การนำพลังงานความร้อนกลับมาใช้ใหม่ช่วยประหยัดค่าไฟได้จริงหรือ?

ปัจจุบันมีกฎหมายที่บังคับให้ทุกบริษัทต้องมีความรับผิดชอบต่อสังคมและสิ่งแวดล้อมในการดำเนินธุรกิจผ่านการปฏิบัติงานอย่างมีจริยธรรมและโปร่งใสหรือที่เราเรียกว่า Corporate Social Responsibility (CSR) หลายๆ บริษัทจึงต้องหาแนวทางปฏิบัติเพื่อให้เป็นไปตามกฎหมายกำหนดในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และการใช้พลังงานโดยที่ไม่กระทบต่อสังคมและสิ่งแวดล้อม ที่เห็นได้ชัดเจนเลยคือหลายบริษัทเริ่มเปลี่ยนมาใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ หรือแผงโซล่าเซลล์ Atlas Copco มีอีกหนึ่งความลับที่จะช่วยให้คุณใช้พลังงานอย่างคุ้มค่าและลดการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เพิ่มอีกระดับ

การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) นอกจากจะส่งผลกระทบด้านลบต่อสังคมและสิ่งแวดล้อมแล้ว ยังส่งผลกระทบต่อต้นทุนด้านพลังงานหรือค่าไฟอีกด้วย ด้วยเหตุนี้ผู้ผลิตจึงพยายามหาวิธีลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์บวกกับการลดการใช้พลังงาน โดยคงประสิทธิภาพในการผลิตรวมถึงวิธีลดค่าไฟฟ้าในโรงงาน

แต่รู้หรือไม่ว่ามีพื้นที่หนึ่งในโรงงานคุณ ที่สามารถช่วยคุณลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ซึ่งก็คือการนำพลังงานความร้อนที่เหลือทิ้งจากเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลม (air compressor) กลับมาใช้ใหม่ แม้ว่าการนำพลังงานความร้อนในระบบอัดอากาศกลับมาใช้ใหม่ (Compressed Air Heat Recovery) นี้จะเป็นที่ที่ยมในโรงงานผลิตต่างๆ ที่มีระบบอัดอากาศทั่วโลก แต่ยังไม่เป็นที่นิยมมากนักในประเทศไทยเนื่องจากความซับซ้อนของระบบ อย่างไรก็ตามเรามีผลการวิจัยที่แสดงให้เห็นว่าเราได้รับประโยชน์จากการนำพลังงานความร้อนในระบบอัดอากาศกลับมาใช้ใหม่  (Compressed Air Heat Recovery) ซึ่งเป็นวิธีลดค่าไฟฟ้าในโรงงานได้จริง คุณสามารถดูได้จากข้อมูลสถิติด้านล่างนี้

เครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลมแบบสกรู (screw compressor) จะเปลี่ยนพลังงานความร้อนให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้ 100% โดยพลังงานเหล่านี้สามารถกลับมาใช้ใหม่ได้ 

ตัวระบายความร้อนหรือคูลเลอร์ (Coolers) จะระบายความร้อนออกจากอากาศอัดทำงานโดยใช้อากาศ น้ำหรือน้ำมันแลกเปลี่ยนความร้อนในระบบ อากาศจะถ่ายเทความร้อนไปยังตัวกลางทำความเย็นในเครื่องคูลเลอร์ที่ออกแบบมาตามอัตราการไหลของลม (Flow rate) และความต้องการในการถ่ายเทพลังงาน ระบบระบายความร้อนที่ใช้ในระบบอัดอากาศมีหลายประเภท แต่ละประเภทก็มีข้อดีและข้อเสียต่างกันและบางประเภทสามารถนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ได้ถึง 94% ของพลังงานที่สญเสียไป ซึ่งเป็นวิธีลดค่าไฟฟ้าในโรงงาน

1. ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำมัน (Oil-cooled systems) เป็นการใช้การไหลของน้ำมันเพื่อขจัดความร้อนออกจากอากาศอัด ซึ่งในระบบปิดเราสามารถนำน้ำมันกลับมาใช้ในกระบวนการผลิตได้ และความร้อนจะถูกถ่ายเทเข้าสู่กระบวนการผลิตโดยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (heat exchanger) ทำให้ไม่ต้องใช้เครื่องทำความร้อนด้วยก๊าซหรือไฟฟ้า (electric / gas heating)

2. ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำ (Water-cooled systems) เป็นระบบที่สามารถเลือกได้ว่าจะเปิดหรือปิดและเลือกได้ว่าจะหมุนเวียนน้ำหรือไม่ แต่การใช้ที่เกิดประโยชน์สูงสุดของระบบนี้คือระบบแบบปิดที่มีน้ำหมุนเวียน เนื่องจากหากมีน้ำไหลเวียนระหว่างตัวระบายความร้อนหรือคูลเลอร์ (air cooler) และเครื่องถ่ายเทความร้อน (heat exchanger) ในกระบวนการจะทำให้เกิดการถ่ายเทความร้อนส่วนเกินจากเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลม (air compressors) เข้าสู่กระบวนการผลิต ทำให้ช่วยลดความจำเป็นในการให้ความร้อน ในระบบปิดนั้น คุณภาพน้ำจะได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดโดยใช้สารป้องกันการสะสมของแร่ธาตุ  น้ำในระบบจึงมีประสิทธิภาพและสะอาด ที่สำคัญสามารถใช้งานได้เป็นเวลานานโดยไม่มีการแทรกแซง

การนำพลังงานความร้อนในระบบอัดอากาศกลับมาใช้ใหม่จะช่วยลดความจำเป็นในการซื้อพลังงาน เนื่องจากไม่มีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการใช้งานฮีทเตอร์ นอกจากนี้ยังลดต้นทุนการใช้งานอีกด้วย  ด้วยเหตุนี้้จึงทำให้โรงงานผลิตของคุณมีกำไรเพิ่มขึ้นและช่วยให้บรรลุเป้าหมายการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และการใช้พลังงานโดยที่ไม่กระทบต่อสังคมและสิ่งแวดล้อม

บริษัทผลิตสิ่งทอและยานยนต์ในเมือง Midlands ประเทศอังกฤษได้มีการนำน้ำมันหล่อเย็น (oil coolant) มาใช้ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (ER-S5 energy recovery unit) จึงสามารถกู้คืนความร้อนจากช่องระบายอากาศของระบบอัดอากาศกลับมาใช้ใหม่ได้ โดยน้ำมันที่ใช้เป็นสื่อกลางในการถ่ายเทความร้อนที่ผ่านเครื่องระบายความร้อนหรือแอร์คูลเลอร์จะถ่ายโอนพลังงานความร้อนเข้ามากระบวนการผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (steel plate heat exchanger) ทำให้มีน้ำร้อนใช้ในกระบวนการผลิตอย่างต่อเนื่องโดยไม่ต้องซื้อจากแหล่งผลิตภายนอก เป็นผลให้ บริษัทสามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ได้ถึง 260,000 ตันต่อปีและลดค่าไฟในระบบอัดอากาศได้มากถึง 1,500,000 บาทต่อปีเลยทีเดียว

อีกตัวอย่างหนึ่งที่มีการนำพลังงานความร้อนในระบบอัดอากาศกลับมาใช้ใหม่  (Compressed Air Heat Recovery) คือบริษัท Greiner Packaging เป็นโรงงานบรรจุภัณฑ์แห่งหนึ่งในประเทศไอร์แลนด์เหนือ ซึ่งพบการนำพลังงานความร้อนกลับมาใช้ใหม่ด้วยหลายหลายวิธี โดยบริษัท Greiner Packaging นั้นใช้ความร้อนส่วนเกินจากระบบอัดอากาศไปใช้กับระบบทำความร้อนส่วนกลางหรือฮีทเตอร์ในโรงเรียนมัธยมศึกษา Dungannon Integrated College ซึ่งมีนักเรียนทั้งหมด 600 คน ทำให้ต้องเสียค่าใช้จ่ายด้านพลังงานจากเครื่องทำความร้อนหรือฮีทเตอร์เป็นเงินประมาณ 40,000 ปอนด์เป็นประจำทุกปี ในกรณีนี้ Atlas Copco เราได้ติดตั้งเครื่องอัดลมสกรูแบบไม่มีน้ำมัน (Z-range air compressor) พร้อมกับตัวระบายความร้อนด้วยน้ำ (Water-cooled systems) เพื่อกู้คืนพลังงานความร้อนกลับมาใช้ใหม่แทนการใช้ฮีทเตอร์และเครื่องผลิตน้ำร้อน โดยสามารถลดการใช้พลังงานไฟฟ้าได้มากถึง 80%  และลดปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ลง 200 เมตริกตันเนื่องจากไม่มีการใช้พลังงานไฟฟ้า

แม้ว่าการนำความร้อนส่วนเกินจากระบบอัดอากาศมาใช้ใหม่จะช่วยให้ประหยัดเงินจำนวนมหาศาล  แต่บริษัท อุตสาหกรรมส่วนใหญ่ยังไม่ยอมรับและยังไม่ตระหนักถึงประโยชน์ของเทคโนโลยีนี้ แม้ว่าเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลม (air compressor) เกือบ 90% ในอุตสาหกรรมสามารถติดตั้งระบบกู้คืนนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ได้ และตามที่สถิติระบุไว้ข้างต้น พลังงานความร้อน 70-94% ที่สูญเสียไปจากเครื่องอัดอากาศหรือปั๊มลม (air compressor) สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้

จากสถิติพบว่า การนำพลังงานความร้อนในระบบอัดอากาศกลับมาใช้ใหม่  (Compressed Air Heat Recovery)  สามารถช่วยการลดค่าไฟในระบบอัดอากาศได้ถึง 1.99%  หรือเทียบเท่ากับการกำจัดการปล่อยมลพิษจากรถยนต์ดีเซล / เบนซินถึง 913,000 คันต่อปีหรือเทียบกับพลังงานที่ต้องใช้ในการขับเคลื่อนไฟฟ้าจำนวน 1.544 ล้านครัวเรือนต่อปีเลยทีเดียว