นักวิจัย มข.โชว์ผลงานเด่น ผุดเชื้อเพลิงชีวมวลจากสาหร่าย ใช้เป็นเชื้อเพลิงแทนน้ำมัน

ศูนย์ข่าวขอนแก่น - นักวิจัย ม.ขอนแก่น โชว์ผลงานเด่น รุกวิจัยพลังงานสะอาด ใช้ชีวมวลสาหร่ายขนาดเล็ก สู่การผลิต “ไฮเทน” ชี้มีประสิทธิภาพเผาไหม้ดีกว่า “มีเทน” ทั้งเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม หวังเป็นชีวมวลชนิดใหม่ สร้างความมั่นคงด้านพลังงานให้ประเทศ


วันนี้ (4 ธ.ค.) ที่ห้องประชุมสิริคุณากร 4 มหาวิทยาลัยขอนแก่น รศ.นพ.ชาญชัย พานทองวิริยะกุล อธิการบดี มหาวิทยาลัยขอนแก่น เป็นประธานพิธีแถลงข่าวงานวิจัยใช้ชีวมวลขนาดเล็กใช้ผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ โดยทีมวิจัยประกอบด้วย ศ.ดร.อลิศรา เรืองแสง นักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขาเกษตรศาสตร์และชีววิทยา, ผศ.ดร.อภิลักษณ์ สลักคำ, ผศ.ดร.เพ็ญศรี ปลั่งกลาง, ดร.สิริพร ลุนพรม อาจารย์ประจำสาขาวิชาเทคโนโลยีชีวภาพ คณะเทคโนโลยี มข. และ น.ส.อรวรรณ พันดวง นักศึกษาปริญญาเอก สาขาวิชาเทคโนโลยีชีวภาพ คณะเทคโนโลยี

ศ.ดร.อลิศรา เรืองแสง นักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขาเกษตรศาสตร์และชีววิทยา เปิดเผยว่า งานวิจัยชีวมวลสาหร่ายขนาดเล็กไปผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ ได้แก่ ไฮโดรเจน มีเทน และไฮเทน ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพที่ผสมระหว่างไฮโดรเจนและมีเทน จัดเป็นพลังงานสะอาดที่มีประสิทธิภาพเผาไหม้สูง โดยสาหร่ายขนาดเล็กดังกล่าวสามารถเจริญเติบโตได้รวดเร็ว เก็บเกี่ยวชีวมวลได้ตลอดทั้งปี

อีกทั้งยังสามารถเพาะเลี้ยงได้ง่ายในธรรมชาติ ใช้พื้นที่น้อย โดยคณะนักวิจัยได้ทำการพัฒนาและวิจัยกระบวนการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพจากชีวมวลสาหร่ายขนาดเล็กนี้อย่างต่อเนื่อง มุ่งให้เกิดศักยภาพการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ “ไฮเทน” จากชีวมวลสาหร่ายขนาดเล็กในระดับอุตสาหกรรมและสามารถนำไปใช้ในอนาคต

ศ.ดร.อลิศรากล่าวต่อว่า การพัฒนางานวิจัยทางด้านการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพอันได้แก่ ไฮโดรเจน มีเทน ไบโอดีเซล และเอทานอล จากชีวมวลทางการเกษตรต่างๆ เช่น อ้อย ข้าวโพด มันสำปะหลัง มีความก้าวหน้าไปมาก แม้พืชชีวมวลทางการเกษตรจะให้ผลผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพสูง แต่ต้องใช้พื้นที่เพาะปลูกมาก รวมถึงสารฆ่าแมลงที่ใช้เพาะปลูกส่งผลต่อระบบนิเวศ อีกทั้งยังเกิดประเด็นโต้แย้งสำคัญกับการนำพืชอาหารมาเป็นพืชพลังงาน ดังนั้น การนำเอาชีวมวลสาหร่ายขนาดเล็กมาผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพจึงเป็นทางเลือกที่กำลังได้รับความสนใจ เนื่องจากภายในเซลล์สาหร่ายขนาดเล็กมีการสะสมโปรตีนร้อยละ 15-84 ไขมันร้อยละ 1-63 และคาร์โบไฮเดรตร้อยละ 7-69 ไม่มีลิกนินเป็นองค์ประกอบของผนังเซลล์




เหมาะนำไปใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ นอกจากนั้นสาหร่ายขนาดเล็กสามารถเจริญเติบโตได้รวดเร็วและเก็บเกี่ยวมวลเซลล์ได้ตลอดทั้งปี เพาะเลี้ยงง่ายในธรรมชาติ ใช้พื้นที่การเพาะเลี้ยงน้อย จัดได้ว่าเป็นอีกเหตุผลเด่นข้อหนึ่ง ของการนำชีวมวลสาหร่ายขนาดเล็กไปใช้เพื่อผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ

“งานวิจัยได้ใช้ชีวมวลของ Chlorella sp. ซึ่งเป็นสาหร่ายขนาดเล็ก ไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่า ต้องมองผ่านกล้องจุลทรรศน์ เส้นผ่านศูนย์กลางเซลล์ประมาณ 2-12 ไมโครเมตร โดยได้นำชีวมวลสาหร่ายขนาดเล็กนี้ไปใช้ผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ ได้แก่ ไฮโดรเจน มีเทน ไฮโดรเจน และมีเทนสามารถผลิตได้จากการย่อยสลายไร้อากาศแบบสองขั้นตอน โดยขั้นตอนแรกจะเป็นการใช้ชีวมวลของ Chlorella sp. เพื่อผลิตไฮโดรเจน ขั้นตอนที่สองเป็นการใช้น้ำทิ้งที่เหลือจากกระบวนการผลิตไฮโดรเจนเพื่อผลิตมีเทน เมื่อนำไฮโดรเจนร้อยละ 5-10 ผสมกับมีเทนร้อยละ 50-65 จะได้แก๊สผสมที่เรียกว่า “ไฮเทน” ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพที่มีประสิทธิภาพการเผาไหม้สูง เป็นพลังงานสะอาด และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม” ศ.ดร.อลิศรากล่าว และว่า

ปัจจุบันเชื้อเพลิงชีวภาพที่ผลิตจากชีวมวลได้รับความนิยมเพิ่มขึ้น ถูกนำมาใช้ประโยชน์มากมาย อาทิ เชื้อเพลิงไบโอมีเทน ที่ถูกนำไปอัดบรรจุถังความดันสูงเป็นแก๊สไบโอมีเทนอัด (compressed biomethane gas: CBG) หรือที่เรียกกันว่า “ก๊าซ CBG” ที่ใช้ในการหุงต้ม เพื่อผลิตความร้อนหรือพลังงานไฟฟ้า หรือใช้แทนก๊าซ NGV (Natural Gas for Vehicle) เป็นเชื้อเพลิงเครื่องยนต์ต่างๆ ได้ แต่การเผาไหม้ของเชื้อเพลิงมีเทนในเครื่องยนต์ยังมีประสิทธิภาพไม่ดี เนื่องจากแก๊สมีเทนมีช่วงการติดไฟค่อนข้างแคบ และความเร็วในการเผาไหม้ช้า จึงต้องใช้อุณหภูมิสูงในการเผาไหม้ แต่เมื่อมีการเติมไฮโดรเจนเข้าไป ทำให้ได้แก๊สผสมที่ชื่อว่าไฮเทน ซึ่งมีช่วงติดไฟกว้างขึ้น ความเร็วในการเผาไหม้เพิ่มขึ้น และสามารถเผาไหม้ได้ในอุณหภูมิที่ต่ำกว่า จึงทำให้ไฮเทนมีประสิทธิภาพดีกว่ามีเทน


สำหรับความเป็นไปได้ในการนำสาหร่ายไปใช้เป็นวัตถุดิบผลิตเป็นพลังงานชีวภาพใช้ในเชิงพาณิชย์นั้น สามารถทำได้ในกระบวนการผลิตเป็นไฮโดรเจน และมีเทน แต่มีข้อจำกัด คือ การเพิ่มปริมาณเซลล์ให้ได้จำนวนมาก การเก็บเกี่ยวเซลล์จากน้ำในปริมาณมาก ข้อดีของสาหร่ายคือ เจริญเติบโตได้รวดเร็ว ใช้พื้นที่น้อยก็สามารถเก็บมวลเซลล์ได้ แต่การใช้เพื่อเชิงพาณิชย์นั้นยังมีองค์ประกอบอื่น คือ นโยบายของภาครัฐจะมีนโยบายส่งเสริมการใช้พลังงานชีวมวลอย่างไร

“ที่สำคัญเรื่องต้นทุนการผลิตสาหร่ายให้เป็นเชื้อเพลิงชีวมวลใช้ในเชิงพาณิชย์ ต้นทุนระยะแรกการพัฒนาอาจจะค่อนข้างสูง แต่หลังจากที่ระบบมีเสถียรภาพแล้ว อาจลดต้นทุนลงได้ อย่างไรก็ตาม การใช้เชื้อเพลิงชีวมวลนั้น ไม่อยากให้มองเพียงแค่ต้นทุนมิติเดียวเท่านั้น แต่อยากให้มองประโยชน์ด้านอื่น อาทิ เป็นมิตรสิ่งแวดล้อม ซึ่งเชื้อเพลิงชีวมวลเมื่อเผาไหม้แล้วไม่ปล่อยแก๊สพิษ ลดก๊าซ CO2 ลงได้ ทั้งสามารถสร้างความมั่นคงด้านพลังงานใช้พืชเป็นพลังงาน สามารถพึ่งพาตนเองได้อย่างยั่งยืน” ศ.ดร.อลิศรากล่าว

ทั้งนี้ จากรายงานสถานการณ์พลังงานของประเทศไทย ในช่วง 7 เดือนแรกของปี 2563 (มกราคม-กรกฎาคม) พบว่าความต้องการพลังงานภายในประเทศไทยตามการเติบโตของเศรษฐกิจ มีมูลค่าการนำเข้าพลังงานมากถึง 410,261 ล้านบาท ฉะนั้น การใช้ชีวมวลสาหร่ายขนาดเล็กเพื่อผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพไฮเทนเป็นพลังงานหมุนเวียน (renewable energy) สะอาด และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมจึงเป็นแนวทางที่น่าสนใจในการแก้ปัญหานี้


การดำเนินการวิจัยที่ผ่านมา ทำให้ได้รับองค์ความรู้ใหม่ที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีการเพาะเลี้ยงสาหร่ายขนาดเล็ก การเก็บเกี่ยว และการปรับสภาพชีวมวลสาหร่าย รวมไปถึงกระบวนการใช้ชีวมวลสาหร่ายขนาดเล็กเพื่อผลิตไฮโดรเจน มีเทน และไฮเทน ทั้งนี้เพื่อมุ่งให้เกิดศักยภาพต่อการนำไปขยายขนาดการผลิตไฮเทนในระดับอุตสาหกรรม และเกิดความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ อีกทั้งได้พลังงานทดแทนที่สะอาดและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย