P a g e | 1

Thailand Greenhouse Gas Management Organization (Public Organization)

คาการปลอยกาซเรอนกระจก (Emission Factor) ของอตสาหกรรมการผลตเหลกและเหลกกลาทใชเตาหลอมไฟฟาในการผลต

โดย ศนยขอมลกาซเรอนกระจก

องคการบรหารจดการกาซเรอนกระจก (องคการมหาชน)

ปจจบนการค านวณการปลอยกาซเรอนกระจก ในกลมอตสาหกรรมการผลตเหลกและเหลกกลาทใชเตาหลอมไฟฟา (Electric Arc Furnace: EAF) ในการผลตของประเทศไทย ใชคากลางการปลอยกาซเรอนกระจก (Default Emission Factor) ของอตสาหกรรมเหลกและเหลกกลาทใชเตา EAF ในการผลตจาก International Iron and Steel Institute1 ตามค าแนะน าของ 2006 IPCC Guidelines ท าใหผลการค านวณทไดอาจไมสะทอนถงปรมาณการปลอยกาซเรอนกระจกทแทจรงของประเทศ จากกลมอตสาหกรรมดงกลาว

เพอใหมคาการปลอยกาซเรอนกระจกเฉพาะของประเทศ ไทย (Country-specific Emission Factor) ส าหรบอตสาหกรรม การผลตเหลกและเหลกกลา ดวยเตา EAF องคการบรหารจดการกาซเรอนกระจก (องคการมหาชน) จงไดด าเนนโครงการ “การพฒนาและจดท าขอมลคาการปลอยกาซเรอนกระจกในภาคกระบวนการอตสาหกรรมและการใชผลตภณฑ (IPPU) ของประเทศไทย ” โดยมสถาบนเหลกและเหลกกลาแหงประเทศไทย รวมเปนทปรกษาในการด าเนนโครงการ และมโรงงานผผลตเหลกและเหลกกลาดวยเตา EAF ใหความอนเคราะหในการ เขาไปส ารวจขอมล จ านวน 10 โรงงาน (จากจ านวนทงหมด 14 โรงงาน) ซงทง 10 โรงงาน มก าลงการผลตรวมกนไมนอยกวารอยละ 80 ของก าลงการผลตทงหมด ขนตอนการด าเนนงาน

1. ศกษาคณสมบตพนฐานของสารขาเขา (Input) และสารขาออก (Output) จากกระบวนการผลตเหลกและเหลกกลาดวยเตา EAF ศกษาวธการวเคราะหหาปรมาณคารบอน (Carbon Content) ในชนงานตวอยาง ตามมาตรฐานสากล และ ศกษาวธการ ค านวณคาการปลอยกาซเรอนกระจก (Emission Factor) จากการใชพลงงานและการเกดปฏกรยาเคมในกระบวนการผลตเหลกและเหลกกลาดวยเตา EAF

2. เขาส ารวจโรงงานทเขารวมโครงการ และขอความอนเคราะหชนงานตวอยาง ทงสารขาเขา และสารขาออก จากกระบวนการผลตเหลกและเหลกกลาดวยเตา EAF เชน วตถดบ ปรมาณเชอเพลง /พลงงานทใชในกระบวนการผลต ผลตภณฑจากก ระบวนการ EAF และของเสยทเกดจากกระบวนการผลต เปนตน

1 International Iron and Steel Institute (2004). Consensus of experts and IISI Environmental Performance Indicators 2003 STEEL

P a g e | 2

Thailand Greenhouse Gas Management Organization (Public Organization)

3. วเคราะหหาปรมาณคารบอน (Carbon Content) จากชนงานตวอยางทไดรบความอนเคราะหจากโรงงาน

4. ค านวณหาคาการปลอยกาซเรอนกระจก (Emission Factor) ของกระบวนการผลตเหลกและเหลกกลาดวยเตา EAF

5. เปรยบเทยบผลการศกษาทไดกบผลการศกษาของตางประเทศ 6. น าเสนอผลการศกษาตอบรษทผประกอบการและหนวยงานทเกยวของ เพอรบฟงความคดเหน

ตอผลการด าเนนโครงการ ผลการศกษา

1. สารขาเขา-สารขาออก จากกระบวนการผลตเหลก และเหลกกลาดวยเตา EAF จากผลการศกษาและรวบรวมปรมาณสารขาเขา-สารขาออก ตามทระบใน 2006 IPCC Guidelines

จากโรงงานทผลตเหลกและเหลกกลาดวยเตา EAF สามารถสรปไดดงน สารขาเขา ไดแก

วตถดบ: เศษเหลก (Scrap) โลหะหลอมเหลว (Molten Metal) เหลกพก (Pig Iron) ฝนอดกอน (Hot Briquette Metal) แทงอเลกโทรด (Electrode) โดโลไมท (Dolomite) ปนขาว (Lime) ซลคอนแมงกานส (SiMn) เฟอรโรแมงกานส (FeMn) และเฟอรโรซลคอน (FeSi) พลงงาน/เชอเพลง: ไฟฟา (Electricity) ถานหน (Coal) น ามนหนก (Heavy Oil) น ามนดเซล (Diesel) กาซธรรมชาต (Natural Gas) กาซออกซเจน (Oxygen Gas) และกาซไนโตรเจน (Nitrogen Gas)

สารขาออก ไดแก ผลตภณฑ: เหลกแทงเลก (Billet) เหลกแทงใหญ (Slab) และเหลกแทงแบน (Bloom) ของเสย: ฝน (EAF Dust) ตะกรน (Slag) สนมเหลก (Scale) เปนตน

สารขาเขา-สารขาออก จากกระบวนการผลต เหลกและเหลกกลาดวยเตา EAF ทมสวนเกยวของกบการปลอยกาซเรอนกระจกแสดงตาม รปท 1

