Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
พลังงานทดแทนเพื่อการคมนาคม (ไบโอดีเซล (วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตน้ำมันไบโอดี…
พลังงานทดแทนเพื่อการคมนาคม
น้ำมันแก๊สโซฮอล์
น้ำมันแก๊สโซฮอล์ คือ น้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์ ที่มีการคิดค้นขึ้นใหม่ (หนึ่งในผู้คิดค้นคือพระพ่อหลวงของเรา) ขึ้นมาทดแทนน้ำมันเบนซินไร้สารตะกั่ว (น้ำมันแก๊สโซลีน) ที่มีส่วนผสมของสาร MTBE ในการเพิ่มออกเทนสารผสมที่นำมาทดแทน MTBE ก็คือเอทานอลหรือเอทิลแอลกอฮอล์ ที่มีความบริสุทธิ์ 99.5% โดยผสมกับน้ำมันเบนซิน ในอัตราส่วน น้ำมันเบนซิน 90 ส่วน เอทานอล 10 ส่วน ได้เป็นน้ำมันแก๊สโซฮอล์ ที่มีค่าออกเทนของน้ำมันเบนซินที่มีคุณภาพในการต้านทานการน็อค
น้ำมันแก๊สโซฮอล์ E10 แบ่งเป็น
น้ำมันแก๊สโซฮอล์ออกเทน 91
น้ำมันแก๊สโซฮอล์ออกเทน 95 โดยมีส่วนผสมของเอทานอลไม่เกินร้อยละ 10 และไม่ต่ำกว่าร้อยละ 9 กับ น้ำมันเบนซินพื้นฐานร้อยละ 90 โดยปริมาตร สามารถใช้แทนหรือสลับกับน้ำมันเบนซิน 95 และ 91 ได้ตามปกติโดยไม่ต้องดัดแปลงเครื่องยนต์
น้ำมันแก๊สโซฮอล์ E20 มีส่วนผสมของเอทานอลไม่เกินร้อยละ 20 และไม่ ต่ำกว่าร้อยละ 19 กับน้ำมันเบนซินพื้นฐานร้อยละ 80 โดยปริมาตร
น้ำมันแก๊สโซฮอล์ E85 มีส่วนผสมของเอทานอลร้อยละ 85 กับน้ำมันเบนซินพื้นฐานร้อยละ 15 โดยปริมาตรหรือมีเอทานอลไม่ต่ำกว่าร้อยละ75
ข้อดี
1.ช่วยประหยัดเชื้อเพลิง เช่นเดียวกับน้ำมันเบนซินออกเทน 95
2.ไม่มีผลกระทบต่อสมรรถนะการใช้งานและอัตราการเร่งดีกว่า หรือไม่แตกต่าง จากน้ำมันเบนซิน 95
3.ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการดำเนินการปรับแต่งเครื่องยนต์
4.สามารถเติมผสมกับน้ำมันที่เหลืออยู่ในถังได้เลย โดยไม่ต้องรอให้น้ำมันในถัง หมด
5.ช่วยลดการนำเข้าน้ำมันเชื้อเพลิงจากต่างประเทศลดการขาดดุลทางการค้า
6.ใช้ประโยชน์จากพืชผลทางเกษตรสูงสุดและยกระดับราคาพืชผลทางเกษตร
7.เครื่องยนต์มีการเผาไหม้ที่ดีขึ้นทำให้ช่วยลดมลพิษไอเสียทางอากาศ และ แก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อม
8.โดยสามารถลดปริมาณไฮโดรคาร์บอนและคาร์บอนมอนอกไซด์ลงร้อยละ 20-25ทำให้ลดค่าใช้จ่ายเกี่ยวกับสุขภาพของประชาชนในประเทศ
9.ทำให้เกิดการลงทุนที่หลากหลายทั้งด้านการเกษตรและอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้อง
ข้อเสีย
1.คุณสมบัติของแอลกอฮอล์ คือระเหยเร็ว ทำให้เกิดหยดน้ำในถัง อาจทำให้ถัง น้ำมันเกิดสนิมและผุเร็วกว่าที่ควรจะเป็น อาจทำให้เกิดการอุดตันในระบบน้ำมันเชื้อเพลิง
2.ควรเติมแก๊สโซฮอล์ 95 สลับกับเบนซิน 95 เนื่องจากในแก๊สโซฮอล์ไม่มีสารหล่อลื่นบ่าวาวล์เหมือนในเบนซิน 95 จึงทำให้เกิดการสึกหรอที่บ่าวาวล์มากขึ้น
