Transcript พลังงานความร้อนใต้พิภพ

บทที่ 9
พลังงานความร ้อนใต ้พิภพ
สาระสาค ัญ
ประเทศไทยตัง้ อยูร่ ะหว่างอืทธิพลการเคลือ
่ นตัวของ
เปลือกโลก ทาให ้เกิดร่องน้ าให ้ความร ้อนจากหินหลอมเหลวใต ้
ผิวดินถ่านเทขึน
้ มาสูโ่ ลกได ้ง่าย ซงึ่ จัดว่าเป็ นพลังงานความร ้อน
ทีถ
่ ก
ู กักเก็บไว ้ใต ้ผืวโลก ทีร่ ะดับ 25-30 กิโลเมตร ใต ้ผิวโลกจะ
ั ยภาพในการ
มีอณ
ุ หภูมเิ ฉลีย
่ ประมาณ 250-1000 c ซงึ่ มีศก
้
นามาใชงาน
จุดประสงค์

ึ ษาจบแล ้วนักศก
ึ ษาสามารถ
เมือ
่ ศก

อธิบายความรู ้ทัว่ ไปเกีย
่ วกับพลังงานความร ้อนใต ้พิภพได ้

อธิบายระบบพลังงานความร ้อนใต ้พิภพได ้

้
บอกการใชประโยชน์
จากพลังงานความร ้อนใต ้พิภพได ้

อธิบายพลังงานความร ้อนใต ้พิภพประเทศไทยได ้

้ งงานความร ้อนใต ้พิภพได ้
ระบุผลกระทบจาการใชพลั
พลังงานความร ้อนใต ้พิภพ

พลังงานความร ้อนใต้พภ
ิ พ เป็ นการนาเอาพลังงานความร ้อนทีอ
่ ยู่
ใต ้ดินขึน
้ มาใช ้ ความร ้อนดังกล่าวอยูใ่ นแกนกลางของโลกเกิด
ขึน
้ มาตัง้ แต่โลกกาเนิดขึน
้ อุณหภูมอ
ิ าจสูงถึง 5000°C ความร ้อน
ดังกล่าวทาให ้น้ าทีเ่ ก็บกักอยูใ่ นโพรงหิน ร ้อนมีอณ
ุ หภูมอ
ิ าจสูงถึง
370°C ความดันภายในโลก ดันน้ าขึน
้ มาผิวดิน กลายเป็ นไอ ลอย
ั ้ บรรยากาศ แล ้วตกลงมาเป็ นฝนหรือหิมะ แล ้วไหลกลับ
ขึน
้ ไปบนชน
ลงไปใต ้ดินนาความร ้อนขึน
้ มาอีก พลังงานนีจ
้ งึ ถูกเรียกว่า พลังงาน
้ ้ความอบอุน
หมุนเวียน เราสูบน้ าร ้อนนีข
้ น
ึ้ มาใชให
่ แก่บ ้านเรือนใน
ประเทศหนาว ละลายหิมะตามถนนหนทาง ปรุงอาหาร ให ้ความร ้อน
ในเรือนกระจกเพือ
่ ปลูกผักสวนครัว และทีจ
่ ะกล่าวถึงมากทีส
่ ด
ุ ใน
หัวข ้อนี้ ก็คอ
ื การนามาผลิตกระแสไฟฟ้ า
ประวัต ิ
ประว ัติ

้ ดก
มนุษย์นาความร ้อนใต ้พิภพมาใชแต่
ึ ดาบรรพ์ โดยนามาอาบ
ื่ ว่า มีสารเคมี ทีช
ื้ โรค และ บารุง
ชาระล ้างร่างกาย โดยเชอ
่ ว่ ยฆ่าเชอ
้ ตไฟฟ้ าเป็ นครัง้ แรกในปี
ผิวพรรณ มนุษย์เริม
่ นาความร ้อนมาใชผลิ
1904 และได ้พัฒนาเทคโนโลยีขน
ึ้ มาเรือ
่ ยๆ จนกระทัง่ เกิดวิกฤติ
ราคาน้ ามันในปี 1973 จึงเห็นความสาคัญของพลังงานจากแหล่งนี้
ทาให ้มีการนามาใชกั้ นอย่างแพร่หลาย เป็ นทีน
่ ย
ิ มเพิม
่ มากขึน
้
การผลิตกระแสไฟฟ้ า
การผลิตกระแสไฟฟ้า

ตัวเลขเมือ
่ ปี 2010 รายงานว่า มี 24 ประเทศ ทีผ
่ ลิตไฟฟ้ าจากความ
ร ้อนใต ้พิภพ โดยมีปริมาณการผลิตรวมกัน 10,959.7 MW (ประเทศ
ี งใหม่ มาตัง้ แต่ปี 2533) มี
ไทย 0.3 MW มีโรงเดียวทีอ
่ .ฝาง จ.เชย
อัตราเจริญเติบโตที่ 20% ต่อปี คาดว่าในปี 2015 จะมีการผลิต
ไฟฟ้ าได ้ถึง 18,500 MW เนือ
่ งจาก มีปัญหาในบางพืน
้ ที่ สหรัฐเป็ น
ผู ้ผลิตสูงสุดโดยมีกาลังการผลิตที่ 3,086 MW อันดับสอง ได ้แก่
้
ฟิ ลป
ิ ปิ นส ์ ที่ 1,904 MW ซงึ่ เป็ น 27% ของพลังงานทีใ่ ชในประเทศ
ทัง้ หมด
เทคโนโลยีในการผลิตกระแสไฟฟ้ า

หลักการเบือ
้ งต ้นก็คอ
ื นาน้ าร ้อนทีม
่ อ
ี ณ
ุ หภูมส
ิ งู มากๆขึน
้ มา แยก
สงิ่ เจือปนออก แล ้วทาให ้ความดันและอุณหภูมล
ิ ดลง ได ้ไอน้ า เอา
แรงอัดของไอน้ าไปหมุนกังหันเพือ
่ ผลิตไฟฟ้ า ไอน้ าทีอ
่ อกมาจาก
้
กังหันจะถูกทาให ้เย็นลง แล ้วนาไปใชประโยชน์
อย่างอืน
่ ก่อนปล่อย
ลงแหล่งน้ าธรรมชาติ หรือปล่อยกลับลงไปใต ้ดินใหม่ เทคนิคของ
้
ั ซอนกว่
้
แต่ละโรงไฟฟ้ า อาจใชเทคโนโลยี
ทซ
ี่ บ
านี้ ก็เพือ
่ เพิม
่
ิ ธิภาพในการผลิตให ้สูงกว่า 20% เชน
่ ให ้ไอน ้าถ่ายเทความ
ประสท
ร ้อนให ้สารอย่างไอโซบิวทีน ทีม
่ จ
ี ด
ุ เดือดตา่ กว่า เป็ นต ้น
ระบบพลังงานความร ้อน
ระบบพลังงานความร ้อนใต้พภ
ิ พ


้ ตไฟฟ้ า
เทคโนโลยีการนาพลังงานความร ้อนใต ้พิภพมาใชผลิ
ในขณะนีไ
้ ด ้รุดหน ้าไปมาก โดยสามารถนาพลังงานจากแหล่ง
พลังงานความร ้อน แบ่งตามลักษณะของกรรมวิธท
ี างเทคนิคในการ
้ ้ 3 ระบบ ได ้แก่
นาเอาความร ้อนมาใชได
ระบบไอน้ า
ระบบน้ าร ้อน
และระบบหินร ้อนแห ้ง
้ งจากพลังงานความร ้อนใต ้พิภพ
การใชพลั

้
ในปั จจุบน
ั ประเทศไทยมีการใชแหล่
งพลังงานความร ้อนใต ้พิภพ
เพือ
่ ผลิตไฟฟ้ าเพียงแห่งเดียวคือ โรงไฟฟ้าจากแหล่งพลังงาน
ความร ้อนใต้พภ
ิ พฝาง ซงึ่ ตัง้ อยูท
่ ี่ ตาบลม่อนปิ่ น อาเภอฝาง
ี งใหม่ โดยได ้เริม
จังหวัดเชย
่ เดินเครือ
่ งเมือ
่ วันที่ 5 ธันวาคม พ.ศ.
2532 มีขนาดกาลังผลิต 300 กิโลวัตต์ เป็ นโรงไฟฟ้ าแบบ 2 วงจร
ซงึ่ ถือว่าเป็ นโรงไฟฟ้ าพลังความร ้อนใต ้พิภพแบบ 2 วงจรแห่งแรก
ี อาคเนย์ โรงไฟฟ้ านีใ้ ชน้ ้ าร ้อนจากหลุมเจาะในระดับตืน
ในเอเชย
้
ี สอัตราการไหล 16.5-22
โดยมีอณ
ุ หภูมป
ิ ระมาณ 130 องศาเซลเซย
ลิตรต่อวินาที มาถ่ายเทความร ้อนให ้กับสารทางานและใชน้ ้ า
ี ส อัตราการไหล 72-94 ลิตรต่อวินาที
อุณหภูม ิ 15-30 องศาเซลเซย
เป็ นตัวหล่อเย็น สามารถผลิตกระแสไฟฟ้ าได ้ประมาณปี ละ 1.2 ล ้าน
หน่วย (kW-hr)
พลังงานความร ้อนใต ้พิภพในประเทศไทย

แหล่งน้ าพุร ้อนในประเทศไทยมักจะพบอยูใ่ นบริเวณหินภูเขาไฟที่
ดับแล ้ว หรืออยูบ
่ ริเวณใกล ้มวลหินแกรนิตและหินตะกอนอายุตา่ งๆ
กันจากข ้อมูลการสารวจแหล่งน้ าพุร ้อนของกรมทรัพยากรธรณี พ.ศ.
2530 พบแหล่งน้ าพุร ้อนแล ้วมากกว่า 100 แห่ง กระจายอยูใ่ นทุก
ภูมภ
ิ าค ยกเว ้นภาคตะวันออกเฉียงเหนือ และมีอณ
ุ หภูมน
ิ ้ าร ้อนทีผ
่ วิ
ดินอยูใ่ นชว่ ง 40-100oC