P a g e | 3

รปท 1 สารขาเขา-สารขาออก จากกระบวนการผลต เหลกและเหลกกลาดวยเตา EAF2

2 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories (2006). Illustration of steel production process (Vol.3, Chapter 4: Metal Industry Emissions, pp 4.15)

P a g e | 4

Thailand Greenhouse Gas Management Organization (Public Organization)

ค านยามของสารขาเขา- สารขาออก แสดงในตารางท 1 โดยสารขาเขา-สารขาออก ประเภทวตถดบและผลตภณฑทไดจาก กระบวนการผลตเหลกและเหลกกลาดวยเตา EAF จะถกน าไปวเคราะหหาปรมาณคารบอน (Carbon Content) เพอน าไปค านวณคาการปลอยกาซเรอนกระจกตอไป

ตารางท 1 สารขาเขา-สารขาออก จากกระบวนการผลตเหลกดวยเตา EAF รายการ ค านยาม

สารขาเขา: วตถดบ

เศษเหลก (Scrap) เศษเหลกทใชเปนวตถดบ ในการผลตเหลกกลา ดวยเตา EAF หรอใชปอนเขาเตา BOF เพอชวยควบคมอณหภม

โลหะหลอมเหลว (Molten Metal) แรเหลกในรปเหลกออกไซดใหความรอนกลายเปนโลหะหลอมเหลว

เหลกพก (Pig Iron) น าเหลกถลงจากเตา Blast ทน ามาหลอในแบบหลอ เพอใชงานบางประเภทหรอขายเปนวตถดบ เพอใชในเตา BOF หรอเตา EAF กอนเหลกทไดจากการหลอนเรยกวา Pig Iron

ฝนอดกอน (Hot Briquette Iron)

เกดจากการอดกอนฝนทจบไดจากอากาศเสย ทเกดจากกระบวนการผลตเพอน ากลบไปใชในกระบวนการผลตอก ฝนทถกดกจบแบงเป น 2ประเภท ไดแก 1) ฝนหยาบ และ 2) ฝนละเอยด ฝนเหลานจะถกท าการบดอดทอณหภมสงกวา 650C ในชวงเวลาของการบดอดและมความหนาแนนมากกวา 5,000 kg/m3 โดยฝนอดกอนเหลานจะมปรมาณเหลกสงถง 90%

แทงอเลกโทรด (EAF Carbon Electrodes)

แทงอเลกโทรดทท าดวยกราไฟต เปนสวนประกอบหนงในเตา EAF ขวไฟฟามหนาทท าใหเกดประกายไฟฟา (อารค) ใชในการหลอมเศษเหลกใหกลายเปนน าเหลก เทคโนโลยในปจจบนเตาอารคไฟฟามท งระบบ 4 ชองทฝาเตา (3 ขวไฟฟา) และ 2 ชอง (1 ขวไฟฟา) โดยชองทเหลอจากขวไฟฟาจะเปนชองระบายแกสเสยทเกดขณะหลอมเศษเหลก ซงถอวาเปนแกสเสยปฐมภมมปรมาณสงถง 95% ของแกสเสยทงหมดจากเตาหลอม โดยมแกสเสยทถกปลอยออกจากเตาในขณะปอนวตถดบและขณะระบาย Slag เปนแกสเสยทตยภม ซงแกสทงสองสวนจะตองถกรวบรวมและสงไปบ าบดดวยอปกรณจบฝนทเหมาะสมตอไป ขวไฟฟาเมอใชไปนานๆ จะถกเผาไหมสกกรอนและเมอถงระดบหนงจะตองมการเปลยนขวไฟฟาใหม การเผาไหมขวไฟฟาจะไดแกส CO2 ซงเปนกาซเรอนกระจก

โดโลไมท (Dolomite)

แรทมองคประกอบของ MgCO3 และ CaCO3 ทมความจ าเปนตองใชในการถลงเหลกและผลตเหลกกลา มประโยชนในการชวยให Slag มคณสมบตการไหลทด โดยทวไปโดโลไมตจะถกเผากอนน าไปใชงาน เรยกวา Light - burned Dolomite

P a g e | 5

Thailand Greenhouse Gas Management Organization (Public Organization)

รายการ ค านยาม

ปนขาว (Lime)

มชอเรยกทางเคมวา แคลเซยมออกไซด (Calcium Oxide: CaO) ลกษณะโดยทวไปเปนผงสขาว มฤทธเปนดาง กดกรอนได โดยปกตแลวจะผลต CaO จากการเผาวสดใดๆ ทมสวนผสมของ CaCO3 เปนองคประกอบ ณ อณหภมมากกวา 825C เรยกกระบวนการเผานวา Calcinations และจะมการปลอยกาซ CO2 ออกมา ซง CaO สามารถท าปฏกรยากบ CO2 ในอากาศ โดยอาศยระยะเวลาทนานพอ กลบกลายเปน CaCO3 ได

ซลคอนแมงกานส (SiMn)

เปนโลหะผสม ทมสวนผสมของ Mn และ Si ซงเปนการน าสวนผสมของออกไซดแมงกานสออกไซด (MnO2) ซลกอนไดออกไซด (SiO2) และเหลกออกไซด (Fe2O3) มาท าปฏกรยาภายใตความรอนในเตาเผา โดยทวไปซลคอนแมงกานสมซลกอน 14-16% แมงกานส 65-68% และคารบอน 2%

เฟอรโรแมงกานส (FeMn)

เปนโลหะผสมทมสวนผสมของ Mn สง เปนการน าสวนผสมของออกไซดของแมงกานสออกไซด (MnO2) เหลกออกไซด (Fe2O3) ซงFeMn จะถกน ามาใชในการผลตเหลกส าหรบการ Deoxidizer, Desulfurizer และถกน ามาใชในการเพมคณภาพของผลตภณฑ

เฟอรโรซลคอน (FeSi)

เปนโลหะผสมระหวางออกไซดของเหลก (Fe2O3) และซลกอนไดออกไซด (SiO2) มซลคอนเฉลยตงแต 15-90% โดยน าหนก FeSi จะถกน ามาใชในการดงออกซเจนออกจากเหลก เพอปรบปรงคณภาพสดทายของเหลก

สารขาเขา: พลงงาน/เชอเพลง

ไฟฟา (Electricity) ปรมาณไฟฟาทใชในกระบวนการผลต ในหนวย kWh

น ามนชนดหนก (Heavy Oil) ไดแก น ามนเตา ยางมะตอย และก ามะถนเหลว

น ามนดเซล (Diesel) น ามนเชอเพลงส าหรบเครองยนตดเซลเปนสวนหนงของน ามนดบทไดจากโรงกลนน ามน (เชนเดยวกบน ามนเบนซน) ซงเปนน ามนทเรยกวา น ามนใส มจดเดอดอยทประมาณ 180-370C

ถานหน (Coal)

ถานหนทนยมน ามาใช ไดแก ถานหนบทมนส สวนถานหนธรรมดากยงมความจ าเปนทตองใชในการใหความรอนโดยตรง เชน ใหความรอนทเตาบลาสท เรยกวา Pulverised Coal Injection หรอ PCI และทเตาอารคไฟฟาในการหลอมเศษเหลกเปนเหลกกลา

กาซธรรมชาต (Natural Gas)

เปนสารประกอบไฮโดรค ารบอนชนดหนงทประกอบดวย H และ C ทเกดจากการทบถมของซากพชซากสตวประเภทจลนทรยทมอายหลายรอยลานป ซงสามารถแยกสวนประกอบได เปน มเทน (Methane) โพรเพน (Propane) บวเทน (Butane) และเพนเทน (Pentane) เปนตน ในทนยงหมายถง ปโตรเลยมทมสภาพเปนแกส ณ ทอณหภมและความ

P a g e | 6

Thailand Greenhouse Gas Management Organization (Public Organization)

รายการ ค านยาม

ดนมาตรฐาน 15.6C และ 101 kPa แกสธรรมชาตไมมส ไมมกลน ไมมสารพษ และถอวาเปนผลตภณฑทปลอดภยสงสดผลตภณฑหนงในปจจบน เมอเผาไหมแลวจะเปนเชอเพลงสะอาดและสงผลกระทบแกสงแวดลอมนอย เมอเปรยบเทยบกบน ามนเตาและแกสหงตม

ออกซเจน (Oxygen Gas)

เปนกาซทแยกไดจากโรงแยกอากาศ สวนหนงจะถกน าไปใชงานโดยตรงและอกสวนหนงจะถกเกบไวในรปของแกสเหลว ออกซเจนจะถกน าไปใชงานส าคญ ไดแก การพนเขาเตาเบสกออกซเจน เพอใหเกดปฏกรยา (Decarburization) ซงท าใหคารบอนอมตวในน าเหลกถลงลดลงจาก 4% เหลอต ากวา 1% กลายเปนน าเหลกกลา (Liquid Steel)

กาซไนโตรเจน (Nitrogen Gas)

เปนแกสไมมส ไมมกลน เปนสวนประกอบในอากาศถง 78% มคณสมบตเปนกาซเฉอย ไมไวตอการเกดปฏกรยา จงนยมใชเปนแกสปกคลมปองกนการท าปฏกรยาของอากาศกบสารเคมหรอชนงานตางๆ ในทางอตสาหกรรม

สารขาออก: ผลตภณฑ

เหลกแทงเลก (Billet)

น าเหลกกลาหลงผานกระบวนการปรบปรงคณภาพแลว จะถกหลอแบบตอเนองเปนเหลกกงส าเรจรปแบบตางๆ ซงหนงในนนเรยกวา Billet ทสามารถน า ไปรดรอนตอ เปนเหลกทรงยาวแบบตางๆ เชน เหลกเสน เหลกลวด

เหลกแทงใหญ (Bloom)

น าเหลกกลาทผานการปรบปรงคณภาพตามตองการแลว จะถกน าไปหลอเปนรปรางและขนาดตางกน ผลตภณฑในขนตอนน เรยกวา ผลตภณฑกงส าเรจรป และหนงในผลตภณฑกงส าเรจรป เรยกวา เหลกแทงใหญ ซงมขนาดหนาตด 450×650 mm โดยจะถกน าไปรดรอนใหเปนเหลกโครงสรางรปพรรณ เชน คานรปตว H

เหลกแทงแบน (Slab)

ผลตภณฑเหลกแทงแบนทไดจากกระบวนการหลอโดยทวไปมหนาตดเปนรปสเหลยมผนผาขนาด (หนาxกวาง) ไมเกน 350x2,720 mm เหลกแทงแบนเปนผลตภณฑกงส าเรจรปซงจะน าไปเขาสกระบวนการรดเพอแปรสภาพใหเปนเหลกแผน

สารขาออก: ของเสย

ฝนจากเตาอารคไฟฟา (EAF Dust)

ฝนเหลกเปนผลพลอยไดอยางหนงจากการกระบวนการหลอมรไซเคลเศษเหลกดวยเตา EAF ฝนเหลกประกอบดวยโลหะเจอปนหลกทสามารถน ากลบมาใชใหมได ไดแก สงกะสและเหลก โลหะทงสองชนดจบตวในรปของสารประกอบซงคเฟอรไรท นอกจากน ยงมโลหะหนกอนๆ เจอปนอยอกดวย เชน ตะกว แคดเมยม นกเกล และโครเมยม

ตะกรน (Slag) สารประกอบออกไซดและซล ไฟดทไดจากกระบวนการถลงและการปรบปรงน าเหลก

P a g e | 7

Thailand Greenhouse Gas Management Organization (Public Organization)

รายการ ค านยาม

ออกไซดของเหลก (Scale) ออกไซดของเหลกเกดระหวางขนตอนการขนรปเปนผลตภณฑ ซงสวนใหญจะอยในรปของ Fe2O3

ทมา: โครงการศกษาแปล และก าหนดนยามศพทเทคนคตางๆ (Terminology) ทใชในอตสาหกรรมเหล ก, สมาคมวศวกรรม สงแวดลอมแหงประเทศไทย

2. วธการวเคราะหปรมาณคารบอน ในสารขาเขา-สารขาออกจากกระบวนการผลต เหลกและเหลกกลาดวยเตา EAF

จากรายการสารขาเขา -สารขาออก จากกระบวนการผลตเหลกและเหลกกลาดวยเตา EAF ขางตน จะถกน ามาวเคราะหหาปรมาณคารบอน เพอใชในการค านวณหาคาการปลอยกาซเรอนกระจก วธการวเคราะหหาปรมาณคารบอนในตวอยางสารขาเขา-สารขาออก แตละชนด แสดงในตารางท 2

ตารางท 2 มาตรฐานทใชในการวเคราะหปรมาณคารบอน ล าดบ ประเภท/ชนด มาตรฐาน ค านยาม

1 เศษเหลก

ASTM E350 Test Methods for Chemical Analysis of Carbon Steel, Low-Alloy Steel, Silicon Electrical Steel, Ingot Iron, and Wrought Iron

GB4223-2004 The carbon content of steel scrap is generally less than 2.0%, sulfur content, not more than 0.050% phosphorus content. Scrap steel standard (GB4223-2004)

ASTM E 1019-11

Standard Test Methods for Determination of Carbon, Sulfur, Nitrogen, and Oxygen in Steel, Iron, Nickel, and Cobalt Alloys by Various Combustion and Fusion Techniques

2 โลหะหลอมเหลว

US 4443118 A Method of determining the carbon content of steel melts by thermal analysis

US 4261202 A The carbon contents in molten metal

ASTM E 1019-11

Standard Test Methods for Determination of Carbon, Sulfur, Nitrogen, and Oxygen in Steel, Iron, Nickel, and Cobalt Alloys by Various Combustion and Fusion Techniques

3 เหลกพก ASTM E351

These test methods cover the chemical analysis of pig iron, gray cast iron (including alloy and austenitic), white cast iron, malleable cast iron, and ductile

ASTM E 1019-11 Standard Test Methods for Determination of Carbon, Sulfur, Nitrogen, and Oxygen in Steel, Iron, Nickel, and

P a g e | 8

Thailand Greenhouse Gas Management Organization (Public Organization)

ล าดบ ประเภท/ชนด มาตรฐาน ค านยาม Cobalt Alloys by Various Combustion and Fusion Techniques

4 ฝนอดกอน

IS 15774: 2007 Method of chemical analysis of Sponge Iron/Direct Reduce Iron (DRI), Hot Briquetted Iron(HBI) and Cold Briquetted Iron (CBI) for Steel Making-specification

IS 228 (Part I): 1987

Method of chemical analysis of steels : Part I Determination of carbon by volumetric method (for carbon 0.05 percent to 2.5 percent)

ASTM E 1019-11

Standard Test Methods for Determination of Carbon, Sulfur, Nitrogen, and Oxygen in Steel, Iron, Nickel, and Cobalt Alloys by Various Combustion and Fusion Techniques

5 แทงอเลกโทรด

ASTM E1941-04 Standard Test Method for Determination of Carbon in Refractory and Reactive Metals and Their Alloys for analysis of metal ore and alloy product.

ASTM E 1019-11

Standard Test Methods for Determination of Carbon, Sulfur, Nitrogen, and Oxygen in Steel, Iron, Nickel, and Cobalt Alloys by Various Combustion and Fusion Techniques

6 โดโลไมท ASTM C25-06 Standard Test Methods for Chemical Analysis of Limestone, Quicklime, and Hydrated Lime for analysis of flux materials such as limestone or dolomite.

7 ปนขาว ASTM C25-06

Standard Test Methods for Chemical Analysis of Limestone, Quicklime, and Hydrated Lime for analysis of flux materials such as limestone or dolomite.

8 ซลคอนแมงกานส

ASTM A483/A483M

This specification covers standards for Silicon Manganese of Grades A, B, and C. Materials shall conform to Manganese, Silicon, Carbon, Phosphorus, and Sulfur contents

JIS G 1314-3: 2011 Method for chemical analysis of Silicon Manganese - Part 3: Determination of carbon content

9 เฟอรโรแมงกานส ASTM A99 This specification covers standards for Ferro Manganese (Grades A, B, and C), medium-carbon Ferro Manganese (Grades A, B, C, D, and Nitride) and low-carbon Ferro

P a g e | 9

Thailand Greenhouse Gas Management Organization (Public Organization)

ล าดบ ประเภท/ชนด มาตรฐาน ค านยาม Manganese (Grades A and B). The Ferro Alloys shall conform to Manganese, Carbon, Silicon, Phosphorus, Sulfur, and Nitrogen contents specific to different material grades

10 เฟอรโรซลคอน ASTM A100

This specification covers standards grades of Ferro Silicon used for steel-making and foundry. The grades shall conform to the required chemical composition for Silicon, Carbon, Sulfur, Phosphorous, Aluminum, Manganese, Calcium, and Boron. Sizes available of Ferro Silicon for various grades are specified.

