ความชื้นของเชื้อเพลิงมีผลแค่ไหน

มีผลมหาศาล งานวิจัยปี 2023 พบว่าเชื้อเพลิงแห้งที่ความชื้นต่ำกว่า 15 เปอร์เซ็นต์ ปล่อยมีเทนเพียง 0 ถึง 3.6 กรัมต่อไบโอชาร์หนึ่งกิโลกรัม ขณะที่เชื้อเพลิงเปียกที่ความชื้นเกิน 40 เปอร์เซ็นต์ ปล่อยมีเทนมากกว่า 500 กรัมต่อกิโลกรัม ซึ่งต่างกันมากกว่าร้อยเท่า

มีเทน 600 กรัมต่อกิโลกรัมคิดเป็นเท่าไรในแง่โลกร้อน

งานวิจัยระบุว่าเทียบเท่าคาร์บอนไดออกไซด์ราว 15 กิโลกรัมต่อไบโอชาร์หนึ่งกิโลกรัม เมื่อใช้ค่าศักยภาพทำให้โลกร้อนของมีเทนในกรอบ 100 ปี ซึ่งมากเกินกว่าปริมาณคาร์บอนที่ไบโอชาร์กักเก็บไว้ได้อย่างมาก

การปล่อยมลพิษของเตาตายักษ์ ตัวเลขจากงานวิจัย

Q: เตาตายักษ์ปล่อยมลพิษน้อยกว่าเตาแบบอื่นจริงหรือไม่

งานวิจัยปี 2016 พบว่าเตาม่านเปลวไฟปล่อยคาร์บอนมอนอกไซด์ ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ และไนโตรเจนออกไซด์ น้อยกว่าเตาเรทอร์ตและเตาดั้งเดิมอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ แต่ปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่า ซึ่งคาร์บอนไดออกไซด์จากชีวมวลมีผลต่อภาวะโลกร้อนต่างจากมีเทนมาก

คำถามที่คนถามบ่อยที่สุดเกี่ยวกับเตาชนิดนี้คือ เตาที่เปิดโล่งขนาดนี้จะควันน้อยได้อย่างไร คำตอบไม่ได้มาจากความรู้สึก แต่มาจากงานวิจัยที่เอาเครื่องวัดไปวัดจริงตลอดรอบการเผา

งานวิจัยหลักที่วัดค่าจริง

งานที่ถูกอ้างถึงมากที่สุดคือการศึกษาภาคสนามในประเทศเนปาล ตีพิมพ์ใน PLOS ONE ปี 2016 ซึ่งวัดการปล่อยมลพิษจากเตาม่านเปลวไฟโดยใช้เชื้อเพลิงหลายชนิด¹

สิ่งที่วัด	ค่าที่วัดได้	เทียบกับเตาแบบอื่น
คาร์บอนไดออกไซด์	4,300 ± 1,700	สูงกว่าเตาเรทอร์ตและเตาดั้งเดิม
คาร์บอนมอนอกไซด์	54 ± 35	ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญ
สารอินทรีย์ระเหยที่ไม่ใช่มีเทน	6 ± 3	—
มีเทน	30 ± 60	ผันผวนสูงมาก ขึ้นกับความชื้น
ฝุ่นละออง PM10	11 ± 15	ผันผวนตามชนิดเชื้อเพลิง
ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์	100 ± 83	ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญ
ไนโตรเจนออกไซด์	0.4 ± 0.3	ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญ

หน่วยเป็นกรัมต่อไบโอชาร์ที่ผลิตได้หนึ่งกิโลกรัม

ข้อสรุปของงานวิจัยคือ เตาม่านเปลวไฟปล่อยคาร์บอนมอนอกไซด์ ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ และไนโตรเจนออกไซด์ น้อยกว่าเตาเรทอร์ตและเตาดั้งเดิมอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ แต่ปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่า¹

ทำไมคาร์บอนไดออกไซด์ที่สูงกว่าถึงไม่ใช่ข่าวร้าย

เพราะคาร์บอนไดออกไซด์ที่สูงกว่าเป็นผลจากการที่ก๊าซถูกเผาไหม้สมบูรณ์กว่า แทนที่จะหลุดออกไปเป็นมีเทนหรือคาร์บอนมอนอกไซด์ซึ่งเป็นพิษและมีศักยภาพทำให้โลกร้อนสูงกว่ามาก การเผาไหม้ที่สมบูรณ์ขึ้นจึงเป็นเรื่องดี ไม่ใช่เรื่องเสีย

ตัวแปรเดียวที่เปลี่ยนผลลัพธ์ได้ร้อยเท่า

งานวิจัยปี 2016 รายงานมีเทนไว้ที่ 30 กรัมต่อกิโลกรัม ซึ่งเป็นตัวเลขที่ทำให้ระบบรับรองคาร์บอนหลายรายลังเลที่จะรับรองไบโอชาร์จากเตาแบบนี้

ต่อมาในปี 2023 มีงานวิจัยที่ตั้งสมมติฐานว่าตัวเลขนั้นน่าจะมาจากความชื้นของเชื้อเพลิง ไม่ใช่จากตัวเทคโนโลยี จึงทดสอบเปรียบเทียบเชื้อเพลิงแห้งกับเชื้อเพลิงเปียก ผลที่ได้ชัดเจนมาก²

0–3.6

มีเทน (ก./กก.) เมื่อเชื้อเพลิงแห้งกว่า 15%

>500

มีเทน (ก./กก.) เมื่อเชื้อเพลิงชื้นเกิน 40%

>100×

ความต่างระหว่างสองกรณี

ผู้วิจัยอธิบายว่าตัวเลข 30 กรัมในงานเดิมน่าจะมาจากการที่กิ่งไม้ที่ใช้ในเนปาลมีความชื้นราว 25 เปอร์เซ็นต์ ขณะที่งานใหม่ใช้กิ่งไม้ที่ความชื้น 14.7 เปอร์เซ็นต์²

ความชื้นของเชื้อเพลิงไม่ใช่รายละเอียดปลีกย่อย แต่เป็นตัวแปรที่กำหนดว่าเตาใบนี้จะเป็นเครื่องมือลดโลกร้อนหรือเป็นตัวปล่อยมลพิษ

ทำไมความชื้นถึงสำคัญขนาดนั้น

เพราะไอน้ำจากเชื้อเพลิงเปียกทำให้ม่านเปลวไฟอ่อนลงและขาดเป็นช่วง เมื่อม่านไม่ต่อเนื่อง ก๊าซไพโรไลซิสรวมถึงมีเทนก็หลุดผ่านขึ้นไปโดยไม่ถูกเผา งานวิจัยจึงเน้นว่าการรักษาม่านเปลวไฟให้สมบูรณ์คือหัวใจ²

ในแง่ตัวเลข งานวิจัยระบุว่ามีเทน 600 กรัมต่อไบโอชาร์หนึ่งกิโลกรัม เทียบเท่าคาร์บอนไดออกไซด์ราว 15 กิโลกรัมต่อไบโอชาร์หนึ่งกิโลกรัม ซึ่งมากเกินกว่าปริมาณคาร์บอนที่ไบโอชาร์กักเก็บไว้ได้อย่างมาก พูดง่าย ๆ คือถ้าใช้เชื้อเพลิงเปียก การเผาครั้งนั้นทำให้โลกร้อนขึ้นแทนที่จะช่วย

สิ่งที่ยังเป็นปัญหาแม้ใช้เชื้อเพลิงแห้ง

งานวิจัยไม่ได้บอกว่าเทคโนโลยีนี้สมบูรณ์แบบ แม้ใช้เชื้อเพลิงแห้งแล้ว การปล่อยคาร์บอนมอนอกไซด์และฝุ่นละอองยังอยู่ในระดับที่มีนัยสำคัญ โดยรายงานไว้ในหลักหลายสิบกรัมต่อไบโอชาร์หนึ่งกิโลกรัม^2,3

ผู้วิจัยเสนอว่าการเลือกชนิดเชื้อเพลิงอย่างระมัดระวัง และการเผาก๊าซซ้ำหลังออกจากเตา น่าจะเป็นสิ่งจำเป็นหากต้องการลดคาร์บอนมอนอกไซด์และฝุ่นให้ต่ำกว่านี้²

งานปี 2024 ยังพบว่าชนิดของเชื้อเพลิงมีผลต่อการปล่อยฝุ่นมากกว่าความชื้น โดยเศษใบไม้ให้ฝุ่นสูงกว่ากิ่งไม้³

สรุปสำหรับคนใช้จริง

ผึ่งเชื้อเพลิงให้ความชื้นต่ำกว่า 15% ก่อนเผาเสมอ นี่คือสิ่งเดียวที่สำคัญที่สุดและไม่มีค่าใช้จ่าย
ใช้กิ่งไม้มากกว่าใบไม้ ถ้าเป้าหมายคือลดฝุ่น
รักษาม่านเปลวไฟให้ต่อเนื่อง ด้วยการเติมเป็นชั้นบาง ๆ ตามจังหวะ ไม่ใช่เทลงทีเดียว
อย่าเผาในวันที่อากาศปิดหรือค่าฝุ่นสูงอยู่แล้ว เพราะฝุ่นจากเตายังมีอยู่จริง แม้จะน้อยกว่าการเผากองก็ตาม
อย่าอ้างว่าไร้ควันร้อยเปอร์เซ็นต์ เพราะงานวิจัยไม่ได้บอกอย่างนั้น

แหล่งอ้างอิง

Cornelissen, G., Pandit, N.R., Taylor, P., Pandit, B.H., Sparrevik, M., Schmidt, H.P. (2016). Emissions and Char Quality of Flame-Curtain "Kon Tiki" Kilns for Farmer-Scale Charcoal/Biochar Production. PLOS ONE 11(5): e0154617. doi:10.1371/journal.pone.0154617
Cornelissen, G., Sørmo, E., Anaya de la Rosa, R.K., Ladd, B. (2023). Flame curtain kilns produce biochar from dry biomass with minimal methane emissions. Science of the Total Environment 903: 166547. doi:10.1016/j.scitotenv.2023.166547
Cornelissen, G., Makate, C., Mulder, J. et al. (2024). Emission Factors for Biochar Production from Various Biomass Types in Flame Curtain Kilns. Applied Sciences 14(21): 9649.
Schmidt, H.P., Taylor, P. (2014). Kon-Tiki flame cap pyrolysis for the democratization of biochar production. the Biochar Journal, Arbaz, Switzerland, pp. 14–24. เอกสารต้นฉบับที่เสนอเทคโนโลยีนี้เป็นครั้งแรก โดย Ithaka Institute

ตัวเลขในบทความนี้มาจากงานวิจัยภาคสนามที่ตีพิมพ์ในวารสารวิชาการ ซึ่งวัดจากเตาที่ออกแบบและใช้งานในเงื่อนไขเฉพาะของแต่ละการศึกษา ผลที่ได้จากเตาแต่ละใบและผู้ใช้แต่ละคนอาจต่างจากนี้ได้มาก โดยเฉพาะเมื่อความชื้นของเชื้อเพลิงและวิธีเดินเตาต่างกัน

ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง

เตาตายักษ์ TAYAKI

ควันน้อยขึ้นกับวิธีใช้มากกว่าตัวเตา คู่มือการใช้มาพร้อมเตาทุกใบ

ดูรายละเอียด

เตาตายักษ์ควันน้อยจริงไหม อ่านจากงานวิจัยที่วัดค่าจริง