้
การพัฒนาพลังงานความร ้อนใต ้พิภพและการใชประโยชน์
แหล่ง
ั ยภาพสูง สามารถ
น้ าพุร ้อนหลายแหล่ง บริเวณภาคเหนือมีศก
้
พัฒนาผลิตกระแสไฟฟ้ า หรือใชประโยชน์
โดยตรง หน่วยงานต่างๆ
่ การไฟฟ้ าฝ่ ายผลิตแห่ง
ทีไ่ ด ้ดาเนินการสารวจแหล่งน้ าพุร ้อน เชน
ประเทศไทยสารวจแหล่งพลังงานความร ้อนใต ้พิภพ เพือ
่ ต ้องการใช ้
เป็ นพลังงานในการผลิตกระแสไฟฟ้ า กรมทรัพยากรธรณีและ
ี งใหม่ศก
ึ ษาเพือ
ั ยภาพแหล่ง
มหาวิทยาลัยเชย
่ จาแนกขนาดของศก
้
ในปั จจุบน
ั ได ้มีการนาเอาพลังงานความร ้อนใต ้พิภพมาใชประโยชน์
มา
้
ใชประโยชน์
2 ประเภท คือ
้
ใชในการผลิ
ตกระแสไฟฟ้ า
ใชกั้ บอุตสาหกรรมและเกษตรกรรม
1 ใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า

ี งใหม่ เป็ นโครงการเอนกประสงค์พลังงาน
แหล่งน้ าพุร ้อน อาเภอฝาง จังหวัดเชย
ความร ้อนใต ้พิภพแห่งเดียวในประเทศไทย ทีก
่ ารไฟฟ้ าฝ่ ายผลิตแห่งประเทศ
้
ไทยได ้พัฒนาผลิตกระแสไฟฟ้ าและใชประโยชน์
โดย ตรง แหล่งน้ าพุร ้อนฝางมี
บ่อน้ าร ้อนมากกว่า 100 บ่อ โผล่ให ้เห็นอยูใ่ นหินแกรนิตยุคคาร์บอนิเฟอรัส
อุณหภูมข
ิ องน้ าพุร ้อนสูงกว่า 90°C และอัตราการไหลขึน
้ มาเองตามธรรมชาติ
ึ ษาขัน
ของน้ าพุร ้อน วัดได ้ 22.4 ลิตร/วินาที การศก
้ ต ้นบ่งชวี้ า่ อัตราการไหลของ
น้ าร ้อนจากบ่อเจาะสารวจตืน
้ ประมาณ 100 เมตร มีความเหมาะสมต่อการนามา
ผลิตกระแสไฟฟ้ าด ้วยระบบ 2 วงจร (binary cycle) ขนาดกาลังผลิต 300
้ งงาน
กิโลวัตต์ ดังนัน
้ ในปี พ.ศ. 2532 จึงได ้ทาการติดตัง้ โรงไฟฟ้ าสาธิตทีใ่ ชพลั
ี อาคเนย์
ความร ้อนใต ้พิภพเป็ นแห่งแรกใน ประเทศไทยและเป็ นแห่งแรกในเอเชย
ด ้วย กระแสไฟฟ้ าทีผ
่ ลิตได ้ปี ละประมาณ 1,200,000 กิโลวัตต์-ชวั่ โมง จะถูกสง่
้
ต่อเข ้ากับระบบสายสง่ ไฟฟ้ าเพือ
่ จ่ายให ้ผู ้ใชไฟฟ้
าต่อไป
2. ใชกั้ บอุตสาหกรรมและเกษตรกรรม

น้ าพุร ้อนทีม
่ อ
ี ณ
ุ หภูมไิ ม่สงู มาก หรือน้ าร ้อนทีป
่ ล่อยออกมาหลังจาก
้
กระบวนการผลิตกระแสไฟฟ้ าจากน้ าพุร ้อน สามารถนามาใชประโยชน์
ด ้าน
้
อุตสาหกรรมและเกษตรกรรมโดยนาไปใชในห
้องอบแห ้ง และห ้องทาความเย็น
เพือ
่ รักษาผลผลิตทางการเกษตร ดังนี้
- ห ้องอบแห ้ง (Drying room) ผลพลอยได ้ จากน้ าร ้อนทีป
่ ล่อยจากโรงไฟฟ้ า
ี งใหม่ (ณ. อุณหภูม ิ 77 °ซ) จะไหลเวียนเป่ าเข ้าไป
พลังงานน้ าพุร ้อนฝาง จ. เชย
ั ้ ๆ สาหรับวางผลิตผลการเกษตร
ในห ้องอบแห ้ง ซงึ่ ทาเป็ นชน
- ห ้องทาความเย็น (Cooling storage room) น้ า ร ้อนทีเ่ หลือปล่อยออกมาจาก
้
ั ความเย็น ซงึ่ จะรักษา
โรงไฟฟ้ านามาพัฒนาเป็ นห ้องเย็นโดยใชระบบการดู
ด ซบ
อุณหภูมอ
ิ ยูท
่ ป
ี่ ระมาณ 4 °ซ สามารถเก็บรักษาผลิตผลทางการเกษตรให ้ยาวนาน
ขึน
้
- น้ าอุน
่ บางสว่ นทีเ่ หลือจากกระบวนการดังกล่าวข ้างต ้น ซงึ่ ยังเป็ นน้ าทีส
่ ะอาดอยู่
้
จะถูกสง่ ผ่านลาธารน้ าตามธรรมชาติ ไปใชในการเพาะปลู
กพืชผลทางการเกษตร
ทัง้ นีก
้ รมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน ได ้ทาการสาธิตการใช ้
พลังงานหมุนเวียนจากพลังความร ้อนใต ้พิภพ โดยการก่อสร ้างโรงอบแห ้งและ
ี งราย คาดว่าการ
ห ้องเย็นเก็บพืชผลการเกษตร ทีแ
่ หล่งน้ าพุร ้อนแม่จัน เชย
ก่อสร ้างจะแล ้วเสร็จประมาณ เดือนกันยายน 2548
การพัฒนาประโยชน์เพือ
่ อนาตค

1 ความต ้องการพลังงาน
หากมีปริมาณสูงเพิม
่ ขึน
้ จะทาให ้การพัฒนาพลังงานความร ้อนใต ้
้
พิภพถูกพิจารณาเพือ
่ ดาเนินการพัฒนาใชประโยชน์
อย่างคุ ้มค่า

2 จานวนของพลังงานความร ้อนใต ้พิภพทีส
่ ามารถจะนาไปใช ้
ประโยชน์
้
โดยการใชเทคโนโลยี
ทท
ี่ น
ั สมัยในการนาพลังงานความร ้อนใต ้
้
พิภพมาใชประโยชน์

3 การแข่งขันทางด ้านราคา
ื้ เพลิงความร ้อนใต ้พิภพสามารถคาดการณ์ได ้ว่า
ราคา มูลค่าของเชอ
ื้ เพลิงจากน้ ามัน ก๊าซธรรมชาติ
มีความคงที่ ในขณะทีร่ าคาเชอ
ค่อนข ้างผันผวน

4 การยอมรับจากประชาชนหรือชุมชน
ใน การพัฒนาแหล่งความร ้อนใต ้พิภพจาเป็ นต ้องมีการดาเนินการ
อย่างต่อเนือ
่ ง ดังนัน
้ จึงต ้องได ้รับการยอมรับและความร่วมมือจาก
้ งงานความร ้อนใต ้
ผลกระทบของการใชพลั
พิ
ภ
พ
 - ก๊าซพิษ โดยทัว
่ ไปพลังงานความร ้อนทีไ่ ด ้จากแหล่งใต ้พิภพ มัก
มีกา๊ ซประเภททีไ่ ม่
สามารถรวมตัว ซงึ่ ก๊าซเหล่านีจ
้ ะมีอน
ั ตรายต่อระบบการหายใจหาก
มีการสูดดมเข ้าไป ดังนัน
้ จึงต ้องมีวธิ ก
ี าจัดก๊าซเหล่านี้โดยการ
เปลีย
่ นสภาพของก๊าซให ้เป็ นกรด โดยการให ้ก๊าซนัน
้ ผ่านเข ้าไปใน
ั ฟิ วริกขึน
น้ าซงึ่ จะเกิด ปฏิกริ ย
ิ าเคมีได ้เป็ นกรดซล
้ โดยกรดนีส
้ ามารถ
้
นาไปใชประโยชน์

- แร่ธาตุ น้ าจากแหล่งพลังงานความร ้อนใต ้พิภพในบางแหล่ง มี
ปริมาณแร่ธาตุตา่ งๆ ละลายอยูใ่ นปริมาณทีส
่ งู ซงึ่ การนาน้ านัน
้ มาใช ้
แล ้วปล่อยระบายลงไปผสมกับ แหล่งน้ าธรรมชาติบนผิวดินจะสง่ ผล
้
กระทบต่อระบบน้ าผิวดินทีใ่ ชในการเกษตรหรื
อ ใชอุ้ ปโภคบริโภค
ได ้ ดังนัน
้ ก่อนการปล่อยน้ าออกไป จึงควรทาการแยกแร่ธาตุตา่ งๆ
เหล่านัน
้ ออก โดยการทาให ้ตกตะกอนหรืออาจใชวิ้ ธอ
ี ด
ั น้ านัน
้
กลับคืนสูใ่ ต ้ผิวดินซงึ่ ต ้องให ้ แน่ใจว่าน้ าทีอ
่ ด
ั ลงไปนัน
้ จะไม่ไหลไป

- การทรุดตัวของแผ่นดิน ซงึ่ การนาเอาน้ าร ้อนจากใต ้ดินขึน
้ มา
ี เนือ
ใช ้ ยอ
่ มทาให ้ในแหล่งพลังงานความร ้อนนัน
้ เกิดการสูญเสย
้
มวลสารสว่ นหนึง่ ออก ไป ซงึ่ อาจก่อให ้เกิดปั ญหาการทรุดตัวของ
แผ่นดินขึน
้ ได ้ ดังนัน
้ หากมีการสูบน้ าร ้อนขึน
้ มาใช ้ จะต ้องมีการอัด
้
น้ าซงึ่ อาจเป็ นน้ าร ้อนทีผ
่ า่ นการใชงานแล
้วหรือน้ าเย็นจาก แหล่งอืน
่
ลงไปทดแทนในอัตราเร็วทีเ่ ท่ากัน เพือ
่ ป้ องกันปั ญหาการทรุดตัว
ของแผ่นดิน
้
การใชความร
้อน ลดโลกร ้อน ด ้วยพลังงาน
ความร ้อนใต ้พิภพ

พลังงานความร ้อนใต ้พิภพ : Geothermal Energy คือ พลังงาน
ความร ้อนทีเ่ กิดจาก "หินหนืดหลอมเหลวใต ้เปลือกโลก" ทีเ่ รียกว่า
ั้
Magma ความร ้อนจาก Magma นี้ เป็ นสาเหตุทท
ี่ าให ้น้ าทีข
่ งั อยูช
่ น
่ น
ั ้ ผิวดินด ้วย
ใต ้ผิวดินได ้รับความร ้อน น้ าร ้อนดังกล่าวจะถูกดันขึน
้ สูช
แรงดันใต ้เปลือกโลก
้
น้ าร ้อนจะถูกนาไปใชประโยชน์
ในการผลิตกระแสไฟฟ้ า โดยจะมี
การสร ้างโรงไฟฟ้ าในบริเวณทีม
่ พ
ี ลังงานความร ้อนใต ้พิภพ น้ าร ้อน
้
จะไหลเข ้าสูร่ ะบบโรงไฟฟ้ า แล ้วใชแรงดั
นไอจากน้ าร ้อนทีไ่ ด ้ในการ
ปั่ นกังหันให ้ผลิตกระแสไฟฟ้ า
ลักษณะของแหล่งพลังงานความร ้อน



่ นไอน้ าส่วนใหญ่ (Steam Dominated) เป็ น แหล่งกักเก็บความ
1. แหล่งทีเป็
ร ้อนทีป
่ ระกอบด ้วย ไอน้ ามากกว่า 95% โดยทั่วไปมักจะเป็ น แหล่งทีม
่ ี
ั พันธ์ใกล ้ชด
ิ กับหินหลอมเหลวร ้อนทีอ
ความสม
่ ยูต
่ น
ื้ ๆ อุณหภูมข
ิ องไอน้ าร ้อนจะ
สูงกว่า 240 oC ขึน
้ ไป แหล่งทีเ่ ป็ นไอน้ าสว่ นใหญ่นี้ จะพบน ้อยมากในโลกเรา แต่
้ ตกระแสไฟฟ้ าได ้มากทีส
่ The Geyser Field ในมลรัฐ
สามารถนามาใชผลิ
่ ด
ุ เชน
แคลิฟอร์เนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา และ Larderello ในประเทศอิตาลี เป็ นต ้น
่ นน้ าร ้อนส่วนใหญ่ (Hot Water Dominated) เป็ น แหล่งกักเก็บ
2. แหล่งทีเป็
สะสมความร ้อน ทีป
่ ระกอบไปด ้วย น้ าร ้อนเป็ นสว่ นใหญ่ อุณหภูมน
ิ ้ าร ้อนจะมีตงั ้ แต่
่ ที่ Cerro Prieto ในประเทศ
100 oC ขึน
้ ไป ระบบนีจ
้ ะพบมากทีส
่ ด
ุ ในโลก เชน
เม็กซโิ ก และ Hatchobaru ในประเทศญีป
่ น
ุ่ เป็ นต ้น
3. แหล่งหินร ้อนแห้ง (Hot Dry Rock) เป็ น แหล่งสะสมความร ้อน ทีเ่ ป็ นหินเนือ
้
แน่น แต่ไม่มน
ี ้ าร ้อนหรือไอน้ า ไหลหมุนเวียนอยู่ ดังนัน
้ ถ ้าจะนามาใชจ้ าเป็ นต ้อง
อัดน้ าเย็นลงไปทางหลุมเจาะ ให ้น้ าได ้รับความร ้อนจากหินร ้อน โดยไหล
หมุนเวียนภายในรอยแตกทีก
่ ระทาขึน
้ จากนัน
้ ก็ทาการสูบน้ าร ้อนนี้ ขึน
้ มาทาง
หลุมเจาะอีกหลุมหนึง่ ซงึ่ เจาะลงไป ให ้ตัดกับรอยแตกดังกล่าว แหล่งหินร ้อน
แห ้งนี้ กาลังทดลองผลิตไฟฟ้ า ทีม
่ ลรัฐแคลิฟอร์เนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา และ
ที่ Oita Prefecture ประเทศญีป
่ น
ุ่
หลักและวิธก
ี ารสารวจเพือ
่ พัฒนาความร ้อนใต ้
ภพโดยทั
ไป
1.พิ
การส
ารวจธรณี วท
ิ ่ว
ยา

