พลังงานความร้อนใต้พิภพ

หนั งสือประกอบการเรียนการสอน

พลังงาน
ความร้อนใต้พิภพ

คำนำ

หนังสื อเล่มนี้จัดทำขึ้นเพื่ อเป็นสื่ อประกอบการ
เรียนการสอนในการนำเสนองานเรื่อง พลังงาน
ความร้อนใต้พิ ภพ กลุ่มของพวกเราหวังเป็นอย่าง
ยิ่งว่าหนังสื อเล่มนี้จะเป็นประโยชน์แก่เพื่ อนๆและผู้ที่
ส น ใ จ ไ ม่ ม า ก็ น้ อ ย ห า ก มี ข้ อ ผิ ด พ ล า ด ป ร ะ ก า ร ใ ด
ขออภัยมา ณ ที่นี้ด้วย

หน่วยการเรียนรู้

พลังงานความร้อนใต้พิภพ คืออะไร

แหล่งสำรวจและขุดเจาะ
พลังงานความร้อนใต้พิ ภพ

การผลิตกระแสไฟฟ้า

โทษของการนำพลังงานใต้พิ ภพมาใช้

พลังงานความร้อนใต้พิภพ คืออะไร

พลังงานความร้อนใต้พิ ถพ คือ พลังงานธรรมชาติที่เกิดจากความร้อน ที่ถูกกักเก็บอยู่ใต้ผิวโลก โดย
ปกติแล้วอุณหภูมิภายใต้ผิวโลกจะเพิ่มขึ้น ตามความลึก คือยิ่งลึกลงไป อุณหภูมิจะยิ่งสูงขึ้น และ

บริเวณส่วนล่างของ ชั้นเปลือกโลก หรือที่ความลึกประมาณ 25-30 กิโลเมตร อุณหภูมิจะมีค่าอยู่ใน
เกณฑ์เฉลี่ย ประมาณ 250-1,000 องศาเซลเซียส ในขณะที่จุดศูนย์กลางของโลก อุณหภูมิอาจจะสูง

ถึง 3,500-4,500 องศาเซลเซียส โดยความร้อนจะมีการหมุนเวียนอยู่อย่างต่อเนื่องในใต้พิภพ

ศึกษาโครงสร้างโลกเพื่ มเติม

พลังงานความร้อนใต้พิ ภพเกิดขึ้นได้อย่างไร

พลังงานควมร้อนใต้พิภพ มักพบในบริเวณที่เรียกว่า Hot Spots คือบริเวณที่มีการไหล หรือแผ่
กระจาย ขอความร้อน จากใต้ผิวโลกขึ้นมาสู่ผิวดินมากกว่าปกติ และมีค่าการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ
ตามความลึก มากกว่าปกติประมาณ 1.5-5 เท่า เนื่องจากบริเวณดังกล่าว เปลือกโลกมีการเคลื่อนที่
ทำให้เกิดรอยแตกของชั้นหิน ปกติแล้วขนาดของแนวรอยแตก ที่ผิวดินจะใหญ่และค่อยๆเล็กลเมื่อลึก
ลงไปใต้ผิวดิน และเมื่อมีฝนตกลงมาในบริเวณนั้น ก็จะมีน้ำบางส่วนไหลซึม ลงไปใต้ผิวโลก ตามแนว
ลยแตกดังกล่าว น้ำนั้นจะไปสะสมตัว และรับความร้อนจากชั้นหิน ที่มีความร้อนจกระทั่งน้ำกลายเป็น
น้ำร้อนและไอน้ำ แล้วจะพยายามแทรกตัวตามแนวรอยแตกขอชั้นหิน ขึ้นมาบนผิวดิน และปรากฏให้
เห็นในรูปของบ่น้ำร้อน,น้ำพุ ร้อน,ไอน้ำร้อน,บ่อโคลนเดือด เป็นต้น

แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพที่พบในโลกแบ่งเป็นลักษณะใหญ่ๆ ได้ 3 ลักษณะคือ

แหล่งที่เป็นไอน้ำส่วนใหญ่ (Steam Dominated) เป็นแหล่งกักเก็บความร้อนที่ประกอบด้วย ไอน้ำ
มากกว่า 95% โดยทั่วไปมักจะเป็น แหล่งที่ใกล้กับหินหลอมเหลวร้อนที่อยู่ตื้นๆ อุณหภูมิของไอน้ำร้อน
จะสูงกว่า 240 องศาเซลเซียส ขึ้นไป แหล่งที่เป็นไอน้ำส่วนใหญ่นี้ จะพบน้อยมากในโลกเรา แต่
สามารถนำมาใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าได้มากที่สุด เช่น The Geyser Field ในมลรัฐแคลิฟอร์เนีย ประเทศ
สหรัฐอเมริกา และ Larderello ในประเทศอิตาลี เป็นต้น

แหล่งที่เป็นน้ำร้อนส่วนใหญ่ (Hot Water
Dominated) เป็นแหล่งกักเก็บสะสมความร้อนที่
ประกอบไปด้วย น้ำร้อนเป็นส่วนใหญ่ อุณหภูมิน้ำ
ร้อนจะมีตั้งแต่ 100 องศาเซลเซียส ขึ้นไป ระบบนี้
จะพบมากที่สุดในโลก เช่นที่ Cerro Prieto ใน
ประเทศเม็กซิโก และ Hatchobaru ในประเทศ
ญี่ปุ่น เป็นต้น

