เรียนรู้ ‘พลังงานความร้อนใต้พิภพ’ แหล่งพลังงานสะอาดจากฮังการี

การศึกษาดูงานด้านพลังงานความร้อนใต้พิภพในฮังการีมีจุดมุ่งหมายเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับการใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพของฮังการี ศึกษาความเชี่ยวชาญและเทคโนโลยีของฮังการี ซึ่งได้รับการต้อนรับและการบรรยายจากนาย Janos Szanyi อาจารย์มหาวิทยาลัย Szeged และนาย Tamas Medgyes ผู้บริหารโรงงานผลิตพลังความร้อนใต้พิภพที่เมือง Szeged 

โดยนาย Janos Szanyi ให้ข้อมูลเกี่ยวกับเทคโนโลยีพลังงานความร้อนใต้พิภพ ดังนี้ ฮังการีมีความได้เปรียบทางภูมิศาสตร์ในการใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพ เนื่องจาก 1) ชั้นใต้ดินบริเวณฮังการีมีความร้อนมากกว่าปกติ กล่าวคือ เมื่อขุดพื้นดินลงไปที่ความลึกเท่ากัน ในฮังการีจะมีความร้อนมากกว่าที่อื่นโดยเฉลี่ย 2) ชั้นดินของฮังการีเป็นดินทราย ทำให้ขุดเจาะง่าย และ 3) น้ำใต้ดินในฮังการี โดยเฉพาะที่เมือง Szeged มีแรงดันมาก ทำให้สามารถสูบขึ้นมาใช้ได้ง่าย ซึ่งในการใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพ เริ่มต้นโดยการขุดบ่อในความลึกที่เหมาะสม โดยในเบื้องต้นยิ่งขุดลึกลงไป ชั้นดินหรือชั้นหินจะมีความร้อนมากขึ้น โดยยกตัวอย่างในฮังการี หากขุดลงไป 5 กิโลเมตร จะมีความร้อนประมาณ 200 – 250 องศาเซลเซียส ทั้งนี้นาย Janos Szanyi แจ้งว่า จากการหาข้อมูลในเบื้องต้น ความร้อนใต้พิภพในไทยอยู่ในระดับใกล้เคียงกับฮังการี

โดยการนำความร้อนขึ้นมาใช้สามารถทำได้หลายวิธี โดยในฮังการีใช้วิธีการสูบน้ำที่มีความร้อนขึ้นมาถ่ายทอดความร้อน (Heat Exchange) ไปสู่ระบบหมุนเวียนของเหลวอีกระบบหนึ่งซึ่งจะนำความร้อนไปใช้ต่อ น้ำร้อนที่สูบขึ้นมาและถ่ายทอดความร้อนไปแล้วจะถูกฉีดกลับเข้าไปใต้ดินเพื่อให้เกิดความหมุนเวียนต่อไป (ไม่ได้นำน้ำร้อนมาใช้โดยตรงเพื่อไม่ให้น้ำปนเปื้อน) ทั้งนี้การฉีดน้ำกลับไปใต้ดินต้องทำด้วยความระมัดระวัง หากฉีดในพื้นที่ที่ใกล้กับบ่อสูบ อาจทำให้มีปัญหาความดัน การอุดตันของท่อและการอุดตันของชั้นหินทราย