IS 1559 Methods of chemical analysis of ferrosilicon

JIS G 1312-2: 2011 Method for chemical analysis of Ferro Silicon - Part 2: Methods for determination of carbon content

11 เหลกแทงเลก เหลกแทงใหญ เหลกแทงแบน

ASTM E 1019-11

Standard Test Methods for Determination of Carbon, Sulfur, Nitrogen, and Oxygen in Steel, Iron, Nickel, and Cobalt Alloys by Various Combustion and Fusion Techniques

BS EN 10036:1991 Chemical analysis of ferrous materials. Determination of total carbon in steels and irons. Gravimetric method after combustion in a stream of oxygen

BS EN ISO 15350:2010

Steel and iron. Determination of total carbon and sulfur content. Infrared absorption method after combustion in an induction furnace (routine method)

BS EN ISO 9556:2001

Steel and iron. Determination of total carbon content. Infrared absorption method after combustion in an induction furnace

12 ฝนจากเตาอารคไฟฟา

ASTM E 1019-11

Standard Test Methods for Determination of Carbon, Sulfur, Nitrogen, and Oxygen in Steel, Iron, Nickel, and Cobalt Alloys by Various Combustion and Fusion Techniques

13 ตะกรน ASTM E 1019-11

Standard Test Methods for Determination of Carbon, Sulfur, Nitrogen, and Oxygen in Steel, Iron, Nickel, and Cobalt Alloys by Various Combustion and Fusion Techniques

P a g e | 10

Thailand Greenhouse Gas Management Organization (Public Organization)

จากตารางท 2 มาตรฐานทนยมใชในการวเคราะหปรมาณคารบอนในสารขาเขา- สารขาออก ทงในสวนของวตถดบ ผลตภณฑ และของเสย คอ มาตรฐาน ASTM E 1019-11 ยกเวนในสวนของวตถดบประเภทสารปรงแตง ไดแก SiMn FeMn FeSi ซงจะใชวธอนดงแสดงในตารางท 2 และจากขอมลการส ารวจวธการวเคราะหหาปรมาณคารบอนของวตถดบ ผลตภณฑ และของเสยทเกดจากกระบวนการผลตพบวา โรงงานสวนใหญจะ ใชมาตรฐาน ASTM E 1019-11 ในการวเคราะห ดงนน ในการศกษาครงนจงเลอกใชวธมาตรฐาน ASTM E 1019-11 เปนหลก ส าหรบการวเคราะหหาปรมาณคารบอน ในสารขาเขา -สารขาออก จากกระบวนการผลตดวยเตา EAF

นอกจากน จากการเกบขอมลเบองตน พบวาโรงงานไมมการตรวจวดปรมาณกาซ คารบอนมอนนอกไซด (CO) และกาซคารบอนไดออกไซด (CO2) จากปลองของกระบวนการโดยตรง และไมอนญาตใหท าการตรวจวด เนองจากจะท าใหตองหยดกระบวนการผลต ดงนนจงตง สมมตฐานใหกาซทเกดขนในกระบวนการผลตเปนกาซ CO2 เทานน สงผลให การค านวณในสมการดงกลาวจะมเฉพาะปฏก รยาเคมทเกดขน จากสารขาเขา- สารขาออก ผลทไดจากการวเคราะหหาปรมาณคารบอน ในสารขาเขา- สารขาออก จากกระบวนผลตเหลก และเหลกกลา ดวยเตา EAF ทไมใช พลงงาน /เชอเพลง จะถกน าไปใชในการค านวณหาคาการปลอยกาซ เรอนกระจกตอไป

3. ผลการวเคราะหปรมาณคารบอน (Carbon Content) หลงจากน าตวอยางสารขาเขา (Input) และสารขาออก (Output) ทไดรบความอนเคราะหจากโรงงาน

ทง 10 แหง มาวเคราะหองคประกอบทางเคมเพอหาปรมาณคารบอน ดวยมาตรฐาน ASTM E 1019-11 แลวน ามาค านวณหาคาเฉลย คาเบยงเบนมาตรฐาน คาต าสด-คาสงสด ทระดบความเชอมนรอยละ 95 จะท าใหทราบปรมาณคารบอนทประกอบอยในชนงานตวอยาง แสดงตามตารางท 3 เทยบกบปรมาณคารบอนทเปนคาอางองจาก 2006 IPCC Guidelines

ตารางท 3 ปรมาณคารบอนในชนงานตวอยาง เมอเทยบกบคาอางองตามคมอ 2006 IPCC

ล าดบ รายการ Carbon Contents (kgC/kgproduct)

คาจากการวเคราะห คาอางองจาก 2006 IPCC3 1 Scrap* 0.0131 - 2 Scrap Iron** - 0.04 3 Pig Iron 0.0352 0.04 4 EAF Carbon Electrodes 0.9819 0.82 5 Light Burnt Magnesite 0.0006 - 6 Black Ball 0.0897 -

3 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories (2006). Table 4.3 TIER 2 MATERIAL-SPECIFIC CARBON CONTENTS FOR IRON & STEEL AND COKE PRODUC (Vol.3, Chapter 4: Metal Industry Emissions, pp 4.27)

P a g e | 11

Thailand Greenhouse Gas Management Organization (Public Organization)

ล าดบ รายการ Carbon Contents (kgC/kgproduct)

คาจากการวเคราะห คาอางองจาก 2006 IPCC3 7 Burnt Dolomite 0.0089 - 8 Burnt Lime 0.0012 - 9 SiMn 0.0208 - 10 FeMn 0.0068 - 11 FeSi 0.0011 - 12 EAF Dust 0.0182 - 13 Slag 0.0008 - 14 Scale 0.0097 - 15 EAF Product 0.0029 0.01

หมายเหต * คาองคประกอบของคารบอนในเศษเหลก (Scarp) ในการศกษานวเคราะหจากชนงานตวอยาง (Sample) ทผานการปรบคณสมบตใหเปนไปตามตองการเรยบรอยแลว กอนน าไปหลอมเผอผลตเหลก ดงนนจงไมสามารถแยกไดวาเปน เศษเหลกทมาจากเหลกกลา (Scrap steel) หรอเปนเศษเหลกทมาจากเหลก (Scrap iron)

** ในคมอ 2006 IPCC ไดระบองคประกอบคารบอนใน Scrap iron ซงเปนคากลาง (Default factor) เหมาะส าหรบประเทศท ตองการประเมนแตไมมการวเคราะหคาดงกลาวไว

ส าหรบการวเคราะหองคประกอบทางเคมดวยมาตรฐาน ASTM E 1019-11 ในสารขาเขา-สารขาออก แตละประเภทของแตละโรงงาน ไดท าการทดสอบชนงานตวอยางซ ากน ตามมาตรฐานแลวน ามาหาคาเฉลยของสารขาเขา-สารขาออก ประเภทนนๆ กอนน าคาทเปนตวแทนของทง 10 โรงงาน มาหาคาเฉลยแบบถวงน าหนก (Weight mean) เพอน าไปค านวณหาคาการปลอยกาซเรอนกระจก ทเปนคาเฉพาะของกจกรรมการผลตเหลกและเหลกกลาดวยเตา EAF ตอไป

4. ผลการค านวณหาคาการปลอยกาซเรอนกระจก ของกระบวนการผลตเหลกและเหลกกลา

ดวยเตา EAF ในภาพรวมของประเทศ การค านวณหาคาการปลอยกาซเรอนกระจก ของกระบวนการผลตเหลกและเหลกกลาดวยเตา EAF

แบงออกเปน 2 สวน ไดแก 1) การค านวณหาคาการปลอยกาซเรอนกระจกจาก การเกดปฏกรยาเคม และ 2) การค านวณหาคาการปลอยกาซเรอนกระจกจากใชพลงงาน ในกระบวนการผลต เหลกและเหลกกลาดวยเตา EAF ซงในบทความ ฉบบน จะไม แสดงรายละเอยดของขอมลกจกรรม และผลการวเคราะหรายโรงงาน เนองจากเปนความลบในการด าเนนธรกจของบรษทผประกอบการทเขารวมโครงการศกษา

ขอมลปรมาณสารขาเขา -สารขาออก ในกระบวนการผลตเหลก และเหลกกลาดวยเตา EAF ทรวบรวมไดจากโรงงานทง 10 แหง สามารถสรปไดดงตารางท 4 – 7

P a g e | 12

Thailand Greenhouse Gas Management Organization (Public Organization)

ตารางท 4 ปรมาณการใชวตถดบ (สารขาเขา) ป พ.ศ. 2556 ในภาพรวมของประเทศ

ล าดบ รายการ ปรมาณวตถดบ (ตน/ป) 1 Scrap 4,059,046.10 2 EAF Carbon electrodes 7,829.27 3 Pig iron 219,340.58 4 Burnt lime (CaO) 104,095.58 5 Burnt dolomite 42,911.83 6 Light burnt Magnecite 565.14 7 HBI (Hot Briquette Iron) 37,093.18 8 Black ball 970.03 9 SiMn 31,396.23 10 FeMn 3,710.42 11 FeSi 8,100.07

ตารางท 5 ปรมาณการใชพลงงานตางๆ (สารขาเขา ) ป พ.ศ. 2556 ในภาพรวมของประเทศ

ล าดบ รายการ ปรมาณการใชพลงงาน (ตน/ป) 1 Electricity 1,676,732,360.00 2 Natural Gas 1,363,689.06 3 Coke 44,195.95 4 Coal 13,856.27 5 Heavy Oil 1,700,899.00 6 Diesel 1,217,871.84 7 LPG 55,381.45

ตารางท 6 ปรมาณผลตภณฑ (สารขาออก) ป พ.ศ. 2556 ในภาพรวมของประเทศ

ล าดบ รายการ ปรมาณผลผลต (ตน/ป) 1 EAF Product 3,446,231.40

ตารางท 7 ปรมาณการเกดของเสย (สารขาออก) ป พ.ศ. 2556 ในภาพรวมของประเทศ

ล าดบ รายการ ปรมาณของเสย (ตน/ป) 1 EAF dust 50,794.01 2 Slag 591,696.46 3 Scrap (Waste) 7,234.27 4 Scale 9,150.39

P a g e | 13

Thailand Greenhouse Gas Management Organization (Public Organization)

จากขอมลในตารางท 3–7 สามารถค านวณคาการปลอยกาซเรอนกระจกจากปฏกรยาเคม และคาการปลอยกาซเรอนกระจก จากใชพลงงานในกระบวนการผลต เหลกและเหลกกลาดวยเตา EAF ในหนวย ตนคารบอนไดออกไซดเทยบเทาตอตนผลตภณฑ (tCO2eq/tproduct) ไดดงน

คาการปลอยกาซเรอนกระ จกจากปฏกรยาเคม มคาเทากบ 0.0753 tCO2eq/tproduct คาการปลอยกาซเรอนกระจกจาก จากใชพลงงาน มคาเทากบ 0.3568 tCO2eq/tproduct

จากผลการค านวณสงผลใหกระบวนการผลตเหลกและเหลกกลาดวยเตา EAF ของประเทศไทยมคาการปลอยกาซเรอนกระจก รวม เทากบ 0.4321 tCO2eq/tproduct โดยไดน าคาทไดจากการศกษา มาเปรยบเทยบกบคาอางองจาก 2006 IPCC Guidelines และคาอางองจาก Environment and Natural Resources โดยจะแสดงในหวขอถดไป

5. การเปรยบเทยบคาการปลอยกาซเรอนกระจกของประเทศไทยและตางประเทศ การเปรยบเทยบคาการปลอยกาซเรอนกระจกจากการเกดปฏกรยาเคมของกระบวนการผลตเหลก

และเหลกกลาดวยเตา EAF ทไดจากการศกษากบคาอางองจาก 2006 IPCC Guidelines และคาอางองจาก Environment and Natural Resources แสดงตามตารางท 8