แหล่งหินร้อนแห้ง (Hot Dry Rock) เป็นแหล่ง
สะสมความร้อน ที่เป็นหินเนื้อแน่น แต่ไม่มีน้ำร้อน
หรือไอน้ำ ไหลหมุนเวียนอยู่ ดังนั้นถ้าจะนำมาใช้
จำเป็นต้องอัดน้ำเย็นลงไปทางหลุมเจาะ ให้น้ำได้รับ
ความร้อนจากหินร้อน โดยไหล หมุนเวียนภายใน
รอยแตกที่กระทำขึ้น จากนั้นก็ทำการสูบน้ำร้อนนี้ ขึ้น
มาทางหลุมเจาะอีกหลุมหนึ่ง ซึ่งเจาะลงไป ให้ตัดกับ
รอยแตกดังกล่าว แหล่งหินร้อนแห้งนี้ กำลัง
ทดลองผลิตไฟฟ้า ที่ มลรัฐแคลิฟอร์เนีย ประเทศ
สหรัฐอเมริกา และที่ Oita Prefecture ประเทศ
ญี่ปุ่น

แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิ ภพมีอยู่ในเขตใดบ้างในโลก แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ จะมีอยู่ใน
เขตที่เปลือกโลกมีการเคลื่อนที่ เขตที่ภูเขาไฟยังคุกรุ่นอยู่ และบริเวณที่มีชั้นของเปลือกโลกบาง จะเห็น
ได้ว่าบริเวณแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ ที่พบตามบริเวณต่างๆ ของโลกได้แก่ ประเทศที่อยู่ด้าน

ตะวันตกของทวีปอเมริกาใต้ และอเมริกาเหนือ ประเทศญี่ปุ่น ประเทศฟิลิปปินส์ ประเทศอินโดนีเซีย
ประเทศต่างๆ บริเวณเทือกเขาหิมาลัย ประเทศกรีซ ประเทศอิตาลี และประเทศไอซ์แลนด์ เป็นต้น

แหล่งสำรวจและขุดเจาะ
พลังงานความร้อนใต้พิ ภพ

หลักและวิธีการสำรวจเพื่ อพั ฒนาพลังงานความร้อนใต้พิ ภพโดยทั่วไป

โดยที่บริเวณแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ มักจะมีบ่อน้ำร้อน, น้ำพุ ร้อน, ไอน้ำร้อน, โคลนเดือด
และก๊าซ ปรากฏให้เห็น แต่การที่จะนำพลังงานมาใช้ประโยชน์ได้มากหรือน้อยนั้นขึ้นอยู่กับขนาดของแหล่ง
กักเก็บ อุณหภูมิ ความดัน และลักษณะของแหล่งว่าเป็นพลังงานลักษณะใด ลักษณะที่เป็นน้ำร้อนหรือไอ
น้ำเป็นส่วนใหญ่หรือไม่ การที่จะทราบว่าแหล่งกักเก็บพลังงานความร้อนใต้พิภพอยู่บริเวณไหน ที่ระดับ
ความลึกประมาณเท่าไร และอุณหภูมิที่แหล่งกักเก็บ จำเป็นต้องมีการสำรวจทั้งบนผิวดินและใต้ผิวดิน การ
ใช้ประโยชน์จากพลังงานความร้อนใต้พิ ภพที่ระดับอุณหภูมิต่างๆแตกต่างกัน

การสำรวจแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิ ภพต้องดำเนินการหลายด้านประกอบกัน

วิธีสำรวจประกอบด้วย การแปลภาพถ่ายดาวเทียม ภาพถ่ายทางอากาศ การศึกษาภูเขาไฟ การสำรวจ
ทางธรณี ทางเคมี ทางธรณีฟิสิกส์ หลุมเจาะเพื่อวัดอุณหภูมิ
1.การสำรวจมักจะเริ่มต้นด้วยการแปลภาพถ่ายดาวเทียม และภาพถ่ายทางอากาศ
2.นักธรณีวิทยาจะสำรวจทำแผนที่ธรณี แสดงลักษณะภูมิประเทศ โครงสร้างธรณี เช่น รอยเลื่อน รอย
แตก ประเภทของหิน ที่พบ
3.ข้อมูลทางเคมี คุณสมบัติทางไฟฟ้า ทางแม่เหล็ก ทางคลื่นไหวสะเทือน และอื่นๆ ได้มาจากการสำรวจ
ภาคสนาม

1. การสำรวจธรณีวิทยา

การสำรวจธรณีวิทยา คือ การสำรวจเพื่อศึกษาหาความสัมพันธ์ระหว่างลักษณะทางธรณีวิทยาและ
ธรณีวิทยาโครงสร้างกับแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ การสำรวจธรณีวิทยาจะคลุมพื้นที่ประมาณ
50-100 ตารางกิโลเมตร ซึ่งจะเปลี่ยนแปลงไปตามความเหมาะสมของแต่ละพื้นที่ของแหล่งพลังงาน
ความร้อนใต้พิ ภพนั้นๆ

จุดประสงค์ในการสำรวจทางธรณีวิทยา เพื่อทราบ
1.ชนิดของชั้นหิน
2.การวางตัวและการเรียงลำดับชั้นหิน
3.อายุของหิน
4.โครงสร้างทางธรณีวิทยาของชั้นหินต่างๆ
5.บริเวณที่มีการแปรสภาพของชั้นดิน, หิน อันเนื่องมาจากอิทธิพลทาง ความร้อน ทั้งนี้เพื่อจะได้ ประเมิน
ชั้นหินที่อาจจะเป็นแหล่งกักเก็บและปิดกั้นแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิ ภพ

2. การสำรวจธรณีเคมี

การสำรวจธรณีเคมี คือการสำรวจเพื่อศึกษาหาความสัมพันธ์ของคุณสมบัติทางเคมีของน้ำ ก๊าซ และ
องค์ประกอบของหินกับแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ โดยการเก็บตัวอย่างน้ำธรรมชาติร้อน ก๊าซ
ดิน และหินบริเวณแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ และบริเวณใกล้เคียงแล้วนำมาวิเคราะห์ในห้อง
ทดลองหาส่วนประกอบและคุณสมบัติทางเคมี

จุดประสงค์ในการสำรวจธรณีเคมีนี้ก็เพื่ อที่จะ

1.ประเมินอุณหภูมิของแหล่งกักเก็บ โดยคำนวณจากปริมาณแร่ธาตุที่ละลายอยู่ในน้ำร้อน เช่นปริมาณ
ของ Si, Mg และ Cl อัตราส่วนของปริมาณ Na กับ K และ Na, K กับ Ca
2.ประเมินลักษณะธรณีวิทยาที่เป็นแหล่งกักเก็บ ตลอดจนการหมุนเวียนของของไหล ในระบบ
พลังงานความร้อนใต้พิ ภพ
3.หาขอบเขตที่ได้รับอิทธิพลจากแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิ ภพ
4.หาส่วนประกอบ, คุณสมบัติทางเคมีเพื่อศึกษาการกัดกร่อน, การเกิดตะกรันและผลกระทบต่อสิ่ง
แวดล้อม นักธรณีวิทยาจะศึกษา ตรวจสอบตัวอย่างหินที่นำขึ้นมาอย่างละเอียดทีแต่ละระดับความลึก
ผลของการสำรวจธรณีเคมีนี้ จะเป็นเครื่องชี้ถึงความเหมาะสมของการพัฒนาแหล่งพลังงานความ
ร้อนใต้พิภพ สำคัญมาก อย่างหนึ่ง

3. การสำรวจธรณีฟิสิกส์

การสำรวจธรณีฟิสิกส์ คือการตรวจสอบคุณสมบัติของชั้นหินใต้ผิวดิน หรือเปลือกโลกในบริเวณ
ที่ทำการสำรวจโดยใช้เครื่องมือวัดบนผิวดิน จากข้อมูลที่ได้จะถูกนำมาวิเคราะห์เพื่อให้ทราบถึงลักษณะ
โครงสร้างทางธรณีวิทยาใต้ผิวดิน ในการสำรวจพลังงานความร้อนใต้พิภพ ผลการสำรวจทางธรณี
ฟิสิกส์จะสามารถบอกได้ว่าบริเวณใดควรจะเป็นแหล่งกักเก็บพลังงาน ซึ่งผลการสำรวจทางธรณี
ฟิสิกส์นี้จะนำไปใช้วางแผนสำรวจต่อไป

จุดประสงค์ของการสำรวจธรณีฟิสิกส์

1.เพื่ อตรวจสอบผลการสำรวจธรณีวิทยาโดยนำผลที่ได้ไปใช้ในการแก้ปัญหาทางธรณีวิทยา
2.เพื่ อให้รู้โครงสร้างธรณีวิทยาของแหล่งกักเก็บพลังงานความร้อนใต้พิ ภพ
เ3.ป็นข้อมูลสำหรับวางแผนการเจาะสำรวจ

การสำรวจธรณีฟิสิกส์ในการหาแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพที่ใช้กันโดยทั่วไปมีดังนี้ การวัดค่าแรง
โน้มถ่วงของโลก (Gravity Survey) เพื่อหาโครงสร้างของชั้นหินใต้ผิวดิน การวัดค่าสนามแม่เหล็ก
(Magnetic Survey) เพื่อหาโครงสร้าง ของชั้นหินใต้ผิวดิน ขอบเขตของหินอัคนี และ ขอบเขตของชั้น
หิน ที่เปลี่ยนแปลง อันเนื่องมาจากอิทธิพลทางความร้อน การวัดค่าความต้านทานไฟฟ้า (Resistivity
Survey) เพื่อหาความหนาของชั้นหิน ตลอดจนโครงสร้าง ของชั้นหิน ที่อาจจะเป็นแหล่งกักเก็บ การวัด
ค่าคลื่นความสั่นสะเทือน (Seismic Survey) เพื่อความหนาของชั้นหินแต่ละชนิด, โครงสร้างของชั้นหิน

หรือเปลือกโลก ตลอดจนตำแหน่งของรอยเลื่อน (Fault) และรอยแตก (Fracture) ของชั้นหิน

4. การเจาะสำรวจ

การเจาะสำรวจ คือการเจาะลงไปใต้ผิวดินเพื่อวัดหรือตรวจสอบข้อมูลที่ได้จากการสำรวจต่างๆ ที่กล่าวมา
แล้วข้างต้น การที่จะเจาะลึกแค่ไหนนั้นขึ้นอยู่กับข้อมูลที่ต้องการจะวัดและตรวจสอบ การเจาะสำรวจ
พลังงานความร้อนใต้พิภพจะใช้เครื่องเจาะสำรวจเช่นเดียวกับที่ใช้กับงานเจาะสำรวจอื่นๆ เครื่องเจาะนี้
ส่วนมากเปลี่ยนหัวเจาะในลักษณะต่างๆ ได้ตามต้องการ

วัตถุประสงค์ของการเจาะสำรวจก็คือ

1.เพื่อตรวจสอบสมมุติฐานต่างๆ ทางธรณีวิทยา
2.ตรวจสอบคุณสมบัติทางฟิสิกส์ของชั้นหินทางความลึก
3.วัดค่าอัตราการไหลของความร้อน (Heat Flow) และอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงตามความลึก
(Geothermal Gradient)
4.เพื่ อหาบริเวณที่คาดว่าจะเป็นแหล่งกักเก็บพลังงานความร้อนใต้พิ ภพ
5.เพื่ อศึกษาคุณสมบัติของแหล่งกักเก็บ
6.เพื่ อศึกษาคุณสมบัติของของไหล

การเจาะสำรวจมีอยู่ 2 วิธี

1.การเจาะเพื่อเก็บแท่งตัวอย่าง (Core Sample) จะเจาะโดยใช้หัวเจาะสำหรับเก็บตัวอย่างดินและหินที่
เรียกว่า Core Bit ซึ่ง Core Bit ก็มีหลายชนิดด้วยกันการจะใช้ชนิดไหนก็ขึ้นกับลักษณะของชั้นดินหรือ
ชั้นหิน

2.การเจาะเพื่อเก็บตัวอย่างเศษหินหรือดิน (Cutting Sample) จะเจาะโดยใช้หัวเจาะที่เรียกว่า Rock
Bit โดยหัวเจาะนี้จะบดหินหรือดินให้เป็นเศษเล็กๆ ซึ่งหัวเจาะจำพวกนี้ก็มีหลายชนิดขึ้นอยู่กับความ
เหมาะสมที่จะใช้

ในการเจาะหลุมสำรวจอาจจะใช้วิธีใดวิธีหนึ่ง หรือทั้ง 2 วิธีในหลุมเจาะเดียวกันก็ได้ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับข้อมูล
ที่ต้องการ สำหรับการเจาะที่จะเก็บแท่งตัวอย่างนั้นโดยปกติแล้วจะใช้เวลาและมีค่าใช้จ่ายมากกว่าการ

เจาะเพื่ อเก็บตัวอย่างเศษหินหรือดิน
5. การเจาะหลุมผลิต
หลุมผลิต คือหลุมเจาะที่มีจุดมุ่งหมายที่จะนำน้ำร้อนหรือไอน้ำร้อนจากแหล่งกักเก็บขึ้นมาใช้ประโยชน์ การ
เจาะหลุมผลิตจะดำเนินการเมื่อการเจาะสำรวจยืนยันว่าแหล่งกักเก็บมีศักยภาพสูงพอที่จะพั ฒนาขึ้นมา
ใช้ได้อย่างคุ้มค่าในเชิงพาณิชย์ ปัจจุบันนี้แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพได้รับการพัฒนามาใช้ผลิต
กระแสไฟฟ้าได้มากมาย และอยู่ในระหว่างการพัฒนาก็มีอยู่ในหลายๆ ประเทศด้วยกัน ในปัจจุบันมีโรง
ไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพของประเทศต่างๆ ในโลกกำลังผลิตรวมกันมากกว่า 5,800 เมกะวัตต์

การผลิตกระแสไฟฟ้า

การใช้ประโยชน์จากพลังงานความร้อนใต้พิภพมีมาตั้งแต่สมัยโรมัน โดยใช้ในลักษณะของการนำน้ำ
ร้อนมาเพื่อการรักษาโรคและใช้ประโยชน์ภายในครัวเรือน ในยุคต่อมาได้มีการนำเอาไอน้ำร้อนมาใช้ในการ
ประกอบอาหาร ใช้น้ำร้อนสำหรับอาบชำระร่างกาย ใช้ล้างภาชนะ และใช้ในการบำบัดรักษาโรค
การใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพเพื่อการผลิตไฟฟ้าเริ่มต้นขึ้นในปี 1913 ที่ประเทศอิตาลี โดยใช้
พลังงานความร้อนใต้พิภพจากแหล่งลาร์เดอเรลโล มีขนาดกำลังการผลิต 250 กิโลวัตต์ นับว่าเป็น
โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิ ภพแห่งแรกในโลกที่มีการผลิตไฟฟ้าออกมาในเชิงอุตสาหกรรมโดยใน
ปัจจุบันได้พัฒนาและขยายเป็นโรงไฟฟ้าขนาด 700 เมกะวัตต์ นอกจากนี้ยังมีแผนที่จะเพิ่มขนาดกำลัง
การผลิตมากขึ้นเป็น 1,200 เมกะวัตต์ ในอนาคต

โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพที่ใหญ่ที่สุดในโลกในปัจจุบันคือ โรงไฟฟ้าที่ผลิตจากแหล่งที่
เรียกว่าเกย์เซอร์ฟิลด์ดังที่ได้กล่าวมาแล้ว โดยเริ่มผลิตไฟฟ้าในปี ค.ศ. 1984 มีกำลังการผลิตในขณะ
เริ่มต้น 565 เมกะวัตต์ และเพิ่มขึ้นเป็น 1,300 เมกะวัตต์ในปี ค.ศ. 1984

นอกจากนี้ยังมีอีกหลายประเทศทั่วโลกที่ใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพผลิตไฟฟ้า เช่น รัสเซียนิวซีแลนด์
เม็กซิโก ไอซ์แลนด์ หรือในแถบเอเชีย เช่น ญี่ปุ่น ฟิลิปปินส์ อินโดนีเซีย เป็นต้น โรงไฟฟ้าพลังงาน
ความร้อนใต้พิภพทั่วโลกติดตั้งและดำเนินการผลิตไปแล้วมากกว่า 250 แห่ง เทคโนโลยีที่ใช้สำหรับโรง
ไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพในแต่ละแห่งจะแตกต่างกันขึ้นอยู่กับ คุณสมบัติต่างๆของแหล่ง
พลังงานความร้อน ซึ่งนอกจากจะต้องพิจารณาถึงอุณหภูมิและความดันของของไหลที่มีในแหล่งนั้นๆ
แล้ว ยังต้องคำนึงถึงความเค็มและสารประกอบจำพวกก๊าซต่างๆที่มีอยู่ในของไหลนั้นด้วยเพราะอาจส่ง
ผลกระทบต่อประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าได้

โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิ ภพมี 3 แบบขึ้นอยู่กับ
คุณสมบัติของน้ำร้อน/ไอน้ำร้อนของแหล่งกักเก็บพลังงานเป็นสำคัญ

(1) โรงไฟฟ้าใช้ไอน้ำร้อนแห้ง (Dry Steam)

กรณีแหล่งกักเก็บมีอุณหภูมิสูงมาก มีแต่ไอร้อนแห้ง (Dry steam) ไอร้อนนี้จะถูกนำไปหมุนกังหันไอน้ำ
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยตรง ผลิตไฟฟ้า ไอที่เหลือจะถูกควบแน่นเป็นน้ำแล้วอัดคืนลงแหล่ง

Prince Piero Ginori Conti สร้างโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพขึ้นเป็นแห่งแรกในปี ค.ศ.
1904 ที่ Larderello, Italy ซึ่งเป็นแหล่งแบบไอน้ำร้อนแห้ง โรงไฟฟ้าที่ Lardello, Italy ถูกทำลาย
ในสงครามโลกครั้งที่สอง แต่ได้ก่อสร้างขึ้นใหม่ ปัจจุบันยังผลิตไฟฟ้า หลังจากผลิตไฟฟ้ามาได้กว่า
90 ปี ในอเมริกาโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพแห่งแรกสร้างขึ้นในปี ค.ศ. 1962 ที่ The
Geysers, California ปัจจุบันเป็นแหล่งที่มีการผลิตขนาดใหญ่

(2) โรงไฟฟ้าใช้ไอน้ำร้อนที่แยกมาจากน้ำร้อน (Flash Steam)
โรงไฟฟ้าแบบ Flash Steam ใช้น้ำร้อนจากแหล่งกักเก็บที่เป็นน้ำร้อนส่วนใหญ่ ส่งเข้า Flash

Tank น้ำร้อนนี้จะแปรสภาพเป็นไอน้ำร้อนหมุนกังหันไอน้ำและผลิตไฟฟ้าต่อไป Flash Technology ค้น
พบในนิวซีแลนด์ เนื่องจากมีแหล่งกักเก็บส่วนใหญ่เป็นน้ำร้อน โรงไฟฟ้า Flash Steam นี้อยู่ที่ East
Mesa, California โรงไฟฟ้า Flash Steam ในญี่ปุ่น ในโรงไฟฟ้าประเภทนี้ น้ำร้อน และไอน้ำร้อนที่เหลือ
ใช้และควบแน่นแล้วจะอัดกลับลงไปเพื่อหมุนเวียนใช้ โรงไฟฟ้า Flash Steam ที่ Imperial Valley,
California โรงไฟฟ้า Flash Steam ที่ Dixie Valley, Nevada

(3) โรงไฟฟ้าระบบสองวงจร (Binary Cycle)
โรงไฟฟ้าระบบสองวงจรใช้ความร้อนจากแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิ ภพมาทำให้ของเหลว

พิเศษ (Working Fluid) กลายเป็นไอ และส่งไอนี้ไปหมุนกังหันไอน้ำและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าต่อไป ในตัว
แลกเปลี่ยนความร้อน (Heat Exchanger) ของโรงไฟฟ้าระบบสองวงจร ความร้อนจากน้ำร้อน
(Geothermal Water) จะถูกถ่ายให้ของเหลวพิเศษที่ใช้ โดยน้ำร้อนจะไม่มีโอกาสสัมผัสอากาศเลย และจะ
ถูกอัดกลับลงไปในดิน โรงไฟฟ้าระบบสองวงจรสามารถใช้น้ำร้อนที่มีอุณหภูมิต่ำ จึงสามารถใช้ประโยชน์
จากหลายๆแหล่ง โรงไฟฟ้าระบบสองวงจรนี้อยู่ที่ Soda Lake, Nevada

โรงไฟฟ้าพลังงานใต้พิ ภพในประเทศไทย

สถานภาพการใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพในประเทศไทย โดยภาพรวมแล้วยังถือว่าค่อนข้าง
น้อยมากเมื่อเทียบกับหลายๆประเทศ ส่วนหนึ่งอาจเป็นเพราะความแตกต่างของลักษณะทางภูมิศาสตร์
และความจำเป็นในชีวิตประจำวัน เพราะโดยประวัติศาสตร์ของการประยุกต์ใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพ
ที่เริ่มต้นจากการใช้เพื่อสร้างความอบอุ่นภายในบ้านเรือนช่วงหน้าหนาว และใช้สำหรับอาบเพื่อการบำบัด
รักษา ในขณะที่ประเทศไทยตั้งอยู่ในเขตร้อนจึงไม่ค่อยมีใครให้ความสนใจในเรื่องนี้ ในขณะเดียวกันจาก
การสำรวจศักยภาพของแหล่งพลังงานเหล่านี้โดยหลายหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง เช่น กรมทรัพยากรธรณี
กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน และการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย เป็นต้น พบ
ว่าแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิ ภพในประเทศไทยที่มีศักยภาพสูงพอที่จะสามารถใช้เป็นแหล่งผลิต
พลังงานไฟฟ้าได้ในปัจจุบันนี้มีเพี ยงไม่กี่แห่งเท่านั้น

ตารางแสดงแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิ ภพในประเทศไทยที่มีศักยภาพค่อนข้างสูง

ตารางแสดงแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิ ภพในประเทศไทยที่มีศักยภาพสูงปานกลาง

ในปัจจุบันประเทศไทยมีการใช้แหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ เพื่อผลิตไฟฟ้าเพียงแห่งเดียวคือ
โรงไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพฝาง ซึ่งตั้งอยู่ที่ ตำบลม่อนปิ่ น อำเภอฝาง จังหวัด
เชียงใหม่ โดยได้เริ่มเดินเครื่องเมื่อวันที่ 5 ธันวาคม พ.ศ. 2532 มีขนาดกำลังผลิต 300 กิโลวัตต์ เป็น
โรงไฟฟ้าแบบ 2 วงจร

ซึ่งถือว่าเป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนใต้พิภพแบบ 2 วงจรแห่งแรกในเอเชียอาคเนย์ โรงไฟฟ้านี้ใช้น้ำ
ร้อนจากหลุมเจาะในระดับตื้นโดยมีอุณหภูมิประมาณ 130 องศาเซลเซียส อัตราการไหล 16.5-22 ลิตรต่อ
วินาที มาถ่ายเทความร้อนให้กับสารทำงานและใช้น้ำอุณหภูมิ 15-30 องศาเซลเซียส อัตราการไหล 72-94
ลิตรต่อวินาที เป็นตัวหล่อเย็น สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ประมาณปีละ 1.2 ล้านหน่วย (กิโลวัตต์-ชั่วโมง)

นอกจากการผลิตไฟฟ้าแล้วผลพลอยได้ที่เกิดขึ้นตามมาจากโรงไฟฟ้าแห่งนี้คือ น้ำร้อนที่ออกมา
หลังจากการถ่ายเทความร้อนให้กับสารทำงานแล้ว อุณหภูมิจะลดลงเหลือประมาณ 70 องศาเซลเซียส
ซึ่งได้มีการนำไปประยุกต์ใช้ในการอบแห้งและใช้สำหรับการทำระบบความเย็นเพื่ อใช้ห้องทำงานและห้อง
เย็นสำหรับการเก็บรักษาพืชผลทางการเกษตร นอกจากนี้ยังสามารถนำไปใช้เพื่อการทำกายภาพบำบัด
และสำหรับการท่องเที่ยว ท้ายสุดเมื่อน้ำทั้งหมดกลายสภาพเป็นน้ำอุ่นจะถูกปล่อยลงไปผสมกับน้ำตาม
ธรรมชาติในลำน้ำเป็นการเพิ่มปริมาณน้ำให้กับเกษตรกร โดยในแต่ละปีน้ำที่ปล่อยออกจากโรงไฟฟ้านี้มี
จำนวนประมาณ 5 แสนลูกบาศก์เมตร ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการอุปโภคและใช้ในการเกษตรได้



การนำพลังงานใต้พิ ภพมาใช้ประโยชน์

1. ปั๊ มความร้อนพลังงานความร้อนใต้พิภพ (Geothermal heat pump)
ปั๊ มความร้อนพลังงานความร้อนใต้พิภพ เป็นอุปกรณ์ในการถ่ายเทความร้อนจากที่ที่มีอุณหภู

มิตํ่าไปยังที่ที่มีอุณหภูมิสูง โดยอาศัยแหล่งความร้อนจากใต้พิภพที่มีอุณหภูมิไม่สูงนัก ระบบปั๊ มความ
ร้อนใช้หลักการเดียวกับระบบทำความเย็น (refrigeration) สามารถเปลี่ยนจากระบบหนึ่งไปเป็นอีก
ระบบหนึ่งได้ โดยใช้วาล์วเปลี่ยนทิศทาง (reversing valve) ในระบบปั๊ มความร้อน นํ้าร้อนหรือไอนํ้า
จากแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ (heat source) จะผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (เครื่อง
ระเหย) เพื่อถ่ายเทความร้อนให้กับของไหลใช้งาน (working fluid) จนมีอุณหภูมิสูงขึ้นกลายเป็นไอ
และถูกส่งไปยังเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (เครื่องควบแน่น) เพื่อถ่ายเทความร้อนให้กับแหล่งรับ
ความร้อนภายนอก (heat sink) เช่น อากาศ และเปลี่ยนสภาพเป็นของเหลวอีกครั้ง อากาศที่รับความ
ร้อนจากของไหลใช้งานจะมีอุณหภูมิสูงขึ้น ตัวอย่างการใช้งาน คือการทำให้อากาศภายในบ้านอบอุ่นขึ้น
ในฤดูหนาว

2. ปั๊ มความร้อนพลังงานความร้อนใต้พิภพแบบวงจรเปิด (Open-loop geothermal heat
pump system)

ปั๊ มความร้อนพลังงานความร้อนใต้พิภพแบบวงจรเปิดเป็นอุปกรณ์ในการถ่ายเทความร้อน
จากที่ที่มีอุณหภูมิตํ่าไปยังที่ที่มีอุณหภูมิสูง โดยอาศัยแหล่งความร้อนจากใต้พิภพในรูปของนํ้าร้อน
หรือไอนํ้า ระบบปั๊ มความร้อนมีหลักการทำงาน คือ เมื่อนํ้าร้อนหรือไอนํ้าจากแหล่งความร้อนใต้พิภพ
ถ่ายเทความร้อนให้กับของไหลใช้งาน (working fluid) แล้ว จะถูกส่งกลับไปยังแหล่งความร้อน
ต้นกำเนิดโดยไม่มีการนำมาหมุนเวียนซํ้าอีก ซึ่งต่างจากระบบปั๊ มความร้อนพลังงานความร้อนใต้
พิภพแบบวงจรปิด (closed-loop geothermal heat pump) ที่นํ้าร้อนหรือไอนํ้าจะหมุนเวียนอยู่
ในระบบอย่างต่อเนื่อง เหมาะกับการใช้งานเมื่อแหล่งความร้อนสะอาดและมีปริมาณมากพอ ใช้ทำให้
อากาศภายในบ้านอบอุ่นขึ้นในฤดูหนาว

3. การให้ความร้อนแก่ชุมชน (District heating)
การนำพลังงานความร้อนใต้พิภพมาใช้ให้ความร้อนแก่ชุมชน เช่น ในเขตหนาว โดยติดตั้งระบบ

ปั๊ มความร้อนพลังงานความร้อนใต้พิภพขนาดใหญ่ พร้อมวางระบบโครงข่ายท่อรับส่งของไหลใช้งาน
(working fluid) และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนกระจายไปยังที่อยู่อาศัยหรือหน่วยงานในชุมชน

4. การอาบนํ้าแร่ (Geothermal bathing)
การใช้นํ้าร้อนจากแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพในการอาบชำระล้าง มักทำเพื่อ

ประโยชน์ทางสุขภาพ

5. การเพาะเลี้ยงในนํ้า (Aquaculture)
การเพาะเลี้ยงในนํ้าที่ต้องควบคุมอุณหภูมิที่อยู่อาศัยของสัตว์นํ้าให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมแก่การ

เจริญเติบโต และสืบพันธุ์ โดยใช้นํ้าร้อนจากแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพช่วยในการปรับระดับ
อุณหภูมิของน้ำ (ในแถบประเทศที่มีอุณหภูมิต่ำ)

6. ระบบท่อวน (Ground loop)
การนำความร้อนจากแหล่งความร้อนใต้พิภพมาใช้งานโดยผ่านระบบท่อวน โดยท่อวนเป็นระบบท่อ

ที่ฝังอยู่ในพื้นดินที่ทำหน้าที่แลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างของไหลใช้งาน (working fluid) กับแหล่งความ
ร้อนใต้พิภพของไหลใช้งานอาจเป็นนํ้าร้อน หรือไอนํ้าที่นำมาใช้ประโยชน์โดยตรง หรือเป็นสื่อนำความร้อนที่
ไหลหมุนเวียนอยู่ในระบบซึ่งสามารถนำความร้อนนั้นไปใช้ประโยชน์อย่างอื่นได้

6.1 ระบบท่อวนแนวราบ (Horizontal ground loop)
ระบบท่อวนแบบแนวราบเป็นรูปแบบการวางท่อของระบบปั๊ มความร้อนพลังงานความร้อนใต้

พิภพแบบวงจรปิดที่อยู่ในแนวราบ ทำให้อากาศภายในบ้านอบอุ่นขึ้นในฤดูหนาว แหล่งนํ้าจากในบ้าน
หรืออาคารหมุนเวียนมารับความร้อนจากแหล่งความร้อนใต้พิภพ และเปลี่ยนสภาพเป็นนํ้าร้อนหรือไอนํ้า
กลับเข้าสู่อาคาร ระบบท่อวนแนวราบเหมาะกับการติดตั้งในบริเวณที่มีพื้นที่กว้างและมีแหล่งความร้อน
อยู่ระดับใกล้ผิวดิน

6.2 ระบบท่อวนแนวดิ่ง (Vertical ground loop)
ระบบท่อวนแนวดิ่งมีรูปแบบการวางท่อของปั๊ มความร้อนพลังานความร้อนใต้ภิภพแบบ

วงจรปิดที่วางอยู่ในแนวดิ่งตั้งฉากกับพื้นดิน ใช้ทำให้อากาศภายในบ้าอบอุ่นขึ้นในฤดูหนาว แหล่งน้ำ
จากในบ้านหรืออาคารเวียนมารับความร้อนจากแหล่งความร้อนใต้พิภาพ และเปลี่ยนสภาพเป็นน้ำร้อน
หรือไอน้ำกลับเข้าสู่อาคาร ระบบท่อวนแนวดิ่งเหมาะกับการติดตั้งในบริเวณที่มีพื้นที่แคบและมีแหล่ง
ความร้อนอยู่ลึกจากผิวดินลงไป

6.3 ระบบท่อวนแบบเป็นวง (Slinky ground loop)
ระบบท่อวนแบบเป็นวง เป็นระบบท่อวน แนวราบอีกลักษณะหนึ่งที่ได้รับการออกแบบให้ท่อขด

เป็นวง เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวในการแลกเปลี่ยนความร้อน ทำให้อากาศภายในบ้านอบอุ่นขึ้นในฤดูหนาว

โทษของการนำพลังงานใต้พิ ภพมาใช้

พลังงานความร้อนใต้พิภพ สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้หลายประการดังที่ได้กล่าวมาแล้ว อย่างไรก็ตาม
การใช้ประโยชน์จากแหล่งพลังงานความร้อนนี้ แม้จะไม่ก่อให้เกิดผลกระทบที่ร้ายแรงต่อสิ่งแวดล้อม แต่
ก็ควรทำการศึกษาเพื่อทำความเข้าใจและหาทางป้องกันผลกระทบที่อาจจะเกิดตามมาได้ ผลกระทบที่อาจ
เกิดขึ้นจากการใช้พลังงานความร้อนใต้พิ ภพสามารถสรุปได้ดังนี้

- ก๊าซพิษ โดยทั่วไปพลังงานความร้อนที่ได้จากแหล่งใต้พิภพ มักมีก๊าซประเภทที่ไม่สามารถรวม
ตัว ซึ่งก๊าซเหล่านี้จะมีอันตรายต่อระบบการหายใจหากมีการสูดดมเข้าไป ดังนั้นจึงต้องมีวิธีกำจัดก๊าซ
เหล่านี้โดยการเปลี่ยนสภาพของก๊าซให้เป็นกรด โดยการให้ก๊าซนั้นผ่านเข้าไปในน้ำซึ่งจะเกิด ปฏิกิริยาเคมี
ได้เป็นกรดซัลฟิวริกขึ้น โดยกรดนี้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้

- แร่ธาตุ น้ำจากแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพในบางแหล่ง มีปริมาณแร่ธาตุต่างๆ ละลาย
อยู่ในปริมาณที่สูงซึ่งการนำน้ำนั้นมาใช้แล้วปล่อยระบายลงไปผสมกับแหล่งน้ำธรรมชาติบนผิวดินจะส่ง
ผลกระทบต่อระบบน้ำผิวดินที่ใช้ในการเกษตรหรือใช้อุปโภคบริโภคได้ ดังนั้นก่อนการปล่อยน้ำออกไป
จึงควรทำการแยกแร่ธาตุต่างๆ เหล่านั้นออก โดยการทำให้ตกตะกอนหรืออาจใช้วิธีอัดน้ำนั้นกลับคืนสู่
ใต้ผิวดินซึ่งต้องให้แน่ใจว่าน้ำที่อัดลงไปนั้นจะไม่ไหลไปปนกับแหล่งน้ำใต้ดินธรรมชาติที่มีอยู่ ความร้อน
ปกติน้ำจากแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ ที่ผ่านการใช้ประโยชน์จากระบบผลิตไฟฟ้าแล้วจะมี
อุณหภูมิลดลง แต่อาจยังสูงกว่าอุณหภูมิของน้ำในแหล่งธรรมชาติเพราะยังมีความร้อนตกค้างอยู่
ดังนั้นก่อนการระบายน้ำนั้นลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาติควรทำให้น้ำนั้นมีอุณหภูมิเท่าหรือใกล้เคียงกับ
อุณหภูมิของน้ำในแหล่งธรรมชาติเสียก่อน โดยอาจนำไปใช้ประโยชน์อีกครั้งคือการนำไปผ่านระบบการ
อบแห้งหรือการทำความอบอุ่นให้กับบ้านเรือน

- การทรุดตัวของแผ่นดิน ซึ่งการนำเอาน้ำร้อนจากใต้ดินขึ้นมาใช้ ย่อมทำให้ในแหล่งพลังงานความร้อน
นั้นเกิดการสูญเสียเนื้อมวลสารส่วนหนึ่งออกไป ซึ่งอาจก่อให้เกิดปัญหาการทรุดตัวของแผ่นดินขึ้นได้
ดังนั้นหากมีการสูบน้ำร้อนขึ้นมาใช้ จะต้องมีการอัดน้ำซึ่งอาจเป็นน้ำร้อนที่ผ่านการใช้งานแล้วหรือน้ำเย็น
จากแหล่งอื่นลงไปทดแทนในอัตราเร็วที่เท่ากัน เพื่อป้องกันปัญหาการทรุดตัวของแผ่นดิน

" ฝึกทิ้งขยะในใจ ให้เหมือนทิ้งขยะในมือ "



โปรดช่วยกันอนุรักษ์พลังงาน

ผู้จัดทำ
นางสาวสุตานันท์ เสาะสนธิ์
นางสาวกัลญาณี อักษรคง

นายรัฐสภา สารกาญจน์

อ้างอิง

ขอขอบคุณคลังความรู้