ปัจจุบัน ฮังการีใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพในโรงอาบน้ำ (ร้อยละ 40) เกษตรกรรม โดยเป็นการสร้างความอุ่นให้กับเรือนกระจก (ร้อยละ 33) และการสร้างความอุ่นแก่ครัวเรือน (ร้อยละ 20) ทั้งนี้ในทางทฤษฎี พลังงานความร้อนใต้พิภพสามารถใช้ผลิตไฟฟ้าได้ โดยต้องมีความร้อนอย่างน้อย 150 องศาเซลเซียส ซึ่งฮังการีมีโรงงานไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพที่เมือง Tura (กำลัง 2.3 MW) อีกทั้งระบบพลังงานความร้อนใต้พิภพสามารถใช้ประโยชน์ในการเก็บความร้อน โดยฉีดน้ำลงไปเก็บความร้อนที่ใต้ดินในช่วงฤดูร้อนและสูบน้ำที่มีความร้อนกลับขึ้นมาในช่วงฤดูหนาว นอกจากนั้นแล้ว ความร้อนใต้พิภพยังสามารถเป็นแหล่งความร้อนสำหรับระบบสร้างความเย็นแบบรวมเขตด้วยเทคโนโลยี Abosorption Cooling ซึ่งต้องใช้น้ำร้อนประมาณ 80 องศาเซลเซียส อีกทั้งน้ำร้อนที่สูบขึ้นมาเพื่อผลิตความร้อนยังสามารถนำมาสกัดเอาลิเธียม เพื่อนำไปผลิตแบตเตอร์รีได้ ซึ่งฮังการียังอยู่ระหว่างการวิจัยเทคโนโลยีการสกัดลิเธียมจากน้ำร้อนใต้พิภพเพื่อนำไปใช้ในอุตสาหกรรมแบตเตอร์รีต่อไป ซึ่งความร้อนที่ได้จากพลังงานความร้อนใต้พิภพสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้เหมือนกับความร้อนที่เกิดจาดการเผาพลังงานฟอสซิล รวมทั้งอาจนำไปประยุกต์ใช้ในการอบแห้งผลิตผลจากการเกษตรด้วย

การสร้างระบบพลังงานความร้อนใต้พิภพมีค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูง โดยเฉพาะหากเริ่มลงทุนตั้งแต่การขุดเจาะไปจนถึงการติดตั้งระบบท่อส่งความร้อนไปยังผู้ใช้ความร้อน ซึ่งโครงการพลังงานความร้อนใต้พิภพจะมีความคุ้มค่าหากตอบสนองเงื่อนไขที่สำคัญ ได้แก่ 1) ความร้อนของชั้นหิน/ชั้นดินใต้พิภพ และความยาก/ง่ายในการขุดเจาะ 2) การมีตลาดความร้อน คือ การมีผู้ต้องการใช้ความร้อนในอุณหภูมิที่ต่างกัน ยกตัวอย่างเช่น ระบบส่งน้ำร้อนอุณหภูมิสูงที่สุดไปยังผู้ที่ต้องการความร้อนสูง จากนั้นส่งต่อน้ำไปยังผู้ที่ต้องการความร้อนในระดับที่ลดลงมา ก่อนที่น้ำเย็นจะวนกลับมาที่ศูนย์สร้างความร้อนเพื่อรับถ่ายทอดความร้อนใหม่ 3) เศรษฐกิจมหภาคที่มั่นคง เนื่องจากเป็นการลงทุนระยะยาวใช้เวลานานก่อนถึงจุดคุ้มทุน 4) กรอบกฎหมายภายในประเทศที่เอื้อต่อการผลิตความร้อนใต้พิภพและการกำกับตลาดความร้อน และ 5) เงินทุนสำหรับการลงทุน อีกทั้งโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพควารตั้งในพื้นที่ที่มีความต้องการความร้อนในอุณหภูมิที่ต่ำลงมา เช่น เริ่มจากใช้ผลิตไฟฟ้า ส่งต่อไปให้ที่โรงงานที่ต้องใช้ความร้อน แล้วจึงจ่ายให้ครัวเรือน เป็นต้น นอกจากนี้ สหรัฐฯ อยู่ระหว่างการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีการใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพรูปแบบใหม่ โดยแทนที่จะสูบน้ำที่มีความร้อนขึ้นมา กลับใช้วิธีขุดบ่อและติดตั้งระบบถ่ายทอดความร้อนภายในบ่อ เพื่อสร้างไอน้ำที่สามารถนำมาผลิตไฟฟ้าได้โดยตรง อย่างไรก็ดี เทคโนโลยีนี้อาจทำให้มีความเสี่ยงในการเกิดแผ่นดินไหว

ในส่วนของนาย Tamas Medgye ได้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับระบบพลังงานความร้อนใต้พิภพในเมือง Szeged ไว้ว่า ในอดีต เมือง Szeged มีระบบสร้างความร้อนสำหรับใช้ในครัวเรือนแบบรวมเขต โดยใช้พลังงานฟอสซิลต้มน้ำในหม้อต้มหลักของเขตและส่งน้ำร้อนไปยังครัวเรือน ซึ่งทำให้ในฤดูหนาวมีมลภาวะมาก เพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าวจึงได้ลงทุนในระบบพลังงานความร้อนใต้พิภพ โดยใช้ระบบท่อน้ำร้อนเดิม ปัจจุบันสามารถสร้างความอบอุ่นให้ห้องชุด 27,251 ห้อง และ 469 สถาบัน โดยแบ่งเขตการผลิตความร้อนและการจ่ายน้ำเป็น 23 เขต ซึ่งระบบความร้อนใต้พิภพของเมือง Szeged  ใช้ระบบการสูบน้ำขึ้นมาถ่ายทอดความร้อน จากนั้นอัดฉีดน้ำร้อนที่ใช้แล้วกลับไปใต้ดิน โดยจุดสูบน้ำในแต่ละจุดจะมีจุดฉีดคืนน้ำสองจุด และในการสูบน้ำจะต้องพิจารณาสถานที่และการใช้น้ำใต้ดินอื่นๆ ในบริเวณใกล้เคียงด้วย โดยยกตัวอย่างจาก กรุงบูดาเปสต์ ซึ่งมีข้อจำกัดในการสร้างระบบพลังงานความร้อนใต้พิภพ เนื่องจากมีสปาที่ใช้น้ำแร่ใต้ดินจำนวนมาก หากไม่พิจารณาการสร้างระบบให้ถี่ถ้วนอาจทำให้สปาเหล่านี้ไม่มีน้ำใช้

ในการก่อสร้างระบบจะต้องมีการเคลียร์พื้นที่สำหรับจุดสูบน้ำและจุดฉีดคืนน้ำ แต่เมื่อเจาะและเดินท่อเสร็จแล้ว จะสามารถกลบพื้นดินกลับ โดยเมื่อดำเนินการทุกอย่างเสร็จจะเหลือเพียงฝาท่อสำหรับการบำรุงซ่อมแซมเป็นครั้งคราว เนื่องจากเจ้าหน้าที่สามารถดูแลระบบได้ผ่านทางไกลและมีหม้อต้มน้ำด้วยก๊าซธรรมชาติเป็นระบบสำรอง รวมทั้งใช้ในกรณีที่อากาศหนาวมากจนพลังงานความร้อนใต้พิภพอย่างเดียวไม่พอ ซึ่งครัวเรือนที่ใช้บริการพลังงานใต้พิภพในเมือง Szeged สร้างมานานแล้วและใช้เทคโนโลยีการก่อสร้างสมัยเก่า ทำให้มีความต้องการน้ำร้อน 90 องศา เพื่อสร้างความอุ่นที่เพียงพอต่อการอาศัยในฤดูหนาว อย่างไรก็ดี เทคโนโลยีการสร้างอาคารในปัจจุบันสามารถลดความร้อนของน้ำที่ใช้สร้างความอบอุ่น โดยบ้านสมัยใหม่ต้องใช้น้ำร้อนเพียง 40 องศา ทำให้เกิดตลาดความร้อนในเมือง Szeged โดยระบบจะส่งน้ำไปยังบ้านรุ่นเก่าก่อน เมื่อน้ำเย็นลงก็จะจ่ายให้กับบ้านรุ่นใหม่

ทั้งนี้ ปัญหาที่พบในการใช้ระบบพลังงานความร้อนใต้พิภพในเมือง Szeged ได้แก่ 1) การตกตะกอน 2) ก๊าซมีเทนในน้ำที่สูบขึ้นมา 3) ความเข้าใจผิดว่าเครื่องสูบน้ำทำให้กิดแผ่นดินไหว และ 4) การต่อต้านจากครัวเรือนในบริเวณใกล้เคียงที่ไม่ต้องการให้ทำการขุดเจาะแต่ก็ต้องการได้ความร้อนในราคาถูก ซึ่งเทคโนโลยีสำหรับการใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพมีพัฒนาการอย่างต่อเนื่องและการเปลี่ยนผ่านสู่เศรษฐกิจสีเขียวก็ทำให้มีความต้องการวิศวกรและนักธรณีวิทยาในสาขานี้มากขึ้น อีกทั้งมหาวิทยาลัย Szeged มีการศึกษาและวิจัยในสาขาการใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพและพร้อมร่วมมือกับนานาชาติ

ข้อมูล: สถานเอกอัคราชทูต ณ กรุงบูดาเปสต์