พลังงานความร้อนร่วม (Cogeneration) คืออะไร?

พลังงานความร้อนร่วม หรือ Cogeneration คือ การผลิตไฟฟ้าและความร้อนไปพร้อมกันจากเชื้อเพลิงแหล่งเดียว โดยปกติเมื่อโรงไฟฟ้าเผาเชื้อเพลิงเพื่อผลิตไฟฟ้า จะเกิดความร้อนจำนวนมากที่ถูกปล่อยทิ้งไปโดยไม่ได้ใช้ประโยชน์ ระบบ Cogeneration จะนำความร้อนส่วนนี้กลับมาผลิตเป็นไอน้ำหรือน้ำร้อนเพื่อใช้ในโรงงาน แทนที่จะปล่อยทิ้งไป

เปรียบง่ายๆ เหมือนการหุงข้าวแล้วใช้ไอน้ำจากหม้อเดียวกันนึ่งอาหารไปด้วย ใช้ไฟครั้งเดียวแต่ได้ประโยชน์สองต่อ ระบบนี้จึงเหมาะกับโรงงานอุตสาหกรรมที่ต้องใช้ทั้งไฟฟ้าและไอน้ำหรือความร้อนในกระบวนการผลิต เพราะใช้เชื้อเพลิงน้อยกว่าการซื้อไฟฟ้าและผลิตไอน้ำแยกกัน ช่วยลดต้นทุนพลังงานซึ่งเป็นต้นทุนหลักของโรงงาน และเพิ่มความสามารถในการแข่งขัน

หลักการและที่มาของระบบพลังงานความร้อนร่วม (Cogeneration)

การผลิตไฟฟ้าส่วนใหญ่ในโลกยังคงอาศัยหลักการเปลี่ยนพลังงานความร้อนให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้า โดยใช้เชื้อเพลิงสร้างความร้อนเพื่อผลิตไอน้ำ จากนั้นนำไอน้ำไปหมุนกังหันที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แม้ระบบดังกล่าวจะสามารถผลิตไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ในกระบวนการผลิตไฟฟ้าแบบดั้งเดิม ความร้อนจำนวนมากจะสูญเสียออกสู่สิ่งแวดล้อมผ่านปล่องระบายความร้อนหรือระบบหล่อเย็น กล่าวคือ โรงไฟฟ้าแบบดั้งเดิมจำนวนมากเปลี่ยนพลังงานจากเชื้อเพลิงเป็นไฟฟ้าได้เพียงประมาณ 35-50% ขณะที่พลังงานส่วนที่เหลือสูญเสียไปในรูปของความร้อน การสูญเสียพลังงานส่วนนี้เอง เป็นจุดเริ่มต้นของแนวคิด "พลังงานความร้อนร่วม"

ระบบพลังงานความร้อนร่วม หรือ Cogeneration คือ ระบบที่สามารถผลิตไฟฟ้าและพลังงานความร้อนพร้อมกันจากเชื้อเพลิงแหล่งเดียว แทนที่จะปล่อยความร้อนส่วนเกินทิ้งไปเหมือนโรงไฟฟ้าทั่วไป ระบบ Cogeneration จะนำความร้อนดังกล่าวกลับมาใช้ประโยชน์ในกระบวนการอุตสาหกรรม เช่น ผลิตไอน้ำ ผลิตน้ำร้อน ใช้ในกระบวนการอบแห้ง หรือใช้ในกระบวนการผลิตต่าง ๆ ภายในโรงงาน แนวคิดนี้ช่วยให้พลังงานทุกหน่วยถูกนำมาใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด ลดการสูญเสีย และเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงอย่างมีนัยสำคัญ

ระบบพลังงานความร้อนร่วม (Cogeneration) ทำงานอย่างไร?