3.จากการใช้งานจริงอัตราการเร่งลดลงในช่วง 0 – 100 กม./ชม. ต้องใช้เวลาเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับเบนซิน 95 จึงเป็นเหตุให้ต้องเหยียบคันเร่งมากขึ้น ทำให้เกิดการสิ้นเปลืองน้ำมัน เพิ่มขึ้นตามไปด้วย เครื่องยนต์ทำงานหนักขึ้นเกิดการสึกหรอเร็วขึ้น
4.การเติมเอทานอลลงในเบนซิน 95 มีผลต่อคุณสมบัติบางประการของวัสดุประเภทยางที่ใช้เป็นระบบเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์มากกว่า
5.การเติมเอทานอลลงในเบนซิน 95 มีผลต่อคุณสมบัติบางประการของวัสดุประเภทพลาสติกที่ใช้เป็นระบบเชื้อเพลิงในเครื่อง
ไบโอดีเซล
น้ำมันเชื้อเพลิงชีวภาพที่ผ่านการผลิตมาจากน้ำมันพืช หรือไขมันสัตว์ผสมกับเอทานอล (Ethanol) หรือ เมทานอล (Methanol) เพื่อให้ได้เชื้อเพลิงโมเลกุลเล็กลง ซึ่งจะมีคุณสมบัติใกล้เคียงกับน้ำมันดีเซลและสามารถ
ใช้ทดแทนได้
วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตน้ำมันไบโอดีเซล
สามารถผลิตได้จากวัตถุดิบหลากหลายชนิด เช่น น้ำมันพืช ไขมันสัตว์ แต่ที่นิยมใช้ผลิต คือ
-น้ำมันปาล์ม
-น้ำมันพืชใช้แล้ว
-น้ำมันจากเมล็ดสบู่ดำ
คุณสมบัติน้ำมันพืชใช้แล้วเพื่อผลิตไบโอดีเซล
1.ผ่านการกรองแยกเศษอาหารและแยกน้ำ โดยทำให้ตกตะกอน
2.ต้องมีค่าความเป็นกรดเป็นด่างระหว่าง 4 - 10
3.ความถ่วงจำเพาะของน้ำมันพืชใช้แล้ว 0.81 - 0.95
สารเคมี
-โปแตสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) หรือ โซเดียมโฮดรอกไซด์ (NaOH) 1%
-เมทานอล (Methanol) หรือ เอทานอล (Ethanol) 25 %
การใช้ประโยชน์
-เครื่องยนต์หมุนช้า ใช้แทนน้ำมันดีเซลได้ 100 %
-เครื่องยนต์หมุนเร็ว ใช้แทนน้ำมันดีเซลได้ 5 % (B5)
ประโยชน์ที่ได้รับจากการผลิตและการใช้ไบโอดีเซล
-สามารถพึ่งพาตนเองด้วยการผลิตไบโอดีเซลทดแทนการใช้น้ำมันดีเซล
-ช่วยเพิ่มมูลค่าของผลผลิตทางการเกษตร เช่นปาล์มน้ำมัน มะพร้าว สบู่ดำ
-ช่วยเพิ่มมูลค่าของน้ำมันพืชใช้แล้ว นำมาผลิตไบโอดีเซล
-ช่วยลดการนำน้ำมันพืชใช้แล้วกลับมาสู่วงจรการบริโภคซึ่งเป็นสาเหตุของการเกิดโรคมะเร็งในผู้บริโภค
-ลดการนำเข้าน้ำมันเชื้อเพลิงจากต่างประเทศ
-ส่งเสริมนโยบายของประเทศด้านพลังงานทดแทน
ขั้นตอนการผลิต
-นำไบโอดีเซลไปใช้เป็นพลังงานทดแทนได้
-แยกชั้นไบโอดีเซลและกลีเซอรีน
-ขณะผสมสารเคมีกับน้ำมันพืชต้องกวนส่วนผสมตลอดเวลา และรักษาอุณหภูมิที่ 60 ํC เป็นเวลา 1 ชั่วโมง
-เติมสารเคมีที่เตรียมไว้ผสมกับน้ำมันพืชภายในถังปฏิบัติการ
-ปล่อยให้อุณหภูมิน้ำมันพืชลดลงเหลือ 60 ํC
-ให้ความร้อนน้ำมันพืชใช้แล้วจนถึงอุณหภูมิ 110 ํC เป็นเวลา 30 นาที
ก๊าซธรรมชาติ
ก๊าซธรรมชาติ เป็นพลังงานปิโตรเลียมชนิดหนึ่ง เช่นเดียวกับน้ำมัน ที่จริง น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ และถ่านหิน ก็คือ ซากพืชและซากสัตว์ที่ทับถมกันมานานหลายแสนหลายล้านปี และทับถมสะสมกัน จนจมอยู่ใต้ดิน แล้วเปลี่ยนรูปเป็นสิ่งที่เรียกว่า ฟอสซิล ระหว่างนั้นก็มีการเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาติ จนซากสัตว์และซากพืชหรือฟอสซิลนั้นกลายเป็นน้ำมันดิบ ก๊าซธรรมชาติ และถ่านหิน ที่เรานำมาใช้ประโยชน์ได้ในที่สุด เราจึงเรียกเชื้อเพลิงประเภทน้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ และถ่านหิน ว่า เชื้อเพลิงฟอสซิล
Natural Gas for Vehicles ( NGV ) คือ ก๊าซธรรมชาติที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับยานยนต์ โดยก๊าซ NGVนี้มีมีส่วนประกอบหลักคือ ก๊าซมีแทนที่มีคุณสมบัติเบากว่าอากาศ ส่วนใหญ่จะมีการใช้ อยู่ในสภาพเป็นก๊าซที่ถูกอัดจนมีความดันสูง (ประมาณ 3,000 ปอนด์ ต่อ ตารางนิ้ว) เก็บไว้ในถังที่มีความแข็งแรง ทนทานสูงเป็นพิเศษ เช่น เหล็กกล้า บางครั้งเรียกก๊าซนี้ว่า CNG ( Compressed Natural gas ) หรือ ก๊าซธรรมชาติอัด การใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์ มีข้อดีคือ เกิดการเผาไหม้สมบูรณ์ ให้มลพิษต่ำโดยเฉพาะปริมาณฝุ่นละออง ( Particulate ) และควันดำ
ก๊าซปิโตเลียมเหลว กับ ก๊าซหุงต้ม ( LPG )
ก๊าซหุงต้ม มีชื่อเป็นทางการว่า ก๊าซปิโตรเลียมเหลว ( liquefied petroleum gas : LPG ) หรือเรียกย่อๆ ว่า แอลพีจี เป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการแยกน้ำมันดิบในโรงกลั่นน้ำมันหรือการแยกก๊าซธรรมชาติ ในโรงแยกก๊าซธรรมชาติ ก๊าซปิโตรเลียมเหลวประกอบด้วยส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอน 2 ชนิด คือ โพรเพนและบิวเทน ในอัตราส่วนเท่าใดก็ได้ หรืออาจจะเป็นโพรเพนบริสุทธิ์ 100% หรือบิวเทนบริสุทธิ์ 100% ก็ได้ สำหรับในประเทศไทยก๊าซหุงต้มส่วนใหญ่ได้จากโรงแยกก๊าซธรรมชาติโดยใช้อัตราส่วนผสมของโพรเพน และบิวเทนประมาณ 70:30 ซึ่งจะให้ค่าความร้อนที่สูง ทำให้ผู้ใช้ประหยัดเวลาและค่าเชื้อเพลิง
คุณสมบัติทั่วไปของ LPG
เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอน ประกอบด้วยก๊าซโพรเทนและนิวเทน เป็นหลัก
ไม่มีกลิ่น ไม่มีสี ปราศจากพิษ ( แต่โดยทั่วไปจะเติมสารเคมีเพื่อความปลอดภัย )
หนักกว่าอากาศ
ติดไฟได้ในช่วงของการติดไฟที่ 2
รูปแบบการใช้ NPG กับรถยนต์
รถยนต์ใช้ก๊าซ NGV เป็นเชื้อเพลิงอย่างเดียว ( Dedicated NGV ) ส่วนใหญ่ผลิตจากโรงงานโดยตรง ใช้เครื่องยนต์ที่ออกแบบและพัฒนาขึ้นสำหรับใช้ก๊าซธรรมชาติโดยเฉพาะ
รถยนต์ใช้ก๊าซ NGV ระบบเชื้อเพลิงทวิ ( Bi-Fuel System ) ซึ่งระบบที่สามารถเลือกใช้น้ำมันเบนซินหรือใช้ NGV เป็นเชื้อเพลิงได้โดยเพียงแต่ปรับสวิตช์เลือกใช้เชื้อเพลิงเท่านั้น
รถยนต์ใช้ก๊าซ NGV ระบบเชื้อเพลิงผสม ( Dual-fuel system ) ซึ่งเป็นระบบใช้น้ำมันดีเซล ผสมก๊าซ NGV โดยใช้ร่วมกัน
คุณประโยชน์ของก๊าซธรรมชาติ
เป็นเชื้อเพลิงปิโตรเลียมที่นำมาใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง มีการเผาไหม้สมบูรณ์
ลดการสร้างก๊าซเรือนกระจก ซึ่งเป็นสาเหตุของภาวะโลกร้อน
มีความปลอดภัยสูงในการใช้งาน เนื่องจากเบากว่าอากาศ จึงลอยขึ้นเมื่อเกิดการรั่ว
มีราคาถูกกว่าเชื้อเพลิงปิโตรเลียมอื่นๆ เช่น น้ำมัน น้ำมันเตา และก๊าซปิโตรเลียมเหลว
สามารถสร้างมูลค่าเพิ่ม ช่วยขับเคลื่อนการเจริญเติบโตทางเศรษฐกิจของประเทศ
ก๊าซธรรมชาติส่วนใหญ่ที่ใช้ในประเทศไทยผลิตได้เองจากแหล่งในประเทศ จึงช่วยลดการนำเข้าพลังงานเชื้อเพลิงอื่นๆ และประหยัดเงินตราต่างประเทศได้มาก
คุณสมบัติทั่วไปของก๊าซธรรมชาติ
เป็นเชื้อเพลิงปิโตรเลียมชนิดหนึ่ง เกิดจากการทับถมของสิ่งมีชีวิตนับล้านปี
เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอน ประกอบด้วยก๊าซมีเทนเป็นหลัก
ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ปราศจากพิษ ( ส่วนมากกลิ่นที่เราคุ้นเคยจากก๊าซธรรมชาติเป็นผลมาจาก การเติมสารเคมีบางประเภทลงไป)
เชื้อเพลิงไฮโดรเจน
เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ถูกนำไปใช้ในเซลล์ไฟฟ้าเคมีหรือจุดระเบิดในเครื่องสันดาปภายในเพื่อให้พลังงานกับอุปกรณ์อิเล็กโทรนิคส์หรือรถไฟฟ้า มันยังถูกใช้ในการขับเคลื่อนยานอวกาศ และมีศักยภาพที่จะถูกผลิตในเชิงพานิชย์เพื่อใช้กับการขนส่งทั้งภาคพิ้นดินและทางอากาศ เชื้อเพลิงไฮโดรเจนไม่ปล่อยมลภาวะในสิ่งแวดล้อม
ในเมื่อไฮโดรเจนติดไฟได้ มันจึงทำตัวเหมือนกับว่ามันเป็นเชื้อเพลิง แต่มันเป็นแค่พาหะของพลังงานตัวหนึ่งเท่านั้น เหมือนกับไฟฟ้า ที่ไม่ใช่แหล่งพลังงาน ดังนั้น ไฮโดรเจนจึงต้องถูกสร้างขึ้นมา ซึ่งการผลิตมันขึ้นมา ทำให้เกิดผลกระทบกับสิ่งแวดล้อม เพราะมันต้องการเชื้อเพลิงพลังงานอย่างอื่นในการผลิต เชื้อเพลิงที่ใช้ผลิตมีปริมาณพลังงานมากกว่าพลังงานที่ตัวมันเองสามารถผลิตได้เสียอีก ซึ่งผิดหลักการอนุรักษ์พลังงาน ยกตัวอย่าง ไฮโดรเจน 1 กก ต้องใช้พลังงานไฟฟ้าในการผลิต 39 หน่วย ไฮโดรเจน 1 กก มีพลังงาน 123 MJ แต่พลังไฟฟ้า 1 หน่วย เท่ากับ 3.6 MJ พลังไฟฟ้า 39 หน่วย เท่ากับ 39x3.6 =140 หน่วย แสดงว่า ต้องใช้พลังงาน 140 MJ เพื่อผลิตให้ได้พลังงาน 123 MJ[1]ไฮโดรเจนเป็นธาตุแรกในตารางธาตุ เป็นธาตุที่เบาที่สุดในโลก เนื่องจากมันเบามาก มันมักจะลอยขึ้นไปในชั้นบรรยากาศ เราจึงยากที่จะได้เห็นมันในรูปบริสุทธ์คือ H2 ในเปลวแก๊สไฮโดรเจนหรือในขณะที่กำลังใหม้ในอากาศ H2 จะทำปฏิกิริยากับ O2 เป็นน้ำ(H2O) และปล่อยความร้อนออกมา กับ ไนโตรเจนอ๊อกไซด์อีกเล็กน้อย
เครื่องยนต์ไฮบริด
ขั้นตอนการทำงานของระบบไฮบริด
เริ่มต้นขับเคลื่อน – เมื่อเริ่มการขับเคลื่อนระบบไฮบริดจะใช้มอเตอร์ไฟฟ้า ซึ่งทำงานด้วยพลังงานจากแบตเตอรี่เพียงอย่างเดียว เนื่องจากมอเตอร์ไฟฟ้ามีแรงบิดต่ำในการออกตัวจึงทำให้รถยนต์มีการออกตัวที่ดีและนุ่มนวล
การขับขี่ด้วยความเร็วต่ำ/ปานกลาง – ในขณะขับขี่ด้วยความเร็วต่ำหรือปานกลาง เครื่องยนต์ไม่สามารถใช้พลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
แต่มอเตอร์ไฟฟ้าจะใช้พลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ดังนั้นระบบไฮบริดจะใช้พลังงานไฟฟ้าซึ่งเก็บอยู่ในแบตเตอรี่เพื่อหมุน มอเตอร์ไฟฟ้าในการขับเคลื่อนรถยนต์ในขณะขับขี่ด้วยความเร็วต่ำและปานกลาง
การขับขี่ด้วยความเร็วปกติ – จะใช้พลังงานจากเครื่องยนต์เป็นการขับเคลื่อนเพื่อประสิทธิภาพสูงสุด โดยพลังงานที่ถูกผลิตจากน้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกนำไปใช้ขับเคลื่อนทั้งสี่ล้อโดยตรง และส่วนหนึ่งจะถูกส่งไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยพลังงานที่ผลิตจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะถูกส่งไปยังมอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อช่วยเสริมการทำงานของเครื่องยนต์
การขับขี่ความเร็วปกติ / การชาร์จแบตเตอรี่ – เนื่องจากระบบไฮบริดจะทำหน้าที่ควบคุมเครื่องยนต์ให้ทำงานได้อย่างมีสมรรถนะสูงสุด จึงอาจทำให้เครื่องยนต์ผลิตพลังงานออกมามากเกินความจำเป็น ในกรณีนี้พลังงานส่วนเกินที่ถูกผลิตขึ้น
จะถูกแปลงไปเป็นพลังงานไฟฟ้า เพื่อเก็บไว้ใน แบตเตอรี่
การเร่งเครื่องยนต์ – เมื่อมีการเร่งเครื่องยนต์อย่างเต็มที่ เช่น ในขณะขับขี่ทางลาดชันหรือในจังหวะเร่งแซง พลังงานจากแบตเตอรี่จะถูกส่งไปยังมอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อช่วยเสริมแรงในการขับเคลื่อน และด้วยการผสานพลังงานทั้งจากเครื่องยนต์และมอเตอร์ไฟฟ้า ทำให้ระบบไฮบริดสามารถส่งพลังงานเพื่อไปขับเคลื่อนรถยนต์เทียบได้กลับรถยนต์ที่มีเครื่องยนต์ที่ใหญ่กว่าหนึ่งเท่าตัว
เมื่อหยุดอยู่กับที่ – เครื่องยนต์มอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะหยุดทำงานโดยอัตโนมัติ เมื่อรถยนต์หยุดอยู่กับที่ดังนั้น จึงไม่มีการสูญเสียพลังงานใดๆ ทั้งสิ้น
การลดความเร็ว / การผลิตพลังงานเพิ่ม – ในจังหวะที่เบรกหรือลดความเร็ว ระบบไฮบริดจะใช้พลังงานจลที่เกิดขึ้นเพื่อทำให้ ล้อไปหมุนมอเตอร์ไฟฟ้า ซึ่งทำงานเสมือนเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและพลังงานความร้อนจากแรงเสียดทาน เมื่อลดความเร็วก็จะถูกแปลงเป็นกระแสไฟฟ้า ซึ่งจะถูกส่งไปเก็บไว้ในแบตเตอรี่เพื่อใช้งานต่อไป