" Return of the Steam Engine ? "

ႀကာေတာ႔ႀကာခဲ႔ပါၿပီ။ (၂၀၀၉) ခုနွစ္ခန္႔တုန္းက ထင္ပါတယ္။ မနက္တိုင္း ၿပား (၇၀) တန္ သတင္းစာေလး၊ ဘတ္စ္ကားေပါါမွာ ဖတ္ေနရင္း၊ မန္ဆာခၽဴးဆက္နည္းပညာတကၠသိုလ္ရဲ႕ MIT Technical Review စာေစာင္မွ၊ ေဆာင္းပါးတပုဒ္လးတပုဒ္ကို၊ ဖတ္မိပါတယ္။ စာေစာင္ ကေတာ႔ ဝယ္ဖတ္တာမဟုတ္ပဲ၊ ၿပား (၇၀) တန္ သတင္းစာဝယ္ရင္း၊ အိမ္နားမွ သတင္းစာေဟာင္း၊ ပစၥည္းေဟာင္းေတြဝယ္သူ 'ကာရန္ဂူနီႀကီး' ဆီက၊ အလကားေတာင္းလာတာပါ။

ေဆာင္းပါးရဲ႕နာမည္က ေရေနြးေငြ႔သံုး အင္ဂၽင္ေတြ ၿပန္လာေတာ႔မွာလား " Return of the Steam Engine ? " ၿဖစ္ပါတယ္။ ေဆာင္းပါးရွင္ကေတာ႔ MIT Technical Review စာေစာင္ရဲ႕ စြမ္းအင္က႑ဆိုင္ရာ အႀကီးတန္းအယ္ဒီတာ Kevin Bullis ၿဖစ္ပါတယ္။ ဒီေနရာမွာ မူရင္းေဆာင္းပါးရွင္ရဲ႕ အာေဘာ္အတိုင္းမဟုတ္ပဲ၊ ေတြးၿမင္မိတာေလးကို ဟိုမေရာက္ဒီမေရာက္၊ ေရးသားေဖာ္ၿပပါဦးမယ္။

မီးရိွဳ႕ေလာင္စာစြန္႔ထုတ္မွဳ exhaust emissions မွတဆင္႔၊ ေလထုညစ္ညမ္းမွဳ air pollution ကိုေလၽွာ႔ခၽရာမွာ၊ အတြင္းမီးေလာင္အင္ဂၽင္လို႔ေခါါတဲ႔ internal combustion engines ေတြၿဖစ္တဲ႔ ဒီဇယ္ဆီေလာင္စာသံုး diesel engines ေတြနဲ႔ ဓါတ္ဆီေလာင္စာသံုး gasoline engines ေတြအစား၊ အၿပင္မီးေလာင္အင္ဂၽင္ external combustion engines ၿဖစ္တဲ႔၊ ေရေနြးေငြ႔သံုး steam engines ေတြ ဒါမွမဟုတ္ lithium batteries ေတြကို၊ alternative အေနနဲ႔ အစားထိုးအသံုးၿပဳၿခင္း ရွဳေဒါင္႔မွွ၊ စဥ္းစားေတြးေတာမိပါတယ္။ lithium batteries ေတြကို၊ alternative အေနနဲ႔ အစားထိုးအသံုးၿပဳရာမွာ၊ ကုန္ႀကမ္းရရိွမွဳမွာ အကန္႔အသတ္ အခက္အခဲေတြ၊ ရိွေနတာကို ေတြ႔ၿမင္ရပါတယ္။ အားလံုးသိႀကတဲ႔အတိုင္း 'lithium' ကလည္း၊ 'rare earth' မွတဆင္႔ တူးေဖာ္သန္႔စင္ ၿပီးမွ၊ ရရိွတာၿဖစ္ပါတယ္။

internal combustion engines ေတြကို (၂၀) ရာစု၊ တစုလံုး ကမာၻတဝွမ္းလံုး transportation ဆိုတဲ႔ 'သယ္ယူပို႔ေဆာင္ေရးက႑' မွာ၊ တြင္တြယ္ကၽယ္ကၽယ္ အသံုးၿပဳခဲ႔ႀကပါတယ္။ internal combustion engines ေတြေႀကာင္႔ ေပါါေပါက္လာတဲ႔ ေလထုညစ္ညမ္းမွဳ air pollution ကိုေလၽွာ႔ခၽရာမွာ၊ ေလာင္စာ အၿဖစ္ biomass ကို အသံုးၿပဳထားတဲ႔ steam engines ေတြနဲ႔၊ အစားထိုးအသံုးၿပဳရန္ စမ္းသတ္မွဳေတြ လုပ္ေဆာင္ခဲ႔ႀကပါတယ္။ biomass မွတဆင္႔ thermal conversion နည္းပညာကိုသံုးၿပီး၊ ၿမင္းေကာင္ရည္ (၁၀၀) ပမာဏ စြမ္းရည္ရိွတဲ႔၊ steam engine ကို၊ (၁၉၉၉) ခုနွစ္ ဒီဇင္ဘာလမွာ Mark V engine အၿဖစ္၊ ထီထြင္နိဳင္ခဲ႔ပါတယ္။ လက္ေတြ႔မွာ ေစၽးကြက္အတြင္း၊ သယ္ယူပို႔ေဆာင္ေရးက႑မွာ commercial အေနနဲ႔ စီးပြားၿဖစ္၊ အေၿမာက္အမၽား ထုတ္လုပ္ေရာင္းခၽနိဳင္ၿခင္း မရိွေသးသလို၊ economically အေနနဲ႔လည္း တြက္ေၿခကိုက္ကာ၊ တြင္တြင္ကၽယ္ကၽယ္ သံုးစြဲနိဳင္ၿခင္း မရိွေသးတာကိုလည္း၊ ေတြ႔ရပါတယ္။

'biological material' လို႔ေခါါတဲ႔ 'biomass' ဆိုတာကေတာ႔ ဇီဝသက္ရိွ living organisms ေတြၿဖစ္ၿပီး၊ အပင္ plant သို႔မဟုတ္ အပင္ေတြမွ ထုတ္ယူရရိွတဲ႔ plant-derived materials ကုန္ႀကမ္းပစၥည္းေတြ ၿဖစ္ပါတယ္။ biomass မွတဆင္႔ biofuel ဆိုတဲ႔ ဇီဝေလာင္စာဆီကို၊ ထုတ္ယူနိဳင္ပါတယ္။ biomas မွတဆင္႔ 'စြမ္းအင္အသြင္ကူးေၿပာင္းၿခင္း' ကို thermal conversion, chemical conversion နဲ႔ biochemical conversion ဆိုၿပီး၊ ခြဲၿခားေဆာင္ရြက္နိဳဳင္ပါတယ္။ ဒီဇယ္ဆီနဲ႔ ဓါတ္ဆီတို႔လို ရုပ္ႀကြင္းေလာင္စာ 'fossil fuels' ေတြမွ တဆင္႔ ထုတ္ယူရရိွတဲ႔ ကူးေၿပာင္းစြမ္းအင္ေတြနဲ႔ နိွဳင္းယွဥ္ ႀကည္႔တဲ႔အခါ၊ 'biomass - derived energy' ဆိုတဲ႔ biomass မွ တဆင္႔ ထုတ္ယူရရိွတဲ႔ ကူးေၿပာင္းစြမ္းအင္ေတြဟာ၊ carbon dioxide emissions ထုတ္လုပ္မွဳပမာဏ ပိုမိုေလၽွာ႔နည္းတာ၊ ေတြ႔ရပါတယ္။ 

Fig. cogeneration station in Metz, France - 45MW boiler uses waste wood biomass as energy source.

biomass - derived energy နည္းပညာဟာ၊ 'thermal conversion' အေနနဲ႔ စြမ္းအင္ထုတ္စက္ရံု energy plant က႑၊ အထူးသၿဖင္႔ လၽွပ္စစ္ဓါတ္အားထုတ္လုပ္မွဳ electricity production source အၿဖစ္၊ ၿဖည္းၿဖည္းမွန္မွန္ တိုးတက္ေနပါတယ္။ United States ဆိုတဲ႔ အေမရိကန္နိဳင္ငံမွ လၽွပ္စစ္ဓါတ္အား ထုတ္လုပ္မွဳရဲ႕ (၁၁ %) ဟာ biomass - derived energy plant ေတြမွ၊ ရရိွတာၿဖစ္ပါတယ္။ (၂၀၁၂) ခုနွစ္မွာ ေကာက္ယူရရိွတဲ႔ စာရင္းေတြအရ၊ အေမရိကန္နိဳင္ငံတဝွမ္းလံုးမွာ biomass - derived energy plant စက္ရံုအရည္အတြက္ (၈၅) ရံုရိွတာ သိရပါတယ္။ ဥေရာပမွာလည္း biomass - derived energy plant စက္ရံုေတြကို 'cogeneration station' အေနနဲ႔ electricity production source အၿဖစ္၊ တည္ေဆာက္အသံုးၿပဳေနႀကပါတယ္။

'chemical conversion' အေနနဲ႔ ethylene နဲ႔ propylene တို႔လို၊ 'olefins' ေတြထုတ္လုပ္ၿခင္းနဲ႔ methanol ထုတ္လုပ္ၿခင္းမွာလည္း၊ biomass ကို အသံုးၿပဳပါတယ္။ အလားတူ gas to liquids လို႔ေခါါတဲ႔ အေငြ႔မွ အရည္သို႔ေၿပာင္းလဲတဲ႔ 'fischer – tropsch process' နည္းစဥ္ကိုအသံုးၿပဳၿပီး၊ synthetic lubrication oil ေတြနဲ႔ synthetic fuel ေတြကို၊ ထုတ္လုပ္ရာမွာ ေကၽာက္မီးေသြး coal နဲ႔ သဘာဝဓါတ္ေငြ႔ natural gas တို႔ကို၊ အသံုးၿပဳသလို biomass ကိုလည္း အသံုးၿပဳပါတယ္။ biomass ကိုအသံုးၿပဳထားတဲ႔ 'fischer – tropsch process' နည္းစဥ္မွတဆင္႔ petroleum - derived hydrocarbons အေၿခခံ synthetic fuel ၿဖစ္တဲ႔၊ low-sulfur diesel fuel ကိုရရိွပါတယ္။

(700 °C) အထက္္ ၿမင္႔မားတဲ႔အပူရိွန္အသံုးၿပဳၿပီး organic သို႔မဟုတ္ fossil based carbonaceous materials ေတြကို၊ carbon monoxide, hydrogen နဲ႔ carbon dioxide ဓါတ္ေငြ႔တို႔ အၿဖစ္၊ အသြင္ေၿပာင္းလဲၿခင္းကို 'gasification' လို႔ေခါါၿပီး၊ ရရိွလာတဲ႔ ဓါတ္ေငြ႔ေရာ gas mixture ကို 'syngas' သို႔မဟုတ္ 'synthesis gas' တနည္းအားၿဖင္႔ 'synthetic gas' လို႔ေခါါပါတယ္။ biomass မွထုတ္ယူ ရရိွလာတဲ႔ 'syngas' ကို 'producer gas' လို႔လည္းေခါါႀကပါတယ္။ biomass gasification ကို၊ ပတ္ဝန္းကၽင္ေလဖိအား atmospheric pressure မွာသာ ေဆာင္ရြက္နိဳင္တဲ႔အတြက္၊ incomplete combustion အေနနဲ႔ carbon monoxide, hydrogen နဲ႔ methane အနည္းငယ္ပါဝင္တဲ႔ combustible gas ေတြရရိွလာၿပီး၊ producer gas အေနနဲ႔ internal combustion engines ေတြမွာ၊ အသံုးၿပဳနိဳင္ပါတယ္။

living organisms ေတြၿဖစ္တဲ႔ 'biological material' တနည္းအားၿဖင္႔ 'biomass' ကို၊ 'gasification' အေနနဲ႔ေၿပာင္းလဲရာမွာ၊ ေကၽာက္မီးေသြး coal နဲ႔ သဘာဝဓါတ္ေငြ႔ natural gas တို႔လို၊ fossil based carbonaceous materials ေတြနဲ႔ မတူပဲ၊ ကုန္ကၽစားရိတ္ၿမင္႔မားမွဳ ရိွသလို၊ နည္းပညာပိုင္းအရ သတိၿပဳရမယ္႔ technical risk ေတြလည္းရိွပါတယ္။ ဒါ႔အၿပင္ biomass မွထုတ္ယူရရိွတဲ႔ gas mixture ကို၊ ေလွာင္အိုး pressure vessel ေတြအတြင္းထည္႔သြင္းရာမွာ၊ fossil based carbonaceous materials ေတြ မွထုတ္ယူရရိွတဲ႔ gas mixture ေတြထက္၊ ပိုမို ခက္ခဲတာကိုလည္း၊ ေတြ႔ရပါတယ္။

Fig. microbial electrolysis cell

natural material ၿဖစ္တဲ႔ biomass ကို၊ bacteria ေတြမွထုတ္ေပးတဲ႔ enzymes ေတြနဲ ႔အၿခားေသာ အဏုဇီဝ micro-organisms ေတြ အသံုးၿပဳၿပီး၊ 'biochemical conversion' အေနနဲ႔ 'microbial electrolysis cell' ဘထၲရီေတြကို တည္ေဆာက္ကာ၊ hydrogen ဓါတ္ေငြ႔ ထုတ္ယူနိဳင္ပါတယ္။ အလားတူ biocatalysts လို႔ေခါါတဲ႔ bacteria ေတြမွထုတ္ေပးတဲ႔ enzymes ေတြနဲ႔ ဟင္းသီးဟင္းရြက္ဆီ အေဟာင္း waste vegetable oils ေတြမွတဆင္႔ 'transesterification' နည္းစဥ္ အသံုးၿပဳၿပီး၊ 'biodiesel' ေလာင္စာဆီကို၊ ထုတ္ယူနိဳင္ပါတယ္။ 

Refrence : MIT Technology Review, Return of the Steam Engine ? by Kevin Bullis, December 15, 2009., http://www.biomassenergycentre.org.uk/ Retrieved on 2012-02-28.

Remark : All publications and images herein this website are for use of educational purpose only. The owner of this web site is not responsible for the consequences in case of violation to copyright, trademark, patent or other intellectual property rights of any third party.