หน่วยที่ 9 พลังงานความร้อนใต้พิภพ
1. สาระสำคัญ
ประเทศไทยตั้งอยู่ระหว่างอิทธิพลการเคลื่อนตัวของเปลือกโลก ทำให้เกิดร่องน้ำ ให้ความร้อนจากหินหลอมเหลวร้อนใต้ผิวดินถ่ายเทขึ้นมาสู่ผิวโลกได้ง่าย ซึ่งจัดว่า เป็นพลังงานความร้อนที่ถูกกักเก็บไว้ใต้ผิวโลก ที่ระดับ 25 – 30 กิโลเมตร ใต้ผิวโลกจะมีอุณหภูมิเฉลี่ยประมาณ 250 – 1000 ํC ซึ่งมีศักยภาพในการนำมาใช้งานได้อย่างมากมาย แต่เทคโนโลยีของเรามีความสามารถในการที่จะนำพลังงานรูปนี้มาใช้ในระดับความลึกเพียง 10 กิโลเมตรเท่านั้น เทคนิคคือ การอัดน้ำที่อุณหภูมิปกติลงไปในชั้นหิน ซึ่งมีอุณหภูมิสูง เมื่อน้ำได้รับการถ่ายเทความร้อน ก็จะกลายเป็นน้ำร้อน หรือไอน้ำพุ่งกลับมาบนผิวโลก แล้วจึงนำพลังงานส่วนนี้ไปใช้ต่อไป มีการใช้พลังงานใต้พิภพ เช่น โรงไฟฟ้าความร้อนใต้พิภพที่ลาร์เดอเรลโล ประเทศอิตาลี และในประเทศนิวซีแลนด์
ปัจจุบันมีการนำพลังงานความร้อนใต้พิภพมาใช้ประโยชน์ ไม่ว่าจะเป็นในด้านอุตสาหกรรม การเกษตรกรรม โดยเฉพาะนำมาใช้ประโยชน์ในการผลิตกระแสไฟฟ้า
2. สมรรถนะประจำหน่วยการเรียนรู้
มีความรู้ ความเข้าใจเกี่ยวกับพลังงานความร้อนใต้พิภพ การใช้ประโยชน์จากพลังงานความ ร้อนใต้พิภพ พลังงานความร้อนใต้พิภพในประเทศไทย การนำพลังงานความร้อนใต้พิภพมาใช้ประโยชน์ในประเทศไทย และตระหนักถึงผลกระทบจากการใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพ
3. จุดประสงค์การเรียนรู้
1. อธิบายเกี่ยวกับพลังงานความร้อนใต้พิภพได้
2. บอกระบบพลังงานความร้อนใต้พิภพได้
3. ระบุการใช้ประโยชน์จากพลังงานความร้อนใต้พิภพได้
4. อธิบายพลังงานความร้อนใต้พิภพในประเทศไทยได้
5. อธิบายการนำพลังงานความร้อนใต้พิภพมาใช้ประโยชน์ได้
6. ระบุผลกระทบจากการใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพได้
แบบทดสอบก่อนเรียน หน่วยที่ 9
คำชี้แจง จงเลือกคำตอบที่ถูกต้องที่สุดเพียงคำตอบเดียว
1. อุณหภูมิภายใต้ผิวโลกจะเพิ่มขึ้นเป็นสัดส่วนกับข้อใด
ก. ความตื้น
ข. ความลึก
ค. ความหนา
ง. ความบาง
2. ข้อใด ไม่ใช่ เทคนิคในการนำความร้อนใต้พิภพมาใช้
ก. ระบบไอน้ำ
ข. ระบบน้ำร้อน
ค. ระบบลมร้อน
ง. ระบบหินร้อนแห้ง
3. ระบบพลังงานความร้อนใต้พิภพที่ถูกนำมาใช้ผลิตไฟฟ้ามากที่สุด ได้แก่ข้อใด
ก. ระบบไอน้ำ
ข. ระบบน้ำร้อน
ค. ระบบลมร้อน
ง. ระบบหินร้อนแห้ง
4. ประเทศที่มีการพัฒนาโรงไฟฟ้าพลังความร้อนใต้พิภพมากที่สุด คือประเทศใด
ก. ประเทศจีน
ข. ประเทศไทย
ค. ประเทศอิตาลี
ง. ประเทศสหรัฐอเมริกา
5. สภาพทางธรณีวิทยาของประเทศไทยบริเวณใดที่ไม่พบแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ
ก. ภาคใต้
ข. ภาคเหนือ
ค. ภาคกลาง
ง. ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ
6. พลังงานความร้อนใต้พิภพในประเทศไทยถูกนำมาใช้ประโยชน์ในด้านใดมากที่สุด
ก. การท่องเที่ยว
ข. การเกษตรกรรม
ค. การอุตสาหกรรม
ง. การผลิตกระแสไฟฟ้า
7. ปัจจัยในข้อใดที่ไม่มีผลต่อการพัฒนาศักยภาพของแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ
ก. ปริมาณพลังงาน
ข. ความต้องการพลังงาน
ค. การแข่งขันทางด้านราคา
ง. การสนับสนุนจากหน่วยงานของรัฐ
8. ข้อใดเป็นผลกระทบที่เกิดจากการนำพลังงานความร้อนใต้พิภพมาใช้ประโยชน์
ก. การเกิดก๊าซอันตราย
ข. การทรุดตัวของแผ่นดิน
ค. ความร้อนตกค้างในอากาศ
ง. ทุกข้อคือคำตอบ
9. ข้อใดเกี่ยวข้องกับการพัฒนาแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ
ก. สภาพทางด้านธรณีวิทยา
ข. อุณหภูมิและระดับความลึก
ค. อุณหภูมิและปริมาณการไหล
ง. นโยบายในการพัฒนาแหล่งพลังงาน
10. ปัญหาของการนำพลังงานความร้อนใต้พิภพมาใช้ไม่คุ้มประโยชน์คือข้อใด
ก. ปริมาณสารละลายในน้ำ
ข. คุณสมบัติความเป็นด่างของน้ำ
ค. ค่าใช้จ่ายในการลงทุนค่อนข้างสูง
ง. การไม่ยอมรับของประชาชนในพื้นที่
เนื้อหา
1. ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับพลังงานความร้อนใต้พิภพ
พลังงานความร้อนใต้พิภพ
เป็นการนำน้ำร้อนที่มีอยู่ใต้พื้นดินมาใช้ให้เกิดประโยชน์ในการผลิตกระแสไฟฟ้า กลุ่มประเทศที่มีการพัฒนาพลังงานความร้อนใต้พิภพมาใช้ประโยชน์ อย่างเด่นชัด มักเป็นกลุ่มประเทศที่มีสภาพทางธรณีวิทยา เอื้ออำนวยต่อศักยภาพทางพลังงานความร้อนใต้พิภพ ซึ่งได้แก่ บริเวณที่เปลือกโลกมีการเคลื่อนไหวและมีแนวของภูเขาไฟอย่างต่อเนื่อง เช่น ประเทศอิตาลี ไอซ์แลนด์ สหรัฐอเมริกา (แถบตะวันตก) เม็กซิโก ญี่ปุ่น ฟิลิปปินส์ อินโดนีเซีย นิวซีแลนด์ เป็นต้น
ภาพที่ 1 บ่อน้ำพุร้อน
ภาพที่ 2 แสดงการนำพลังงานความร้อนใต้พิภพมาใช้ประโยชน์
2. ระบบพลังงานความร้อนใต้พิภพ มี 4 ระบบ ได้แก่
2.1 ระบบไอน้ำ
ภาพที่ 3 ลักษณะของพลังงานความร้อนใต้พิภพระบบไอน้ำและโครงสร้างของระบบการทำงานของโรงไฟฟ้า
2.2 ระบบน้ำร้อน
2.3 ระบบหินร้อนแห้ง
ภาพที่ 4 ลักษณะของพลังงานความร้อนใต้พิภพระบบหินร้อนแห้ง และการนำความร้อนขึ้นมาใช้
2.4 ระบบความดันธรณี (geopressured system)
ภาพที่ 5 รูปแบบของโรงไฟฟ้าระบบ 2 วงจร(Binary cycle)
3. การใช้ประโยชน์จากพลังงานความร้อนใต้พิภพ
- การนำเอาน้ำร้อนหรือไอน้ำร้อน จากแหล่งกักเก็บใต้ดินขึ้นมาปั่นกังหันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แปรรูปเป็นกระแสไฟฟ้า
- การเกษตร
- อุตสาหกรรมที่ต้องใช้พลังงานความร้อน เช่น การละลายน้ำแข็งและหิมะ
- ใช้เป็นพลังงานเดินเครื่องทำความเย็นขนาดใหญ่
4. พลังงานความร้อนใต้พิภพในประเทศไทย มีดังนี้
4.1 กลุ่มที่มีอุณหภูมิแหล่งกักเก็บน้ำอยู่ในระดับสูงระหว่าง 175 – 200 C ได้แก่
น้ำพุร้อนฝาง อำเภอฝาง จังหวัดเชียงใหม่
น้ำพุร้อนป่าแป๋ อำเภอแม่แตง จังหวัดเชียงใหม่
น้ำพุร้อนโป่งฮ่อมและโป่งนก อำเภอสันกำแพง จังหวัดเชียงใหม่
น้ำพุร้อนเทพพนม อำเภอแม่แจ่ม จังหวัดเชียงใหม่
น้ำพุร้อนแม่จัน อำเภอแม่จัน จังหวัดเชียงราย
4.2 กลุ่มที่มีอุณหภูมิแหล่งกักเก็บอยู่ในระดับต่ำ ระหว่าง 110 – 170 C ได้แก่
น้ำพุร้อนบ้านโป่ง อำเภอพร้าว จังหวัดเชียงใหม่
น้ำพุร้อนบ้านโป่งไหม้ อำเภอปาย จังหวัดแม่ฮ่องสอน
น้ำพุร้อนบ้านโป่งเหม็น อำเภอแม่แจ่ม จังหวัดเชียงใหม่
น้ำพุร้อนบ้านแจ้ซ้อน อำเภอแจ้ห่ม จังหวัดลำปาง
น้ำพุร้อนโป่งสักและโป่งปะ อำเภอปาย จังหวัดแม่ฮ่องสอน
น้ำพุร้อนบ้านเมืองแปง อำเภอปาย จังหวัดแม่ฮ่องสอน
น้ำพุร้อนแม่ลาน้อย อำเภอแม่สะเรียง จังหวัดแม่ฮ่องสอน
น้ำพุร้อนบ้านโป่งนาคำ อำเภอเมือง จังหวัดเชียงราย
น้ำพุร้อนบ้านโป่งยางผาเคียว อำเภอเมือง จังหวัดเชียงราย
น้ำพุร้อนบ้านโป่งน้ำร้อน อำเภอเมือง จังหวัดเชียงราย
น้ำพุร้อนบ้านแม่จอก อำเภอวังชิ้น จังหวัดแพร่
5. การนำพลังงานความร้อนใต้พิภพมาใช้ประโยชน์ มี 2 ประเภท คือ
5.1 ใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า
5.2 ใช้กับอุตสาหกรรมและเกษตรกรรม
ภาพที่ 6 โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำพุร้อน
5.3 ใช้กับอุตสาหกรรมและการเกษตรกรรม
1) ห้องอบแห้ง (Drying room)
2) ห้องทำความเย็น (Cooling storage room)
ภาพที่ 7 ห้องอบแห้งและห้องเย็นเพื่อเก็บรักษาผลิตผลทางการเกษตร
ภาพที่ 8 บ่อน้ำพุร้อนถูกพัฒนาเป็นแหล่งท่องเที่ยว
6. การพัฒนาเพื่อใช้ประโยชน์ในอนาคต มีปัจจัยที่ต้องนำมาพิจารณา คือ
6.1 ความต้องการพลังงาน
6.2 ปริมาณพลังงานความร้อนใต้พิภพที่จะสามารถนำไปใช้ประโยชน์
6.3 การแข่งขันทางด้านราคา
6.4 การยอมรับจากประชาชนหรือชุมชนในการพัฒนาแหล่งความร้อนใต้
7. ผลกระทบจากการใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพ อาจก่อให้เกิดผลกระทบ ดังนี้
7.1 สารเคมีอันตรายที่ละลายปนอยู่ อาจปนเปื้อนระบบน้ำบาดาลหรือน้ำผิวดิน
7.2 มีก๊าซอันตราย เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และก๊าซอื่น ๆ ระเหยออกมาด้วย
7.3 ไอน้ำร้อนจำนวนมากจะทำให้เกิดความร้อนตกค้างในอากาศ
7.4 อาจจะก่อให้เกิดปัญหาการทรุดตัวของแผ่นดินได้
บทสรุป
พลังงานความร้อนใต้พิภพ คือ พลังงานธรรมชาติที่เกิดจากความร้อนที่ถูกกักเก็บ
อยู่ภายใต้ผิวโลก แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ เช่น น้ำพุร้อน บ่อน้ำร้อนใต้ดิน ซึ่งเราสามารถนำเอาพลังงานนี้มาใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นการอบเมล็ดพืช อุตสาหกรรมกระดาษ อุตสาหกรรม ประมง การผลิตน้ำจืด การให้ความอบอุ่นแก่ที่อยู่อาศัย และโดยเฉพาะการนำมาผลิตกระแสไฟฟ้า นอกจากนี้ยังใช้เป็นแหล่งสถานที่ท่องเที่ยว และพักผ่อนหย่อนใจได้ด้วย แต่ปัญหา ที่สำคัญในการนำพลังงานความร้อนใต้พิภพมาใช้ คือ การกัดกร่อน อันเนื่องมาจากน้ำซึ่งมีคุณสมบัติเป็นกรด และมีสารละลายที่ไม่มีประโยชน์ละลายอยู่มาก อันอาจจะส่งผลให้ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการลงทุนสูงซึ่งอาจไม่คุ้มค่ากับการนำพลังงานขึ้นมาใช้
แบบทดสอบหลังเรียน หน่วยที่ 9
ตอนที่ 1 จงเลือกคำตอบที่ถูกต้องที่สุดเพียงคำตอบเดียว
1. ข้อใดกล่าวได้ถูกต้อง
ก. พลังงานความร้อนใต้พิภพจะเกิดบริเวณที่เปลือกโลกมีการเคลื่อนไหว
ข. แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพเป็นแหล่งธรรมชาติที่มีขนาดเล็กมาก
ค. พลังงานความร้อนใต้พิภพเป็นการนำความร้อนที่อยู่บนดินมาใช้ประโยชน์
ง. พลังงานความร้อนใต้พิภพที่มนุษย์นำมาใช้ประโยชน์จะอยู่ในช่วงความลึกไม่เกิน
2. การนำพลังงานความร้อนใต้พิภพจากแหล่งมาใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าจะต้องมีอุณหภูมิกักเก็บเท่าใด
ก. ตั้งแต่ 160 องศาเซลเซียส
ข. ต่ำกว่า 160 องศาเซลเซียส
ค. ตั้งแต่ 180 องศาเซลเซียส
ง. ต่ำกว่า 180 องศาเซลเซียส
3. ลักษณะกรรมวีทางเทคนิคในการนำความร้อนจากแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพมาใช้ คือข้อใด
ก. ระบบไอน้ำ ระบบกรองน้ำ ระบบน้ำร้อน
ข. ระบบไอน้ำ ระบบกรองน้ำ ระบบหินร้อนแห้ง
ค. ระบบไอน้ำ ระบบน้ำร้อน ระบบหินร้อนแห้ง
ง. ระบบกรองน้ำ ระบบน้ำร้อน ระบบหินร้อนแห้ง
4. ประเทศที่มีการนำพลังงานความร้อนใต้พิภพมาใช้มากที่สุด คือข้อใด
ก. อิตาลี
ข. ฟิลิปปินส์
ค. นิวซีแลนด์
ง. สหรัฐอเมริกา
5. ในปัจจุบันมีการนำเอาพลังงานความร้อนใต้พิภพมาใช้ประโยชน์ในด้านใดมากที่สุด
ก. ใช้ในการอบแห้ง
ข. ใช้ผลิตกระแสไฟฟ้า
ค. การละลายน้ำแข็งและหิมะ
ง. ทำความอบอุ่นให้แก่โรงเลี้ยงสัตว์
6. ในบริเวณภาคใดของประเทศไทยที่ไม่มีแหล่งน้ำพุร้อน
ก. ภาคใต้
ข. ภาคเหนือ
ค. ภาคกลาง
ง. ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ
7. แหล่งน้ำพุร้อนในข้อใด ที่ไม่ได้นำมาใช้ประโยชน์ในการผลิตกระแสไฟฟ้า
ก. น้ำพุร้อนฝาง จังหวัดเชียงใหม่
ข. น้ำพุร้อนแม่จัน จังหวัดเชียงราย
ค. น้ำพุร้อนแม่จอก จังหวัดแพร่
ง. น้ำพุร้อนโป่งฮ่อม จังหวัดเชียงใหม่
8. โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพแห่งแรกของประเทศไทย คือข้อใด
ก. โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพฝาง
ข. โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพป่าแป๋
ค. โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพแม่จัน
ง. โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพเทพพนม
9. ข้อใด ไม่ใช่ ปัจจัยที่มีผลต่อการพัฒนาใช้ประโยชน์จากแหล่งพลังงานใต้พิภพในอนาคตของ
ประเทศไทย
ก. ความต้องการพลังงาน
ข. การแข่งขันทางด้านราคา
ค. งบประมาณในการลงทุน
ง. การนำเทคโนโลยีที่ทันสมัยมาช่วยในการพัฒนา
ก. ความต้องการพลังงาน
ข. การแข่งขันทางด้านราคา
ค. งบประมาณในการลงทุน
ง. การนำเทคโนโลยีที่ทันสมัยมาช่วยในการพัฒนา
10. ข้อใดคือผลกระทบจากการใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพ
ก. การเกิดก๊าซอันตรายที่ส่งผลกระทบต่อระบบหายใจ
ข. การเกิดสารปนเปื้อนของสารเคมีในน้ำบาดาลหรือน้ำผิวดิน
ค. การเกิดความร้อนตกค้างในอากาศส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศ
ง. ทุกข้อคือคำตอบ