ตารางท 8 การเปรยบเทยบคาการปลอยกาซเรอนกระจกจากการเกดปฏกรยาเคมของกระบวนการผลต

รายการ คาการปลอยกาซเรอนกระจกของกระบวนการผลตเหลกดวยเตา EAF

(tCO2eq/tproduct) คาจากการศกษา คาจาก 2006 IPCC4 คาจาก Envi.5

EAF Product 0.0753 0.08 0.1173

จากการเปรยบเทยบ ผลการปลอยกาซเรอนกร ะจกจากปฏกรยาเคมของกระบวนการผลตเหลก และเหลกกลาดวยเตา EAF ทไดจากการศกษา กบคาอางองจาก 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories และคาอางองจาก Environment and Natural Resources พบวาคาการปลอยกาซเรอนกระจกในภาพรวมของประเท ศมคานอยกวาคาอางองจาก 2006 IPCC รอยละ 6.00 และแตกตางจากคาอางองของ Environment and Natural Resources รอยละ 35.80 ทงนเนองจาก

คาอางองจาก IPCC และคาอางองจากเอกสารวชาการของ Environment and Natural Resources ใชวธการประเมนโดยยด IPCC 2006 ในการประเมน ซงคาองคประกอบของ

4 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories (2006). Table 4.1 TIER 1 DEFAULT CO2 EMISSION FACTORS FOR COKE

PRODUCTION AND IRON & STEEL PRODUCTION (Vol.3, Chapter 4: Metal Industry Emissions, pp 4.25) 5 Environment and Natural Resources J. Vol. 10, No.2, December 2012:50-57

P a g e | 14

Thailand Greenhouse Gas Management Organization (Public Organization)

คารบอนในสารตางๆ เชน เศษเหลก และผลตภณฑเหลกจากเตา EAF มคาคารบอนมากกวาคาทวเคราะหไดจรงจากตวอยางทไดรบความอนเคราะหจากโรงงาน สงผลใหใหคาดงกลาวสงกวาคาทประเมนไดจรงจากการศกษาครงน

คาความคลาดเคลอนทเกดขนในการค านวณ ยงมสาเหตมาจากหลายปจจย ไดแก ความแตกตางของกระบวนการผลตและเทคโนโลยทใช ความแตกตางของวตถดบ ความหลากหลายของประเภทผลตภณฑ ขอจ ากดดานขอมล ระยะเวลาในการเกบขอมลทแตกตางกน เปนตน

บางโรงงานอาจไมไดร ะบขอมลสารขาเขา–สารขาออก ทงหมดมาให เนองจากความลบในการด าเนนธรกจ ดงนนอาจสงผลใหคาการค านวณมความคลาดเคลอนจากความเปนจรง

การเปรยบเทยบ คาการปลอยกาซเรอนกระจกจากการ เผาไหมเชอเพลงในกระบวนการผลต ทไดจากการค านวณในการศกษาครงน มคาเทากบ 0.3568 tCO2eq/tproduct เมอน าคาดงกลาวมาเปรยบเทยบกบคาอางองของ Environment and Natural Resources ดงตารางท 9

ตารางท 9 การเปรยบเทยบคาการปลอยกาซเรอนกระจกจากใชพลงงานในกระบวนการผลต

รายการ คาการปลอยกาซเรอนกระจกของกระบวนการผลตเหลกดวยเตา EAF

(tCO2eq/tproduct) คาจากการศกษา คาจาก Envi.6

EAF Product 0.3568 0.3127

จากตารางท 9 พบวาคาการปลอยกาซเรอนกระจกจากการจากใชพลงงานในกระบวนการผลต เหลกและเหลกกลาดวยเตา EAF ตางกบคาอางองจาก 2006 IPCC รอยละ 12.36 ทงนเนองจาก

ความแตกตางของคาการปลอยกาซเรอนกระจกของการผลตไฟฟาทใชในการค านวณมคาตางกน โดยในการศกษาครงนใชคาการปลอยกาซเรอนกระจกของการผลตไฟฟา เทากบ 0.5813 kgCO2eq/kWh ขณะทคาอางองจาก Environment and Natural Resources ใชคาการปลอยกาซเรอนกระจกของการผลตไฟฟา เทากบ 0.65 kgCO2eq/kWh

ความแตกตางของชดขอมล ไดแก o จ านวนโรงงาน ในกรณของคาอางองจาก Environment and Natural Resources

นนรวบรวมขอมลจาก 5 โรงงาน การศกษาครงนรวบรวมขอมลจาก 10 โรงงาน

6 Environment and Natural Resources J. Vol. 10, No.2, December 2012:50-57

P a g e | 15

Thailand Greenhouse Gas Management Organization (Public Organization)

o ชวงเวลาท เกบรวมรวมขอมลเพอน ามาใชในการศกษา ในกรณของคาอางองจาก Environment and Natural Resources นนรวบรวมขอมลในชวงป พ.ศ. 2549-2553 การศกษาครงนรวบรวมในป พ.ศ. 2556

o ความแตกตางของการใชเทคโนโลยในการผลตในแตละโรงงาน

ส าหรบการเปรยบเทยบผลรวมของคาการปลอยกาซเรอนกระจกของกระบวนการผลตเหลกดวยเตา EAF สามารถเปรยบเทยบกบคาอางองจาก Environment and Natural Resources ไดดงตารางท 10

ตารางท 10 การเปรยบเทยบผลรวมของคาการปลอยกาซเรอนกระจกของกระบวนการผลตเหลกดวยเตา EAF

รายการ คาการปลอยกาซเรอนกระจกของกระบวนการผลตเหลกดวยเตา EAF

(tCO2eq/tproduct) คาจากการศกษา คาจาก Envi.7

EAF Product 0.4321 0.4300

จากตารางท 10 พบวา คาการปลอยกาซเรอนกระจกทไดจากการศกษาแตกตางกบคาอางองจาก Environment and Natural Resources รอยละ 0.49 ซงขนอยกบปจจยทกลาวมาขางตน ไดแก ความหลากหลายของวตถดบทใชในรายโรงงาน ความลบทางการคา และความจ าเพาะของเทคโนโลย จงสงผลใหผลการค านวณอาจมความคลาดเคลอนทแตกตางกน

6. ปญหาอปสรรค และขอเสนอแนะ จากการสม ภาษณและการส ารวจขอมล สารขาเขา -ขาออก จากกระบวนการผลตเหลก และ

เหลกกลาดวยเตา EAF มปญหาและอปสรรคในการด าเนนการดงน

เศษเหลก ทใชเปนวตถดบในการผลตมความหลากหลาย เนองจากการรวบรวมเศษเหลกในประเทศไทยยงไมมประสทธภาพเทาทควร ท าใหเกดการผสมของเศษเหลกหลากหลายประเภท ดงนนอาจกอใหเกดความคลาดเคลอนในการวเคราะหได ซงไดแกไขปญหาดงกลาวดวยการเกบตวอยางเศษเหลกในแตละกลมทมการใชในโรงงาน มาท าการวเคราะหหาปรมาณคารบอน และใชการถวงน าหนกการใชเศษเหลกในแตละประเภท เพอลดการเกดคาความคลาดเคลอนในการค านวณ

การตรวจวดการเกดปฏกรยาเคมนนจะเปนการตรวจวดทางออม โดยอาจใชการตรวจวดปรมาณกาซ CO และกาซ CO2 จากปลอง เชนเดยวกบการวดมลพษทางอากาศหากโรงงานอนญาต แตจากการส ารวจขอมลพบวาโรงงานไมมขอมลการตรวจวดปรมาณ กาซ CO และกาซ CO2 จากกระบวนการโดยตรง และไมอนญาตใหท าการตรวจวด เนองจากจะท าใหตองหยดกระบวนการผลต

7 Environment and Natural Resources J. Vol. 10, No.2, December 2012:50-57

P a g e | 16

Thailand Greenhouse Gas Management Organization (Public Organization)

ดงนนจ าทจะเปนตองก าหนดสมมตฐานใหกาซทเกดขนในกระบวนการผลตเปนกาซ CO2 เทานน ดงนนการค านวณ จะมเฉพาะสารขาเขา-สารขาออกทไมรวมถงกาซทเกดขน

การขอความอนเคราะหตวอยางในบางโรงงานไมสะดวกทจะใหตวอยางมาท า การวเคราะห และบางสวนสะดวกทจะใหขอมลคาปรมาณคารบอนทมาจากใบรบรองจากผขาย ดงนนจ า เปนตองน าขอมลบางสวนจากใบรบรองของผขายวตถดบมาท า การค านวณ ซงจะระบหมายเหตชแ จงไวในการค านวณ

เนองจากขอจ า กดเกยวกบการไดรบตวอยางจากโรงงานในบางกรณ ททางโรงงานไมสามารถอนเคราะหตวอยางและขอมลปรมาณคารบอนได จงจ าเปนทจะตองใชคาปรมาณคารบอนในสารตางๆ จาก 2006 IPCC Guideline for National Greenhouse Gas Inventories ซงสงผลใหเกดความคลาดเคลอนในการค านวณ ดงนนจงขอความรวมมอไปทางโรงงานอกครง เพอความสมบรณของรายงานและชแจงเหตผลในการน าตวอยางดงกลาวมาท าการวเคราะหองคประกอบของคารบอนทอยในตวอยางนนๆ เพอลดการเกดความคลาดเคลอนทอาจเกดขนได

ตวอยางสารขาเขา -สารขาออก ทเกยวของกบกระบวนการผลต มความแตกตางกนในเรองของกระบวนการผลตตนทาง บางประเภทจะมความแตกตางตงแตลกษณะทางกายภาพ เชน สแตกตางกน ท าใหคาการวเคราะหองคประกอบคารบอนของตวอยางประเภทเดยวกนมความแตกตางกนคอนขางมากในบางตวอยาง ซงจ าเปนจะตองศกษาเพมเตมในประเภทกระบวนการผลตตวอยางสารขาเขาเพมเตมตอไป

เทคโนโลยเฉพาะทใชในการผลต ซงเทคโนโลยทแตกตางกนมนยส าคญอยางมากตอการใชพลงงานในการผลต ดงนน มความจ าเปนอยางมากทตองศกษา ในรายเทคโนโลยทใชในล าดบถดไป เพอลดความคลาดเคลอนในการประเมน

ขอเสนอแนะ

การประเมนการปลอยกาซเรอนกระจกในอตสาหกรรมเหลก และเหลกกลา ยงมขอจ ากดในเรองของขอมล สารขาเขา -สารขาออก ซงเปนสวนส าคญในการประเมน ทงนเนองมาจากความลบทางการคา ดงนน ควรจดท าโปรแกรมการค านวณการปลอยกาซเรอนกระจกส า หรบอตสาหกรรมเหลก และเหลกกลา จดท าเอกสารความรวมมอในการขอขอมลผลลพธสดทาย เพอลดขอจ ากดดงกลาว และยงท า ใหไดรบขอมลการปลอยกาซเรอนกระจกตอหนวยผลตภณฑทถกตองและแมนย า มากยงขน

P a g e | 17

Thailand Greenhouse Gas Management Organization (Public Organization)

โรงงานควรท า การเกบขอมลทเกยวของในการค า นวณ โดยเฉพาะปจจบนทางโรงงานยงไมมการตรวจวดปรมาณกาซทปลอยจากกระบวนการผลตเหลก ดงนนควรท าการตรวจวดและเกบรวบรวมขอมลทเกยวของ เพอประโยชนในการค านวณและลดความคลาดเคลอนทอาจเกดขน

ควรมการศกษาองคประกอบทาง เคมในสารขาเขา-สารขาออกเพมเตม ในดานของทมาและวธการผลตสารขาเขา เพอจะไดสามารถน าไปใชเปนตวแทนขอมลของประเทศตอไป

สอบถามขอมลเพมเตมตดตอ ศนยขอมลกาซเรอนกระจก

โทร. 02-141-9840 หรอ 0-2141-9788