ระบบพลังงานความร้อนร่วม หรือ Cogeneration คือ เทคโนโลยีที่ใช้เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานให้สูงกว่าระบบผลิตไฟฟ้าแบบดั้งเดิม โดยมีหลักการสำคัญคือการผลิตพลังงานไฟฟ้าและพลังงานความร้อนพร้อมกันจากแหล่งเชื้อเพลิงเดียวกัน

ในกระบวนการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าทั่วไป จะมีการใช้เชื้อเพลิง เช่น ก๊าซธรรมชาติ ชีวมวล หรือเชื้อเพลิงประเภทอื่น ๆ เพื่อสร้างพลังงานความร้อน จากนั้นนำความร้อนดังกล่าวไปผลิตไอน้ำหรือใช้ขับเคลื่อนกังหันผลิตไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม ระหว่างกระบวนการผลิตจะเกิดความร้อนส่วนเกินจำนวนมาก ซึ่งมักถูกปล่อยทิ้งผ่านระบบระบายความร้อนหรือปล่องไอเสีย ทำให้พลังงานจำนวนหนึ่งสูญเสียไปโดยไม่ได้ถูกนำมาใช้ประโยชน์ ระบบ Cogeneration จึงได้รับการออกแบบมาเพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว โดยนำความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิตไฟฟ้ากลับมาใช้ประโยชน์ในกระบวนการต่าง ๆ ของโรงงานอุตสาหกรรม แทนที่จะปล่อยทิ้งสู่สิ่งแวดล้อม ส่งผลให้สามารถดึงพลังงานจากเชื้อเพลิงออกมาใช้ได้อย่างคุ้มค่ามากขึ้น

กระบวนการทำงานของระบบ Cogeneration เริ่มต้นจากการใช้เชื้อเพลิงขับเคลื่อนต้นกำลัง เช่น กังหันก๊าซ (Gas Turbine) หรือเครื่องยนต์ก๊าซ (Gas Engine) หรือใช้หม้อไอน้ำผลิตไอน้ำแรงดันสูงเพื่อขับกังหันไอน้ำ (Steam Turbine) เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าใช้ภายในโรงงานหรือส่งเข้าสู่ระบบโครงข่ายไฟฟ้า ในระหว่างการผลิตไฟฟ้า จะเกิดก๊าซไอเสียหรือความร้อนเหลือทิ้งที่มีอุณหภูมิสูง ระบบ Cogeneration จะติดตั้งอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนหรือหม้อไอน้ำผลิตไอน้ำจากความร้อนทิ้ง (Heat Recovery Steam Generator: HRSG) เพื่อดึงพลังงานความร้อนส่วนนี้กลับมาใช้ผลิตไอน้ำ น้ำร้อน หรือพลังงานความร้อนสำหรับกระบวนการผลิตต่างๆ เช่น การผลิตไอน้ำสำหรับกระบวนการอุตสาหกรรม การให้ความร้อนแก่ระบบการผลิต การอบแห้งวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์ การผลิตน้ำร้อนสำหรับใช้งานในโรงงาน และการใช้งานในระบบทำความเย็นแบบดูดซึม (Absorption Chiller)

ด้วยการนำพลังงานความร้อนกลับมาใช้ประโยชน์ ระบบ Cogeneration จึงสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานรวมได้ประมาณ 65-80% และบางระบบอาจสูงถึงเกือบ 90% ขณะที่โรงไฟฟ้าแบบดั้งเดิมที่ผลิตไฟฟ้าเพียงอย่างเดียวมักมีประสิทธิภาพอยู่ที่ประมาณ 35-50% เท่านั้น นอกจากการลดการสูญเสียพลังงานแล้ว ระบบ Cogeneration ยังช่วยลดความจำเป็นในการติดตั้งหม้อไอน้ำแยกต่างหากสำหรับผลิตไอน้ำ ส่งผลให้โรงงานสามารถลดการใช้เชื้อเพลิงโดยรวม และลดต้นทุนด้านพลังงานได้พร้อมกัน

ความแตกต่างระหว่างโรงไฟฟ้าทั่วไปกับโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วม (Cogeneration)

โรงไฟฟ้าแบบดั้งเดิมมุ่งเน้นการผลิตไฟฟ้าเป็นหลัก ขณะที่ความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิตจะถูกปล่อยทิ้ง ในทางตรงกันข้าม ระบบ Cogeneration ถูกออกแบบให้ใช้ประโยชน์จากความร้อนดังกล่าวอย่างเต็มประสิทธิภาพ ส่งผลให้ประสิทธิภาพรวมของระบบสามารถเพิ่มขึ้นจากประมาณ 35-50% ไปสู่ระดับประมาณ 65-80% และบางระบบอาจสูงถึงเกือบ 90% ขึ้นอยู่กับรูปแบบการใช้งานและลักษณะกระบวนการผลิต

