ลิกไนต์

ลิกไนต์ () มักเรียกกันว่าถ่านหินสีน้ำตาล เป็นถ่านหินชนิดหนึ่งที่มีซากพืชสลายตัวหมด ไม่เห็นโครงสร้างของพืช ลักษณะเนื้อเหนียวและผิวด้าน มีสีเข้ม มีปริมาณออกซิเจนและความชื้นำ มีปริมาณคาร์บอนสูงกว่าพีต (ประมาณ 25 - 60%) เมื่อติดไฟมีควันและเถ้าถ่านมาก จึงถูกจัดให้อยู่ในชั้นคุณภาพต่ำสุดของถ่านหิน ลิกไนต์ใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับให้ความร้อน โดยส่วนใหญ่พบว่าลิกไนต์จะใช้เป็นเชื้อเพลิงเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ในโรงงานผลิตไฟฟ้าพลังไอน้ำ เนื่องจากมีปริมาณสำรองมากและมีราคาถูก และใช้บ่มใบยา มีการทำเหมืองมากในหลายประเทศ เช่น เยอรมนี รัสเซีย สหรัฐอเมริกา ออสเตรเลีย กรีซ จีน อินเดีย เป็นต้น อย่างไรก็ตามเนื่องจากลิกไนต์มักมีปริมาณความชื้นสูงและมีแนวโน้มที่จะลุกไหม้เองได้ง่าย ทำให้มักมีปัญหาในเรื่องของการขนส่งและเก็บรักษา พบมากที่ลำปาง

การจุดไฟหินลิกไนต์ทำให้เกิดความร้อนน้อยกว่าเทียบกับปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์และกำมะถันที่ปล่อยออกมามากกว่าถ่านหินอื่น ๆ ดังนั้นลิกไนต์จึงถูกจัดว่าเป็นถ่านหินที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์มากที่สุด ซึ่งแล้วแต่ว่าแหล่งที่ขุดลิกไนต์มาจากที่ไหน ลิกไนต์ก็จะมีปริมาณโลหะหนักที่เป็นพิษ และ สารกัมมันตภาพรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ตามแต่ละพื้นที่ไปด้วย อาจมีอยู่ในลิกไนต์และเหลืออยู่ในขึ้เถ้าหลังจากเผาไหม้ ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงต่อสุขภาพของมนุษย์

 ลักษณะเฉพาะ 

ลิกไนต์มีสีน้ำตาลอมดำและมีปริมาณคาร์บอนตั้งแต่ 25–60% (แล้วแต่แหล่งที่พบ) โดยปราศจากเถ้าแห้ง อย่างไรก็ตาม บางครั้งความชื้นอาจสูงถึง 75% และมีปริมาณขี้เถ้าอยู่ในประมาณ 6-19% เทียบกับถ่านหินบิทูมินัสที่มีความชื้นประมาณ 6-12 % เป็นผลให้ปริมาณคาร์บอนโดยทั่วไปจะอยู่ที่ 25-35% (เนื่องจากความชื้นและแร่ธาตุอื่น ๆ ที่อยู่ในถ่านหิน)


ปริมาณพลังงานของลิกไนต์อยู่ในช่วง 10 ถึง 20 MJ/กก. (9–17 ล้าน BTU ต่อ ชอร์ตตัน) บนพื้นฐานที่มีความชื้นและปราศจากแร่ธาตุ ปริมาณพลังงานของลิกไนต์ที่ใช้ในสหรัฐอเมริกาเฉลี่ยอยู่ที่ 15 MJ/กก. (13 ล้าน BTU/ตัน) ตามที่ได้รับ ปริมาณพลังงานของลิกไนต์ที่ใช้ในรัฐวิกตอเรีย ประเทศออสเตรเลีย เฉลี่ย 8.6 MJ/กก. (8.2 ล้าน BTU/ตัน) เมื่อคำนวณแบบรวมความชื้น

