ถอดแนวคิด Waste to Energy ต้นแบบโรงไฟฟ้าขยะชุมชนไร้มลพิษ แห่งแรกในไทย

Waste to Energy หรือ การผลิตพลังงานจากขยะ หนึ่งในแนวคิดของการกำจัดขยะที่กำลังได้รับความสนใจเป็นอย่างมาก จากปัญหาขยะล้นเมืองที่เกิดขึ้นทำให้ทุกคนหันให้ความสำคัญ และมองว่าเป็นสิ่งที่ควรได้รับการแก้ไขอย่างเร่งด่วน โดยข้อมูลจากกรมควบคุมมลพิษระบุว่า ปี 2560 ประเทศไทยมีสถานการณ์ปริมาณขยะมูลฝอยชุมชนที่เกิดขึ้นประมาณ 75,000 ตัน/วัน และคาดว่าปริมาณขยะมูลฝอยชุมชนจะมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นในทุก ๆ ปี 

เมื่อเป็นเช่นนี้ปลายทางของขยะที่ถูกกำจัดโดยการเทลงหลุมฝังกลบ (Landfill) จึงไม่ได้เป็น Solution ที่ตอบโจทย์อีกต่อไป ดังนั้นอีกหนึ่งทางเลือกในการกำจัดขยะ คือ การนำแนวคิด Circular Economy หรือระบบเศรษฐกิจหมุนเวียนเข้ามาใช้ โดยการให้ความสำคัญกับการใช้ทรัพยากรที่มีอยู่ให้มีประสิทธิภาพมากที่สุด เพื่อที่จะนำมาซึ่งความยั่งยืนในอนาคต ด้วยการใช้นวัตกรรมและเทคโนโลยีเข้ามาเป็นส่วนช่วยผลักดัน จึงทำให้มีการนำขยะหมุนเวียนมาใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตพลังงานไฟฟ้า จึงได้เกิดขึ้นเป็น ‘โรงไฟฟ้าพลังงานขยะ’  ซึ่งจะเห็นได้ว่าในระยะหลังประเทศไทยได้มีการกระตุ้นเรื่องดังกล่าวให้ได้รับการผลักดันให้เป็นหนึ่งในแผนพัฒนาพลังงานทดแทนและพลังงานทางเลือก พ.ศ. 2558 -2579 ด้วย 

ธีรวุฒิ ทรงเมตตา ประธานเจ้าหน้าที่กลุ่มงานเทคโนโลยีและนวัตกรรม ACE

โดยหนึ่งในกรณีศึกษาที่น่าสนใจในการสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานขยะที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ไม่มีมลพิษที่ส่งผลกระทบต่อชุมชน คือ โครงการโรงไฟฟ้าขยะชุมชน (VSPP-MSW) จังหวัดขอนแก่น ซึ่งอยู่ภายใต้การดำเนินงานโดยบริษัท แอ๊บโซลูท คลีน เอ็นเนอร์ยี่ จำกัด (มหาชน) หรือ  ACE โดย ‘ธีรวุฒิ ทรงเมตตา’ ประธานเจ้าหน้าที่กลุ่มงานเทคโนโลยีและนวัตกรรม หนึ่งในผู้มีบทบาทสำคัญในการขับเคลื่อนได้เล่าถึงที่มาที่ไปในการลงทุนโครงการดังกล่าวกับ Techsauce ว่า 

แนวคิดของโครงการนี้เริ่มต้นจากการที่เราพบปัญหาของการกำจัดขยะในเมืองไทยอยู่แล้ว ว่าการกำจัดโดยใช้หลุมฝังกลบส่วนใหญ่ไม่ได้มาตรฐาน ซึ่งทำให้มีมลพิษในรูปแบบของ ‘น้ำชะขยะ’ ที่เกิดจากการทับถมและหมักหมมของขยะไหลลงสู่ชั้นใต้ดิน และท้ายที่สุดก็จะไปปะปนกับน้ำบาดาลที่ประชาชนนำไปใช้ในครัวเรือนต่อไป ดังนั้นจึงได้มีการไปศึกษาเพื่อหา Solution ที่จะมาตอบโจทย์ตรงนี้ได้ โดยการไปสำรวจวิธีการสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานขยะในหลาย ๆ ประเทศ และนำมาปรับใช้ให้เหมาะสมกับการแก้ปัญหาในประเทศไทยมากที่สุด 

และในขณะเดียวกันจังหวัดขอนแก่น เป็นเมืองที่มีการกระตุ้นด้าน Smart City และมีนโยบายที่พร้อมจะตอบรับต่อนวัตกรรมใหม่ ๆ ที่จะเป็น  Solution ที่จะช่วยแก้ปัญหาสังคมในระยะยาวได้ ดังนั้นเขาจึงมองเห็นว่าโรงไฟฟ้าขยะเป็น Solution ที่สร้างความยั่งยืนได้ จึงได้ได้เปิดให้เอกชนเข้ามาช่วยลงทุนในโครงการดังกล่าว  ซึ่งก็สอดคล้องกับวิสัยทัศน์ในการดำเนินงานของ ACE ที่มุ่งเน้นในด้านพลังงานสะอาดด้วยเช่นกัน 

ประกอบกับเรามีธุรกิจหลักที่เป็นโรงไฟฟ้าชีวมวลอยู่แล้ว ซึ่งกระบวนการผลิตพลังงานมีลักษณะที่เป็นไปในแนวทางเดียวกัน คือ การเผาเชื้อเพลิงที่มีความชื้นเหมือนกัน แต่การเผาขยะจะเป็นมีความชื้นสูงกว่าชีวมวลไปอีกขั้น ซึ่งก็เป็นความท้าทายสูงในการทำตรงนี้ขึ้นมา แต่เรามองว่าถ้าสามารถทำได้มันก็จะเกิดผลดีในระยะยาวและอีกอย่างมันง่ายตรงที่เราไม่จำเป็นต้องหาเชื้อเพลิงเลย จึงทำให้เราได้ลงทุนโครงการโรงไฟฟ้าพลังงานขยะ และคิดค้นนวัตกรรมโดยการใช้เทคโนโลยีการผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ปลอดภัย และไม่รบกวนชุมชนมากที่สุด จึงได้เริ่มทดลองสร้างมาตั้งแต่ปี 2016

โรงไฟฟ้าขยะชุมชน (VSPP-MSW) จ.ขอนแก่น ภายใต้การดำเนินงานของ ACE

ACE ต้นแบบโรงไฟฟ้าขยะชุมชนไร้มลพิษ

โครงการโรงไฟฟ้าขยะชุมชน VSPP-MSW อยู่ระหว่างเปิดดำเนินการเชิงพานิชย์ (COD) มีกำลังการผลิตติดตั้ง 6 เมกะวัตต์ และมีปริมาณไฟฟ้าที่จำหน่ายให้กับการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟภ.) 4.5 เมกะวัตต์

ถือเป็นโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงขยะต้นแบบที่มีประสิทธิภาพที่สุดในประเทศไทย โดยเป็นโครงการที่ได้รับการออกแบบให้เป็นโรงไฟฟ้าขยะชุมชนแบบปิด มีการใช้นวัตกรรมและเทคโนโลยีที่สามารถเผาขยะที่มีความชื้นสูงได้มากถึง 80%  (มีปริมาณน้ำ 80 ส่วน และเชื้อเพลิงขยะ 20 ส่วน) ก็สามารถเข้าสู่กระบวนการผลิตได้ และที่สำคัญไม่มีการปล่อยของเสียออกสู่ธรรมชาติ (Zero discharge) ไม่ว่าจะเป็นมลภาวะทางกลิ่น ฝุ่นละออก หรือแม้กระทั่งน้ำเสีย ก็ได้มีการทำ Water Treatment โดยการบำบัดด้วยระบบ Reverse Osmosis (RO) ให้กลายเป็นน้ำใสที่สามารถเอาไปใช้ประโยชน์ต่อได้

แผนภาพแสดงกระบวนการผลิตไฟฟ้าจากขยะแบบ Direct Incineration ของ ACE สำหรับโรงไฟฟ้าขยะชุมชนของ ACE เป็นโรงไฟฟ้าที่ใช้กระบวนการผลิตแบบ Direct Incineration โดยการนำขยะไปเผาตรง ซึ่งมีความแตกต่างกับโรงไฟฟ้าขยะชุมชนทั่วไปที่เป็นกระบวนการ RDF (Refuse Derived Fuel) โดยการนำขยะมาผ่านการคัดแยกเพื่อที่จะนำขยะในส่วนที่ไม่สามารถเผาได้ออกไป เช่น ปูน หรือเหล็ก และเป็นการลดความชื้นจากขยะ อีกทั้งกระบวนการเหล่านี้ก็จะใช้คนในคัดแยก ซึ่งมีความเสี่ยงของการที่ในบางครั้งขยะอาจจะไม่มีการคัดแยกได้หมด 100% และอาจจะส่งผลกระทบกับกระบวนการผลิตพลังงานในขั้นตอนต่อไป ดังนั้นเราจึงต้องมีการหานวัตกรรมอื่น ๆ มาประยุกต์ใช้ เพื่อให้มีความเสี่ยงในการผลิตน้อยที่สุด หรือไม่เกิดความเสี่ยงขึ้นเลย

ปัจจุบันโรงไฟฟ้าขยะ VSPP-MSW สามารถผลิตไฟฟ้าได้ 5.5 เมกะวัตต์ ซึ่งจะต้องใช้ขยะต่อวันประมาณ 400 ตัน โดยมีกระบวนการผลิตดังนี้ 

• การรวบรวมขยะมูลฝอยชุมชนจากเทศบาลหรือท้องถิ่นที่อยู่ใกล้เคียงกับพื้นที่ของโรงไฟฟ้า โดยรถขนขยะจะนำขยะมาชั่งน้ำหนัก และนำไปที่อาคารเก็บขยะ เพื่อเทขยะลงไปในบ่อพักคอนกรีตของโรงงาน ซึ่งเป็นบ่อที่ได้รับการออกแบบมาโดยอาศัยกระบวนการทำงานของความดันอากาศภายในที่จะไม่ทำให้มีกลิ่นที่ไม่พึ่งประสงค์ใด ๆ 

รถขนขยะของเทศบาลขนขยะมาเทในบ่อพักคอนกรีตของโรงไฟฟ้า

• หลังจากนั้นจะมีการปล่อยขยะให้มีการทับถมกันเองในบ่อพักประมาณ 7 วัน เพื่อที่จะให้ขยะผ่านกระบวนการทับถม และบีบน้ำชะขยะออกมา ซึ่งขั้นตอนนี้จะเป็นการช่วยลดความชื้นของขยะสดลงได้ จากเดิมที่มี 80% เหลือเพียงประมาณ 60% 

ผู้ควบคุมเครนคีบขยะที่ได้มีการทับถมกันแล้วเข้าเตาเผาที่มีอุณหภูมิกว่า 1,000 องศา

• ลำดับต่อไปก็จะเป็นการนำขยะที่ทับถมกันนั้นเอามาผสมกันเพื่อถัวเฉลี่ยความชื้นของขยะทั้งบ่อให้มีระดับที่ใกล้เคียงกัน หลังจากนั้นก็ใช้เครนคีบขยะดังกล่าวลงในเตาเผา ซึ่งจะมีระบบออโตเมติกที่จะเป็นตัวดักจับความชื้นของขยะ 

• ก่อนที่จะส่งขยะเข้าไปในเตาที่มีอุณหภูมิกว่า 1,000 องศา  โดยสามารถเผาขยะได้ทุกประเภทโดยที่ไม่ต้องแยกมาก่อน  ส่วนเชื้อเพลิงที่ได้นั้นจะให้พลังงานความร้อนส่งไปยังหม้อไอน้ำ (Boiler) และขยะที่ถูกเผาก็จะกลายมาเป็นขี้เถ้าหนัก เพื่อนำไปแปรรูปทำอิฐบล็อก

บริเวณภายในของเตาเผาขยะที่มีอุณหภูมิกว่า 1,000 องศาของ  ACE

• สำหรับขั้นตอนหลังจาก Boiler แล้ว ไอน้ำที่ได้จะไปตามท่อแลกเปลี่ยนความร้อน โดยไอน้ำที่มีความร้อนสูงมากจะวิ่งผ่านกังหันไอน้ำ (Stream Turbine) และเข้าสู่เครื่องปั่นไฟ (Generator) กลายเป็นไฟฟ้าเชื่อมเข้ากับ Grid ส่งไปยังกฟภ.

• อย่างไรก็ตามไอน้ำที่ได้มานั้นจะต้องเป็นไอน้ำที่สะอาด ดังนั้นหากย้อนกลับไปตรงน้ำชะขยะที่ไหลออกมา จะมีการนำไปผ่านกระบวนการ Water Treatment เพื่อทำน้ำเสียให้กลายเป็นน้ำสะอาด และนำมาใช้ในขั้นตอนของการฟอกอากาศขยะ หรืออากาศจากการเผาไหม้ก่อนออกปล่อง 

น้ำชะขยะที่ผ่านกระบวนการ Water Treatment จนกลายมาเป็นน้ำสะอาด

• โดยในกระบวนการฟอกอากาศนั้น จะมีการใช้แอมโมเนีย ปูนขาว ถ่านกัมมันต์ มายิงร่วมกับฝอยน้ำที่มาจาก Water Treatment เพื่อดักจับสารพิษและสารเคมี เช่น  ไนโตรเจนออกไซด์ (Nox) ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (Sox) และไดออกซิน (Dioxins) สุดท้ายก็จะผ่านถุงกรอง (Bag Filter) 

• อากาศที่ได้รับการกรองแล้วจะถูกส่งออกปล่องไปสู่บรรยากาศภายนอก โดยในกระบวนการนี้ทางโรงงานจะมีเครื่องตรวจสอบสภาพอากาศที่ออกจากปล่อง และได้มีการส่งข้อมูลไปที่กรมโรงงานเพื่อการสังเกตการณ์ตลอด 24 ชั่วโมง ซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าทุกกระบวนการผลิตไฟฟ้าากเชื้อเพลิงขยะแบบ Direct Incineration  จะไม่สร้างมลพิษที่กระทบต่อสิ่งแวดล้อมแน่นอน

Longterm Solution ของปัญหาขยะล้นเมือง

สำหรับการแก้ปัญหาขยะล้นเมือง โดยการนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้า ธีรวุฒิได้ให้มุมมองว่า ตรงนี้ต้องจะเป็น Solution ของการกำจัดขยะในระยะยาว และสิ่งสำคัญ ณ ตอนนี้ของการกำจัดขยะ คือ ต้องเลิกใช้การกำจัดแบบหลุมฝังกลบ (Landfill) ก่อน เพราะจะส่งผลเสียด้วยการสร้างมลภาวะทางอากาศที่จะมีสารก่อมะเร็งที่เกิดจากการระเหยของกลิ่นขยะที่ทับถมกัน ซึ่งไม่ได้มีการกรองใด ๆ ออกสู่ชั้นบรรยากาศ อีกทั้งยังมีการสร้างมลพิษลงดินจากน้ำชะขยะที่ไหลซึมเข้าสู่ชั้นใต้ดินไปยังชั้นบาดาล ทำให้เป็นสารปนเปื้อนในน้ำที่ประชาชนนำมาใช้อุปโภคบริโภค ดังนั้นหากมีการกระตุ้นให้เกิดโรงไฟฟ้าขยะชุมได้ในหลาย ๆ จังหวัดก็มองว่าจะส่งผลดีให้กับประชาชนในระยะยาว

และจากการที่รัฐบาลมีแผนจะทำให้การซื้อขายไฟเสรีแบบ P2P เกิดขึ้นอยู่แล้วเพื่อเป็นการทำให้ภาคประชาชนและเอกชนมีส่วนร่วมในการผลิตไฟฟ้ามากขึ้นโดยเริ่มจากการทำ Sandbox ทดลองก่อนและต่อไปในอนาคตประชาชนจะสามารถเลือกซื้อไฟจากผู้ผลิตได้โดยตรง 

บรรยากาศบริเวณโรงไฟฟ้า VSPP-MSW

ตรงนี้จะเป็นประโยชน์ต่อผู้ประกอบการโรงไฟฟ้า หรือผู้ผลิตไฟฟ้ารายย่อยที่จะไม่ต้องยึดการสร้างรายได้อยู่กับสัญญาซื้อขายไฟฟ้าจากภาครัฐ (PPA) เพียงอย่างเดียว หากสามารถผลิตจำนวนเมกะวัตต์ได้เกินกว่าที่ PPA กำหนดก็จะสามารถที่จะขาย Extra ที่เกิดขึ้นให้ใครก็ได้ และจากการกระตุ้นของทุกภาคส่วนทำให้มีการคาดการณ์ไว้ว่าภายในปี 2037 ประเทศไทยจะมีสัดส่วนของกำลังการผลิตไฟฟ้ามาจากพลังงานทดแทนสูงถึง 46% ของแหล่งพลังงานทั้งหมด 

ถ้าให้มองสถานการณ์ของการผลิตไฟฟ้าแบบดั้งเดิมโดยใช้ก๊าซธรรมชาติ มันมีความเสี่ยงที่จะทำให้ในอนาคตประเทศไทยจะเสี่ยงต่อการที่ค่าไฟจะขึ้นราคาไปมากกว่านี้ เพราะปริมาณก๊าซในอ่าวไทยที่เราผลิตได้เองก็ลดน้อยลงทุก ๆ ปี และต้องมีการนำเข้ามากขึ้น ดังนั้นจึงทำให้พลังงานทดแทนกลายเป็นทางเลือกที่มีความสำคัญ หนึ่งในนั้นคือ ชีวมวล และขยะ

ดังนั้นจากการที่โรงไฟฟ้าขยะและชีวมวลเป็นหนึ่งในพลังงานที่ได้รับความนิยมมากขึ้นนั้น ก็จะเป็นตัวชี้วัดได้ว่าภาคประชาชนมีส่วนร่วมมากขึ้นในการผลิตพลังไฟฟ้าและเป็นก้าวสำคัญในการก้าวสู่ circular economy และ electricity for all ของประเทศไทย