ในระบบผลิตไฟฟ้าทั่วไป เชื้อเพลิงที่ใช้ในการผลิตพลังงานจะถูกเปลี่ยนเป็นไฟฟ้าเพียงบางส่วน ขณะที่พลังงานอีกจำนวนมากสูญเสียไปในรูปของความร้อน ตัวอย่างเช่น หากโรงไฟฟ้าใช้พลังงานจากเชื้อเพลิง 100 หน่วย อาจสามารถผลิตไฟฟ้าได้เพียง 35-50 หน่วยเท่านั้น ส่วนที่เหลือจะสูญเสียออกสู่สิ่งแวดล้อม ในทางกลับกัน ระบบ Cogeneration สามารถนำความร้อนดังกล่าวกลับมาใช้ในกระบวนการอุตสาหกรรม ทำให้สามารถใช้ประโยชน์จากพลังงานรวมได้ประมาณ 65-80 หน่วย (บางระบบเกือบ 90 หน่วย) จากเชื้อเพลิง 100 หน่วย ซึ่งช่วยลดต้นทุนเชื้อเพลิงต่อหน่วยการผลิตได้อย่างมีนัยสำคัญ

ตัวอย่างอุตสาหกรรมที่ได้รับประโยชน์จากระบบพลังงานความร้อนร่วม (Cogeneration)

แม้ว่าระบบ Cogeneration จะสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้ในหลากหลายธุรกิจ แต่จะให้ความคุ้มค่าสูงเป็นพิเศษในอุตสาหกรรมที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าและพลังงานความร้อนควบคู่กันอย่างต่อเนื่องตลอดทั้งวัน เช่น

• อุตสาหกรรมปิโตรเคมีและเคมีภัณฑ์

  อุตสาหกรรมปิโตรเคมีถือเป็นหนึ่งในภาคธุรกิจที่ใช้พลังงานสูงที่สุด เนื่องจากกระบวนการผลิตหลายขั้นตอนต้องอาศัยทั้งไฟฟ้าและไอน้ำแรงดันสูงสำหรับการกลั่น การแยกสาร และปฏิกิริยาเคมีต่าง ๆ การติดตั้งระบบ Cogeneration ช่วยให้โรงงานสามารถผลิตไฟฟ้าใช้เองพร้อมกับผลิตไอน้ำสำหรับกระบวนการผลิตจากแหล่งพลังงานเดียวกัน ส่งผลให้ต้นทุนพลังงานต่อหน่วยลดลงอย่างมีนัยสำคัญ พร้อมเพิ่มเสถียรภาพด้านพลังงานให้กับโรงงาน

• อุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม

  การผลิตอาหารจำเป็นต้องใช้ความร้อนในหลายขั้นตอน ไม่ว่าจะเป็นการต้ม การนึ่ง การพาสเจอไรซ์ การฆ่าเชื้อ และการอบแห้ง ระบบ Cogeneration สามารถผลิตไอน้ำที่มีคุณภาพสม่ำเสมอสำหรับกระบวนการผลิต พร้อมกับจ่ายไฟฟ้าให้เครื่องจักรและระบบสาธารณูปโภคภายในโรงงานได้ในเวลาเดียวกัน ช่วยลดต้นทุนด้านพลังงานและเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต

• อุตสาหกรรมกระดาษและเยื่อกระดาษ

  อุตสาหกรรมกระดาษต้องใช้ไอน้ำในปริมาณมหาศาลสำหรับการอบแห้งเยื่อกระดาษและควบคุมคุณภาพผลิตภัณฑ์ การใช้ Cogeneration ช่วยให้โรงงานสามารถบริหารจัดการต้นทุนด้านพลังงานได้ดีขึ้น พร้อมลดความสูญเสียจากการผลิตไฟฟ้าและความร้อนแยกส่วน

• โรงพยาบาลและศูนย์การแพทย์

  แม้จะไม่ใช่อุตสาหกรรมการผลิตโดยตรง แต่โรงพยาบาลขนาดใหญ่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าและน้ำร้อนตลอด 24 ชั่วโมง ระบบ Cogeneration สามารถช่วยเพิ่มความมั่นคงด้านพลังงาน ลดความเสี่ยงจากไฟฟ้าขัดข้อง และช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานในระยะยาว

GPSC กับการพัฒนาระบบพลังงานความร้อนร่วม (Cogeneration) สำหรับภาคอุตสาหกรรม

ภาคอุตสาหกรรมต้องการพลังงานที่มีเสถียรภาพ จ่ายได้ต่อเนื่อง และมีต้นทุนที่แข่งขันได้ ระบบพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูงจึงเป็นปัจจัยสำคัญในการดำเนินธุรกิจในระยะยาว

บริษัท โกลบอล เพาเวอร์ ซินเนอร์ยี่ จำกัด (มหาชน) หรือ GPSC แกนนำนวัตกรรมธุรกิจไฟฟ้าของกลุ่ม ปตท. มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาโซลูชันพลังงานที่ตอบโจทย์ภาคอุตสาหกรรม โดยเฉพาะระบบพลังงานความร้อนร่วม (Cogeneration) ซึ่งเป็นธุรกิจหลักที่ GPSC และบริษัทในกลุ่มดำเนินงานมาอย่างยาวนาน และช่วยยกระดับประสิทธิภาพการใช้พลังงานของภาคการผลิตอย่างเป็นรูปธรรม

ระบบ Cogeneration ที่ GPSC พัฒนาขึ้นและให้บริการแก่ภาคอุตสาหกรรมได้รับการออกแบบให้สามารถผลิตทั้งพลังงานไฟฟ้าและพลังงานความร้อนจากเชื้อเพลิงแหล่งเดียวได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด โดยพลังงานความร้อนที่เกิดขึ้นจากกระบวนการผลิตไฟฟ้าจะถูกนำกลับมาใช้ในรูปของไอน้ำหรือน้ำร้อนสำหรับกระบวนการผลิตในโรงงานอุตสาหกรรม ช่วยลดการสูญเสียพลังงานและเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ

แนวทางดังกล่าวไม่เพียงช่วยลดต้นทุนด้านพลังงานของผู้ประกอบการ แต่ยังช่วยเพิ่มความมั่นคงด้านพลังงานให้กับภาคอุตสาหกรรม ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญต่อการดำเนินธุรกิจที่ต้องการความต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมง โดยเฉพาะอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เช่น ปิโตรเคมี อาหารและเครื่องดื่ม และโรงงานผลิตชิ้นส่วน

ด้วยประสบการณ์ด้านการบริหารจัดการพลังงานและความเชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีโรงไฟฟ้า GPSC จึงไม่ได้เป็นเพียงผู้ผลิตและจัดจำหน่ายพลังงาน แต่ยังเป็นพันธมิตรด้านพลังงานของภาคอุตสาหกรรมที่ช่วยออกแบบระบบพลังงานให้เหมาะสมกับความต้องการเฉพาะของแต่ละโรงงาน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ ลดต้นทุน และเพิ่มความมั่นคงด้านพลังงานในระยะยาว และด้วยแนวทางการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง GPSC จึงมีบทบาทสำคัญในการขับเคลื่อนภาคอุตสาหกรรมไทยให้ก้าวสู่อนาคตที่มีประสิทธิภาพด้านพลังงานสูงขึ้น แข่งขันได้ในระดับสากล และเติบโตได้อย่างมั่นคง

ตัวอย่างโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วมของ GPSC

ปัจจุบัน GPSC และบริษัทในกลุ่มดำเนินงานโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วม (Cogeneration) หลายแห่งในประเทศไทย เช่น ในจังหวัดระยอง ปทุมธานี และพระนครศรีอยุธยา โดยมีตัวอย่างโครงการสำคัญ ดังนี้

1. ศูนย์ผลิตสาธารณูปการ (Central Utility Plant: CUP) พื้นที่มาบตาพุด จังหวัดระยอง

ที่ตั้ง: นิคมอุตสาหกรรมหลายแห่งในพื้นที่มาบตาพุด จังหวัดระยอง ประกอบด้วย CUP-1, CUP-3 และ CUP-4

การดำเนินงาน: จำหน่ายไฟฟ้า ไอน้ำและน้ำเพื่อการอุตสาหกรรมให้กับลูกค้าอุตสาหกรรมในนิคมอุตสาหกรรมมาบตาพุดและพื้นที่ใกล้เคียงเป็นหลัก

