ทรัพยากรพลังงาน

ทรัพยากรพลังงาน (Energy Resources)

                พลังงาน หมายถึง แรงงงานที่ได้มาจากธรรมชาติ เช่น ได้จากน้ำ แสงแดด คลื่น ลมและเชื่อเพลิงธรรมชาติ (Fossil Fuel) ซึ่งได้แก่ ถ่านหิน น้ำมัน และก๊าซธรรมชาติ นอกจากนี้ยังได้พลังงานจาก ความร้อนใต้พิภพ แร่นิวเคลียร์ ไม่ฟืน แกลบ และชานอ้อย พลังงานที่ได้จากแหล่งต่าง ๆ เรียกว่า พลังงานต้นกำเนิด (Primary Energy) ส่วนพลังงานที่ได้มาด้วยการนำพลังงานต้นกำเนิดดังกล่าวมาแปรรูปเพื่อใช้ประโยชน์ในลักษณะต่าง ๆ เช่น พลังงานไฟฟ้า ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม ถ่านโค๊ก และก๊าซหุงต้ม เราเรียกพลังงานประเภทนี้ว่า พลังงานแปรรูป (Secondary Energy)

          พลังงานนับเป็นพื้นฐานอันสำคัญยิ่งต่อการพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมของประเทศในสมัยก่อนที่มนุษย์รู้จักใช้ไฟ มนุษย์เราใช้พลังงานคนละ 2,000 กิโลแคลอรีต่อวันในรูปของอาหารการกิน ต่อมามนุษย์เจริญขึ้นรู้จักใช้ความร้อนในการหุงต้มใช้สิ่งประดิษฐ์ทางวิทยาศาสตร์ต่าง ๆ มากขึ้น การใช้พลังงานจึงทวีมากขึ้นไปด้วย ในปี ค.ศ. 1860 ประมาณว่าชาวลอนดอนแต่ละคนต้องใช้พลังงานในการดำรงชีวิตเฉลี่ย 70,000 กิโลแคลอรีต่อวัน ในปัจจุบันมนุษย์ได้อาศัยอยู่ในโลกวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ เป็นยุคที่มนุษย์ได้ขุดเอาทรัพยากรพลังงานที่เก็บสะสมไว้ในโลก เช่น ถ่านหิน น้ำมัน และก๊าซธรรมชาติ รวมทั้งแร่นิวเคลียร์ต่าง ๆ ออกมาใช้ประโยชน์อย่าไม่เคยปรากฏมาก่อนโดยเฉพาะสหรัฐอเมริกาเป็นประเทศที่ใช้พลังงานในการดำรงชีวิตอย่างฟุ่มเฟือยมาที่สุดในโลกประมาณว่าชาวอเมริกันแต่ละคนใช้พลังงานเฉลี่ย 230,000 กิโลแคลอรีต่อวัน ซึ่งเป็นอัตราการใช้พลังงานที่สูงที่สุดในโลก

          สหรัฐอเมริกามีประชาการเพียงร้อยละ 6 ของประชากรโลกแต่ชาวอเมริกาใช้พลังงานถึงร้อยละ 35 ของพลังงานทั้งหมดที่ใช้อยู่ในโลก ตรงกันข้ามกับประเทศอินเดียซึ่งมีประชากรร้อยละ 15 ของโลก แต่กลับใช้พลังงานพียงร้อยละ 2 ของพลังงานทั้งหมดที่ใช้กันทั่วโลกเท่านั้น

          ชาวโลกได้ใช้พลังงานส่วนใหญ่ไปในการขนส่ง อุตสาหกรรม การค้า และใช้สำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกต่าง ๆ ในเคหะสถาน เช่น ตู้เย็น วิทยุ โทรทัศน์ พัดลม ตลอดจนผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าอื่น ๆ ที่ประดิษฐ์คิดค้นขึ้นมาอีกจำนวนมาก จะเห็นว่ายิ่งมนุษย์เจริญมากขึ้นเท่าใดก็ยิ่งต้องใช้พลังงานมากขึ้นเท่านั้น การพัฒนาความเจริญในสังคมมนุษย์ จึงเท่ากับเป็นการทวีการใช้พลังงานที่สะสมไว้ในโลกให้หมดเปลืองไปยิ่งขึ้น  จึงเชื่อได้แน่ว่าทรัพยากรพลังงานโดยเฉพาเชื้อเพลิงธรรมชาติจะต้องสูญสิ้นไปจากโลกนี้ในอนาคตอันไม่ไกลนัก

1)  ถ่านหิน พลังงานถ่านหินที่เราใช้กันอยู่ในทุกวันนี้เกิดจากการสะสมพลังงานโดยกระบวนการสังเคราะห์แสงของพืชในสมัย Carboniferous เมื่อ 250 ล้านปีที่แล้ว พืชและสัตว์ในสมัยนั้นได้ล้มตายและยังไม่สลายตัวได้ทับถมปะปนกับตะกอนดินทรายภายใต้อุณหภูมิและความกดดันต่าง ๆ ซากเหล่านั้นจึงได้อัดแน่นอยู่ภายใต้พื้นดินจนกลายเป็นถ่านหิน

2)  น้ำมันเชื้อเพลิง น้ำมันมีคุณสมบัติเหมาะที่จะใช้ทำเชื้อเพลิงในแง่ที่ทำความสกปรกให้อากาศน้อยกว่าถ่านหิน และในการกลั่นน้ำมันยังให้ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมอื่น ๆ ที่เป็นประโยชน์อีกมาก อย่างไรก็ดีปริมาณน้ำมันในโลกกำลังลดน้อยลงทุกทีคาดว่าน้ำมันจะหมดไปจากโลกภายใน 50 ปีข้างหน้า ประเทศยิ่งเจริญมากมรการพัฒนามากยิ่งต้องใช้น้ำมันเชื้อเพลงมาก ที่ใช้น้ำมันฟุ่มเฟือยมากที่สุดเห็นจะได้แก่ สหรัฐอเมริกา เจ้าของบ่น้ำมันสำคัญได้แก่ คูเวต ซาอุดิอาระเบีย อิหร่าน อิรัก ลิเบีย แอลจีเรียไนจีเรีย เวเนชูเอลา และประเทศเล็ก ๆ อีกหลายประเทศในตะวันออกกลาง

3) ก๊าซธรรมชาติ ก๊าซธรรมชาติเกิดขึ้นเช่นเดียวกับน้ำมันและถ่านหิน ส่วนใหญ่ประกอบไปด้วยก๊าซมีเทนอัดอยู่ใต้ดินมาเป็นเวลานาน ปริมาณของก๊าซธรรมชาติกำลังลดน้อยลงและราคาสูงขึ้น เนื่องจากใช้กันมากและต้องเจาะลึกมากกว่าจะพบแหล่งก๊าซธรรมชาติได้ ก๊าซธรรมชาติทำความสกปรกน้อยกว่าน้ำมันและมีความจำเป็นมาก โดยเฉพาะในประเทศหนาวที่ใช้ก๊าซให้ความอบอุ่นกับเคหะสถาน ก๊าซมีเทนนอกจากจะได้จากธรรมชาติแล้ว ยังได้จากโรงกลั่นน้ำมัน ซึ่งเป็นผลิตผลพลอยได้อย่างหนึ่ง และอาจกลั่นหรือสกัดจากขยะและของเสียต่าง ๆ ได้ด้วย แต่เป็นปริมาณน้อยอาจไม่คุ้มค่าในการลงทุน เชื้อเพลิงทุกชนิดมักมีผลเสียต่อสภาพแวดล้อมหากไม่ใช้ด้วยความระมัดระวัง ก๊าซธรรมชาติถ้ารั่วไหลออกมา อาจเกิดระเบิดและไฟไฟไหม้ได้ง่าย การเจาะหาแหล่งน้ำมันในอ่าวไทย ปรากฏว่าได้พบก๊าซธรรมชาติจำนวนมากอยูด้วย

4) หินน้ำมัน หินน้ำมันเป็นแหล่งน้ำมันอีกรูปหนึ่ง แทนที่จะอยู่เป็นบ่อหรือเป็นทะเลสาบใต้ดินแบบน้ำมันที่สูบขึ้นมาใช้โดยทั่วไป น้ำมันพวกนี้จะเก็บตัวอยู่ในรูหรือระหว่างอนุภาคของหิน แหล่งน้ำมันที่อุดมสมบูรณ์ในประเทศแคนนาดา มีปริมาณน้ำมันสกัดได้ประมาณ 100 แกลลอนต่อหิน 1 ตัน เชื่อว่าน้ำมันที่เก็บอยู่ในหินประมาณร้อยละ 15 ของน้ำมันทั้งหมดในโลก

5) พลังงานนิวเคลียร์ การแก้ปัญหาพลังงานเชื้อเพลงธรรมชาติที่กำลังจะหมดไป นอกจากการนำเอาพลังงานแสงแดด น้ำ และลม มาใช้แทนสิ่งที่มนุษย์คิดค้นและใฝ่หากันอยู่ ก็คือพลังงานนิวเคลียร์ ประเทศสหรัฐอเมริกาที่ว่าเจริญที่สุดในขณะนี้ได้ใช้พลังงานนิวเคลียร์เป็นเชื้อเพลิงร้อยละ 1 ของพลังงานเชื้อเพลิงที่ใช้ทั้งหมด และคาดว่าแนวโน้มของการใช้พลังงานนิวเคลียร์จะมีมากขึ้นในอนาคต ปัญหาขณะนี้อยู่ที่ความปลอดภัยในการใช้และการกำจัดเศษเหลือภายหลังการใช้ ซึ่งมนุษย์เรายังไม่แน่ใจว่าจะได้รับความปลอดภัยอย่างแท้จริง การใช้ประโยชน์ในด้วนนี้จำเป็นต้องใช้ความรู้และวิทยาการเฉพาะด้าน การใช้โดยปราศจากประสบการณ์และความรอบรู้อาจได้รับผลเสียมากว่าผลดี นอกจากจะมีผู้เชี่ยวชาญเฉพาะด้านอย่างเพียงพอในการดำเนินงานในด้านนี้เท่านั้นจึงจะลดอัตราเสี่ยงภัยลงได้ ดังตัวอย่างการระเบิดของโรงงานไฟฟ้านิวเคลียร์ที่เชอร์โนบิว ในประเทศรัสเซีย การรั่วไหลของสารกัมมันตรังสีหลังเกิดซึนามิในประเทศญี่ปุ่น เป็นต้น ถ้าเรายังไม่พร้อมในด้านวิทยาการและกำลังคนตลอดจนความปลอดภัยที่จะได้รับ การขอให้ทบทวนการใช้ประโยชน์จากพลังงานนิวเคลียร์จึงมีเหตุผลที่น่าฟังไม่ใช่น้อย

6) พลังงานน้ำ เป็นเวลานานมาแล้วที่มนุษย์รู้จักนำพลังงานน้ำมาใช้ประโยชน์ การใช้ประโยชน์จากพลังงานน้ำมีข้อดีหลายประการ เช่น ราคาถูก ไม่ก่อให้เกิดปัญหาน้ำเสียหรืออากาศเป็นพิษและเป็นพลังงานที่ใช้ไม่รู้จักหมด จากเท่าที่น้ำยังไหลทั้งหมดในโลก แต่โลกเราขณะนี้ใช้พลังน้ำเพียงร้อยละ 8 ของพลังจากน้ำทั้งหมดเท่านั้น ความจริงพลังน้ำน่าจะเป็นแหล่งพลังงานที่ดีและใช้ได้เต็มที่แต่หาเป็นเช่นนั้นไม่ มีปัญหาที่น่าคิดคือ

            6.1 แหล่งน้ำที่จะให้เติมพลังงานมาผลิตกระแสไฟฟ้าอยู่กระจัดกระจายในส่วนต่าง ๆ ของโลก  ประเทศอุตสาหกรรมที่ต้องการไฟฟ้ามากส่วนใหญ่ขาดแคลนแหล่งน้ำในการผลิตกระแสไฟฟ้าประเทศที่ใช้กำลังไฟฟ้าน้อยกลับมีแหล่งน้ำสมบูรณ์ ประกอบกับการก่อสร้างเขื่อนต้องลงทุนสูงบางครั้งจึงไม่คุ้มค่ากับการลงทุน

