ถ่านหิน

ถ่านหิน (coal) คือหินตะกอนชนิดหนึ่งซึ่งสามารถติดไฟได้ มีส่วนประกอบที่สำคัญคือ สารประกอบของคาร์บอน ซึ่งจะมีอยู่ประมาณไม่น้อยกว่าร้อยละ 50 โดยน้ำหนักหรือร้อยละ 70 โดยปริมาณ ถ่านหินมีกำเนิดมาจากการเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาติของพืชพันธุ์ไม้ต่างๆ ที่สลายตัวและสะสมอยู่ในลุ่มน้ำหรือแอ่งน้ำต่างๆ นับเป็นเวลาหลายร้อยล้านปี เมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงของ ผิวโลกเช่น เกิดแผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด หรือมีการทับถมของตะกอนมากขึ้น ทำให้แหล่งสะสมตัวนั้นได้รับความกดดันและความร้อนที่มีอยู่ภายในโลกเพิ่มขึ้น ซากพืชเหล่านั้นก็จะเกิดการเปลี่ยนแปลงกลายเป็นถ่านหินชนิดต่างๆ

การกำเนิดถ่านหิน
ถ่านหินเกิดจากซากพืชที่สะสมอยู่ตามแอ่งขนาดใหญ่และภายหลังเกิดการจมตัวของเปลือกโลกและมีตะกอนมาทับถมปิดทับนานหลายล้านปี จนเกิดการเปลี่ยนแปลงของซากพืชเหล่านั้นเกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมี กลายเป็นถ่านโดยมีความร้อนใต้เปลือกโลกเข้ามามีส่วนช่วยด้วย ซึ่งคล้าย ๆ กับวิธีการเผาถ่านในปัจจุบันที่นำไม้ฝืนมาเผาในที่ไม่มีอากาศหรือออกซิเจนจึงได้เป็นถ่านไม้แทนที่จะติดไฟไหม้ กลายเป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ไป

ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลซึ่งมีปริมาณสำรองอยู่มาก โดยแหล่งถ่านหินกระจายอยู่ในประเทศต่างๆทั่วโลก ทำให้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงที่มีความมั่นคงสูง ส่งผลให้มีราคาถูกกว่าเชื้อเพลิงชนิดอื่นโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ก๊าซธรรมชาติและน้ำมันเตา

สมาคมทดสอบและวัสดุแห่งสหรัฐอเมริกาได้จำแนกถ่านหินเป็น 4 ลำดับชั้น โดยเรียงจากประเภทที่มีคาร์บอนมากที่สุดไปน้อยที่สุดคือ แอนทราไซต์ บิทูมินัส ซับบิทูมินัส และลิกไนต์ คุณสมบัติทั่วไปของ ถ่านหินที่อยู่ในลำดับสูงคือจะมีปริมาณคาร์บอนมาก ให้ความร้อนสูง มีไฮโดรเจนและออกซิเจนอยู่น้อย ในขณะที่ถ่านหินที่อยู่ในลำดับต่ำจะมีปริมาณคาร์บอนน้อย แต่มีไฮโดรเจนและออกซิเจนมาก ซึ่งแต่ละลำดับชั้นถูกแบ่งย่อยลงไปอีก ตามคุณสมบัติทางเคมีและค่าความร้อนที่ต่างกันไป ถ่านหินแต่ละประเภทมีคุณสมบัติที่สำคัญตามตารางด้านล่าง

การใช้ประโยชน์จากถ่านหิน
การใช้ประโยชน์ถ่านหินค่อนข้างแพร่หลายตั้งแต่อดีตหลายร้อยปีจนปัจจุบัน เนื่องจากมีแหล่งกระจายอยู่ทั่วโลกและมีปริมาณค่อนข้างมาก การใช้ถ่านหินเป็นที่นิยมกันมากเมื่อหลังการปฏิวัติอุตสาหกรรมในประเทศอังกฤษ และยิ่งเพิ่มมากขึ้นหลายเท่าตัวเมื่อเกิดวิกฤตราคาน้ำมันในปี พ.ศ. 2516 ทำให้มีการใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงทดแทนน้ำมันมากขึ้น ทั้งการใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟ้าและในอุตสาหกรรมต่างๆ

การใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง
ถ่านหินนับเป็นชนิดของแหล่งพลังงานที่สำคัญรองลงมาจากน้ำมันปิโตรเลียม และ แก๊สธรรมชาติ ประเทศที่มีแหล่งถ่านหินมากจึงนับว่าเป็นประเทศที่มีความมั่นคงในด้านพลังงานสูงมาก เช่น อินโดนิเซีย รัสเซีย จีน เยอรมัน และ ออสเตรเลีย เป็นต้น เพราะมีแหล่งพลังงานทางเลือกนอกเหนือไปจากน้ำมัน และ แกสธรรมชาติที่มีราคาสูงขึ้นมากอย่างต่อเนื่อง

การใช้ประโยชน์ของถ่านหินหลักๆ จะเป็นการใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับผลิตกระแสไฟฟ้า และ ใช้ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น อุตสาหกรรมเหล็ก ปูนซีเมนต์ ปูนขาว และอุตสาหกรรมอื่น ๆ ซึ่งจะเป็นเชื้อเพลิงที่มีต้นทุนต่ำกว่าการใช้กระแสไฟฟ้าโดยตรง โดยทั่วไปจะเป็นการนำมาเป็นเชื้อเพลิงสำหรับงานต่าง ๆ เช่น ในการต้มน้ำ เพื่อส่งไอน้ำไปปั่นกังหัน (เทอร์ไบน์) เพื่อผลิตไฟฟ้า หรือ ส่งไอน้ำไปใช้ในการอบความร้อน เช่น การอบยาง และการอบไม้เป็นต้น

การใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง นอกจากการเผาไหม้โดยตรงแล้ว ยังสามารถแปรสภาพถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงเหลว( Coal liquefaction) หรือ เป็นแปรสภาพก๊าซ (Coal Gasification) ซึ่งเป็นการใช้ถ่านหินแบบเชื้อเพลิงเชื้อเพลิงสะอาดเพื่อช่วยลดมลภาวะจากการใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงได้อีกทางหนึ่ง ภายใต้กระบวนการแปรสภาพถ่านหินจะสามารถแยกเอาก๊าซที่มีฤทธิ์เป็นกรดหรือเป็นพิษและสารพลอยได้ต่างๆที่มีอยู่ในถ่านหินนำไปใช้ประโยชน์อื่นได้อีก เช่น กำมะถันใช้ทำกรดกำมะถันและแร่ยิปซั่ม แอมโมเนียใช้ทำปุ๋ยเพื่อเกษตรกรรม เถ้าถ่านหินใช้ทำวัสดุก่อสร้าง เป็นต้น

นอกจากประโยชน์ด้านเชื้อเพลิงแล้ว ยังสามารถใช้ประโยชน์ถ่านหินในด้านอื่นๆได้อีกมาก เช่นการทำถ่านสังเคราะห์(Activated Carbon) ซึ่งเป็นสารดูดกลิ่นใช้ในเครื่องกรองน้ำและเครื่องใช้ต่างๆที่ต้องการประโยชน์ด้านการดูดซับกลิ่น การทำคาร์บอนด์ไฟเบอร์ ( Carbon Fiber) ซึ่งเป็นวัสดุที่มีความแข็งแกร่ง แต่มีน้ำหนักเบา เช่นการทำเครื่องร่อนการทำอุปกรณ์กีฬา เช่นด้ามไม้กอล์ฟ ไม้แบดมินตัน ไม้เทนนิส เป็นต้น

ถ่านหินนำเข้ามาใช้ในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่จะเป็นถ่านหินเกรดดี ชนิด ซับ-บิทูมินัส โดยนำเข้าจากออสเตรเลีย หรือ อินโดนิเซีย หรือแหล่งอื่นๆ ซึ่งต่างก็มีการเก็บกองทั้งที่บริเวณท่าเรือส่งออกของประเทศต้นทาง และที่เก็บกองที่ไม่ไกลจากท่าเรือในประเทศนัก

ในสถานการณ์ราคาน้ำมันและแก๊สธรรมชาติเพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ทำให้ภาวะเศรษฐกิจเกิดการตึงตัวกิจการหลายกิจการต้องปิดตัวไปเนื่องจากค่าใช้จ่ายด้านพลังงานที่สูงขึ้นเกินรายรับ ในสภาวะเช่นนี้ การนำถ่านหินที่คุณภาพดีจากต่างประเทศเข้ามาใช้น่าจะช่วยถ่วงดุลหรือสร้างความมั่นคงในด้านค่าพลังงานสำหรับผลิตไฟฟ้าและสำหรับโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆด้วย ทั้งนี้ต้องมีมาตรการควบคุมผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการใช้ถ่านหินที่ชัดเจนด้วย

Please follow and like us: