แน่นอนว่าถ้าพูดถึงความก้าวหน้าในด้านต่างๆ เห็นจะไม่พ้นความหน้าทางวิทยาศาสตร์ แม้ว่าปัญหาต่างๆที่เกิดขึ้นในปัจจุบันทำให้ความก้าวหน้าทางด้านต่างๆถูกชะลอลงไปบ้าง แต่ความหน้าทางวิทยาศาสตร์กลับไม่เคยหยุดยั้งในการคิดถึงความก้าวหน้าทางโลกวิทยาศาสตร์ แน่นอนว่าปัจุบันความต้องการทางด้านพลังงานจัดเป็น ปัจจัยที่ 6 ของโลกในศตวรรษที่ 21 แต่พลังงานที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติที่ต้องใช้เวลาในการก่อตัวเป็น ล้านๆปีนี่สิ...ใกล้จะหมดลงไปทุกวันแล้ว นักวิทยาศาสตร์จึงพยายามที่จะค้นหาแหล่งพลังงานที่สะอาดบริสุทธิ์ เพื่อปรับปรุงสภาวะแวดล้อมและลดการพึ่งพาน้ำมันและเชื้อเพลิงฟอสซิล บางคนคาดว่าจะเป็นเศรษฐกิจแบบไฮโดรเจน บางส่วนคิดว่าพลังงานแสงอาทิตย์คือเส้นทางที่ควรจะไป บ้างก็ว่าน่าจะเป็นการใช้กังหันที่ลอยรับลมอยู่บนอากาศหรือใช้เครื่องปฏิสสาร (antimatter) Ker Than ได้จัดอันดับของวิธีการผลิตพลังงาน ที่คาดว่าจะตอบสนองความต้องการของมนุษยชาติ ในศตวรรษที่ 21
ในบล็อกนี้เราก็จะนำเสนอเรื่องราวที่น่าสนใจที่คุณอาจยังไม่รู้เกี่ยวกับ 10 อันดับของพลังงานทดแทนในศตวรรษที่ 21 ก่อนจะมาพูดถึงอันดับที่ 1 ก็ขอข้ามไปพูดถึงอันดับที่ 10 ก่อน :) เพื่อให้ทุกคนได้คิดตามและลุ้นไปด้วยว่าพลังงานทดแทนที่เรารู้จักจะถูกจัดอยู่ในอันดับที่เท่าไหร่ ~^_^~ ...
อันดับที่ 10 พลังงานแสงอาทิตย์ (Solar)
ถ้าทุกอย่างเป็นไปตามแผน การก่อสร้างหอพลังงานแสงอาทิตย์ (solar tower) ขนาดยักษ์ของออสเตรเลีย จะเริ่มขึ้นในปี 2006 หอแห่งนี้มีความสูง 3,280 ฟุต แวดล้อมด้วยอาคารเรือนกระจก (greenhouse) ขนาดใหญ่ที่จะผลิตอากาศร้อนเพื่อขับกังหันที่ตั้งอยู่โดยรอบฐาน จากประมาณการณ์หอแห่งนี้จะมีกำลังการผลิตไฟฟ้า 200 MW เพียงพอที่จะจ่ายให้กับบ้านเรือนได้ 200,000 หลัง พลังงานแสงอาทิตย์ไม่ต้องใช้เชื้อเพลิง ทำให้ไม่มีมลภาวะ แสงอาทิตย์ที่รับไว้ได้สามารถนำมาใช้ในรูปของความร้อน หรือเปลี่ยนเป็นไฟฟ้าโดยใช้เซลล์แสงอาทิตย์ (solar cell) หรือ photovoltaic cell โดยใช้กระจกที่ทำหน้าที่ติดตามการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ที่เรียกว่า heliostats นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาวิธีการในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์แทนการใช้เครื่องยนต์ที่เผาไหม้ด้วยเชื้อเพลิงที่เป็นแก๊ส ในการให้ความร้อนเพื่อผลิตแก๊สไฮโดรเจนที่อยู่ในถัง เพื่อทำให้เกิดการขยายตัวไปขับ pistons ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
อันดับที่ 9 ถ่านหิน
ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงที่ผลักดันการปฏิวัติอุตสาหกรรม และมีบทบาทในการตอบสนองต่อความต้องการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้นของโลก ตั้งแต่นั้นมา ความก้าวหน้าของการใช้ถ่านหินสูงขึ้นมาก เนื่องจากมีสำรองอยู่ในปริมาณมาก ด้วยอัตราการใช้ในปัจจุบันนี้ ถ่านหินจะเพียงพอที่จะใช้เป็นเชื้อเพลิงไปได้อีก 200-300 ปี การที่ถ่านหินมีอยู่ปริมาณมาก จึงทำให้ราคาถูก แต่การเผาไหม้ของถ่านหินก็ทำให้มีการปล่อยสารเจือปนออกมาสู่บรรยากาศ เช่น ซัลเฟอร์และไนโตรเจน ซึ่งเป็นสาเหตุของฝนกรด เมื่อรวมกับไอน้ำในอากาศ การเผาไหม้ของถ่านหินยังทำให้เกิดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ปริมาณมาก ซึ่งนักวิทยาศาสตร์จำนวนมากเชื่อว่าเป็นสาเหตุของของภาวะโลกร้อน (global warming) ทำให้มีความพยายามที่จะหาหนทางใหม่ที่จะทำให้ถ่านหินเผาไหม้ได้อย่างสะอาดมากขึ้น และนำส่วนที่เหลือของถ่านหินมาใช้ประโยชน์ ซึ่งแต่เดิมเป็นสิ่งที่ไม่มีประโยชน์จากการทำเหมืองถ่านหิน
อันดับที่ 8 พลังงานลม
เพื่อพัฒนาหลักการทำงานของกังหันลมขึ้นมาอีกขั้นหนึ่ง นักวิทยาศาสตร์มีแนวคิดที่จะสร้างโรงไฟฟ้าบนท้องฟ้า โดยใช้กังหันลมลอยฟ้า ที่ความสูง 15,000 ฟุต ยานแบบนี้จะลอยตัวอยู่ด้วยใบพัด 4 ชุด กับกังหันอีก 2 ชุด ซึ่งจะผลิตไฟฟ้าส่งลงมาบนพื้นดินด้วยสายเคเบิ้ล ปัจจุบันมีการใช้พลังงานลมผลิตไฟฟ้าประมาณ 0.1% ของความต้องการใช้ไฟฟ้าทั่วโลก แต่คาดว่าสัดส่วนนี้จะสูงขึ้น เนื่องจากพลังงานลมถือว่าเป็นพลังงานที่สะอาดที่สุดชนิดหนึ่ง สามารถผลิตไฟฟ้าได้ตลอดเวลาที่มีลมพัด ปัญหาหลักของการใช้พลังงานลม คือ ลมไม่ได้พัดตลอดเวลาและไม่สามารถเชื่อมั่นได้ว่าจะผลิตได้ด้วยปริมาณคงที่ นอกจากนั้นฟาร์มพลังงานลม (wind farm) ทำให้เกิดผลกระทบต่อสภาพอากาศในบริเวณที่ตั้ง ซึ่งยังไม่ทราบสาเหตุที่แน่ชัดนัก นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะสร้างกังหันลม (windmill) ลอยฟ้า เพื่อแก้ปัญหานี้ และที่ความสูงมากขึ้น จะทำให้ได้กระแสลมที่พัดแรงกว่าและมีกระแสลมที่ต่อเนื่องมากกว่า
อันดับที่ 7 ปิโตรเลียม
บางคนเรียกเชื้อเพลิงชนิดนี้ว่า ทองคำสีดำ (black gold) มีหลายประเทศที่พึ่งพารายได้จากน้ำมัน มีสงครามที่ต่อสู้กันเพื่อแย่งชิงเชื้อเพลิงชนิดนี้ เหตุผลหนึ่งที่ปิโตรเลียมหรือน้ำมันดิบมีค่ามาก เนื่องจากมันสามารถเปลี่ยนรูปเป็นผลิตภัณฑ์ได้หลายชนิด ตั้งแต่น้ำมันเชื้อเพลิง (kerosene) ไปจนถึงพลาสติกและยางมะตอย ขณะที่อนาคตของแหล่งพลังงานชนิดนี้ยังเป็นประเด็นร้อนที่ยังถกกันอยู่ ค่าประมาณของปริมาณสำรองปิโตรเลียมบนโลกยังไม่แน่นอน นักวิทยาศาสตร์บางส่วนคาดว่า ปริมาณสำรองของปิโตรเลียมจะถึงจุดสูงสุดและจะลดลงอย่างรวดเร็วหลังจากปี 2005 ขณะที่บางส่วนเชื่อว่า ยังมีแหล่งสำรองแห่งใหม่ที่จะได้รับการค้นพบ ซึ่งจะทำให้เพียงพอต่อความต้องการใช้พลังงานของโลกไปได้อีกหลายสิบปี ปิโตรเลียมคล้ายกับถ่านหินและแก๊สธรรมชาติตรงที่มีราคาถูกเมื่อเปรียบเทียบกับเชื้อเพลิงทางเลือก แต่การนำมาใช้ก็ทำให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมสูง การใช้น้ำมันทำให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์ปริมาณมาก นอกจากนั้น การรั่วไหลของน้ำมันก็ทำให้เกิดปัญหาต่อระบบนิเวศ และเป็นการยากมากที่จะทำความสะอาด
อันดับที่ 6 ชีวมวล พลังงานชีวมวล (biomass) หรือ biofuel
ชีวมวลมีการปลดปล่อยพลังงานทางเคมีที่เก็บไว้ในสารอินทรีย์ เช่น ไม้ พืชผลทางการเกษตร และของเสียจากสัตว์เลี้ยง วัสดุเหล่านี้สามารถเผาไหม้และให้ความร้อนหรือหมักแล้วกลั่นเชื้อเพลิงออกมาในรูปของแอลกอฮอล์ เช่น เอทธานอล แต่เชื้อเพลิงชีวมวลไม่เหมือนเชื้อเพลิงชนิดอื่น เนื่องจากไม่ใช่พลังงานสะอาด การเผาไหม้ของสารอินทรีย์ทำให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมาก แต่ปัญหานี้อาจแก้ไขได้ โดยการลดคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยการปลูกต้นไม้โตเร็วและหญ้าที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงด้วยนั้นให้มากขึ้น นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการทดลอง ใช้แบคทีเรียในการย่อยสลายสารอินทรีย์ เพื่อผลิตไฮโดรเจนสำหรับใช้เป็นเซลล์เชื้อเพลิงได้เช่นกัน มีกระบวนการใช้พลังงานทางเลือกที่ตรงข้ามกับ biofuel เรียกว่า thermal conversion หรือ TCP โดยผู้ที่เสนอเรื่องนี้อ้างว่า TCP สามารถเปลี่ยนสารอินทรีย์ทุกชนิดให้เป็นปิโตรเลียมคุณภาพสูง และมีผลพลอยได้เป็นน้ำออกมา แต่ยังคงต้องดูกันต่อไปว่าบริษัท Changing World Technologies ซึ่งจดสิทธิบัตรกระบวนการนี้ จะสามารถผลิตน้ำมันได้เพียงพอที่จะใช้เป็นพลังงานทางเลือกได้หรือไม่
เป็นไงบ้างเริ่มมึนๆกันแล้วหรือยัง -__-" เรามากันได้ครึ่งทางแล้วเป็นไงพอจะรู้จักพลังงานทั้ง 5 อันดับที่ผ่านมาหรือเปล่า -_-" งั้นเราดูต่อในอีก 5 อันดับที่สำคัญ (Top Five) ~^_^~...
อันดับที่ 5 การผลิตไฟฟ้าด้วยพลังน้ำ
น้ำสามารถนำมาใช้ผลิตไฟฟ้าได้ ไม่ว่าจะเป็นน้ำตก การไหล กระแสน้ำขึ้นน้ำลง หรือกระแสน้ำใต้มหาสมุทร ปัจจุบันมีการใช้พลังน้ำผลิตไฟฟ้าประมาณ 20% ของการใช้ไฟฟ้าทั่วโลก เดิมมีความเชื่อกันว่าพลังงานน้ำเป็นแหล่งพลังงานธรรมชาติที่มีอยู่มหาศาล ไม่ต้องใช้เชื้อเพลิงและไม่ทำให้เกิดมลภาวะ จนมีการศึกษาเมื่อไม่นานมานี้ ที่แสดงให้เห็นว่า การผลิตไฟฟ้าจากเขื่อนสามารถทำให้เกิดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และแก๊สมีเทน จากการหมักของซากพืชที่จมอยู่ใต้น้ำ ในบางกรณีแก๊สที่ปล่อยออกมานี้ใกล้เคียงกับแก๊สจากโรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล ข้อเสียอื่นของเขื่อน คือ การทำให้ประชาชนต้องย้ายที่อยู่อาศัย เนื่องจากน้ำท่วม ในกรณีของเขื่อน Three Gorges Dams Project ของจีน ซึ่งเป็นเขื่อนขนาดใหญ่ที่สุดในโลกและจะเสร็จสมบูรณ์ในปี 2009 นั้น ประชาชนจะต้องย้ายที่อยู่อาศัยจำนวน 1.9 ล้านคน ขณะที่แหล่งโบราณคดีหลายแห่งต้องสูญเสียไปจากการถูกน้ำท่วม
อันดับที่ 4 การเปลี่ยนพลังงานความร้อนของมหาสมุทร (Ocean Thermal Energy Conversion, OTEC)