ึ ษาหาความสม
ั พันธ์ระหว่างลักษณะทางธรณีวท
การสารวจเพือ
่ ศก
ิ ยา และ
ธรณีวท
ิ ยา โครงสร ้าง กับแหล่งพลังงานความร ้อนใต ้พิภพ จุดประสงค์ในการ
ั ้ หิน การวางตัวและการ
สารวจทางธรณีวท
ิ ยานีก
้ ็เพือ
่ ทีจ
่ ะทราบ ชนิดของชน
ั ้ หิน อายุของหิน โครงสร ้างทางธรณีวท
ั ้ หินต่างๆ บริเวณ
เรียงลาดับชน
ิ ยาของชน
ั ้ ดิน, หิน อันเนือ
ทีม
่ ก
ี ารแปรสภาพของชน
่ งมาจากอิทธิพลทาง ความร ้อน
ั ้ หินทีอ
ทัง้ นีเ้ พือ
่ จะได ้ประเมินชน
่ าจจะเป็ นแหล่งกักเก็บและปิ ดกัน
้ แหล่งพลังงาน
ความร ้อนใต ้พิภพ
2. การสารวจธรณี เคมี

ึ ษาหาความสม
ั พันธ์ของคุณสมบัตท
คือ การสารวจเพือ
่ ศก
ิ างเคมีของน้ า ก๊าซ และ
องค์ประกอบ ของหินกับแหล่งพลังงานความร ้อนใต ้พิภพ จุดประสงค์ในการ
สารวจธรณีเคมีนก
ี้ ็เพือ
่ ทีจ
่ ะ ประเมิน อุณหภูมข
ิ องแหล่งกักเก็บ โดยคานวณจาก
่ ปริมาณของ Si, Mg และ Cl อัตราสว่ น
ปริมาณแร่ธาตุทล
ี่ ะลายอยูใ่ นน้ าร ้อน เชน
ของปริมาณ Na กับ K และ Na, K กับ Ca ประเมินลักษณะธรณีวท
ิ ยาทีเ่ ป็ นแหล่ง
กักเก็บ ตลอดจนการหมุนเวียนของของไหล ในระบบพลังงานความร ้อนใต ้พิภพ
ึ ษาการกัดกร่อน, การเกิดตะกรันและ
หาสว่ นประกอบ, คุณสมบัตท
ิ างเคมีเพือ
่ ศก
3. การสารวจธรณี ฟิสิกส ์

ั ้ หินใต ้ผิวดิน หรือเปลือกโลกในบริเวณทีท
คือ การตรวจสอบคุณสมบัต ิ ของชน
่ า
้ อ
การสารวจ โดยใชเครื
่ งมือวัดบนผิวดิน จากข ้อมูลทีไ่ ด ้จะถูกนามาวิเคราะห์
เพือ
่ ให ้ทราบถึงลักษณะโครงสร ้าง ทางธรณีวท
ิ ยา ใต ้ผิวดิน จะสามารถบอกได ้ว่า
ิ สน
์ จ
บริเวณใด ควรจะเป็ นแหล่ง กักเก็บพลังงาน ซงึ่ ผลการสารวจทางธรณีฟิสก
ี้ ะ
้
ิ ส ์ เพือ
นาไปใชวางแผนส
ารวจต่อไป จุดประสงค์ของการสารวจธรณีฟิสก
่
้
ตรวจสอบผลการสารวจธรณีวท
ิ ยาโดยนาผลทีไ่ ด ้ไปใชในการแก
้ปั ญหาทาง
ธรณีวท
ิ ยา เพือ
่ ให ้รู ้โครงสร ้างธรณีวท
ิ ยาของแหล่งกักเก็บพลังงานความร ้อนใต ้
พิภพ เป็ นข ้อมูลสาหรับวางแผนการเจาะสารวจ
4. การเจาะสารวจ

คือ การเจาะลงไปใต ้ผิวดิน เพือ
่ วัดหรือตรวจสอบข ้อมูลทีไ่ ด ้จากการสารวจต่างๆ
ทีก
่ ล่าวมาแล ้ว ข ้างต ้น การทีจ
่ ะเจาะลึกแค่ไหนนัน
้ ขึน
้ อยูก
่ บ
ั ข ้อมูลทีต
่ ้องการจะ
วัด และตรวจสอบ วัตถุประสงค์ของการเจาะสารวจก็คอ
ื เพือ
่ ตรวจสอบสมมุตฐิ าน
ิ สข
์ องชน
ั ้ หินทางความลึก วัด
ต่างๆ ทางธรณีวท
ิ ยา ตรวจสอบคุณสมบัตท
ิ างฟิ สก
ค่าอัตราการไหลของความร ้อน (Heat Flow) และอุณหภูมท
ิ เี่ ปลีย
่ นแปลงตาม
5. การเจาะหลุมผลิต
คือ หลุมเจาะทีม
่ จ
ี ด
ุ มุง่ หมาย ทีจ
่ ะนาน้ าร ้อนหรือไอน้ าร ้อน จากแหล่ง
้
กักเก็บขึน
้ มาใชประโยชน์
การเจาะหลุม ผลิตจะดาเนินการ เมือ
่ การ
ั ยภาพสูง พอทีจ
เจาะสารวจยืนยันว่า แหล่งกักเก็บมีศก
่ ะพัฒนาขึน
้ มา
้ ้ อย่างคุ ้มค่า ในเชงิ พาณิชย์ ในปั จจุบน
ใชได
ั มีโรงไฟฟ้ าพลังงาน ความ
ร ้อนใต ้พิภพ ของประเทศต่างๆ ในโลกกาลังผลิตรวมกันมากกว่า
5,800 เมกะวัตต์ ในปี ค. ศ.1990 ประเทศทีส
่ ามารถผลิตไฟฟ้ า จาก
พลั
งงาน ความร
้อนใต
่ ด
ุ คือ ประเทศสหรัฐอเมริกา
6. การผลิ
ตกระแสไฟฟ
้ า ้พิภพ ได ้มากทีส
่ อประเทศฟิ
้ าร ้อน
รองลงมาได
ลป
ิ ปิ ของไหลจะอยู
นส ์ และมีอก
ี ่ใหลายๆ
ประเทศที
ก
่ าลั
งมี ้ า
แหล่ง กักเก็บที้แก่
มี
ณ
ุ หภู มส
ิ ู งมากๆ
นสภาพของไอน
ปนกับน
ร ้อน ในกรณีม
ี่ าลั
อณ
ุ งหภู
กว่า 180
oCตและความดันมากกว่า 10 บรรยากาศ
โครงการเพิ
่ ทกมี
ผลิมตสิ ู งและเริ
ม
่ ผลิ
สามารถแยกไอน้ าร ้อน ไปหมุนกังหันผลิตไฟฟ้าได้โดยตรง เช่นเดียวกับ
่
โรงไฟฟ้าพลังความร ้อนทัวไป
ในกรณี ทแหล่
ี่
งกักเก็บมีอณ
ุ หภู มส
ิ ู งปานกลาง มี
่
่ อณ
่
ปริมาณน้ าร ้อนมาก โดยทัวไปเป็
นกรณี ทีมี
ุ หภู มต
ิ ากว่
า 180 oC แล้ว การ
่ นของเหลว ทีมี
่
ผลิตกระแสไฟฟ้า จะต้องอาศ ัยสารทางาน (Working Fluid) ซึงเป็
่ เช่น Freon, Amonia หรือ Isobutane เป็ นตัวร ับความร ้อนจากน้ า
จุดเดือดตา
่
้ จน
ร ้อน สารทางานดังกล่าว และเปลียนสภาพเป็
นไอ และมีความดันสู งขึน
่
สามารถหมุนกังหัน ผลิตกระแสไฟฟ้าได้ ซึงโรงไฟฟ
้ าชนิ ดนี ้ เราเรียกว่าโรงไฟฟ้า
ระบบ 2 วงจร
้
การประยุกต์ใชแหล่
งพลังงานความร ้อนใต ้
พิภพ

ปั จจุบน
ั เทคโนโลยีในการพัฒนาแหล่งพลังงาน ความร ้อนใต ้พิภพได ้มี
ความก ้าวหน ้าขึน
้ มาก เนือ
่ งจากมีการวิจัยอย่างจริงจังของประเทศต่างๆ ที่
พยายามค ้นคว ้าเพือ
่ การเพิม
่ ปริมาณการผลิตพลังงานความร ้อนใต ้พิภพเพือ
่
ึ ษาสว่ นใหญ่มงุ่ ทีจ
ชดเชย กับปริมาณน้ ามันทีก
่ าลังขาดแคลน การศก
่ ะนาความ
้
ร ้อนทีไ่ ด ้จากความร ้อนใต ้พิภพมาใชในการผลิ
ต กระแสไฟฟ้ า อุณหภูมข
ิ องน้ า
้
และไอร ้อนทีเ่ หมาะสาหรับนามาใชในการผลิ
ตกระแสไฟฟ้ าควรจะมีอณ
ุ หภูมส
ิ งู
ี ส และมีความดันประมาณ 10 บรรยากาศ สามารถนามา
กว่า 180 องศาเซลเซย
แยกไอน้ าร ้อนไปหมุนกังหันผลิตไฟฟ้ าได ้โดยตรง แต่ถ ้าอุณหภูมข
ิ องน้ าร ้อนมี
ี สการนาน้ าร ้อนไป
อุณหภูมใิ นระดับปานกลางคือ อยูต
่ า่ กว่า 180 องศาเซลเซย
ั สารทางาน (Working fluid) ซงึ่ มีจด
่ Freon,
ประยุกต์ใชต้ ้องอาศย
ุ เดือดตา่ เชน
Amonia หรือ Isobutane เป็ นตัวรับความร ้อนจากน้ าร ้อน เมือ
่ สารทางานดังกล่าว
ได ้รับความร ้อนจะเปลีย
่ นสภาพเป็ นไอและมีความดันสูงขึน
้ จนสามารถหมุนกังหัน
ผลิตกระแสไฟฟ้ าได ้ ซงึ่ เรียกโรงไฟฟ้ าชนิดนีว้ า่ โรงไฟฟ้ าระบบ
ลักษณะของโรงงานผลิตกระแสไฟฟ้ า
1.โรงไฟฟ้าแบบ Dry Steam
โรงงานผลิตกระแสไฟฟ้ าจากไอน้ า หรือ Dry Steam คือ คือโรงงานผลิตกระแสไฟฟ้ าจากพลังงานความร ้อนใต ้พิภพ
ชนิดแรกทีถ
่ ก
ู สร ้างขึน
้
โรงไฟฟ้ านีจ
้ ะผลิตกระแสไฟฟ้ าจากไอระเหยของน้ าร ้อนเข ้าสูเ่ ครือ
่ งผลิตกระแส ไฟฟ้ าโดยตรง ยกตัวอย่างโรงไฟฟ้ า
ชนิดนี้ ได ้แก่ โรงไฟฟ้ าไกเซอร์ส
ทีภ
่ เู ขามายาคามัส ทางตอนเหนือของรัฐแคลิฟอร์เนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา
2.โรงไฟฟ้าแบบ Flash Steam
โรงไฟฟ้ าระบบนีเ้ ป็ นทีน
่ ย
ิ มอย่างแพร่หลายในปั จจุบน
ั โรงไฟฟ้ าระบบนีจ
้ ะใชน้ ้ าร ้อนทีม
่ อ
ี ณ
ุ หภูมส
ิ งู กว่า 360 องศาฟา
ี ส
เรนไฮต์ (ราว 182 องศาเซลเซย
) ทีถ
่ ก
ู สง่ ไปยังเครือ
่ งผลิตกระแสไฟฟ้ าบนผิวโลก เมือ
่ น้ าถึงเครือ
่ งผลิตไฟฟ้ า น้ าจะมีอณ
ุ หภูมล
ิ ดลงและถูกแปรสภาพ
เป็ นไอน้ า ทีจ
่ ะเป็ นพลังงานให ้กับกังหัน
หรือเครือ
่ งผลิตกระแสไฟฟ้ า สว่ นน้ าทีห
่ ลงเหลืออยูจ
่ ะถูกสง่ กลับไปยังบ่อน้ าร ้อนตามเดิม ยกตัวอย่างโรงไฟฟ้ าชนิดนี้
ได ้แก่ โรงไฟฟ้ าในเขตภูเขาไฟโคโซ ทีอ
่ น
ิ โย เคาน์ต ี้
รัฐแคลิฟอร์เนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา
3. โรงไฟฟ้าแบบ Binary Cycle
โรงไฟฟ้ าแบบนีจ
้ ะแตกต่างจาก 2 ระบบก่อนหน ้านี้ เนือ
่ งจากไอน้ าจากบ่อน้ าร ้อน จะไม่ถก
ู สง่ มายังกังหัน หรือ เครือ
่ ง
ผลิตกระแสไฟฟ้ า ระบบนี้
้ อ
้
น้ าจากบ่อน้ าร ้อนจะถูกใชเพื
่ สร ้างใชการส
ง่ ผ่านความร ้อนแก่ “สารทางาน” (working fluid) อีกตัวทีจ
่ ะระเหย และใช ้
เพือ
่ เป็ นพลังงานแก่กงั หัน/เครือ
่ งผลิตกระแสไฟฟ้ า
น้ าร ้อนและสารทางานจะถูกเก็บในระบบไหลเวียน หรือ ท่อทีป
่ ิ ดสนิท ทีแ
่ ยกกัน และไม่มท
ี างมาผสมกัน
ข ้อดี
ข ้อดีของระบบนีค
้ อ
ื สามารถผลิตกระแสไฟฟ้ าจากน้ าทีอ
่ ณ
ุ หภูมต
ิ า่ กว่า 2 แบบแรก (ตัง้ แต่ 225 องศาฟาเรนไฮต์ ถึง 3
้
่ น
ั ้ บรรยากาศอีกด ้วย ยกตัวอ
โดยใชสารท
างานทีม
่ จ
ี ด
ุ เดือดตา่ กว่าน้ า นอกจากนี้ โรงไฟฟ้ าระบบนีย
้ ังไม่ปล่อยมลพิษสูช
โรงไฟฟ้ าใน คาซา่ เดียโบล ฮ็อต สปริง ทีโ่ มโน เคาน์ต ี้ รัฐแคลิฟอร์เนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา
ึ ษา วิจัยและพัฒนาการนาพลังงานความร ้อนใต ้พิภพในระบบ หินร ้อนแ
ในปั จจุบน
ั หลายประเทศกาลังศก
) มาใช ้ ซงึ่ พลังงานความร ้อนมาจากหินอัคนีทส
ี่ ามารถกักเก็บความร ้อนมาก แต่เป็ นหินเนือ
้ แน่น ไม่มรี อยแตกและไม่ม
โดยการเจาะหลุมลงไปอย่างน ้อย 2 หลุม
ทาให ้หินเกิดรอยแตก อาจโดยวิธก
ี ารระเบิดหรืออัดน้ าทีม
่ ค
ี วามดันสูงลงไป
และอัดน้ าเย็นตามลงไปซงึ่ ความร ้อนทีม
่ อ
ี ยูใ่ นหินจะทาให ้น้ าร ้อนขึน
้ และไหลเวียนยูใ่ นรอยแตก
สว่ นหลุมทีส
่ องเจาะเพือ
่ สูบน้ าร ้อนขึน
้ มาใช ้ โดยการเจาะตัดแนวรอยแตก หากการวิจัยนีป
้ ระสบความสาเร็จจะเป็ นกา
้
ในการนาพลังงานความร ้อนใต ้พิภพมาใชประโยชน์
แผนการทางานระบบพลังงานความร ้อนใต ้
พิภพ