากการลงทุน (ROI) เร็วขึ้นและคาดการณ์ได้แม่นยำยิ่งขึ้น

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากมีเทนช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้อย่างไร เมื่อเปรียบเทียบกับการเผาไหม้ก๊าซ (flaring) แบบตรง ๆ ?

การเผาทิ้ง (Flaring) เปลี่ยนก๊าซมีเทนให้กลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านกระบวนการเผาไหม้ ซึ่งช่วยลดผลกระทบต่อภาวะโลกร้อน เนื่องจากก๊าซมีเทนมีศักยภาพในการทำให้เกิดภาวะเรือนกระจกสูงกว่า CO2 อย่างมาก อย่างไรก็ตาม เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากก๊าซมีเทน (methane generator) สามารถทำประโยชน์ได้มากกว่านั้น โดยเปลี่ยนก๊าซชนิดเดียวกันนี้ให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้า แทนที่พลังงานจากโครงข่ายไฟฟ้าซึ่งมักผลิตจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ดังนั้น ผลประโยชน์สุทธิด้านคาร์บอนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากก๊าซมีเทนจึงสูงกว่าการเผาทิ้งเพียงอย่างเดียวอย่างมีนัยสำคัญ เพราะไม่เพียงแต่ป้องกันการรั่วไหลของก๊าซมีเทน (fugitive methane emissions) เท่านั้น แต่ยังหลีกเลี่ยงต้นทุนคาร์บอนจากการผลิตไฟฟ้าในโครงข่ายด้วย

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากก๊าซมีเทนสามารถทำงานต่อเนื่องได้หรือไม่ หรือจำเป็นต้องมีระบบจัดเก็บเชื้อเพลิง?

ในประเภทสถานที่ส่วนใหญ่ที่มีการผลิตก๊าซชีวภาพอย่างต่อเนื่อง — เช่น หลุมฝังกลบแบบใช้งานอยู่ โรงบำบัดน้ำเสีย และระบบหมักทางการเกษตรที่มีวัตถุดิบป้อนเข้าอย่างสม่ำเสมอ — เครื่องกำเนิดก๊าซมีเทนสามารถทำงานได้เกือบตลอดเวลาโดยไม่จำเป็นต้องจัดเก็บก๊าซในปริมาณมาก อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่การผลิตก๊าซชีวภาพเกิดขึ้นเป็นระยะหรือมีความแปรปรวน ถังจัดเก็บสำรองขนาดเล็กมักจะติดตั้งไว้ด้านต้นทางของเครื่องกำเนิดก๊าซมีเทน เพื่อทำให้การจ่ายก๊าซมีความสม่ำเสมอมากขึ้นและรักษาเอาต์พุตของเครื่องกำเนิดให้คงที่

เครื่องกำเนิดก๊าซมีเทนต้องการคุณภาพก๊าซระดับใดจึงจะสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ?

เครื่องกำเนิดก๊าซมีเทนเชิงอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ถูกออกแบบให้ทำงานด้วยก๊าซชีวภาพที่มีปริมาณมีเทนไม่น้อยกว่าร้อยละ 45 แม้ว่าบางรุ่นจะได้รับการปรับแต่งให้เหมาะสมกับกระแสก๊าซที่มีความเข้มข้นสูงยิ่งขึ้นก็ตาม การกำจัดความชื้นและกำจัดไฮโดรเจนซัลไฟด์ออกจากระบบก่อนนำก๊าซเข้าสู่เครื่องกำเนิดก๊าซมีเทนเป็นสิ่งจำเป็นโดยทั่วไป เนื่องจากความชื้นในระดับสูงและสารประกอบกำมะถันอาจก่อให้เกิดการกัดกร่อน และลดอายุการใช้งานของเครื่องยนต์ การปรับสภาพก๊าซอย่างเหมาะสมก่อนเข้าสู่เครื่องกำเนิดก๊าซมีเทนจึงมีความสำคัญยิ่งต่อการบรรลุกำลังขับที่ระบุไว้และรักษาความน่าเชื่อถือในระยะยาว