มหาสมุทรมีพื้นที่ 70% ของพื้นผิวโลก และน้ำก็เป็นตัวกักเก็บพลังงานแสงอาทิตย์อย่างหนึ่งในธรรมชาติ OTEC เป็นการใช้ประโยชน์จากความแตกต่างของอุณหภูมิ ระหว่างผิวน้ำด้านบนที่ได้รับความร้อนจากดวงอาทิตย์ กับน้ำเย็นจัดที่ความลึกด้านล่าง มาใช้ในการผลิตไฟฟ้า โรงไฟฟ้า OTEC สามารถใช้เป็นแหล่งผลิตน้ำจืดและน้ำทะเลที่มีแร่ธาตุสูงเป็นผลพลอยได้ที่เกิดจากกระบวนการ
อันดับที่ 3 นิวเคลียร์ (nuclear)
อัลเบอร์ต ไอน์สไตน์ บอกเราว่า วัตถุและพลังงานนั้นมีเส้นแบ่งระหว่างกันที่ไม่ชัดเจน พลังงานสามารถเกิดขึ้นได้จากการรวมกันของอะตอมของวัตถุ เรียกว่า ฟิวชัน (fusion) หรือการแยกอะตอม เรียกว่า ฟิสชัน (fission) ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิสชันทำให้เกิดรังสีและสารกัมมันตรังสีที่เป็นอันตรายและคงอยู่นานเป็นพันปี ซึ่งจะเป็นอันตรายต่อระบบนิเวศถ้ามีการรั่วไหลออกมา นอกจากนั้น ยังมีข้อวิตกในเรื่องการนำไปใช้ในการทำวุธด้วย ปัจจุบัน โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั้งหมดใช้ปฏิกิริยาฟิสชัน ส่วนปฏิกิริยาฟิวชันนั้น ต้องใช้พลังงานสูงมาก ในการทำให้เกิดและรักษาสภาวะของปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูงมากให้คงที่ แต่สักวันหนึ่งปรากฏการณ์ที่เรียกว่า sonoluminescence อาจจะทำให้เกิดปฏิกิริยาฟิวชันได้แบบเดียวกับดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันขนาดยักษ์ ให้สามารถจำลองลงมาอยู่ในบีกเกอร์ที่บรรจุของเหลวได้ได้ sonoluminescence เป็นประกายแสงที่เกิดขึ้นจากของเหลวชนิดพิเศษที่ถูกกระแทกด้วยคลื่นเสียงพลังงานสูง คลื่นเสียงที่ผ่านของเหลวจะทำให้เกิดฟองขนาดเล็ก ซึ่งจะขยายตัวออกและยุบตัวลงอย่างรวดเร็ว มีแสงเกิดขึ้นจากกระบวนนี้ด้วย แต่ที่สำคัญกว่านั้น ฟองอากาศที่หดตัวลงนั้นมีอุณหภูมิและความดันสูงมาก จนนักวิทยาศาสตร์บางคนคาดว่าน่าจะมีปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันเกิดขึ้น นอกจากนั้น นักวิทยาศาสตร์กำลังอยู่ในขั้นตอนของการทดลองเพื่อหาวิธีในการควบคุมปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันในเครื่องปฏิกรณ์ ที่เกิดจากการเร่งไอออนของไฮโดรเจนมวลหนักในสนามไฟฟ้าพลังงานสูง
อันดับที่ 2 เซลล์เชื้อเพลิง (fuel cells)
ถ้ามองผ่านๆ เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนอาจจะเป็นพลังงานทางเลือกจากการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลที่สมบูรณ์ที่สุด เนื่องจากเชื้อเพลิงชนิดนี้สามารถผลิตไฟฟ้าโดยใช้เพียงไฮโดรเจนกับออกซิเจน ทำให้ไม่มีมลภาวะ รถยนต์สามารถใช้เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ซึ่งไม่เพียงแต่มีประสิทธิภาพในการให้กำลังดีกว่าเครื่องยนต์แบบจุดระเบิดภายใน แต่ผลของปฏิกิริยายังให้แต่น้ำออกมาเท่านั้น แต่ปัญหาคือ ไฮโดรเจนซึ่งเป็นธาตุที่มีมากที่สุดในจักรวาลนั้น ส่วนใหญ่อยู่ในรูปของโมเลกุล เช่น น้ำ หมายความว่าการผลิตไฮโดรเจนนั้นต้องใช้พลังงาน ซึ่งหลายกรณียังต้องใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล และถ้าเป็นอย่างนั้น ผลบวกที่ได้จากการใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนก็จะกลายเป็นลบ อีกปัญหาหนึ่งของการใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนคือ ต้องใช้ความดันสูงและต้องเก็บในถังขนาดใหญ่ซึ่งยังมีปัญหาเรื่องความปลอดภัย นอกจากนั้นไฮโดรเจนยังมีแนวโน้มที่จะกัดกร่อนภาชนะที่ใช้บรรจุทำให้มีความแข็งแรงลดลง ซึ่งเมื่อปีที่แล้วก็บริษัทฮอนด้าได้ออก scooter ที่ใช้เทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิง
อันดับที่ 1...คือ ปฏิสสาร (antimatter)
ทุกคนรู้จักกันหรือเปล่า ถ้าใครเป็นแฟนหนังสือแนวสืบสวนคงรู้จัก แดนบราว (DA VINCHI CODE ) ซึ่งโด่งดังมากๆๆในปีที่ผ่านมาเพราะได้รับเสียงวิภากษ์วิจารณ์ในเรื่องของการหมิ่นศาสนา อีกเรื่องนึงที่เป็นที่น่าสนใจ...ที่โด่งดังไม่แพ้กัน คือ เทวากับซาตาน(DEMON AND ANGLE)ก็จะทำให้ทุกคนได้รู้จักคำว่า "ปฏิสสาร (antimatter)" ปฏิสสาร เป็นสสารที่ประกอบด้วยคู่ของอนุภาค (particles) กับปฏิอนุภาค (antiparticles) ซึ่งมีมวลเท่ากันแต่มีคุณสมบัติอย่างอื่นของอะตอมตรงข้ามกัน ได้แก่ การหมุน (spin) และประจุ (charge) เมื่อวัตถุตรงกันข้ามทั้งสองชนิดนี้มารวมกัน จะเกิดการทำลายกัน พร้อมทั้งให้พลังงานปริมาณมากออกมาตามสมการของไอน์สไตน์ E = mc2 มีการใช้ปฏิสสารกันแล้วในทางการแพทย์โดยใช้ในงานรังสีวินิจฉัย เรียกว่า positron emission tomography (PET) แต่การจะนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงนั้นยังมีอยู่แต่เพียงในนิยายวิทยาศาสตร์ ปัญหาของการใช้ปฏิสสารคือ การที่วัสดุชนิดนี้มีอยู่น้อยมากในจักรวาล การผลิตสามารถทำได้แต่เพียงในห้องปฏิบัติการ ซึ่งมีปริมาณน้อยมากและมีค่าใช้จ่ายสูง ถ้าแก้ปัญหาในเรื่องการผลิตไปได้ ก็ยังคงมีปัญหาว่าจะเก็บไว้ได้อย่างไรกับสิ่งที่จะเกิดปฏิกิริยาการทำลายเมื่อสัมผัสกับสิ่งอื่น รวมทั้งการควบคุมพลังงานที่เกิดขึ้นว่าจะทำอย่างไร นาซา ได้ทำการวิจัยในผลิตปฏิสสาร เพื่อวันหนึ่งอาจจะใช้ในการขับเคลื่อนยานที่จะส่งมนุษย์ไปยังดวงดาว แต่ผู้เชี่ยวชาญต่างก็เห็นว่า ความฝันเรื่องยานอวกาศที่ใช้พลังงานจากปฏิสสารอย่างในนิยายวิทยาศาสตร์เรื่อง Star Trek นั้นยังคงอีกไกล... -___-!
เป็นยังไงบ้างกับความรู้ที่ได้นำมาให้ทุกคน update พอจะทำให้ทุกคนหูตากว้างไกลขึ้นบ้างมั๊ยคะ :) ยังไงก็รอติดตามอ่านบล็อกถัดไปว่าจะนำความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ใหม่มา update อีกนะคะ bye bye ~^__^~ ....
สวัสดี ปีใหม่ ใจสุขสันต์
ให้พร้อมพลัน เงินทอง สนองสนาน
จิตแจ่มใส สดชื่น แสนเบิกบาน
สุขสำราญ หมดโศก ไกลโรคภัย