ทำความเข้าใจระบบซัพพลายเชน ‘ก๊าซธรรมชาติ’ สร้างประโยชน์สูงสุดทั้งกระบวนการ
The Bangkok Insight
อัพเดต 23 ก.ย 2567 เวลา 09.36 น. • เผยแพร่ 24 ก.ย 2567 เวลา 01.30 น. • The Bangkok Insightความสำคัญของระบบซัพพลายเชน ก๊าซธรรมชาติ ตั้งแต่การสำรวจ ผลิต กระบวนการขนส่ง จนถึงการคัดแยกก๊าซ เพื่อการใช้ทรัพยากรธรรมชาติได้อย่างเกิดประโยชน์สูงสุด
รู้หรือไม่ว่า ก๊าซธรรมชาติ ไม่ใช่เป็นเพียงเชื้อเพลิง พลังงาน แต่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย หลังจากผ่านกระบวนการจากโรงแยกก๊าซ ซึ่งสามารถสร้างมูลค่าเพิ่มได้มากถึง 8-40 เท่า อย่างไรก็ตามการจะใช้ประโยชน์และสร้างมูลค่าเพิ่มจากก๊าซธรรมชาติได้นั้น ต้องผ่านกระบวนการต่าง ๆ รวมถึงการลงทุนจำนวนมากตลอดทั้งระบบซัพพลายเชน เรามาทำความรู้จักไปพร้อม ๆกัน
การสำรวจและผลิต จุดแรกระบบซัพพลายเชน
เริ่มตั้งแต่การสำรวจและผลิต ต้องดำเนินการสำรวจและคํานวณหาปริมาณปิโตรเลียมที่คาดว่าจะผลิตได้ในแต่ละวัน ประเมินปริมาณสำรองปิโตรเลียมในแต่ละแหล่ง ว่าจะมีมากพอคุ้มกับการลงทุนผลิตหรือไม่
ในการสำรวจจะเริ่มต้นด้วยการสํารวจทางธรณีวิทยา โดยภาพถ่ายทางอากาศ หรือภาพถ่ายจากดาวเทียม เพื่อคาดคะเนโครงสร้างของชั้นหินใต้พื้นดินอย่างคร่าว ๆ จากนั้นนักธรณีวิทยาจะออกสํารวจ เพื่อเข้าใจลักษณะทางธรณีวิทยาของชั้นหินที่อยู่ลึกลงไปหลายกิโลเมตร
ขณะที่ข้อมูลจากการสํารวจทั้งหมด จะถูกบันทึกไว้ในแผนที่ทางธรณีวิทยา แต่ทั้งหมดนี้จะต้องได้รับการยืนยันโดยการสํารวจทางธรณีฟิสิกส์อีกชั้นหนึ่งจากผลการเจาะสุ่ม ถ้าพบร่องรอยปิโตรเลียมที่หลุมใด ก็จะเจาะหลุมเพิ่มเติมในบริเวณนั้นอีกจํานวนหนึ่ง เพื่อหาขอบเขตความกว้างยาวของแหล่ง และปริมาณปิโตรเลียมที่น่าจะกักเก็บอยู่ในแหล่งนั้น ก่อนที่จะเจาะหลุมทดลองผลิตต่อไป
ทั้งนี้ การเจาะหลุมทดลองผลิต ก็เพื่อคํานวณหาปริมาณปิโตรเลียมที่คาดว่าจะผลิตได้ในแต่ละวัน และปริมาณสำรองปิโตรเลียม ว่าจะมีมากพอคุ้มกับการลงทุนผลิตหรือไม่
ตามปกติปิโตรเลียมใต้ผิวโลก จะมีค่าความดันสูงกว่าบรรยากาศอยู่แล้ว การนําปิโตรเลียมจากพื้นดินขึ้นมา จึงอาศัยแรงดันธรรมชาติดังกล่าว โดยให้มีการควบคุมการไหลที่เหมาะสมจากปากหลุมปิโตรเลียมไหลผ่านท่อไปยังเครื่องแยกน้ำและเม็ดหิน ดิน ทราย ที่เจือปน
จากนั้นปิโตรเลียมจะถูกส่งผ่านท่อรวมไปยังสถานีใหญ่ เพื่อแยกน้ำมันดิบและก๊าซธรรมชาติออกจากกัน ในการแยกขั้นสุดท้ายจะมีก๊าซเจือปนส่วนน้อยที่ต้องเผาทิ้ง เพราะคุณสมบัติไม่ตรงกับก๊าซส่วนใหญ่ที่จะทําการซื้อขาย
เปิดรูปแบบการขนส่งก๊าซธรรมชาติ
กระบวนการต่อไป คือ การขนส่งก๊าซธรรมชาติ โดยมีวิธีการขนส่ง 3 รูปแบบ ได้แก่
1.การขนส่งผ่านระบบท่อ (Pipeline)
ท่อก๊าซส่วนใหญ่ผลิตจากเหล็กกล้าคาร์บอนสูง (High-carbon steel) ซึ่งสามารถทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี ดังนั้นจึงสามารถเดินระบบท่อก๊าซธรรมชาติได้ทั้งบนบกและในทะเล ซึ่งการขนส่งด้วยระบบนี้มีความปลอดภัย ต่อเนื่อง และเกิดการสูญเสียระหว่างการขนส่งน้อยที่สุด
อย่างไรก็ดีการลงทุนระบบท่อก๊าซมีต้นทุนที่สูงมาก ดังนั้นจึงต้องมีการประเมินปริมาณความต้องการก๊าซที่ชัดเจน และมีปริมาณมากเพียงพอที่จะคุ้มค่าการลงทุน รวมถึงพิจารณาความเหมาะสมของสภาพภูมิประเทศควบคู่ไปด้วย เช่น ประเทศที่ไม่มีแหล่งผลิตก๊าซธรรมชาติและแผ่นดินไม่ติดทะเล จำเป็นต้องเดินระบบขนส่งก๊าซผ่านทางท่อจากผู้ผลิตหรือผู้ขาย
การส่งผ่านก๊าซทางระบบท่อแบ่งเป็น 3 ประเภทใหญ่ ๆ ได้แก่ 1. Gathering Pipelines 2.Transmission Pipelines และ 3. Distribution Pipelines โดย Gathering Pipelines เป็นท่อที่รวบรวมก๊าซธรรมชาติดิบจากหลุมผลิตต่าง ๆ หลังจากนั้นก๊าซธรรมชาติจะถูกส่งผ่าน Transmission Pipelines เพื่อเข้าสู่โรงแยกก๊าซ จากนั้นก๊าซธรรมชาติจะถูกส่งเข้าสู่ Distribution Pipelines เพื่อกระจายไปยังผู้ใช้ปลายทาง เช่น โรงไฟฟ้า โรงงานอุตสาหกรรม ที่อยู่อาศัย สถานีบริการเติมก๊าซ
นอกจากนี้ในระบบของท่อส่งก๊าซธรรมชาติ จะมีสถานีที่ควบคุมคุณภาพของการขนส่ง ได้แก่ สถานีเพิ่มความดัน หน่วยควบคุมคุณภาพก๊าซ หน่วยควบคุมจุดกลั่นตัวของก๊าซ (Dew Point Control Unit) และสถานีเพิ่มความดัน
2.การขนส่งทางเรือ
เหมาะสำหรับการขนส่งระยะทางไกลในปริมาณมาก เนื่องจากเมื่อก๊าซธรรมชาติอยู่ในสถานะของเหลว (ก๊าซธรรมชาติเหลว: LNG) จะมีปริมาตรลดลงประมาณ 600 เท่าของสถานะก๊าซ โดยกระบวนการขนส่งก๊าซธรรมชาติทางเรือมีขั้นตอน ดังนี้
1. กระบวนการ Liquefaction เป็นกระบวนการแปลงสถานะของก๊าซธรรมชาติให้อยู่ในรูปของเหลว หรือที่เรียกว่าก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) โดยมีการแยกสิ่งปลอมปนและองค์ประกอบต่าง ๆ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ ปรอท และกำมะถัน จากนั้นจึงทำการลดอุณหภูมิลงมาที่ -160 องศาเซลเซียส เพื่อทำให้มีปริมาตรลดลง สามารถขนส่งทางเรือได้
2. กระบวนการบรรจุก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) ลงถังกักเก็บบนเรือ เมื่อแปรสภาพก๊าซฯเป็นของเหลวซึ่งเรียกว่า LNG แล้วจะถูกบรรจุในถังกักเก็บบนเรือที่ต้องรักษาอุณหภูมิให้อยู่ในสถานะของเหลวตลอดการขนส่ง ถังกักเก็บจึงถูกออกแบบให้สามารถกันความร้อนได้สูง
3. กระบวนการรับก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) หลังจากที่เรือขนส่งถึงท่ารับ LNG (LNG Terminal) จะถูกเก็บไว้ในถังเก็บในสถานะของเหลว โดย LNG Terminal มีทั้งแบบบนบก (Land-based) และลอยนํ้าหรือที่เรียกว่า Floating Storage and Regasification Unit (FSRU)
ทั้งนี้ ขนาดของจุดรับก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG Receiving Terminal) ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบหลายอย่าง ได้แก่ จํานวนจุดเทียบเรือ (Berthing Slots) ความสามารถในการเก็บก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG Storage Capacity) การทำให้เป็นไอ (Vaporization Facility) และความต้องการของตลาด (Market Requirements)
4. กระบวนการเปลี่ยนสถานะจากของเหลวให้กลับเป็นก๊าซ (Regasification Process) LNG ในสถานะของเหลวจะมีอุณหภูมิประมาณ -160 องศาเซลเซียส จะถูกปล่อยไหลผ่านท่อจากด้านล่างขึ้นไปยังด้านบนในขณะที่ท่อน้ำทะเลซึ่งมีอุณหภูมิสูงกว่าจะปล่อยน้ำทะเลจากด้านบนลงสู่ด้านล่างทางด้านนอกของท่อ LNG ทำให้ LNG เปลี่ยนสถานะเป็นก๊าซ โดยไม่มีการสัมผัสกันระหว่าง LNG กับ น้ำทะเล จากนั้นก๊าซธรรมชาติจะถูกส่งผ่านท่อ Transmission Pipelines ต่อไป
3.การขนส่งก๊าซธรรมชาติไปยังผู้ใช้ (End User)
การขนส่งก๊าซธรรมชาติไปยังลูกค้ากลุ่มอุตสาหกรรม หรือผู้ผลิตไฟฟ้าสามารถส่งผ่านทางระบบท่อจัดจำหน่ายก๊าซธรรมชาติโดยผ่านสถานีวัดซื้อขายและควบคุมความดันก๊าซธรรมชาติ กรณีที่พื้นที่ตั้งโรงงานของลูกค้าอยู่ห่างไกลจากระบบท่อจัดจำหน่ายก๊าซธรรมชาติ จะใช้การขนส่งก๊าซธรรมชาติทางรถแทน
โรงแยกก๊าซธรรมชาติ ได้อะไรบ้าง
กระบวนการต่อไปในระบบซัพพลายเชน คือ การลำเลียงก๊าซธรรมชาติ ที่มีองค์ประกอบของสารไฮโดรคาร์บอนอื่นที่นอกเหนือจากมีเทน ปะปนอยู่ในปริมาณมาก หรือที่เรียกว่า Wet Gas มายัง โรงแยกก๊าซธรรมชาติ
ดังนั้น โรงแยกฯ จึงมีหน้าที่แยกสารประกอบไฮโดรคาร์บอน และปรับปรุงคุณภาพก๊าซโดยแยก CO2 น้ำ ปรอท ไนโตรเจน ออกด้วย โดยมีผลิตภัณฑ์จากโรงแยกฯ ดังนี้
- ก๊าซมีเทน (CH4)
ใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับผลิตกระแสไฟฟ้า ในโรงงานอุตสาหกรรม และนำไปใส่ถังด้วยความดันสูง เรียกว่าก๊าซธรรมชาติอัด (CNG) สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงในรถยนต์ รู้จักกันในอีกชื่อว่า ก๊าซธรรมชาติสำหรับยานยนต์ (Natural Gas for Vehicles : NGV)
- ก๊าซอีเทน (C2H6)
ใช้เป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีขั้นต้น สามารถนำไปใช้ผลิตเม็ดพลาสติกโพลิเอทิลีน (PE) เส้นใยพลาสติกชนิดต่าง ๆ เพื่อนำไปแปรรูปต่อไป
- ก๊าซโพรเพน (C3H8)
ใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตเม็ดพลาสติกโพลิโพรพิลีน (PP) เพื่อผลิตภาชนะบรรจุอาหารหรือถุงใสใส่อาหารที่สามารถใช้กับไมโครเวฟได้ ยางสังเคราะห์ กาว หม้อแบตเตอรี่
- ก๊าซบิวเทน (C4H10)
ใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตสารเติมแต่ง เพื่อเพิ่มค่าออกเทนในน้ำมัน ยางสังเคราะห์ และพลาสติกเอบีเอส
- ก๊าซโพรเพน (C3H8) และก๊าซบิวเทน (C4H10)
หากนำก๊าซ 2 ชนิด มาผสมกัน และบรรจุใส่ถังจะได้เป็น Liquefied Petroleum Gas (LPG) หรือที่เรียกว่าก๊าซหุงต้ม สามารถนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงในครัวเรือน เป็นเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์ และใช้ในการเชื่อมโลหะได้ รวมทั้งยังนำไปใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมบางประเภทได้อีกด้วย
- ไฮโดรคาร์บอนเหลว (Heavier Hydrocarbon)
จะอยู่ในสถานะก๊าซเมื่ออยู่ใต้ดินเมื่อขึ้นมาถึงปากบ่อที่อุณหภูมิและความดันบรรยากาศจะอยู่ในสถานะของเหลว จึงสามารถแยกจากไฮโดรคาร์บอนที่มีสถานะเป็นก๊าซบนแท่นผลิต เรียกว่า คอนเดนเสท (Condensate) สามารถลำเลียงขนส่งโดยทางเรือหรือทางท่อ นำไปกลั่นเป็นน้ำมันสำเร็จรูปต่อไป
- ก๊าซโซลีนธรรมชาติ
แม้ว่าจะมีการแยกคอนเดนเสทออกเมื่อทำการผลิตขึ้นมาถึงปากบ่อบนแท่นผลิตแล้ว แต่ก็ยังมีไฮโดรคาร์บอนเหลวบางส่วนหลุดไปกับไฮโดรคาร์บอนที่มีสถานะเป็นก๊าซ เมื่อผ่านกระบวนการแยกจากโรงแยกก๊าซธรรมชาติแล้ว ไฮโดรคาร์บอนเหลวเหล่านี้ก็จะถูกแยกออก เรียกว่า ก๊าซโซลีนธรรมชาติ หรือ NGL (Natural Gasoline) และส่งเข้าไปยังโรงกลั่นน้ำมัน เป็นส่วนผสมของผลิตภัณฑ์น้ำมันสำเร็จรูปได้เช่นเดียวกับ คอนเดนเสท และยังเป็นตัวทำละลายซึ่งนำไปใช้ในอุตสาหกรรมบางประเภทได้เช่นกัน
- องค์ประกอบอื่น ๆ
ตัวอย่างเช่น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เมื่อผ่านกระบวนการแยกแล้ว จะถูกนำไปทำให้อยู่ในสภาพของแข็ง เรียกว่าน้ำแข็งแห้ง นำไปใช้ในอุตสาหกรรมถนอมอาหาร อุตสาหกรรมน้ำอัดลมและเบียร์ ใช้ในการถนอมอาหารระหว่างการขนส่ง นำไปเป็น วัตถุดิบสำคัญในการทำฝนเทียม และนำไปใช้สร้างควันในอุตสาหกรรมบันเทิง อาทิ การแสดงคอนเสิร์ต หรือ การถ่ายทำภาพยนตร์
อ่านข่าวเพิ่มเติม
- 'พลังงาน' แจงแผน PDP ใหม่ยังไม่นิ่ง - ยันก๊าซธรรมชาติ ยังเป็นเชื้อเพลิงหลัก!
- ‘กระทรวงพลังงาน’ สั่งเตรียมพร้อม! หลังเกิดเหตุเพลิงไหม้ถังจัดเก็บสารไพรโรไลสิส
- ‘รมว.พลังงาน’ เอาจริง! เร่งออกกฎหมายคุมราคาน้ำมัน ป้องกันขึ้น-ลงตามใจ
ติดตามเราได้ที่