Journal of Energy Research

การศึกษาดัชนีชี้วัดที่แสดงสถานภาพความมั่นคงทางพลังงานไฟฟ้าของประเทศไทย : ในมุมมองของผู้ผลิตไฟฟ้า

มลนิรา ธรรมเสรีกุล

งานวิจัยนี้ มีวัตถุประสงค์ เพื่อศึกษาดัชนีชี้วัดที่แสดงสถานภาพความมั่นคงทางพลังงานไฟฟ้าของประเทศไทย โดยใช้ข้อมูลตั้งแต่ปี พ.ศ. 2552-2556 จำนวน 16 ดัชนีชี้วัด ใน 4 มิติ ได้แก่ มิติด้านความพร้อมใช้งานของทรัพยากร (Availability) มิติด้านราคา (Affordability) มิติด้านการยอมรับ (Acceptability) และมิติด้านเทคโนโลยีและประสิทธิภาพ (Applicability) โดยการกำหนดน้ำหนักความสำคัญของมิติ และดัชนีชี้วัดต่างกัน พร้อมทั้ง เปรียบเทียบความมั่นคงทางพลังงานไฟฟ้าภายใต้ภาพอนาคตต่างๆ จากการศึกษาความมั่นคงทางพลังงานไฟฟ้า ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2552-2556 พบว่า มิติด้านการยอมรับ (Acceptability) เป็นมิติที่มีคะแนนเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากความสามารถในการลดการปล่อยมลสารของโรงไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น ขณะที่มิติด้านราคา (Affordability) เป็นมิติที่มีคะแนนลดลงอย่างต่อเนื่อง เนื่องจาก ดัชนีราคาต้นทุนของเชื้อเพลิง โดยเฉพาะราคาก๊าซธรรมชาติ สำหรับมิติด้านความพร้อมใช้งานของทรัพยากร (Availability) พบว่า มีคะแนนเพิ่มขึ้น เมื่อมีการเพิ่มการกระจายสัดส่วนของเชื้อเพลิงที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้า และมิติด้านเทคโนโลยีและประสิทธิภาพ (Applicability) เป็นมิติที่มีคะแนนค่อนข้างคงที่ เนื่องจากดัชนีประสิทธิภาพการใช้พลังงานไฟฟ้าที่มีคะแนนต่ำ ส่งผลให้มิติดังกล่าวมีคะแนนต่ำเช่นกัน สำหรับผลการศึกษาภาพอนาคตจำนวน 2 ภาพ ได้แก่ ภาพอนาคตกรณีอ้างอิง (Reference Scenario) และภาพอนาคตทางเลือก (Alternative Scenario) พบว่า ภายใต้ภาพอนาคตทางเลือก ซึ่งกำหนดให้มีการกระจายสัดส่วนของเชื้อเพลิงที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้า โดยเพิ่มสัดส่วนของถ่านหินนำเข้าเป็น 32.4% และพลังงานหมุนเวียนเป็น 33.5% ส่งผลให้เกิดความมั่นคงทางพลังงานไฟฟ้าในทุกดัชนีชี้วัดที่ทำการศึกษา ยกเว้นอัตราการพึ่งพาการนำเข้าพลังงานสุทธิต่อการจัดหาพลังงานทั้งหมด

A Study on Energy Security Indicators for Thailand Power Sector : Utility Aspect

Molnira Thamsereekul¹ and Weerin Wangiraniran²

¹Energy Technology and Management, Graduate School-Interdisciplinary Program, Chulalongkorn University

²Energy Research Institute, Chulalongkorn University

The Purpose of this study is to study energy security indicators for Thailand power sector using sixteen indicators during the period 2009-2013. It constructs a 4-As dimension framework – the availability of energy resources, the affordability of energy price, the acceptability of social and the applicability of supply side and demand side. Moreover, to present the importance of each dimensions and indicators, they are integrated with unequal weight. During the period 2009-2013, it found that the acceptability showed the highest score of energy security in power sector because of the decreasing of the emissions of power plants such as CO2, SO2 and NOx, while the affordability showed the lowest score due to fuel cost and renewable energy cost. For the availability, the result showed that the diversification effect to the higher score of availability. Moreover, the dimension which showed stable is applicability, because of the balance of supply side and demand side scores. Two differences in scenario over this study found that alternative scenario is the best scenario which showed highest energy security.

การศึกษาเปรียบเทียบความรู้ความเข้าใจและทัศนคติด้านพลังงาน (Energy literacy) ของนักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษา: กรณีศึกษา 3 อำเภอในจังหวัดลพบุรี

จุลพงษ์ อุดมพรพิบูล

การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาเปรียบเทียบระดับความรู้ความเข้าใจและทัศนคติด้านพลังงาน (Energy Literacy) ของนักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษา ผ่านกรณีศึกษา 3 อำเภอในจังหวัดลพบุรี ได้แก่ โรงเรียนโคกกะเทียมวิทยาลัยและโรงเรียนพระนารายณ์ในอำเภอเมืองลพบุรี โรงเรียนโคกสำโรงวิทยาและโรงเรียนบ้านวังเพลิงในอำเภอโคกสำโรง และโรงเรียนสัตยาไสในอำเภอชัยบาดาล โดยใช้แบบสอบถามในการเก็บข้อมูลจากกลุ่มตัวอย่างจำนวน 352 คน วิเคราะห์ข้อมูลทางสถิติด้วยโปรแกรม Microsoft Excel 2010 ผลการวิจัยพบว่า ค่าเฉลี่ยของความรู้ความเข้าใจด้านพลังงาน ได้แก่ ความรู้ ทัศนคติ และการรับรู้ถึงพฤติกรรมการใช้ระหว่างกลุ่มตัวอย่างของโรงเรียนในพื้นที่ใกล้แหล่งผลิตไฟฟ้ากับกลุ่มตัวอย่างของโรงเรียนในพื้นที่อื่น ๆ ส่วนใหญ่มีความแตกต่างกันที่ระดับนัยสำคัญ 0.05 โดยพื้นที่ใกล้แหล่งผลิตไฟฟ้าจะมีคะแนนเฉลี่ยน้อยกว่าพื้นที่อื่นๆ

ผลวิจัยนี้ทำให้สรุปได้ว่า พื้นที่ใกล้แหล่งผลิตไฟฟ้าไม่ใช่ปัจจัยที่ทำให้นักเรียนมีความรู้ความเข้าใจด้านพลังงานมากกว่าพื้นที่อื่น ๆ แต่ปัจจัยสำคัญอยู่ที่ความเจริญก้าวหน้าทางสังคม เศรษฐกิจ และเทคโนโลยี เช่น อายุ รายได้ของครอบครัว อาชีพของคนในครอบครัว รวมถึงหลักสูตรพิเศษทางด้านพลังงานที่ทำให้นักเรียนบางกลุ่มสามารถเข้าถึงแหล่งความรู้ต่าง ๆ ได้มากกว่าและดีกว่า การศึกษานี้จึงให้ข้อเสนอแนะเชิงนโยบายที่มุ่งเน้นการเพิ่มโอกาสในการเข้าถึงความรู้ความเข้าใจด้านพลังงานของนักเรียนให้มากขึ้นในพื้นที่ใกล้แหล่งพลังงานและการพัฒนาและปรับปรุงกระบวนการเรียนการสอน เพื่อให้นักเรียนมีระดับความรู้ความเข้าใจและทัศนคติด้านพลังงาน (Energy Literacy) ที่มากขึ้น อันจะส่งผลให้เกิดพฤติกรรมการใช้ที่ประหยัดพลังงานมากขึ้น

A Comparative Study of Energy Literacy of Secondary- School Students: Case studies of 3 Amphoe in Lopburi Province

Junlapong Udompornpibul¹ and Sopitsuda Tongsopit²

¹Energy Technology and Management Program, Chulalongkorn University

²Energy Research Institute, Chulalongkorn University

The purpose of this research is to compare the level of energy literacy of secondary-school students through case studies of 3 Amphoe in Lopburi Province. The schools include Pranarai School and Khok Kathiam Witthayalai School in Amphoe Muang Lopburi, Khoksamrong Witthaya School and Ban Wang Ploeng School in Amphoe Khoksamrong, Sathya Sai School in Amphoe Chai Badan. We developed a questionnaire to collect data from a sample group of 352 students and conducted statistical analysis using Microsoft Excel 2010.

The research results showed that the average scores of energy literacy, which measured the level of knowledge, attitude, and perception of behavior, were statistically different between the schools. The scores from the school located near a power plant were on average lower than other schools at a significance level of 0.05. This finding suggests that vicinity to a power plant was not a factor that increased students’ energy literacy; instead key factors included socio-economic factors, such as age, family income, and parents’ occupations, and a special syllabus designed to enhance energy literacy. These factors enabled some groups of students to have more and better access to various knowledge sources especially information about energy. Therefore we propose policy recommendations focusing on enhancing opportunities to access knowledge on energy and the improvement of the learning process to improve energy literacy, which could lead to the increase in energy conservation behaviors.

การศึกษารูปแบบการจัดตั้งโรงงานแปรรูปขยะเป็นเชื้อเพลิง กรณีศึกษา เทศบาลนครนนทบุรี จังหวัดนนทบุรี

กรกมล สราญรมย์

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษารูปแบบการจัดตั้งโรงงานแปรรูปขยะเป็นเชื้อเพลิง ในพื้นที่เทศบาลนครนนทบุรี โดยปัจจุบันปริมาณขยะชุมชนมีแนวโน้มที่สูงขึ้นทุกปีและยังเป็นปัญหาในการกำจัดอยู่ในปัจจุบัน โดยมีเป้าหมายที่จะนำเอาขยะ มาทำการศึกษาเพื่อนำมาแปรรูปเป็นขยะเชื้อเพลิง ในวิธีการศึกษาได้สำรวจปริมาณขยะและองค์ประกอบของขยะ จากนั้นเลือกประเภทขยะที่จะนำมาผลิตเป็นเชื้อเพลิงแล้วนำมาหาค่าความร้อน จากนั้นจึงกำหนดรูปแบบขั้นตอนในการแปรรูปขยะเป็นเชื้อเพลิง พร้อมวิเคราะห์ความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ ผลการศึกษา พบว่าพื้นที่เทศบาลนครนนทบุรี มีขยะที่สามารถนำมาเป็นส่วนประกอบของเชื้อเพลิงขยะทั้งสิ้น 174 ตันต่อวัน โดยเลือก พลาสติก กระดาษ และไม้ เป็นวัตถุดิบหลักในการผลิตเชื้อเพลิงขยะ ซึ่งจะใช้ปูนขาวเป็นตัวประสานในการอัดแท่งเพื่อให้ยึดเกาะได้ดี ทั้งนี้โดยมีอัตราส่วน 38 :4 :1 :1 ตามลำดับ เมื่อผ่านกระบวนการแปรรูปเป็นเชื้อเพลิงขยะแล้ว มีกำลังการผลิต เท่ากับ 71.56 ตันต่อวัน ซึ่งให้ค่าความร้อน เท่ากับ 23.79 MJ/KG รูปแบบโรงงานแปรรูปขยะเป็นเชื้อเพลิงจะมีขั้นตอน 7 ขั้นตอนในการผลิต ซึ่งวิเคราะห์ความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์แล้วพบว่า ที่อัตราคิดลด 10 เปอร์เซ็นต์ มีมูลค่าปัจจุบัน 118,772,598 บาท อัตราผลตอบแทนภายใน เท่ากับ 30.91 เปอร์เซ็นต์ และมีระยะเวลาคืนทุน 4.11 ปี อายุโครงการ 15 ปี

A Case Study Of A Waste Processing Plant Fuel Establishment In Nonthaburi Municipality, Nonthaburi Province

Kornkamol Saranrom¹ and Wittaya Yongcharoen²

¹Energy Technology and Management, Graduate School-Interdisciplinary Program, Chulalongkorn University.

²Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Chulalongkorn University.

This research purposes to study the establishment of a waste processing plant fuel in Nonthaburi area. Currently, the amount of waste tends to increase in every year, and also the problem of eliminating the wastes still has not completely solved. The goal of this research is to bring out the garbage to study and to be processed into Refuse Derived Fuel. The study discovered how the composition of waste and garbage. Then, select the type of waste that will be used to produce fuel and to determine the heat. Then define the procedure for processing waste into fuel with analysis of economic value. The results showed that there are the wastes that can be component of fuel around 174 tons per day in Nonthaburi city area. Plastic, paper and wood waste are selected as raw materials to produce and use lime to be as a emulsifier for briquette to hold tight with a ratio of 38: 4: 1: 1 respectively. Once it processed into waste fuel, it will be able to produce fuel with a capacity of 71.56 tons per day which is equivalent to the heating value 23.79 MJ / KG. There are 7 steps to transform waste into fuel and by economic value analysis founded that the discount rate is 10 percent and net present value equals 118,772,598 baht internal rate of return of 30.91 percent and a payback period of 4.11 years, 15-year project life.

ศักยภาพการแปรรูปหญ้าเนเปียร์ไปเป็นพลังงาน

สุริยะ สมศิริ

งานวิจัยนี้ ได้ทำการศึกษาเปรียบเทียบศักยภาพการแปรรูปหญ้าเนเปียร์ไปเป็นพลังงาน 3 รูปแบบคือ แก๊สซิฟิเคชัน แก๊สชีวภาพและไบโอเอทานอล จากพื้นที่การเพาะปลูกต่อไร่ในระยะเวลา 1 ปี ที่เท่ากัน โดยใช้วิธีการศึกษา 2 วิธี คือ ใช้สมการทางเคมีหรือค่าทางทฤษฎีและใช้ผลการทดลองจากงานวิจัย โดยทั้ง 2 วิธี พิจารณาการเปลี่ยนเป็นพลังงานทั้ง 3 รูปแบบ แล้วนำมาคำนวณหาพลังงานที่ได้ ผลการศึกษาพบว่า แก๊สซิฟิเคชันเป็นกระบวนการที่สามารถแปรรูปหญ้าเนเปียร์ไปเป็นพลังงานได้มากที่สุดคือ 304.92 จิกะจูลต่อไร่ต่อปี(กรณีคำนวณทางทฤษฎี) และ 203.01 จิกะจูลต่อไร่ต่อปี(กรณีคำนวณจากผลการทดลอง) รองลงมาคือ การแปรรูปเป็นแก๊สชีวภาพ มีค่าพลังงานที่ได้จากทางทฤษฎีและจากผลการทดลองเป็น 158.70 จิกะจูลต่อไร่ต่อปี และ 88.66 จิกะจูลต่อไร่ต่อปี ตามลำดับ ส่วนการแปรรูปเป็นไบโอเอทานอลมีค่าพลังงานที่ได้ต่ำที่สุดคือ 103.15 จิกะจูลต่อไร่ต่อปี และ 84.8 จิกะจูลต่อไร่ต่อปี จากวิธีทางทฤษฎีและจากผลการทดลอง ตามลำดับ

Potentials of Transforming Napier Grass to Energy

Suriya Somsiri¹ and Supawat Vivanpatarakij²

¹Energy Technology and Management, Graduate School-Interdisciplinary Program, Chulalongkorn Universit

²Energy Research Institute, Chulalongkorn University

Potentials of transforming napier grass to energy, per Rai per year, were comparatively studied among the following 3 transforming technologies : gasification, digestion to biogas, and fermentation to bioethanol. The study was divided to 2 methods, theoretical and experimental methods. Theoretical method used chemical equation or theoretical value to calculate the energy from each transforming technology. Experimental method used the result of experiment from research to calculate the energy from each transforming technology. The study found that gasification exhibited the highest transforming potential of 304.92 gigajoules per Rai per year (by theoretical method) and 203.01 gigajoules per Rai per year (by experimental method). The second was biogas of which 158.70 gigajoules per Rai per year from theoretical method and 88.66 gigajoules per Rai per year from experimental method. The lowest potential was obtained from bioethanol of which 103.15 and 84.8 gigajoules per Rai per year from theoretical and experimental method, respectively.

การประเมินศักยภาพเชิงเทคนิคและเศรษฐศาสตร์ของระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคาอาคารในจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ณัฐพงศ์ สุวรรณสังข์

แนวโน้มของการลดลงของต้นทุนระบบไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ทำให้เริ่มมีการนำเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้งานเพื่อวัตถุประสงค์ของการลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภาคส่วนอาคารธุรกิจและโรงงาน สถาบันการศึกษาก็เป็นกลุ่มผู้ใช้ไฟฟ้าที่มีค่าใช้จ่ายไฟฟ้าสูงและมีแนวโน้มการใช้ไฟฟ้ามากขึ้น แต่ยังไม่มีการนำเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้อย่างแพร่หลาย งานวิจัยนี้จึงได้วิเคราะห์ศักยภาพเชิงเทคนิคและเชิงเศรษฐศาสตร์ของระบบผลิตไฟฟ้าแสงอาทิตย์บนหลังคาอาคารจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย โดยได้คัดเลือกอาคาร 10 อาคารจากทั้งหมด 183 อาคารในพื้นที่จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย อาคารที่ได้รับคัดเลือกผ่านเกณฑ์การคัดกรองทั้งทางด้านกายภาพและด้านภูมิศาสตร์ ทำให้ที่มีพื้นที่การติดตั้งที่เหมาะสมและการเข้าถึงความเข้มรังสีดวงอาทิตย์ ผลที่ได้ พบว่าผลรวมของศักยภาพเชิงเทคนิค จำนวน 10 อาคารที่ศึกษา อยู่ที่ 2,949.19 kWh/day และผลการศึกษาศักยภาพเชิงเศรษฐศาสตร์ที่อัตราส่วนลด 7.08% พบว่ามีมูลค่าปัจจุบันสุทธิ 26,744,616.98 บาท ระยะเวลาการคืนทุน 7.41 ปี และ ผลตอบแทนภายใน 15% และเมื่อเปรียบเทียบการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์และความต้องการการใช้ไฟฟ้าของทุกอาคารที่ศึกษา พบว่าระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์สามารถลดการใช้พลังงานได้ถึง 10.97% ในปีแรกและสามารถลดการใช้พลังงานเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ในปีต่อๆ ไป ผลการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าการลงทุนในระบบผลิตไฟฟ้าบนหลังคาของ 10 อาคารที่คัดเลือกในพื้นที่จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย มีความคุ้มค่าการลงทุน มูลค่าปัจจุบันสุทธิและผลตอบแทนภายในมีค่าเชิงบวก และระยะการคืนทุนสั้น ทำให้การติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคาเป็นทางเลือกในการช่วยลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานที่น่าสนใจสาหรับมหาวิทยาลัยแห่งนี้

An Assessment of the Technical and Economic Potential of Rooftop Solar Systems on Chulalongkorn University’s Buildings

Natthapong suwanasang¹ and Sopitsuda tongsopit²

¹Energy Technology and Management, Graduate School-Interdisciplinary Program, Chulalongkorn University

²Energy Research Institute, Chulalongkorn University

Recent trend in the decline in the cost of solar photovoltaics modules has driven the use of solar technology for the purpose of energy cost reduction, especially in the commercial building and industrial sector. Academic institutions are a group of electric power users that have experienced high electricity costs and increasing electricity demand but the use of solar power is still limited in this group. This research hence analyzed the technical and economic potential of solar systems on the roofs of Chulalongkorn University’s buildings. By screening the buildings based on their physical and geographical potential, ten buildings were selected from a total of 183 buildings; these ten buildings are well-situated in areas that have access to solar irradiation. The results show that the total technical potential of solar power on these 10 buildings are 2,949.19 kWh/day. The investment in solar power on these buildings is feasible, yielding an NPV of 26,744,616.98 Thai Baht, an IRR of 15%, and a payback period of 7.41 years. In comparison to the total electricity use of all the buildings, the solar systems can reduce electricity consumption by 10.97% in the first year and the saving electricity consumption increases in subsequent years. These findings show that the investment in solar systems for these 10 buildings is feasible and can be used as an energy saving option for this university.

ระบบกักเก็บพลังงานโดยใช้แบตเตอรี่ที่เหมาะสมสำหรับการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ สำหรับผู้ใช้ไฟที่มีการคิดอัตราค่าไฟฟ้าตามช่วงเวลาการใช้งาน

ธีระภัทร์ แมนมิตร

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์หลักในการพัฒนาโปรแกรมสำหรับออกแบบขนาดระบบกักเก็บพลังงานโดยใช้แบตเตอรี่สำหรับผู้ใช้ไฟที่มีการติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าด้วยเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อให้เกิดประโยชน์ทางด้านเศรษฐศาสตร์สูงสุด

ในการพัฒนาโปรแกรมสำหรับคำนวณขนาดระบบกักเก็บพลังงานที่เหมาะสม ผู้วิจัยเลือกใช้กระบวนการทางพันธุศาสตร์ผ่านทางโปรแกรม Matlab ซึ่งผู้ที่ใช้โปรแกรมสามารถปรับเปลี่ยนค่าพารามิเตอร์ต่างๆให้เหมาะสมกับการนำไปใช้ในแต่ละกรณี ในงานวิจัยนี้ผู้วิจัยได้จัดทำกรณีศึกษาผู้ใช้ไฟกลุ่มการผลิตผลิตภัณฑ์คอนกรีตที่มีการติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าจากเซลส์แสงอาทิตย์ขนาด 250 kWp เพื่อแสดงผลที่ได้จากโปรแกรมที่พัฒนาขึ้น

ผลการคำนวณแสดงให้เห็นว่า เมื่อผู้ใช้ไฟที่มีการติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์มีการนำแบตเตอรี่เข้ามาบริหารจัดการพลังงาน เพื่อควบคุมปริมาณความต้องการกำลังไฟฟ้าให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม ผู้ใช้ไฟจะได้รับผลตอบ แทนทางการเงินที่มากขึ้นจากค่าไฟฟ้าที่ลดลงในแต่ละเดือนเมื่อเทียบกับกรณีที่ติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสง อาทิตย์เพียงอย่างเดียว

Optimal Battery Energy Storage System for PV Grid Connector for Customer with Time-Of- Use Tariff

Teerapat Manmit¹ and Parnjit Damrongkulkamjorn²

¹Master of Engineering, Department of Electrical Engineering, The Graduate School, Kasetsart University.

²Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, Kasetsart University.

The main purpose of this research is to develop a program to determine the optimal size of energy storage system for electrical customer with photovoltaic generating system.

In this program, Genetic Algorithm in Matlab is used as a tool to calculate the optimal size of energy storage system. The parameters in the program can be properly adjusted by the users when applied to various case studies. The electrical customer type used in this research to illustrate the optimal results of the developed program is the concrete product industry with the photovoltaic installation of 250 kWp.

The calculation results show that when the customers with photovoltaic install the energy storage system to maintain their monthly peak demand at a proper level, their net present worth is higher compared to the case where the energy storage system is not installed due to the decrease of the monthly demand charge.