            6.2 เขื่อนที่สร้างแต่ละแห่งมีอายุการใช้งานจำกัด เนื่องจากมีปัญหาการตกตะกอนหน้าเขื่อน เช่น เขื่อนอัสวานของประเทศอียิปต์ที่ใหญ่ที่สุดในโลกมีอายุการใช้งานได้ไม่เกิน 200 ปี ในประเทศสหัฐอเมริกามีอยู่หลายเขื่อนในรัฐแคลิฟอร์เนียที่ตะกอนได้ทับถมจนใช้การไม่ได้

ภาพแสดงกระแสน้ำซึ่งพรั่งพรูออกมาพร้อมดินที่ตกตะกอนอยู่

          6.3 ความต้องการสภาพความสวยงามตามธรรมชาติ และการรักษาดุลยภาพของสิ่งมีชีวิต ซึ่งมนุษย์ได้เห็นความสำคัญและรนรงค์ต่อต้านการสร้างเขื่อนมากขึ้นทุกทีก็เป็นอุปสรรคอีกอย่างหนึ่งในการพัฒนาการใช้พลังงานน้ำ ประเทศไทยใช้พลังงานน้ำในการผลิตกระแสไฟฟ้าอย่างน้อยร้อยละ 10 ของพลังงานที่ใช้ทั้งหมด จากผลการสำรวจพบว่าแหล่งพลังงานน้ำภายในประเทศและระหว่างประเทศใกล้เคียงที่สามารถนำมาผลิตเป้นพลังงานไฟฟ้าสูงสุดได้ประมาณ 20 ล้านกิวัตต์ ปัจจุบันเขื่อนพลังงานนำที่ก่อสร้างเสร็จแล้วมีการผลิตได้มากกว่า 2879.9 เมกะวัตต์ แหล่งพลังงานน้ำในประเทศที่เหลือส่วนใหญ่มีขนาดเล็กกว่าที่ได้ก่อสร้างไปแล้ว แต่ก็จะสามารถพัฒนาเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าทดแทนการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงได้ ประเทศไทยยังได้ซื้อกระแสไฟฟ้าจากโรงงานไฟฟ้าพลังงานน้ำ น้ำเทิน-หินบุน และฮ้วยเฮาะ จากประเทศสาธารณรัฐประชาธิปไตยประชาชนลาว อีกประมาณ 340 เมกะวัตต์

เขื่อนขุนด่านปราการชล จ.นครนายก

           นอกจากพลังงานต่าง ๆ ดังกล่าวแล้วแหล่งพลังงานธรรมชาติที่สามารถนำมาใช้ได้ก็มีพลังงานจากแสงแดด พลังงานความร้อนใต้พิภพ พลังงานคลื่นและลม เป็นต้น แต่เนื่องจากขณะนี้ต้นทุนในการผลิตสูงมากและไม่คุ้มค่ากับการลงทุน เช่น ในสหรัฐอเมริกาผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยน้ำมันเชื้อเพลิงต้องใช้ทุนในการผลิต 500 เหรียญสหรัฐต่อกิโลวัตต์ ใช้พลังงานนิวเคลียร์เป็นเชื้อเพลิง 750 เหรียญต่อกิโลวัตต์ แต่ต้องลงทุนถึง 2 เหรียญสหรัฐต่อกิโลวัตต์ ในการผลิตกระแสไฟฟ้าโดยใช้พลังงานจากแสดแดด เป็นต้น จากการต้นคว้าวิจัยอาจสามารถลดต้นทุนการผลิตจากการใช้พลังงานเชื้อเพลิงอาจสูงขึ้นมา เนื่องจากแหล่งเชื้อเพลิงใกล้จะหมดไป ดังนั้น การใช้พลังงานแหล่งธรรมชาติที่ไม่รู้จักหมดนี้จะแก้ปัญหาการใช้พลังงานของมนุษย์ในอนาคตได้

แผงโซลาเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์

กังหันพลังงานลม

พลังงานความร้อนใต้พิภพ

พลังงานคลื่น

ข้อมูล : จากหนังสือวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม