การใช้ก๊าซธรรมชาติในการผลิตไฟฟ้ามีประโยชน์อย่างไร

2025-07-16 13:57:01

การใช้ก๊าซธรรมชาติในการผลิตไฟฟ้ามีประโยชน์อย่างไร

ก๊าซธรรมชาติกลายเป็นพื้นฐานสำคัญของยุคสมัยใหม่ การผลิตพลังงาน ที่ได้รับการยอมค่าจากความหลากหลาย ประสิทธิภาพ และประโยชน์ทางด้านสิ่งแวดล้อม เมื่อระบบพลังงานโลกกำลังเปลี่ยนผ่านไปสู่อนาคตที่มีคาร์บอนต่ำลง การผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติทำหน้าที่เชื่อมช่องว่างระหว่างเชื้อเพลิงฟอสซิลดั้งเดิมกับพลังงานหมุนเวียน โดยนำเสนอประโยชน์เฉพาะที่สนับสนุนทั้งความน่าเชื่อถือและความยั่งยืน จากการลดการปล่อยมลพิษจนถึงการเพิ่มความยืดหยุ่นของระบบไฟฟ้า บทบาทของก๊าซธรรมชาติในการผลิตไฟฟ้ายังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ทำให้เป็นองค์ประกอบสำคัญของพอร์ตโฟลิโอพลังงานที่หลากหลาย ลองมาสำรวจประโยชน์หลักของการใช้ก๊าซธรรมชาติใน การผลิตพลังงาน .

การปล่อยคาร์บอนต่ำกว่าเมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงฟอสซิลชนิดอื่น

หนึ่งในข้อได้เปรียบสำคัญที่สุดของก๊าซธรรมชาติในการผลิตไฟฟ้าคือการปล่อยคาร์บอนต่ำกว่าเมื่อเทียบกับถ่านหินและน้ำมัน เมื่อเผาไหม้ ก๊าซธรรมชาติจะปล่อยมีเทน (CH₄) เป็นส่วนใหญ่ ซึ่งให้ปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) ต่อหน่วยพลังงานประมาณร้อยละ 50 น้อยกว่าถ่านหิน และน้อยกว่าน้ำมันราวร้อยละ 30 สิ่งนี้ทำให้การผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติเป็นเครื่องมือสำคัญในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในช่วงระยะสั้นถึงกลาง ขณะที่ประเทศต่างๆ กำลังมุ่งหน้าสู่เป้าหมายการปล่อยคาร์บอนสุทธิเป็นศูนย์

ตัวอย่างเช่น โรงไฟฟ้าถ่านหินแบบทั่วไปจะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 820 กรัมต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง (kWh) ของไฟฟ้า ในขณะที่โรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติแบบไซคล์รวม (CCGT) รุ่นใหม่ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพียง 450 กรัมต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง การลดลงของระดับการปล่อยก๊าซนี้มีความสำคัญมาก: การเปลี่ยนโรงไฟฟ้าถ่านหินขนาด 500 เมกะวัตต์ (MW) เป็นโรงผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติ จะช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ประจำปีได้มากกว่า 4 ล้านตันเมตริก ซึ่งเทียบเท่ากับการนำรถยนต์กว่า 850,000 คันออกจากถนน ในพื้นที่ที่ถ่านหินยังคงเป็นแหล่งพลังงานหลัก เช่น บางส่วนของเอเชียและยุโรปตะวันออก การเปลี่ยนมาใช้การผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติถือเป็นแนวทางที่เป็นจริงได้เพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในทันที

การผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติยังมีการปล่อยมลพิษทางอากาศออกมาในปริมาณที่น้อยลง ได้แก่ ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO₂) ไนโตรเจนออกไซด์ (NOₓ) และฝุ่นละอองขนาดเล็ก ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์เป็นสาเหตุหนึ่งของฝนกรด ในขณะที่ไนโตรเจนออกไซด์และฝุ่นละอองส่งผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์ โดยทำให้เกิดปัญหาระบบทางเดินหายใจ โรงไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติที่ใช้เทคโนโลยีขั้นสูงมีการใช้ระบบลดไนโตรเจนออกไซด์แบบเลือกสรร (SCR) และเทคโนโลยีอื่น ๆ เพื่อลดการปล่อย NOₓ ให้น้อยลงกว่าเดิม ทำให้มีความสะอาดมากกว่าโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิลรุ่นเก่า และสอดคล้องกับข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดมากขึ้น

ประสิทธิภาพสูงในการผลิตพลังงานไฟฟ้า

ระบบผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติ โดยเฉพาะโรงไฟฟ้าแบบไซคล์รวม มีประสิทธิภาพสูงมาก สามารถดึงพลังงานออกมาจากเชื้อเพลิงแต่ละหน่วยได้เต็มที่ โรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติแบบไซคล์รวม (CCGT) ใช้กระบวนการสองขั้นตอน: ขั้นแรก เครื่องยนต์ก๊าซจะเผาไหม้ก๊าซธรรมชาติเพื่อผลิตไฟฟ้าโดยตรง จากนั้นความร้อนเหลือทิ้งจากเครื่องยนต์ก๊าซจะถูกนำมาใช้เพื่อผลิตไอน้ำ ซึ่งจะขับเคลื่อนเทอร์ไบน์ไอน้ำอีกชุดหนึ่ง กระบวนการทำงานทั้งสองขั้นตอนนี้ทำให้เกิดประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าระดับ 60% หรือสูงกว่า เมื่อเทียบกับโรงไฟฟ้าถ่านหินแบบดั้งเดิมที่มีประสิทธิภาพ 30–40% และเครื่องยนต์ก๊าซแบบไซคล์เดียวที่มีประสิทธิภาพ 20–25%

ประสิทธิภาพสูงนี้ทำให้การใช้เชื้อเพลิงลดลงและต้นทุนลดตามไปด้วย พืชผลิตไฟฟ้าแบบ CCGT ขนาด 500 เมกะวัตต์ ต้องการก๊าซธรรมชาติประมาณ 2.5 พันล้านลูกบาศก์ฟุตต่อปี ในขณะที่โรงไฟฟ้าถ่านหินในขนาดเดียวกันต้องการถ่านหินมากกว่า 1 ล้านตัน การใช้ก๊าซธรรมชาติดังกล่าวช่วยลดค่าใช้จ่ายทั้งในส่วนของเชื้อเพลิงและการขนส่ง สำหรับบริษัทผู้ผลิตไฟฟ้าแล้ว ประสิทธิภาพนี้หมายความว่าสามารถผลิตไฟฟ้าได้มากขึ้นโดยใช้เชื้อเพลิงน้อยลง ช่วยเพิ่มกำไร และลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงนำเข้า

แม้แต่โรงไฟฟ้าพลังงานก๊าซแบบไซคล์เดียว (Simple-cycle) ซึ่งไม่มีเครื่องจักรไอน้ำ ก็ยังมีข้อได้เปรียบเรื่องประสิทธิภาพในการใช้งานเพื่อรองรับช่วงพีค (Peaking applications) โดยสามารถเพิ่มกำลังการผลิตได้อย่างรวดเร็วเพื่อรับมือกับความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างฉับพลัน (เช่น ในช่วงคลื่นความร้อน) พร้อมทั้งใช้เชื้อเพลิงน้อยกว่าโรงไฟฟ้าที่ใช้น้ำมัน ทำให้เป็นทางเลือกที่คุ้มค่าในการปรับสมดุลโหลดในระบบกริด

ความยืดหยุ่นและความเชื่อถือได้ในการผลิตไฟฟ้า

การผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติโดดเด่นเรื่องความยืดหยุ่น ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่สำคัญมากเมื่อระบบสายส่งไฟฟ้าผสานรวมพลังงานหมุนเวียนที่มีความแปรปรวนเพิ่มมากขึ้น (เช่น พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์) ในทางตรงกันข้ามกับโรงไฟฟ้าถ่านหินหรือโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ต้องใช้เวลาหลายชั่วโมงหรือหลายวันในการสตาร์ทหรือปรับระดับการผลิต โรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติ โดยเฉพาะแบบเทอร์ไบน์วงจรเปิด (open-cycle turbines) สามารถบรรลุกำลังการผลิตเต็มที่ภายในไม่กี่นาที สิ่งนี้ทำให้สามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของกำลังการผลิตจากพลังงานหมุนเวียนได้อย่างรวดเร็ว และช่วยรักษาเสถียรภาพของระบบสายส่งไฟฟ้าในกรณีที่ลมหยุดพัดหรือดวงอาทิตย์ตกดิน

ตัวอย่างเช่น หากฟาร์มโซลาร์เซลล์ขนาด 100 เมกะวัตต์สูญเสียกำลังการผลิตโดยฉับพลันเนื่องจากเมฆบังแสงแดด โรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติที่ตั้งอยู่ใกล้เคียงสามารถเพิ่มกำลังการผลิตขึ้นอีก 100 เมกะวัตต์ภายในเวลา 10-15 นาที เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดภาวะไฟดับ ความสามารถในการควบคุมและจัดสรรการผลิตไฟฟ้า (“dispatchability”) นี้ทำให้โรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติเป็นพันธมิตรที่เหมาะสมสำหรับพลังงานหมุนเวียน ช่วยสนับสนุนการเปลี่ยนผ่านไปสู่พลังงานสะอาดมากขึ้น โดยไม่กระทบต่อความน่าเชื่อถือ

การผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติยังมีความยืดหยุ่นในการจัดหาเชื้อเพลิง สามารถใช้ก๊าซที่ส่งผ่านท่อ ก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) หรือแม้แต่ก๊าซธรรมชาติอัดฉีด (CNG) ซึ่งช่วยให้บริษัทพลังงานเข้าถึงแหล่งจัดหาที่หลากหลาย ลดความเสี่ยงจากการขาดแคลนเชื้อเพลิงในแหล่งใดแหล่งหนึ่ง และเสริมสร้างความมั่นคงทางพลังงาน ในภูมิภาคที่มีแหล่งสำรองก๊าซธรรมชาติภายในประเทศ เช่น สหรัฐอเมริกา รัสเซีย และกาตาร์ ความเป็นอิสระจากถ่านหินหรือน้ำมันที่ต้องนำเข้ามาช่วยเสริมสร้างอธิปไตยทางพลังงาน

ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจในการผลิตไฟฟ้า

การผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติมีความสมดุลระหว่างการลงทุนเบื้องต้นและต้นทุนในการดำเนินงาน ช่วยให้เกิดความคุ้มค่าในระยะยาว แม้ว่าโรงไฟฟ้าแบบ CCGT จะต้องใช้เงินลงทุนเริ่มต้นมากกว่ากังหันแบบไซคล์เดี่ยว แต่ด้วยการประหยัดเชื้อเพลิงและความมีประสิทธิภาพสูงกว่า จึงทำให้ต้นทุนตลอดอายุการใช้งานต่ำลง ตัวอย่างเช่น โรงไฟฟ้า CCGT ขนาด 500 เมกะวัตต์ที่สร้างใหม่จะมีค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างประมาณ 1 พันล้านดอลลาร์ แต่มีอายุการใช้งาน 25–30 ปี และต้องการการบำรุงรักษาเพียงเล็กน้อย ซึ่งทำให้มีความคุ้มค่าเมื่อเทียบกับการผลิตไฟฟ้าจากถ่านหิน และถูกกว่าการผลิตไฟฟ้านิวเคลียร์อย่างมากในระยะยาว

ราคาก๊าซธรรมชาติสำหรับการผลิตไฟฟ้าก็ยังคงอยู่ในระดับที่ค่อนข้างคงที่เมื่อเปรียบเทียบกับถ่านหินและน้ำมัน ซึ่งมีแนวโน้มราคาผันผวน ปริมาณของก๊าซธรรมชาติที่อุดมสมบูรณ์—เนื่องจากความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการแตกหินแบบไฮดรอลิก (fracking) และโครงสร้างพื้นฐานสำหรับส่งออกก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG)—ช่วยรักษาระดับราคาให้อยู่ในระดับต่ำในหลายตลาด ตัวอย่างเช่น ในสหรัฐอเมริกา ราคาของก๊าซธรรมชาติโดยเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ

4 ต่อล้านหน่วยความร้อนของอังกฤษ (MMBtu) ในทศวรรษที่ผ่านมา เมื่อเทียบกับราคาถ่านหินที่มีการเปลี่ยนแปลงระหว่าง 100 ดอลลาร์ต่อตัน ความมั่นคงนี้ทำให้การผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติเป็นที่น่าสนใจสำหรับบริษัทพลังงานและผู้ใช้งานภาคอุตสาหกรรมที่ต้องการควบคุมต้นทุนพลังงานอย่างชัดเจน

นอกจากนี้ โรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติสามารถสร้างเสร็จได้ในเวลาอันสั้น (2–3 ปีสำหรับโรงไฟฟ้าแบบ CCGT) เมื่อเทียบกับโรงไฟฟ้าถ่านหิน (4–6 ปี) หรือโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ (10 ปีขึ้นไป) ซึ่งช่วยให้บริษัทพลังงานตอบสนองต่อความต้องการที่เพิ่มขึ้นหรือการเปลี่ยนแปลงนโยบายได้อย่างรวดเร็ว การปรับตัวเชิงนี้ช่วยลดความเสี่ยงทางการเงิน เนื่องจากการลงทุนจะเริ่มสร้างผลตอบแทนได้เร็วยิ่งขึ้น

การทำงานร่วมกันกับเทคโนโลยีดักจับคาร์บอนและการผสมผสานพลังงานหมุนเวียน

การผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติสามารถใช้งานร่วมกับเทคโนโลยีการจับและกักเก็บคาร์บอน (CCS) ได้ ซึ่งเป็นแนวทางหนึ่งในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจถึงระดับใกล้ศูนย์ CCS จะทำการจับ CO₂ จากไอเสียของโรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติ แล้วอัดความดันและกักเก็บไว้ใต้ดินในชั้นหินใต้ดิน (เช่น แหล่งน้ำมันที่หมดสภาพหรือชั้นน้ำเค็ม) แม้ว่า CCS จะเพิ่มต้นทุนและลดประสิทธิภาพลงเล็กน้อย (เหลือประมาณ 50% สำหรับโรงไฟฟ้า CCGT ที่ติดตั้ง CCS) แต่ก็ทำให้การผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติสามารถมีบทบาทในกลยุทธ์การลดคาร์บอนอย่างล้ำลึกได้

โครงการนำร่อง เช่น โรงงานพลังงานเค็มเปอร์ เคาน์ตี้ ในสหรัฐอเมริกา (ปัจจุบันเปลี่ยนวัตถุประสงค์การใช้งาน) และโครงการเบ้าเดอร์รี แอดม์ ในแคนาดา ได้แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของการใช้ CCS ในการผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติและถ่านหิน เมื่อเทคโนโลยี CCS มีความก้าวหน้ามากขึ้นและต้นทุนลดลง โรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติที่ติดตั้งระบบจับคาร์บอนอาจกลายเป็นองค์ประกอบสำคัญของโครงข่ายไฟฟ้าแบบปล่อยคาร์บอนสุทธิเป็นศูนย์ โดยเฉพาะในภูมิภาคที่พลังงานหมุนเวียนเพียงอย่างเดียวไม่สามารถรองรับความต้องการไฟฟ้าได้

การผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติยังช่วยเสริมพลังงานหมุนเวียนด้วยการให้แหล่งสำรองที่เชื่อถือได้ ในระบบกริดที่มีการใช้พลังงานแสงอาทิตย์สูง โรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติสามารถเพิ่มกำลังการผลิตในช่วงเย็นเมื่อปริมาณการผลิตจากพลังงานแสงอาทิตย์ลดลง เพื่อให้มั่นใจว่ามีการจ่ายไฟฟ้าอย่างสม่ำเสมอ การทำงานร่วมกันแบบนี้ช่วยลดความจำเป็นในการใช้แบตเตอรี่เก็บพลังงานที่มีราคาแพง ทำให้การผนวกพลังงานหมุนเวียนเข้ากับระบบเป็นเรื่องที่ประหยัดมากขึ้น ตัวอย่างเช่น ในประเทศเยอรมนี การผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติได้เพิ่มขึ้นพร้อมกับพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ ช่วยให้ระบบกริดมีเสถียรภาพในช่วงเปลี่ยนผ่านระหว่างช่วงพีกและช่วงต่ำของพลังงานหมุนเวียน

คำถามที่พบบ่อย: ก๊าซธรรมชาติในกระบวนการผลิตไฟฟ้า

การผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติถือเป็น “เชื้อเพลิงขั้น переход” สู่พลังงานหมุนเวียนจริงหรือไม่

จริง ก๊าซธรรมชาติปล่อย CO₂ ออกมาต่ำกว่าถ่านหินและน้ำมัน ทำให้เป็นทางเลือกที่มีคาร์บอนต่ำกว่าในขณะที่พลังงานหมุนเวียนกำลังขยายตัว ความยืดหยุ่นของก๊าซธรรมชาติช่วยสนับสนุนเสถียรภาพของระบบกริดเมื่อมีการเพิ่มแหล่งพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์เข้ามา และเทคโนโลยี CCS (การจับและกักเก็บคาร์บอน) ยังสามารถช่วยลดการปล่อยมลพิษได้อีกมาก ซึ่งจะช่วยยืดอายุการใช้งานของก๊าซธรรมชาติในระบบกริดที่มีเป้าหมายลดคาร์บอน

การผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติเทียบกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในแง่ของความน่าเชื่อถือแตกต่างกันอย่างไร

ทั้งสองประเภทมีความน่าเชื่อถือสูง แต่โรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติสามารถปรับการผลิตได้ยืดหยุ่นกว่า โรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะทำงานเป็นแหล่งพลังงานหลัก (24/7) แต่ต้องใช้เวลาหลายวันในการปรับระดับการผลิต ในขณะที่โรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติสามารถเพิ่มหรือลดกำลังการผลิตได้ภายในไม่กี่นาที นอกจากนี้โรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติยังมีระยะเวลาการก่อสร้างที่สั้นกว่า แม้ว่าในระยะยาวโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะมีค่าเชื้อเพลิงที่ต่ำกว่า

ความเสี่ยงของการพึ่งพาการผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติคืออะไร

การรั่วไหลของมีเทนระหว่างการสกัดและขนส่ง อาจทำให้ประโยชน์ด้านคาร์บอนของก๊าซธรรมชาติลดลง เนื่องจากมีเทนเป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีฤทธิ์แรง ความผันผวนของราคา (เนื่องจากตลาดโลกหรือประเด็นทางภูมิรัฐศาสตร์) และการพึ่งพาการนำเข้า ก็เป็นความเสี่ยงเช่นกัน อย่างไรก็ตาม การควบคุมการรั่วไหลอย่างเข้มงวดและการมีเครือข่ายการจัดหาที่หลากหลาย สามารถช่วยลดปัญหาเหล่านี้ได้

การผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติในขนาดเล็กสามารถสนับสนุนชุมชนที่อยู่นอกเครือข่ายกริดไฟฟ้าได้หรือไม่

แน่นอน โรงไฟฟ้าขนาดเล็กที่ใช้ก๊าซธรรมชาติ (5–50 เมกะวัตต์) สามารถผลิตไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพในพื้นที่ห่างไกลที่มีการเข้าถึงท่อส่งก๊าซหรือก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) พวกมันมีประสิทธิภาพมากกว่าเครื่องปั่นไฟดีเซล และปล่อยมลพิษน้อยกว่า ทำให้เป็นทางเลือกที่ดีกว่าสำหรับการเข้าถึงพลังงานแบบอิสระ

การผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติจะล้าสมัยไปหรือไม่เมื่อพลังงานหมุนเวียนครองตลาด?

ในระยะใกล้ยังไม่น่าจะเกิดขึ้น เพราะพลังงานหมุนเวียนจำเป็นต้องมีแหล่งพลังงานสำรองที่ยืดหยุ่น และก๊าซธรรมชาติก็สามารถทำหน้าที่นี้ได้อย่างคุ้มค่า หากมีเทคโนโลยีการจับและกักเก็บคาร์บอน (CCS) ก๊าซธรรมชาติน่าจะยังคงเป็นส่วนหนึ่งของระบบกริดคาร์บอนต่ำไปอีกหลายทศวรรษ โดยเฉพาะในภาคอุตสาหกรรม เช่น อุตสาหกรรมหนัก ที่การเปลี่ยนมาใช้พลังงานไฟฟ้านั้นเป็นเรื่องท้าทาย

Prev : ข้อพิจารณาทางสิ่งแวดล้อมเมื่อใช้เครื่องยนต์เกนเนอเรเตอร์สำหรับการผลิตไฟฟ้าคืออะไร?

Next : How Do Power Generation Plants Contribute to Global Energy Needs?

การใช้ก๊าซธรรมชาติในการผลิตไฟฟ้ามีประโยชน์อย่างไร
คำถามที่พบบ่อย: ก๊าซธรรมชาติในกระบวนการผลิตไฟฟ้า

All Categories

การใช้ก๊าซธรรมชาติในการผลิตไฟฟ้ามีประโยชน์อย่างไร