xs
xsm
sm
md
lg

การพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อแก้ไขปัญหาโลกร้อน

เผยแพร่:   โดย: ยุทธศักดิ์ คณาสวัสดิ์

ปรากฏการณ์โลกร้อนนับว่ามีลักษณะคล้ายคลึงกับภาวะเรือนกระจก กล่าวคือ แสงจากดวงอาทิตย์จะส่องผ่านก๊าซเรือนกระจกมายังพื้นโลก ทำให้พื้นผิวโลกมีอุณหภูมิสูงขึ้น และรังสีความร้อนจะสะท้อนกลับออกไปสู่ห้วงอวกาศ อย่างไรก็ตาม เมื่อสะท้อนออกไปกระทบกับก๊าซเรือนกระจก เช่น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซมีเทน ฯลฯ ในชั้นบรรยากาศ ส่วนหนึ่งจะสะท้อนกลับมายังพื้นผิวโลกอีกครั้ง ทำให้โลกเกิดความอบอุ่นมากขึ้น

จากสภาวะโลกที่เปลี่ยนแปลงไปทำให้ทุกประเทศทั่วโลกต้องหันมาหาวิธีลดภาวะโลกร้อนให้บรรเทาลงจากที่เป็นอยู่ ซึ่งการที่จะลดอุณหภูมิของโลกที่สูงขึ้นได้นั้น จำเป็นต้องลดปริมาณก๊าซเรือนกระจกในชั้นบรรยากาศลง โดยการลดการปล่อยก๊าซที่จัดอยู่ในกลุ่มก๊าซเรือนกระจก นอกจากมาตรการที่เราคุ้นเคย เช่น การนำก๊าซชีวภาพจากหลุมฝังกลบขยะมาเป็นเชื้อเพลิง การผลิตก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์หรือของเสีย ฯลฯ หลายฝ่ายพยายามคิดค้นเทคโนโลยีใหม่ๆ ในด้านนี้ เป็นต้นว่า

ประการแรก มาตรการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ปัจจุบันมีการดำเนินการมากมายหลายด้าน เป็นต้นว่า บริษัท IBM มีศูนย์ Data Center จำนวนหลายร้อยแห่งทั่วโลก แต่ละแห่งจะใช้ไฟฟ้าจำนวนมาก จึงได้ลงทุนในด้านประหยัดพลังงาน โดยติดตั้งระบบทำความเย็นแบบใหม่ที่มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น ติดตั้งระบบซอฟต์แวร์ใหม่ โดยในช่วงที่ไม่ใช้งาน สามารถควบคุมให้คอมพิวเตอร์เปลี่ยนมาเป็น Standby Mode ซึ่งจะประหยัดไฟมากกว่าระบบอัตโนมัติ รวมถึงสามารถคำนวณเกี่ยวกับระบบไหลเวียนของอากาศภายในศูนย์ Data Center ให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมอีกด้วย

ประการที่สอง มาตรการเปลี่ยนไปใช้เชื้อเพลิงที่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกในปริมาณต่ำกว่า เป็นต้นว่า จากการศึกษาของสถาบันวิจัยด้านพลังงานไฟฟ้า (Electric Power Research Institute) พบว่าการผลิตไฟฟ้า 1 หน่วย หากใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง การเผาไหม้ถ่านหินจะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นปริมาณมากถึง 0.86 กก./หน่วย แต่หากเปลี่ยนไปใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงแล้ว จะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ลดลงเหลือ 0.38 กก./หน่วย

แม้เราจะเปลี่ยนไปใช้พลังงานหมุนเวียนหรือพลังงานนิวเคลียร์ ก็ไม่ได้หมายความว่าจะไม่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกแต่อย่างใด เป็นต้นว่า การใช้พลังงานนิวเคลียร์จะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 0.01 - 0.025 กรัม/หน่วย กล่าวคือ แม้เปลี่ยนไปใช้พลังงานนิวเคลียร์ซึ่งจะทำให้การผลิตไฟฟ้าไม่ปล่อยก๊าซเรือนกระจก แต่จะมีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจำนวนมากในช่วงการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ การผลิตวัสดุก่อสร้างสำหรับใช้ก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ รวมถึงการใช้พลังงานในช่วงที่ทำเหมืองแร่ยูเรเนียมด้วย

สำหรับการผลิตไฟฟ้าโดยใช้พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ จะมีลักษณะคล้ายคลึงกัน การก่อสร้างจะต้องใช้เหล็กและคอนกรีตในปริมาณมากมายมหาศาล ซึ่งล้วนแต่เป็นผลิตภัณฑ์ที่ต้องใช้พลังงานจำนวนมากในการผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าพลังงานลมและเซลล์แสงอาทิตย์

ประการที่สาม มาตรการปลูกพืชเพื่อดูดซับก๊าซเรือนกระจก คณะสิ่งแวดล้อมและทรัพยากรศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ได้ประมาณการว่าหากเราใช้รถยนต์ในการเดินทางเฉลี่ย 25,000 กม./ปี และสิ้นเปลืองน้ำมัน 8.3 กม./ลิตร แล้ว รถยนต์จะใช้น้ำมันเชื้อเพลิงรวมทั้งสิ้น 3,000 ลิตร/ปี โดยแต่ละลิตรของน้ำมันเชื้อเพลิงจะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 2.5 กิโลกรัม ดังนั้น รถยนต์คันนี้จะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์รวม 7,500 กก./ปี

หากต้องการลดปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนดังกล่าวแล้ว จะต้องใช้ต้นไม้เป็นจำนวนมากถึง 833 ต้น และหากต้นไม้ที่ปลูกแต่ละต้นมีอายุยืนยาวถึง 40 ปีแล้ว ก็จะต้องปลูกต้นไม้เป็นจำนวนประมาณ 21 ต้น

ประการที่สี่ การผลิตน้ำมันจากสาหร่าย การสังเคราะห์แสงของสาหร่ายซึ่งเรียกว่า Petro Algae จะผลิตโมเลกุลโฮโดรคาร์บอนขนาดใหญ่เป็นผลพลอยได้เพื่อนำมาผลิตเป็นน้ำมัน โดยมีข้อดี คือ นอกจากจะได้น้ำมันมาใช้ประโยชน์แล้ว ยังช่วยลดปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไปในตัวอีกด้วย ซึ่งความจริงไม่ใช่เป็นเรื่องใหม่แต่อย่างใด เป็นเรื่องที่ได้เคยมีการวิจัยมานานแล้ว

อย่างไรก็ตาม ปัญหาสำคัญที่ทำให้เทคโนโลยีไม่ได้รับความนิยมในช่วงที่ผ่านมา คือ ปริมาณการผลิตน้ำมันค่อนข้างน้อย คือ 5 กรัม ต่อปริมาณน้ำ 1 ลิตร เนื่องจากแบคทีเรียสายพันธุ์ที่นำมาใช้สามารถอาศัยอยู่ได้ในน้ำจืดเท่านั้น ดังนั้น ประเทศต่างๆ จึงต้องสูญเสียพื้นที่มากมายมหาศาลหลายสิบล้านไร่เพื่อก่อสร้างเป็นทะเลสาบสำหรับเลี้ยงสาหร่ายให้ผลิตน้ำมันเป็นปริมาณเพียงพอกับความต้องการ

ยิ่งไปกว่านั้น ยังมีต้นทุนในการผลิตน้ำมันที่สูงมาก กล่าวคือ 200 บาท/ลิตร ทำให้ไม่สามารถดำเนินการได้อย่างคุ้มทุนในเชิงพาณิชย์ อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันทั่วโลกได้เข้าสู่ยุคน้ำมันแพง ทำให้มีนักวิจัยจำนวนมากมั่นใจว่าจะสามารถพัฒนาสาหร่ายสายพันธุ์ใหม่ ซึ่งช่วยลดต้นทุนการผลิตน้ำมันให้ต่ำลงได้ โดยเฉพาะการตัดแต่งพันธุกรรมให้กับสาหร่าย เพื่อให้สามารถผลิตน้ำมันเป็นปริมาณมากขึ้นและสามารถอาศัยอยู่ได้ในน้ำทะเล

ปัจจุบันมีนักวิจัยหลายทีมดำเนินการในด้านนี้ เป็นต้นว่า กระทรวงพลังงานของสหรัฐฯ ได้ร่วมมือวิจัยและพัฒนากับบริษัทเชฟรอน ซึ่งเป็นบริษัทน้ำมันรายใหญ่เป็นอันดับ 2 ของสหรัฐฯ ขณะที่หน่วยงานโครงการวิจัยระดับก้าวหน้าของกระทรวงกลาโหมของสหรัฐฯ (Defense Advanced Research Projects Agency) ได้สนใจโครงการวิจัยในด้าน Petro Algae เช่นเดียวกัน โดยร่วมมือกับบริษัทฮันนี่เวลล์ บริษัทจีอี และมหาวิทยาลัยนอร์ทดาโกต้า

ส่วน ศ.มาโกโต วาตานาเบ แห่งมหาวิทยาลัยซูกูบะในญี่ปุ่น ได้พยายามวิจัยและพัฒนาในเรื่องนี้ โดยทำการทดลองเพาะเลี้ยงสาหร่ายสีเขียวสายพันธุ์ Botryococcus ในห้องแล็บ และล่าสุดได้ร่วมมือกับบริษัทเดนโซที่จะทดลองเพาะเลี้ยงสาหร่ายผลิตน้ำมันในพื้นที่ขนาดใหญ่นอกอาคาร โดยคาดหวังว่าการทดลองจะสามารถเพิ่มปริมาณการผลิตน้ำมันต่อปริมาณน้ำได้เพิ่มมากขึ้น เพื่อให้ยืนยันว่าสามารถผลิตน้ำมันในเชิงพาณิชย์ได้

ประการที่ห้า การรีไซเคิลคาร์บอนมาเป็นน้ำมันเชื้อเพลิง ปัจจุบันนักวิจัย 2 ท่าน คือ ดร.F. Jeffrey Martin และ ดร.William L. Kubic Jr. แห่งสถาบันวิจัย Los Alamos National Laboratory ของสหรัฐฯ ได้แถลงข่าวเมื่อเดือนกุมภาพันธ์ 2551 เกี่ยวกับการวิจัยโครงการ Green Freedom เพื่อนำคาร์บอนไดออกไซด์มารีไซเคิลเป็นน้ำมันเบนซิน กระบวนการเริ่มจากการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เอาไว้ จากนั้นจะนำก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มาทำปฏิกิริยาเคมีเพื่อให้เป็นเชื้อเพลิงในรูปแบบต่างๆ ตามต้องการ ไม่ว่าจะเป็นเอทานอล น้ำมันเบนซิน หรือน้ำมันเครื่องบิน

ความจริงแล้วแนวคิดข้างต้นไม่ใช่เป็นสิ่งที่เป็นไปไม่ได้ หรือเป็นเพียงเรื่องในนิยายวิทยาศาสตร์เท่านั้น ในทางทฤษฎีสามารถดำเนินการได้ แต่ติดปัญหาสำคัญ คือ ต้องใช้พลังงานมหาศาลในกระบวนการปฏิกิริยาเคมี เป็นจำนวนมากกว่าพลังงานจากน้ำมันที่ได้รับกลับคืนมาเสียอีก ดังนั้น หากจะตั้งโรงงานผลิตน้ำมันขนาด 2 ล้านลิตร/วัน จะต้องลงทุนหลายแสนล้านบาทในการก่อตั้งโรงไฟฟ้าขนาดยักษ์เพื่อเป็นแหล่งพลังงาน

ยิ่งไปกว่านั้น หากจะตั้งโรงไฟฟ้าโดยใช้พลังงานถ่านหินหรือก๊าซธรรมชาติ เพื่อแปรรูปก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มาเป็นน้ำมันเชื้อเพลิง ก็จะไม่เป็นการแก้ไขปัญหาโลกร้อนแต่อย่างใด เพราะการเผาไหม้ของถ่านหินและก๊าซธรรมชาติจะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ดังนั้น จะต้องก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์หรือโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ถึงจะสามารถแก้ไขปัญหาโลกร้อนได้

ประการที่หก การกักเก็บคาร์บอนใต้พิภพ หากไม่สามารถหลีกเลี่ยงการใช้เชื้อเพลิงที่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกในระดับสูงได้ แนวทางแก้ไขปัญหาแทนที่จะปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการเผาไหม้ โดยเฉพาะก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกไปสู่บรรยากาศ ก็เปลี่ยนมานำกักเก็บทั้งในรูปของก๊าซเข้าไปยังชั้นโพรงหินใต้ดิน หรือในรูปของของเหลวโดยนำก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไปบีบอัดให้เป็นของเหลว

ความจริงแล้วการอัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ลงไปใต้ดินไม่ใช่เรื่องใหม่แต่อย่างใด มีการดำเนินการอยู่แล้วในการเพิ่มปริมาณการผลิตน้ำมันโดยใช้เทคโนโลยี Enhanced Oil Recovery (EOR) กล่าวคือ เป็นการอัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไปยังฐานขุดเจาะน้ำมันเก่าเพื่อเพิ่มแรงดันในการผลิต ทำให้สามารถขุดเจาะน้ำมันได้เพิ่มขึ้น

อย่างไรก็ตาม ปัญหาสำคัญ คือ การดำเนินการเพื่อกักเก็บลงใต้ดินดังกล่าวข้างต้นมีต้นทุนสูงมาก โดยจากการศึกษาของหน่วยงานประเมินเทคโนโลยีของรัฐสภาเยอรมนีพบว่ากรณีการผลิตไฟฟ้าจากถ่านหินนั้น หากจะกักเก็บคาร์บอนทั้งหมดโดยไม่ปล่อยออกมาแล้ว ต้นทุนการกักเก็บคาร์บอนจะทำให้ราคาค่าไฟฟ้าสูงขึ้นถึง 2 - 3 บาท ซึ่งนับเป็นภาระอย่างมากต่อผู้ใช้ไฟฟ้า

ยิ่งไปกว่านั้น กระบวนการขนส่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไปเก็บรักษาจะต้องใช้พลังงานจำนวนมาก ยิ่งส่งผลกระทบทางลบทำให้มีการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาเพิ่มเติม ยกเว้นจะมีการก่อสร้างท่อขนส่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อลดการใช้พลังงาน ดังนั้น ผู้เชี่ยวชาญจึงเห็นว่าการนำเทคโนโลยีนี้มาใช้เชิงพาณิชย์อย่างเร็วที่สุดคงไม่ก่อนปี 2563

ปัจจุบันได้เริ่มทดลองดำเนินการกักเก็บคาร์บอนใต้พิภพไปบ้างแล้ว เป็นต้นว่า กระทรวงเศรษฐกิจ การค้า และอุตสาหกรรม (METI) ของญี่ปุ่น ได้ทดลองจัดเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ปริมาณ 10,000 ตัน ในสถานที่ใต้ดินที่เมืองนากาโอกะ จังหวัดนิกาตะ

ส่วนรัฐบาลออสเตรเลียประกาศเมื่อปี 2550 ใช้งบประมาณ 46.5 ล้านดอลลาร์สหรัฐ เพื่อสร้างระบบเก็บและดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ขนาดใหญ่ที่สุดในโลก โดยมีเป้าหมายเพื่อลดผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากก๊าซที่โรงไฟฟ้าปล่อยออกมา โดยเจ้าของโครงการขุดเจาะก๊าซธรรมชาติกอร์ดอน ซึ่งเป็นแหล่งก๊าซธรรมชาติขนาดใหญ่ กล่าวว่า จะใช้ระบบดังกล่าวเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นปริมาณ 125 ล้านตัน

ติดต่อขอข้อมูล ติชม และเสนอแนะความคิดเห็นได้ที่ศูนย์บริการลงทุน สำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมการลงทุน 0-2537-8161 หรือที่ head@boi.go.th
กำลังโหลดความคิดเห็น