2. โรงไฟฟ้าในกลุ่มโกลว์ (Glow) จังหวัดระยอง

ที่ตั้ง: นิคมอุตสาหกรรมมาบตาพุด อำเภอเมือง จังหวัดระยอง ซึ่งเป็นบริษัทในกลุ่ม GPSC ประกอบด้วยหลายโครงการ เช่น Glow Energy Phase 2 (SPP Replacement) และ Glow SPP 2/Glow SPP 3 นอกจากนี้ยังมีโรงไฟฟ้า Glow SPP 11 ตั้งอยู่ที่นิคมอุตสาหกรรมสยามอีสเทิร์น จังหวัดระยอง

การดำเนินงาน: จำหน่ายไฟฟ้าให้ กฟผ. ภายใต้โครงการผู้ผลิตไฟฟ้าเอกชนรายเล็ก (SPP) และจำหน่ายไฟฟ้า ไอน้ำ และน้ำเพื่อการอุตสาหกรรมให้ลูกค้าอุตสาหกรรมในพื้นที่มาบตาพุด รองรับความต้องการพลังงานของอุตสาหกรรมปิโตรเคมีและเคมีภัณฑ์

3. บริษัท ไออาร์พีซี คลีนพาวเวอร์ จำกัด (IRPC-CP) จังหวัดระยอง

• ที่ตั้ง: เขตประกอบการอุตสาหกรรมไออาร์พีซี จังหวัดระยอง
• สัดส่วนการถือหุ้น: GPSC ถือหุ้น 51%
• การดำเนินงาน:
  • เป็นผู้ผลิตไฟฟ้าเอกชนรายเล็ก (SPP) ภายใต้สัญญาซื้อขายไฟฟ้าแบบ Firm-SPP จำนวน 2 สัญญา กับ กฟผ. (อายุสัญญา 25 ปี)
  • จำหน่ายไฟฟ้าส่วนที่เหลือและไอน้ำให้กับบริษัท IRPC เพื่อใช้ในกระบวนการผลิต
  • มีโครงการ CHP III ซึ่งเป็นการขยายกำลังการผลิตเพื่อจำหน่ายไฟฟ้าให้แก่ IRPC ทั้งหมด โดยเริ่มดำเนินการเชิงพาณิชย์ในปี พ.ศ. 2567

4. บริษัท บางปะอิน โคเจนเนอเรชั่น จำกัด (BIC) นิคมอุตสาหกรรมบางปะอิน จังหวัดพระนครศรีอยุธยา

ที่ตั้ง: นิคมอุตสาหกรรมบางปะอิน จังหวัดพระนครศรีอยุธยา ประกอบด้วยโครงการ 1 และโครงการ 2

การดำเนินงาน: จำหน่ายไฟฟ้าให้ กฟผ. ภายใต้สัญญาซื้อขายไฟฟ้าสำหรับผู้ผลิตไฟฟ้ารายเล็ก (Firm-SPP) อายุสัญญา 25 ปี และจำหน่ายไฟฟ้าบางส่วน พร้อมไอน้ำให้กับลูกค้าอุตสาหกรรมในนิคมอุตสาหกรรมบางปะอิน

5. บริษัท นวนครไฟฟ้า จำกัด (NNEG) จังหวัดปทุมธานี

• ที่ตั้ง: เขตส่งเสริมอุตสาหกรรมนวนคร จังหวัดปทุมธานี
• การดำเนินงาน:
  • จำหน่ายไฟฟ้าให้ กฟผ. ภายใต้สัญญา Firm-SPP
  • จำหน่ายไฟฟ้าและไอน้ำให้กับลูกค้าอุตสาหกรรมภายในเขตส่งเสริมอุตสาหกรรมนวนคร

โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วมเหล่านี้สะท้อนให้เห็นถึงบทบาทสำคัญของ GPSC ในฐานะผู้จัดหาพลังงานครบวงจรสำหรับภาคอุตสาหกรรมไทย โดยเฉพาะในเขต EEC (เขตพัฒนาพิเศษภาคตะวันออก) ที่มีความต้องการพลังงานที่มีเสถียรภาพสูงตลอด 24 ชั่วโมง ระบบ Cogeneration ของ GPSC ช่วยให้ลูกค้าอุตสาหกรรมได้รับไฟฟ้าและไอน้ำที่มีเสถียรภาพ พร้อมลดต้นทุนด้านพลังงานในระยะยาว

แชร์ข่าวสารนี้: