หลังจากผมนั่งตามพันทิปมานานมากๆ แต่ยังไม่เคยทั้งกระทู้แลกเปลี่ยนความรู้อะไรเลย
ช่วงนี้ว่างๆ ก็เลยขอลองเปิดประเดิมกระทู้แรกขึ้นมาก่อน เอาเรื่องฮิตติดกระแสโลกเลย ก็คือเรื่องของพลังงานครับ
เราๆคงคุ้นเคยกันดีกับน้ำมัน bio-diesel ซึ่งผลิตได้การการทำปฏิกิริยาระหว่าง้ำมันพืชกับ alcohol เพื่อให้ได้เป็น
Fatty acid methyl ester (FAME) หรือ bio-diesel นั่นเอง ซึ่งภาครัฐหรือหน่วยงานหลายๆหน่วยก็ให้ความสนใจและให้การสนับสนุน
bio-diesel เองเป็นสารประกอบที่มีอะตอมของ oxygen เป็นองค์ประกอบอยู่ เราเรียกสารที่มี oxygen
เป็นองค์ประกอบว่าสาร oxygenated ซึ่งการมีอยู่ของ oxygen จะบั่นทอนประสิทธิภาพของน้ำมัน
กล่าวคือ หากนำไปเผาไหม้แล้ว จะให้พลังงานที่น้อยกว่าการเผาไหม้น้ำมันทั่วๆไป
นอกจากนี้ bio-diesel มีคุณสมบัติด้านความหนืดที่สูงกว่าน้ำมันทั่วๆไป เวลาพ่นละอองน้ำมันเข้าไปในห้องเครื่อง
จึงได้ละอองน้ำมันที่เป็นเม็ดใหญ่กว่า ส่งผลให้การสันดาปแย่ลงไปอีก อีกทั้ง oxygen เป็นธาตุที่ว่องไว
ต่อการเกิดปฏิกิริยามาก จึงมีโอกาสที่bio-diesel ที่สันดาปไม่หมด จะทำปฏิกิริยาต่อตัวกันเอง (self-polymerization)
ก่อตัวเป็นยางเหนียวซึ่งมีโอกาสทำอันตรายกับเครื่องยนต์ได้
ทั้งหมดนี้ก็เพราะว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ออกแบบกันมานั้น ไม่เคยถูกออกแบบมาให้ใช้กับน้ำมัน bio-diesel เลย
จึงทำการใช้น้ำมัน bio-diesel กับเครื่องยนต์ปัจุบันจะเป็นการลดทอนประสิทธิการทำงานและอายุขัยของเครื่องยนต์ลงไม่มากก็น้อย
แต่ใช่ว่าความหวังของ green energy จะหมดไป ไม่นานมานี้ ยังมีการผลิต diesel จากน้ำมันพืช อีกทางหนึ่ง
ซึ่งได้ผลผลิตเป็นน้ำมันดีเซลเลย กล่าวคือ คล้ายคลึงกันทั้งคุณสมบัติเชิงกลและเคมีทุกประการ
จนสามารถนำไปใช้ทดแทนน้ำมันดีเซลได้ในทันที และไม่มีผลเสียต่อเครื่องยนต์อีกต่างหาก
ซึ่งหากลองสังเกตุโครงสร้างโมเลกุลของน้ำมันพืชดีๆแล้วมันมีส่วนประกอบตรงหมู่ alkyl (-R)
ที่คล้ายกับน้ำมัน diesel เลย แต่สิ่งที่ต้องทำก็คือกำจัดส่วนที่ไม่คล้ายกับน้ำมัน diesel ออกไป
ก็คือตัด oxygen ออกไป ได้ผลออกมาเป็นสารที่คล้ายกับ diesel เลย เราเรียกว่า “Green Diesel” ตามรูปด้านล่าง
เราใช้ Hydrogen ในการกำจัดเอาอะตอมของ oxygen ออกไป โดยเรียกปฏิกิริยานี้ว่า hydrodeoxygenation
แต่ปฏิกิริยานี้ก็มีข้อด้อยกว่าการทำ bio-diesel ในขณะที่การผลิต bio-diesel นั้นง่ายแสนง่าย แม้แต่เด็กประถมก็ทำได้
ที่อุณหภูมิ 50-60C ความดันบรรยากาศ ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเป็น NaOH แต่ปฏิกิริยานี้
ใช้อุณหภูมิสูงถึง 340 C ขึ้นไป และความดันมากกว่า 30 เท่าของความดันบรรยากาศ
ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาพวก Transition metal ไม่ก็ Noble metal ซึ่งหายากและราคาแพง หน้าตาก็ประมาณรูปข้างล่างนี้ครับ
กองซ้ายมือหน้าดำคร่ำเครียดคือปลุกเสกแล้วกองขวายังสดใสไม่ได้ผ่านพิธีกรรมอะไร
เอ้ย! ขออภัย ปกติตัวเร่งปฏิกิริยาต้องผ่านกรรมวิธี activation กันก่อนถึงจะใช้ได้ เพราะ form ของโลหะที่เค้าขายมา
มักเป็น form ของ metal oxide ซึ่งคุณสมบัติในการเร่งปฏิกิริยานี้ต่ำมากๆ ต้องเปลี่ยนรูปให้เป็น form
ของ metal sulfide กันก่อน แล้วสีของ metal sulfide ส่วนใหญ่ก็จะดำๆแบบนี้แหละครับ
ปฏิกิริยานี้จึงไม่หมาะกับการเอาไปทำในโรงเรียน ในตำบล ในชุมชน แต่ต้องใช้ผู้ชำนาญการควบคุมระบบเหล่านี้
หน้าตาของน้ำมันชนิดต่างๆครับ
1. น้ำมัน diesel แท้ๆสดๆ จากห่อกลั่น
2. น้ำมันพืช(ปาล์ม)
ตราโอลีน อุบบส์ censored
3. bio-diesel ธรรมดาๆ หนืดนิดหน่อย
4. green diesel หรือ bio-diesel 2nd generation ใสจนนึกว่าน้ำเปล่า
Green diesel นี้เอาไปทดสอบคุณสมบัติของน้ำมัน diesel ผ่านหมดแล้ว ผลคือผ่านครับ ใช้แทนน้ำมัน diesel ได้เลย
แถมให้ค่า heating value (เผาแล้วได้พลังงานเท่าไหร่) กับค่า cetane number (เผาได้ง่าย) สูงกว่าน้ำมัน diesel ธรรมดาๆมากๆด้วย
แต่ถามว่าคนทำเองกล้าเติมมั้ย บอกเลยว่า ไม่กล้าครับ เดี๋ยวเครื่องพังแล้วเค้าหาว่าผมใช้น้ำมันไม่มีมาตรฐาน ฮ่าๆๆ
ถึงแม้ว่าโครงการ green diesel นี้ จะดูเหมือนใกล้ฝั่งฝันสำหรับคำตอบของพลังงานทดแทน
แต่ด้าน economic ก็ยังเป็นปัจจัยที่ทำให้โครงการนี้ยังต้องพิจารณากันอีกหลายตลบ
ถึงแม้ว่าบางประเทศเช่น อเมริกา และฝั่งยุโรปตะวันตก จะเริ่มมีโรงงานเหล่านี้ตั้งขึ้นมาบ้างแล้ว
นั่นก็เพราะรัฐเค้าเว้นภาษีเรื่องมลพิษให้กับน้ำมันประเภทนี้ ในขณะที่น้ำมันจากปิโตรเลียมโดนภาษีบาน
green diesel จึงถือกำเนิดขึ้นได้ครับ ในประเทศไทยความจริงก็มีแล้วนะครับถ้าผมจำไม่ผิดก็คือ PTT HyForce Premium Diesel
ที่เค้าโฆษณาว่าใช้เทคโนโลยีเดียวกันกับการผลิต jet fuel แต่ก็จะเห็นว่าเขาไม่ตั้งราคาตลาดครับ
เพราะมันขายแล้วขาดทุน จึงต้องทำให้เป็น premium grade แล้วขายในราคาที่แพงกว่า diesel grade ทั่วๆไปเพื่อให้คุ้มทุนครับ
แถมลิงค์ให้ สำหรับดูว่าตอนนี้มีที่ไหนบนโลกบ้างที่ตั้งโรงงานผลิต bio-fuel กันแล้ว
http://demoplants.bioenergy2020.eu/projects/mapindex
ขอบคุณที่นั่งอ่านจนจบครับ
Diesel จากน้ำมันพืชที่สามารถเติมรถยนต์ได้เลยโดยไม่ต้องง้อปิโตรเลียมอีกต่อไป!
ช่วงนี้ว่างๆ ก็เลยขอลองเปิดประเดิมกระทู้แรกขึ้นมาก่อน เอาเรื่องฮิตติดกระแสโลกเลย ก็คือเรื่องของพลังงานครับ
เราๆคงคุ้นเคยกันดีกับน้ำมัน bio-diesel ซึ่งผลิตได้การการทำปฏิกิริยาระหว่าง้ำมันพืชกับ alcohol เพื่อให้ได้เป็น
Fatty acid methyl ester (FAME) หรือ bio-diesel นั่นเอง ซึ่งภาครัฐหรือหน่วยงานหลายๆหน่วยก็ให้ความสนใจและให้การสนับสนุน
bio-diesel เองเป็นสารประกอบที่มีอะตอมของ oxygen เป็นองค์ประกอบอยู่ เราเรียกสารที่มี oxygen
เป็นองค์ประกอบว่าสาร oxygenated ซึ่งการมีอยู่ของ oxygen จะบั่นทอนประสิทธิภาพของน้ำมัน
กล่าวคือ หากนำไปเผาไหม้แล้ว จะให้พลังงานที่น้อยกว่าการเผาไหม้น้ำมันทั่วๆไป
นอกจากนี้ bio-diesel มีคุณสมบัติด้านความหนืดที่สูงกว่าน้ำมันทั่วๆไป เวลาพ่นละอองน้ำมันเข้าไปในห้องเครื่อง
จึงได้ละอองน้ำมันที่เป็นเม็ดใหญ่กว่า ส่งผลให้การสันดาปแย่ลงไปอีก อีกทั้ง oxygen เป็นธาตุที่ว่องไว
ต่อการเกิดปฏิกิริยามาก จึงมีโอกาสที่bio-diesel ที่สันดาปไม่หมด จะทำปฏิกิริยาต่อตัวกันเอง (self-polymerization)
ก่อตัวเป็นยางเหนียวซึ่งมีโอกาสทำอันตรายกับเครื่องยนต์ได้
ทั้งหมดนี้ก็เพราะว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ออกแบบกันมานั้น ไม่เคยถูกออกแบบมาให้ใช้กับน้ำมัน bio-diesel เลย
จึงทำการใช้น้ำมัน bio-diesel กับเครื่องยนต์ปัจุบันจะเป็นการลดทอนประสิทธิการทำงานและอายุขัยของเครื่องยนต์ลงไม่มากก็น้อย
แต่ใช่ว่าความหวังของ green energy จะหมดไป ไม่นานมานี้ ยังมีการผลิต diesel จากน้ำมันพืช อีกทางหนึ่ง
ซึ่งได้ผลผลิตเป็นน้ำมันดีเซลเลย กล่าวคือ คล้ายคลึงกันทั้งคุณสมบัติเชิงกลและเคมีทุกประการ
จนสามารถนำไปใช้ทดแทนน้ำมันดีเซลได้ในทันที และไม่มีผลเสียต่อเครื่องยนต์อีกต่างหาก
ซึ่งหากลองสังเกตุโครงสร้างโมเลกุลของน้ำมันพืชดีๆแล้วมันมีส่วนประกอบตรงหมู่ alkyl (-R)
ที่คล้ายกับน้ำมัน diesel เลย แต่สิ่งที่ต้องทำก็คือกำจัดส่วนที่ไม่คล้ายกับน้ำมัน diesel ออกไป
ก็คือตัด oxygen ออกไป ได้ผลออกมาเป็นสารที่คล้ายกับ diesel เลย เราเรียกว่า “Green Diesel” ตามรูปด้านล่าง
เราใช้ Hydrogen ในการกำจัดเอาอะตอมของ oxygen ออกไป โดยเรียกปฏิกิริยานี้ว่า hydrodeoxygenation
แต่ปฏิกิริยานี้ก็มีข้อด้อยกว่าการทำ bio-diesel ในขณะที่การผลิต bio-diesel นั้นง่ายแสนง่าย แม้แต่เด็กประถมก็ทำได้
ที่อุณหภูมิ 50-60C ความดันบรรยากาศ ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเป็น NaOH แต่ปฏิกิริยานี้
ใช้อุณหภูมิสูงถึง 340 C ขึ้นไป และความดันมากกว่า 30 เท่าของความดันบรรยากาศ
ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาพวก Transition metal ไม่ก็ Noble metal ซึ่งหายากและราคาแพง หน้าตาก็ประมาณรูปข้างล่างนี้ครับ
กองซ้ายมือหน้าดำคร่ำเครียดคือปลุกเสกแล้วกองขวายังสดใสไม่ได้ผ่านพิธีกรรมอะไร
เอ้ย! ขออภัย ปกติตัวเร่งปฏิกิริยาต้องผ่านกรรมวิธี activation กันก่อนถึงจะใช้ได้ เพราะ form ของโลหะที่เค้าขายมา
มักเป็น form ของ metal oxide ซึ่งคุณสมบัติในการเร่งปฏิกิริยานี้ต่ำมากๆ ต้องเปลี่ยนรูปให้เป็น form
ของ metal sulfide กันก่อน แล้วสีของ metal sulfide ส่วนใหญ่ก็จะดำๆแบบนี้แหละครับ
ปฏิกิริยานี้จึงไม่หมาะกับการเอาไปทำในโรงเรียน ในตำบล ในชุมชน แต่ต้องใช้ผู้ชำนาญการควบคุมระบบเหล่านี้
หน้าตาของน้ำมันชนิดต่างๆครับ
1. น้ำมัน diesel แท้ๆสดๆ จากห่อกลั่น
2. น้ำมันพืช(ปาล์ม)
ตราโอลีนอุบบส์ censored3. bio-diesel ธรรมดาๆ หนืดนิดหน่อย
4. green diesel หรือ bio-diesel 2nd generation ใสจนนึกว่าน้ำเปล่า
Green diesel นี้เอาไปทดสอบคุณสมบัติของน้ำมัน diesel ผ่านหมดแล้ว ผลคือผ่านครับ ใช้แทนน้ำมัน diesel ได้เลย
แถมให้ค่า heating value (เผาแล้วได้พลังงานเท่าไหร่) กับค่า cetane number (เผาได้ง่าย) สูงกว่าน้ำมัน diesel ธรรมดาๆมากๆด้วย
แต่ถามว่าคนทำเองกล้าเติมมั้ย บอกเลยว่า ไม่กล้าครับ เดี๋ยวเครื่องพังแล้วเค้าหาว่าผมใช้น้ำมันไม่มีมาตรฐาน ฮ่าๆๆ
ถึงแม้ว่าโครงการ green diesel นี้ จะดูเหมือนใกล้ฝั่งฝันสำหรับคำตอบของพลังงานทดแทน
แต่ด้าน economic ก็ยังเป็นปัจจัยที่ทำให้โครงการนี้ยังต้องพิจารณากันอีกหลายตลบ
ถึงแม้ว่าบางประเทศเช่น อเมริกา และฝั่งยุโรปตะวันตก จะเริ่มมีโรงงานเหล่านี้ตั้งขึ้นมาบ้างแล้ว
นั่นก็เพราะรัฐเค้าเว้นภาษีเรื่องมลพิษให้กับน้ำมันประเภทนี้ ในขณะที่น้ำมันจากปิโตรเลียมโดนภาษีบาน
green diesel จึงถือกำเนิดขึ้นได้ครับ ในประเทศไทยความจริงก็มีแล้วนะครับถ้าผมจำไม่ผิดก็คือ PTT HyForce Premium Diesel
ที่เค้าโฆษณาว่าใช้เทคโนโลยีเดียวกันกับการผลิต jet fuel แต่ก็จะเห็นว่าเขาไม่ตั้งราคาตลาดครับ
เพราะมันขายแล้วขาดทุน จึงต้องทำให้เป็น premium grade แล้วขายในราคาที่แพงกว่า diesel grade ทั่วๆไปเพื่อให้คุ้มทุนครับ
แถมลิงค์ให้ สำหรับดูว่าตอนนี้มีที่ไหนบนโลกบ้างที่ตั้งโรงงานผลิต bio-fuel กันแล้ว
http://demoplants.bioenergy2020.eu/projects/mapindex
ขอบคุณที่นั่งอ่านจนจบครับ