ลิกไนต์มีปริมาณสารระเหยสูงซึ่งทำให้สามารถแปลงเป็นก๊าซและผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมเหลวได้ง่ายกว่าถ่านหินที่มีคุณภาพสูงกว่า ด้วยปริมาณความชื้นที่สูงและความไวต่อ การเผาไหม้ที่เกิดขึ้นเอง อาจทำให้เกิดปัญหาในการขนส่งและการเก็บรักษา กระบวนการที่แยกน้ำออกจากถ่านหินสีน้ำตาลจะช่วยลดความเสี่ยงของการเผาไหม้ที่เกิดขึ้นเองให้อยู่ในระดับเดียวกับถ่านหินดำ เพิ่มค่าความร้อนของมันให้กลายเป็นเชื้อเพลิงเทียบเท่าถ่านหินดำ และลดโอกาสในการเผาไหม้ขึ้นมาเองด้วยการบีบอัดให้มวลอยู่ในระดับใกล้เคียงหรือหนาแน่นกว่าถ่านหินดำส่วนใหญ่George, A.M.. State Electricity Victoria, Petrographic Report No 17. 1975; Perry, G.J and Allardice, D.J. Coal Resources Conference, NZ 1987 Proc.1, Sec. 4.. Paper R4.1 อย่างไรก็ตาม การขจัดความชื้นออกจากลิกไนต์ก็จะทำให้ต้นทุนสุทธิของมันเพิ่มขึ้นด้วยเช่นกัน

ลิกไนต์สลายตัวอย่างรวดเร็วเมื่อสัมผัสกับอากาศ กระบวนการนี้เรียกว่า การหย่อน

 การนำไปใช้ 


ลิกไนต์ส่วนใหญ่อยู่ใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม มีเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่ถูกใช้ในทาง เกษตรกรรม, อุตสาหกรรม, หรือแม้แต่ การเจียร หรือ ปัดเงา อัญมณี. ในอดีต ลิกไนต์จะใช้เป็นเชื้อเพลิงเพื่อสร้างความอบอุ่นในบ้านเรือน แต่ค่อย ๆ ลดลงอย่างต่อเนื่อง เพราะมีความสำคัญต่ำกว่าการผลิตไฟฟ้า

ใช้เป็นเชื้อเพลิง

ลิกไนต์มักพบในชั้นหนาๆ ที่อยู่ใกล้กับพื้นผิว ทำให้มีราคาไม่แพงสำหรับการขุด อย่างไรก็ตามเนื่องจากมีความหนาแน่นของพลังงานต่ำ, เปราะ, และ โดยปกติจะมีความชื้นสูง ถ่านหินสีน้ำตาลไม่มีประสิทธิภาพในการขนส่ง และไม่มีการซื้อขายอย่างกว้างขวางในตลาดโลก เมื่อเทียบกับเกรดถ่านหินที่สูงกว่า มักถูกเผาในโรงไฟฟ้าใกล้กับเหมือง เช่น ที่โรงไฟฟ้ามอนติเซลโล ในหุบเขาลาโทรบ, ออสเตรเลีย ของบริษัท ลูมิแนนต์ หรือ ที่โรงไฟฟ้ามาร์ตินเลค ในเท็กซัส สาเหตุหลักมาจากปริมาณความชื้นแฝงสูงและความหนาแน่นพลังงานต่ำของถ่านหินสีน้ำตาล การปล่อยแก๊สเรือนกระจกจากโรงไฟฟ้าที่ใช้ถ่านหินสีน้ำตาล มักสูงกว่าโรงไฟฟ้าที่ใช้ถ่านหินสีดำ เมื่อเทียบกับพลังงานที่ผลิตได้คิดเป็นเมกะวัตต์ชั่วโมง (MWh) ซึ่งโรงไฟฟ้าที่ปล่อยมลพิษสูงที่สุดในโลก คือโรงไฟฟ้าเฮเซลวูด ที่ตั้งอยู่ที่ออสเตรเลีย จนกระทั่งปิดตัวลงในเดือนมีนาคม ค.ศ. 2017 การดำเนินงานของโรงงานถ่านหินสีน้ำตาลแบบดั้งเดิม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ร่วมกับ การทำเหมืองเปิดถมตามหลัง เป็นประเด็นทางการเมืองที่อ่อนไหว เนื่องจากปัญหาสิ่งแวดล้อม

สาธารณรัฐประชาธิปไตยเยอรมนี เคยใช้ถ่านหินลิกไนต์อย่างมาก แต่เพื่อให้บรรลุเป้าหมายการพึ่งพาตัวเองด้านพลังงาน ล่าสุดสามารถทดแทนปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ผลิตจากลิกไนต์ได้กว่า 70% แล้ว ลิกไนต์ ยังเป็นวัตถุดิบสำคัญในอุตสาหกรรมเคมี ผ่าน Bergius process หรือ Fischer-Tropsch synthesis แทนที่น้ำมันดิบ ซึ่งจำเป็นต้องนำเข้ามาด้วยสกุลเงินหลัก หลังจากการเปลี่ยนแปลงนโยบายของ สหภาพโซเวียต ในช่วงทศวรรษ 1970 ซึ่งเคยส่งมอบน้ำมันดิบในอัตราต่ำกว่าราคาตลาดมาก่อน. นักวิทยาศาสตร์เยอรมันตะวันออกยังได้พัฒนาการเปลี่ยนลิกไนต์ให้เป็น ถ่านโค้ก ที่เหมาะสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมโลหะ (โค้กลิกไนต์ที่มีอุณหภูมิสูง) และโครงข่ายรถไฟ ทางรถไฟ ส่วนใหญ่ต้องอาศัยลิกไนต์ ไม่ว่าจะเป็นหัวรถจักรไอน้ำ  (รถไฟไอน้ำ) หรือ  ระบบไฟฟ้า  (ระบบไฟฟ้าบนรางรถไฟ) ซึ่งส่วนใหญ่ใช้พลังงานที่ผลิตจากลิกไนต์   ตามตารางด้านล่าง เยอรมันตะวันออกเป็นผู้ผลิตลิกไนต์รายใหญ่ที่สุดในช่วงเวลายาวนานหลังจากได้รับเอกราช

ปี 2014 ประมาณ 12% ของ พลังงานในเยอรมนี และคิดเป็น 27% ของพลังงานไฟฟ้าของเยอรมนี มาจากโรงไฟฟ้าถ่านหินลิกไนต์  ขณะที่ในปี 2014 ใน พลังงานในกรีซ ถ่านหินลิกไนต์ จัดหาพลังงานประมาณ 50% เพื่อตอบสนองความต้องการด้านพลังงานของประเทศ  เยอรมนีได้ประกาศแผนการที่จะ ยุติการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล ถ่านหินลิกไนต์ ภายในปี 2038 อย่างช้าที่สุด กรีซยืนยันว่า โรงไฟฟ้าถ่านหินแห่งสุดท้ายจะถูกปิดตัวลงในปี 2025 หลังจากได้รับแรงกดดันจาก สหภาพยุโรป และมีแผนที่จะลงทุนอย่างหนักใน พลังงานทดแทน

 การสร้างความอบอุ่นในครัวเรือน 
ลิกไนต์เคยและยังคงถูกนำมาใช้แทนฟืน ในการสร้างความอบอุ่นในครัวเรือน โดยปกติจะถูกอัดเป็นก้อนเพื่อใช้ประโยชน์นี้ briquettes ด้วยกลิ่นที่เกิดขึ้นขณะเผาไหม้ ทำให้ลิกไนต์มักถูกมองว่าเป็นเชื้อเพลิงสำหรับคนยากจน เมื่อเทียบกับถ่านหินคุณภาพสูงที่มีราคาแพงกว่า ในประเทศเยอรมนี ก้อนลิกไนต์สำเร็จรูปยังคงหาซื้อได้ง่ายตามร้านค้าปลีกสำหรับผู้บริโภคทั่วไป ร้านขายวัสดุอุปกรณ์ก่อสร้าง และซูเปอร์มาร์เก็ต

เกษตรกรรม  
ลิกไนต์มีประโยชน์ในด้านสิ่งแวดล้อมสำหรับการเกษตรกรรม โดยลิกไนต์อาจมีคุณค่าในฐานะสารปรับปรุงดินที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ช่วยปรับปรุงการแลกเปลี่ยนประจุลบวก เพิ่มปริมาณฟอสฟอรัส และในขณะเดียวกันก็ลดปริมาณโลหะหนักที่ดินสามารถดูดซึมได้ ซึ่งอาจจะดีกว่าผงโพแทสเซียมฮิวเมทที่ขายกันทั่วไป นอกจากนี้ เถ้าลอยจากการเผาไหม้ลิกไนต์ในโรงไฟฟ้า อาจมีประโยชน์เป็นสารปรับสภาพดินและปุ๋ยได้อีกด้วย อย่างไรก็ตาม ยังขาดผลการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับประโยชน์ในระยะยาวของผลิตภัณฑ์จากลิกไนต์ในด้านการเกษตรกรรมอยู่พอสมควร

ลิกไนต์ยังสามารถใช้เพาะเลี้ยงและกระจายเชื้อจุลินทรีย์ควบคุมชีวภาพ (biological control microbes) ที่ช่วยยับยั้งแมลงศัตรูพืช คาร์บอนในลิกไนต์ช่วยเพิ่มปริมาณอินทรียวัตถุในดิน ขณะที่เชื้อจุลินทรีย์ควบคุมชีวภาพเป็นทางเลือกแทนสารเคมีกำจัดศัตรูพืช

ลีโอนาร์ไดต์ เป็นสารปรับสภาพดินที่อุดมไปด้วยกรดฮิวมิกซึ่งเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาออกซิเดชันตามธรรมชาติเมื่อลิกไนต์สัมผัสกับอากาศ กระบวนการนี้สามารถจำลองแบบเทียมได้ในวงกว้าง ลิกไนต์ไซลอยด์ที่อายุน้อยกว่า (ยังดูเป็นท่อนไม้) จะมีปริมาณกรดฮิวมิกมากกว่า

 ในการขุดเจาะโคลน  
ปฏิกิริยาควอเทอร์นารีแอมโมเนียม ก่อให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่เรียกว่า ลิกไนต์ที่ผ่านการปรับสภาพด้วยแอมโมเนีย (ATL) ซึ่งใช้ในน้ำโคลนสำหรับงานขุดเจาะ เพื่อลดการสูญเสียของเหลวขณะทำการขุดเจาะ

เป็นตัวดูดซับทางอุตสาหกรรม
ลิกไนต์อาจมีศักยภาพในการนำไปใช้เป็น ตัวดูดซับทางอุตสาหกรรม การทดลองแสดงให้เห็นว่าการดูดซับเมทิลีนบลูนั้น อยู่ในระดับเดียวกับถ่านกัมมันต์ที่ใช้ในอุตสาหกรรมในปัจจุบัน

อัญมณี  
เจ็ท เป็นรูปแบบหนึ่งของลิกไนต์ที่เคยถูกนำมาใช้เป็นอัญมณี เครื่องมือที่ทำจากเจ็ทที่เก่าแก่ที่สุดนั้นมีอายุประมาณ 10,000 ปี ก่อนคริสต์ศักราช และเครื่องประดับจากเจ็ท เช่น สร้อยคอ ยุคหินใหม่ จนถึงปลาย ยุคบริเตนสมัยโรมัน. เครื่องประดับจากเจ็ทเคยกลับมาได้รับความนิยมอีกครั้งในช่วงยุควิกตอเรีย.

อ้างอิง

หมวดหมู่:ถ่านหิน