บทความด้านพลังงาน

 มารีไซเคิลความร้อนที่เสียไปในกระบวนการอุตสาหกรรมกันเถอะ 

ในยุคที่ราคาน้ำมันสามารถถีบตัวขึ้นอย่างรวดเร็วและโลกกำลังเผชิญกับสภาวะโลกร้อน นักวิทยาศาสตร์ญี่ปุ่นได้ออกมาเสนอว่า ควรกลับมาพิจารณาการรีไซเคิลความร้อนที่สูญเสียไปในกระบวนการอุตสาหกรรม (Waste heat) มาใช้ใหม่ เพราะมันสามารถลดความต้องการเชื้อเพลิงประเภทที่ใช้แล้วหมดได้ในระยะสั้น และยังช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของกระบวนการผลิตได้

จางหลีฮวา และ โทโมฮิโระ อากิยาม่า แห่งมหาวิทยาลัยฮอกไกโด ในซัปโปโร ได้อธิบายว่า ความร้อนที่เป็นผลพลอยได้และมักจะสูญเสียไปในกระบวนการอุตสาหกรรม เช่น อุตสาหกรรมเผาไหม้ และ อุตสาหกรรมกำเนิดไฟฟ้า เป็นความร้อนที่มีพลังงานต่ำ และมักจะกระจายออก การดักความร้อนประเภทนี้มาใช้มักจะไม่คุ้มค่า แต่ในสภาวะที่เราต้องเผชิญแรงกดดันทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมในปัจจุบัน วิธีการนี้ก็เป็นทางช่วยที่ไม่เลวเลย

ทีมวิจัยได้ศึกษาเทคโนโลยีสามแขนง ที่มีความเป็นไปได้สูงที่จะนำมาทำการดักจับความร้อนดังกล่าวไปใช้ใหม่ อาจจะใช้แค่เทคโนโลยีเดียวหรือใช้เสริมกันก็ได้ เทคโนโลยีทั้งสามได้แก่ 1) ความร้อนแฝง 2) ความร้อนจากปฏิกิริยา และ 3) การใช้เครื่องมือที่กำเนิดไฟฟ้าจากความร้อน (Thermoelectric device)

เป้าหมายของการวิจัยคือการหาทางนำพลังงานความร้อนที่สูญเสียไปในกระบวนการผลิตจากเตาเผาในโรงงานกลับมาใช้ประโยชน์ใหม่โดยไม่คำนึงถึงข้อกำจัดทางด้านเวลาและพื้นที่ว่าง เป็นการดักความร้อนที่มักจะสูญเสียไปมาสร้างไอน้ำ ให้ไอน้ำไปเป็นพลังงานเดินกระบวนการอื่นๆในโรงงานเดียวกันต่ออีกทอดหนึ่ง

กุญแจสำคัญในการฟื้นฟูพลังงานความร้อนที่สูญเสียไป คือการเข้าใจธรรมชาติของพลังงานความร้อนที่เราอยากนำกลับใช้ ระดับอุณหภูมิของความร้อนที่สูญเสียมักจะแตกต่างออกไปตามประเภทของอุตสาหกรรมที่ให้กำเนิดมัน เช่น 95%ของความร้อนที่สูญเสียไปในอุตสาหกรรมกำเนิดไฟฟ้าจะมีอุณหภูมิอยู่ที่ 150 องศาเซลเซียส ในขณะเดียวกัน 45%ของความร้อนที่สูญเสียไปในอุตสาหกรรมเคมีจะมีอุณหภูมิอยู่ที่ 200 องศาเซลเซียส

โรงงานมักจะพิจารณาค่าของพลังงานความร้อนโดยดูจากค่า Enthalpy หรือ ปริมาณความร้อนที่ผ่านเข้าหรือออกจากระบบในกระบวนการที่ความดันคงที่ แล้วก็สรุปว่าพลังงานความร้อนที่สูญเสียไปคงนำไปให้พลังงานแก่กระบวนการอื่นไม่ได้ ซึ่งนักวิจัยทั้งสองได้แนะนำว่า ควรจะพิจารณาให้ถี่ถ้วนขึ้นด้วยค่า ‘Exergy’ หรือค่า‘งาน’ที่ความร้อนสูญเสียสามารถทำให้เราได้ ควรมีการนำค่า ‘Exergy’ มาพิจารณาเมื่อมีการวางกลยุทธ์การใช้พลังงาน

นักวิจัยทั้งสองยังได้ชี้ให้เห็นว่ามีหลายอุตสาหกรรมที่กำเนิดความร้อนสูญเสียที่มีค่า ‘Exergy’ สูงพอ เช่นควันก๊าซไอเสียจากโรงงานผลิตเหล็กกล้าซึ่งมีอุณหภูมิสูงถึง 1,000 องศาเซลเซียส เป็นต้น

แหล่งข่าว: Inderscience Publishers

ข่าววันที่: 4 เม.ย. 2552

เว็บไซต์: http://www.sciencedaily.com/releases/2009/04/090401102235.htm

วารสารอ้างอิง: Zhang et al. How to recuperate industrial waste heat beyond time and space. International Journal of Exergy, 2009; 6 (2): 214 DOI: 10.1504/IJEX.2009.023999