ศิริรัตน์ ศิริพรวิศาล
คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏพระนครศรีอยุธยา

ถึงแม้ว่าทุกวันนี้ อุตสาหกรรมจะพัฒนารุดหน้าไปอย่างรวดเร็ว โดยได้รับการเกื้อหนุนของเทคโนโลยีใหม่ ๆ ที่ก้าวหน้าขึ้น ซึ่งถ้ามองในแง่ของเศรษฐศาสตร์ก็นับเป็นเรื่องที่น่ายินดี แต่ในอีกด้านหนึ่ง อุตสาหกรรมก็ยังถูกท้าทายจากคำถามสำคัญ 2 ประการ คำถามแรกคือ ในอนาคตจะยังมีทรัพยากรธรรมชาติที่เพียงพอสำหรับการผลิตหรือแปรรูปทางอุตสาหกรรมหรือไม่ ?

เพราะความเป็นจริงในปัจจุบันนี้บ่งบอกแก่เราว่า ทรัพยากรธรรมชาติหลาย ๆ อย่างกำลังร่อยหรอลง ไม่ว่าจะเป็นป่าไม้ สินแร่ เชื้อเพลิง หรือว่าพลังงาน แน่นอนว่า ถ้าไม่มีวัตถุดิบป้อนสู่ระบบ อุตสาหกรรมก็จะดำเนินต่อไปไม่ได้ ส่วนคำถามที่สองซึ่งกำลังเป็นคำถามที่ถูกนำมาขบคิดพิจารณาอย่างกว้างขวางในปัจจุบัน นั่นคือคำถามที่ว่า อุตสาหกรรมจะจัดการกับปัญหาสิ่งแวดล้อมที่รุนแรงและซับซ้อนมากขึ้นอย่างไร ? เพราะเท่าที่ผ่านมา การพัฒนาทางอุตสาหกรรมถูกมองว่าเป็นตัวการสำคัญของปัญหามลภาวะ     

เมื่ออุตสาหกรรมขยายตัว มีการผลิตมากขึ้นและเร็วขึ้น สิ่งที่จะตามมาก็คือกากของเสียทางอุตสาหกรรมที่เพิ่มพูนมากขึ้นและมากขึ้น ยิ่งไปกว่านั้น เทคโนโลยีอุตสาหกรรมใหม่ ๆ ก็มักมาพร้อมกากของเสียชนิดใหม่ที่ยากแก่การแก้ไขหรือบำบัด ซึ่งถ้าหากอุตสาหกรรมยังคงพัฒนาไปตามวิถีดั้งเดิม วิกฤติการทางอุตสาหกรรมก็จะเกิดขึ้นอย่างเลี่ยงไม่ได้

ดังนั้น ทุกวันนี้หลายฝ่ายจึงพยายามมองหาหนทางการพัฒนารูปแบบใหม่ที่เรียกว่า การพัฒนาที่ยั่งยืน (Sustainable Development) ซึ่งหมายถึงการพัฒนาที่ไม่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและคุณภาพชีวิตของผู้คน ทั้งผู้คนที่มีชีวิตอยู่ในยุคปัจจุบันและผู้คนในรุ่นถัด ๆ ไป ในการพัฒนาอุตสาหกรรมอย่างยั่งยืนนั้นจำเป็นต้องอาศัยทั้งหลักทฤษฎีและหลักปฏิบัติที่ชัดเจน

เพื่อให้ทุกฝ่ายที่เกี่ยวข้องสามารถนำไปอ้างอิงเพื่อการตัดสินใจและสามารถปฏิบัติไปในทิศทางเดียวกันได้ ซึ่งในช่วง 2 ทศวรรษที่ผ่านมาก็ได้มีการเสนอหลักคิดและทฤษฎีต่าง ๆ ขึ้นมาอย่างหลากหลาย แต่มีแนวทฤษฎีใหม่อย่างหนึ่งที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดได้แก่ แนวทฤษฎีนิเวศอุตสาหกรรมของ Frosch และ Gallopoulos

ในปี ค.ศ.1989 Robert A.Frosch และ Nicholas E.Gallopoulos ได้นำเสนอบทความเรื่อง "Strategies for Manufacturing" บนวารสาร Scientific American1 บทความดังกล่าวได้อธิบายสาระสำคัญเกี่ยวกับแนวทฤษฎีใหม่สำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมอย่างยั่งยืนที่เรียกว่า นิเวศอุตสาหกรรม (Industrial Ecology) ซึ่ง Frosch และ Gallopoulos พยายามอธิบายว่า

ถ้าหากสามารถปรับปรุงการใช้วัสดุและพลังงานกระบวนการทางอุตสาหกรรมให้มีความพอเหมาะ โดยการทำให้การไหลของสสารและพลังงานในระบบอุตสาหกรรมเป็นวงจรปิด (Closing Loop) โดยที่ของเสียจากอุตสาหกรรมหนึ่งถูกป้อนเป็นวัตถุดิบให้แก่อีกอุตสาหกรรมหนึ่ง ระบบอุตสาหกรรมก็จะมีความยั่งยืนขึ้น เพราะทรัพยากรธรรมชาติจะถูกใช้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด ในขณะที่ของเสียก็จะไม่ถูกถ่ายเทออกสู่สิ่งแวดล้อม ซึ่งเรียกระบบอุตสาหกรรมตามแนวคิดนี้ว่า ระบบนิเวศอุตสาหกรรม (Industrial Ecosystem)

หลักใหญ่ใจความของแนวทฤษฎีนิเวศอุตสาหกรรมเป็นการนำระบบอุตสาหกรรมไปเทียบเคียงกับ ระบบนิเวศของสิ่งมีชีวิต (Biological Ecosystem) ซึ่งหมายถึงชุมชนของสิ่งมีชีวิตที่อยู่ร่วมกันในแหล่งอาศัยหนึ่ง ๆ ที่โดยทั่วไปจะประกอบด้วยประชากรของสิ่งมีชีวิตชนิดต่าง ๆ ทั้งพืช สัตว์และจุลินทรีย์ สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดในระบบนิเวศจะแสดงบทบาทเกี่ยวพันกันในฐานะองค์ประกอบหนึ่งของห่วงโซ่อาหาร (Food Chain)

พืชและสิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห์แสงได้จะแสดงบทบาทเป็นผู้ผลิตปฐมภูมิ (Primary Producer) ทำหน้าที่ผลิตชีวมวลโดยการดูดซับแร่ธาตุจากดิน น้ำ หรืออากาศ และใช้แสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงาน จากนั้นชีวมวลของพืชจะกลายเป็นอาหารและพลังงานให้กับสัตว์กินพืช (Carnivore)

ถัดไปชีวมวลของสัตว์กินพืชก็จะเป็นอาหารสำหรับสัตว์กินเนื้อ และสัตว์กินเนื้อก็อาจจะถูกกินโดยสัตว์กินเนื้อด้วยกัน สิ่งขับถ่ายหรือซากของสิ่งมีชีวิตหนึ่งก็จะกลายเป็นอาหารของสิ่งมีชีวิตอื่นต่อเนื่องกันไปเป็นทอด ๆ จนในที่สุดซากของสิ่งมีชีวิตที่ถูกย่อยสลายโดยสมบูรณ์จะกลายเป็นธาตุอาหารกลับสู่ดินเพื่อให้พืชได้ดูดซับไปใช้อีกรอบ ฉะนั้น สสารและพลังงานในระบบนิเวศของสิ่งมีชีวิตจึงเป็นวัฏจักรและมีแนวโน้มที่จะปรับเข้าสู่ภาวะสมดุลและมีความยั่งยืนเสมอ

ดังนั้น ถ้าสามารถปรับการใช้วัสดุและพลังงานในระบบอุตสาหกรรมให้เป็นเหมือนระบบนิเวศของสิ่งมีชีวิต โดยทำให้ผลิตผลและของเสียจากหน่วยการผลิตหนึ่งเป็นวัตถุดิบสำหรับหน่วยการผลิตอีกหน่วยหนึ่งอย่างเป็นขั้นเป็นหลั่น (Material Cascading) และทำให้การไหลของวัสดุและพลังงานเป็นวงจรปิดมากที่สุด ก็จะช่วยให้การใช้ทรัพยากรในระบบอุตสาหกรรมเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ ระบบอุตสาหกรรมก็จะสมดุลและยืนขึ้นเช่นกัน  

รูปที่ 1 ภาพรวมของความเกี่ยวพันระหว่างสิ่งแวดล้อม ระบบนิเวศของสิ่งมีชีวิต และระบบนิเวศอุตสาหกรรม

ความมุ่งหมายของทฤษฎีนิเวศอุตสาหกรรมคือ การปรับปรุงการไหลเวียนของวัสดุและพลังงานในระบบอุตสาหกรรมให้เป็นวงจรปิดมากที่สุด เพื่อให้เกิดความยั่งยืนทางวัสดุและพลังงาน ซึ่งจะช่วยลดการผันทรัพยากรธรรมชาติเข้าสู่ระบบไปพร้อมกับลดการถ่ายเทของเสียออกสู่สิ่งแวดล้อม หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือ จะไม่มีการใช้ทรัพยากรธรรมชาติอย่างฟุ่มเฟือยเกินความจำเป็น และจะไม่มีการถ่ายเทของเสียสู่สิ่งแวดล้อมเป็นจำนวนมากจนเกินกว่าที่ธรรมชาติจะรองรับได้     

ดังนั้น เมื่อระบบนิเวศอุตสาหกรรมมีความสมดุล สิ่งแวดล้อมก็จะได้รับการปรับปรุง คุณภาพชีวิตของมนุษย์ก็จะสูงขึ้น และเศรษฐกิจก็จะพัฒนาไปบนวิถีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นในที่สุด ดังนั้น จึงสามารถสรุปได้ว่า การสร้างระบบอุตสาหกรรมที่ยั่งยืนตามแนวทฤษฎีนิเวศอุตสาหกรรมก็คือ ความพยายามที่จะปิดวงจรการไหลของวัสดุและพลังงาน นั่นเอง

อย่างไรก็ตาม การสร้างระบบอุตสาหกรรมที่ยั่งยืนตามแนวทฤษฎีนิเวศอุตสาหกรรม ไม่ใช่เรื่องที่สามารถทำให้สำเร็จได้ภายในระยะอันสั้น แต่ต้องอาศัยการดำเนินงานระยะยาวและต้องทำอย่างเป็นลำดับขั้น

ประการสำคัญคือ ต้องอาศัยหลักการวิเคราะห์ระบบ เพื่อพิจารณาการไหลของสสารหรือพลังงานแต่ละชนิดในระบบอุตสาหกรรมที่สนใจ เพี่อบ่งชี้สถานะของระบบนั้นและนำไปสู่การวางแผนพัฒนาในอนาคต ทั้งนี้ เพื่อช่วยให้เกิดความเข้าใจที่ชัดเจนขึ้นเกี่ยวกับลำดับการพัฒนาของระบบนิเวศอุตสาหกรรม จึงได้มีการแบ่งลำดับการพัฒนาของระบบนิเวศอุตสาหกรรมออกเป็น 3 ระดับ ดังนี้ 

* ระบบนิเวศอุตสาหกรรมประเภท 1 หมายถึงระบบอุตสาหกรรมที่มีการไหลของพลังงานและวัสดุเป็นเชิงเส้นคือมีการผันเอาทรัพยากรเข้าสู่ระบบอย่างต่อเนื่อง ผ่านกระบวนการใช้ประโยชน์และการแปรรูป แล้วทิ้งกากของเสียสู่สภาพแวดล้อมในอีกฟากของระบบ (ภาพที่ 2) ระบบนิเวศอุตสาหกรรมประเภทที่ 1 นี้พบมากในยุคแรกเริ่มของการปฏิวัติอุตสาหกรรมเรื่อยมาถึงยุคทศวรรษที่ 1980

เพราะเป็นยุคที่ยังมีทรัพยากรธรรมชาติให้นำมาใช้ประโยชน์ได้อย่างล้นเหลือ ทำให้ผู้ประกอบการไม่จำเป็นต้องกังวลเรื่องความเพียงพอของวัตถุดิบ อีกทั้งสภาพแวดล้อมของโลกในยุคนั้นยังคงบริสุทธิ์อยู่มาก จึงยังสามารถรองรับกากของเสียจากอุตสาหกรรมได้ในปริมาณมหาศาล

รูปที่ 2 แบบจำลองของระบบอุตสาหกรรมประเภทที่ 1

* ระบบนิเวศอุตสาหกรรมประเภท 2 เป็นระบบอุตสาหกรรมที่ลักษณะผสมผสานระหว่าง ระบบที่เป็นวงจรเปิดและวงจรปิด กล่าวคือ มีการผันทรัพยากร ทั้งพลังงานและวัสดุเข้าสู่ระบบ ซึ่งบางส่วนจะถูกใช้หมุนเวียน มีการผันกลับไปใช้ใหม่ (Recycle) หรือใช้ซ้ำ (Reuse) และบางส่วนก็จะแปรสภาพเป็นของเสียถ่ายเทสู่สิ่งแวดล้อม ลักษณะนี้เป็นลักษณะของระบบอุตสาหกรรมทั่ว ๆ ที่ดำเนินอยู่ในปัจจุบัน (รูปที่ 2) 

รูปที่ 3 แบบจำลองของระบบอุตสาหกรรมประเภทที่ 2

* ระบบนิเวศอุตสาหกรรมประเภทที่ 3 หมายถึง ระบบอุตสาหกรรมที่มีลักษณะเป็นวงจรปิดสมบูรณ์ มีการไหลเวียนของวัสดุเป็นวัฏจักรและถูกใช้ประโยชน์อย่างเต็มประสิทธิภาพจนไม่มีของเสียถ่ายเทออกสู่สิ่งแวดล้อม และใช้เพียงพลังงานหมุนเวียนเป็นพื้นฐานของการขับเคลื่อนกิจกรรม ระบบอุตสาหกรรมประเภทที่ 3 นี้ ถือเป็นระบบอุตสาหกรรมที่ยั่งยืนที่สุดตามแนวทฤษฏีนิเวศอุตสาหกรรม (รูปที่ 4)

รูปที่ 4 แบบจำลองของระบบนิเวศอุตสาหกรรมประเภทที่ 3

แนวทฤษฎีนิเวศอุตสาหกรรมของ Frosch และ Gallopoulos ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางจากนักวิชาการหลากหลายแขนง ซึ่งตลอดช่วงเวลาที่ผ่านมา นิเวศอุตสาหกรรมถูกใช้เป็นแนวคิดอ้างอิงสำหรับการพัฒนานโยบายและกรอบดำเนินงานต่าง ๆ อย่างกว้างขวาง     

ยกตัวอย่างเช่น การนำหลักนิเวศอุตสาหกรรมไปใช้ในการบริหารสิ่งแวดล้อมภายในองค์กร การจัดการนิคมอุตสาหกรรม รวมถึงการตรากฎหมายหรือบทบัญญัติที่เกี่ยวข้องกับการดำเนินกิจการอุตสาหกรรม เป็นต้น ซึ่งทังหมดนั้นก็เพื่อส่งเสริมให้เกิดการพัฒนาอุตสาหกรรมสู่ความยั่งยืนทั้งในระยะสั้นและระยะยาว 

มองโดยภาพรวม นิเวศอุตสาหกรรมเป็นแนวทฤษฎีใหม่ที่ทรงคุณค่า ซึ่งให้หลักคิดที่ชัดเจนว่าอุตสาหกรรมควรจะพัฒนาไปอย่างไรในอนาคต และยังสะท้อนให้เห็นถึงองค์รวมของระบบอุตสาหกรรมที่ยั่งยืนได้อย่างกระจ่างชัดที่สุด แนวทฤษฎีใหม่นี้สามารถนำไปใช้ได้ในหลากหลายแนวทาง โดยบุคคลจากหลายแขนง ดังแสดงในรูปที่ 5

รูปที่ 5 แผนภาพแสดงความเกี่ยวพันระหว่างแนวทฤษฎีนิเวศอุตสาหกรรม และการบริหารสิ่งแวดล้อมภายในองค์กร

และถ้าพิจารณาในแง่ผลกระทบ นิเวศอุตสาหกรรมเป็นแนวทฤษฎีที่ทรงอิทธิพล เพียงพอที่จะก่อให้เกิดคลื่นกระทบที่รุนแรงต่อวงการอุตสาหกรรมในอนาคต ซึ่งผู้ประกอบการอุตสาหกรรมและองค์กรในภาคส่วนต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องจะต้องปรับตัวเพื่อรองรับความเปลี่ยนแปลงขนานใหญ่ที่จะเกิดขึ้น ถึงแม้ทุกวันนี้คำว่า “นิเวศอุตสาหกรรม” จะไม่ใช่คำที่แพร่หลายในวงการอุตสาหกรรม แต่ปรากฏการณ์คลื่นกระทบจากนิเวศอุตสาหกรรมก็ได้เกิดขึ้นแล้วอย่างต่อเนื่อง

กล่าวคือ ในทุกวันนี้ทฤษฎีนิเวศอุตสาหกรรมถูกใช้เป็นฐานความคิดสำหรับการกำหนดนโบบาย บทบัญญัติ ข้อบังคับ และกฎกติกา ต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการพิทักษ์สิ่งแวดล้อมและการพัฒนาที่ยั่งยืน ซึ่งหลาย ๆ นโยบายได้ถูกประกาศใช้แล้ว อาทิ นโยบาย IPP (Integrated Product Policy) ของกลุ่มสหภาพยุโรป และนโยบาย P2 (Pollution Prevention) ในสหรัฐฯ เป็นต้น ยิ่งไปกว่านั้นยังมีการพัฒนาแนวคิดและทฤษฎีใหม่ ๆ ที่เกี่ยวกับนิเวศอุตสาหกรรมขึ้นมาอย่างต่อเนื่อง

จนนักวิชาการมองว่านิเวศอุตสาหกรรมกำลังพัฒนาเป็นศาสตร์แขนงใหม่ ที่จะก่อให้เกิดองค์ความรู้ที่จำเป็นต่อการบริหารจัดการอุตสาหกรรมในอนาคต มีนักวิชาการจากหลากหลายแขนงได้ร่วมกันคว้าวิจัยเพื่อสร้างองค์ความรู้ใหม่ ที่เกี่ยวกับนิเวศอุตสาหกรรมและการสร้างระบบอุตสาหกรรมที่ยั่งยืน ยกตัวอย่างเช่น แนวปฏิบัติเพื่อการป้องกันมลภาวะ (Pollution Prevention) หรือแนวทางการผลิตที่สะอาดกว่า (Cleaner Production)

แนวคิดเรื่องประสิทธิภาพเชิงนิเวศ (Eco-efficiency) แนวคิดเรื่องการถ่ายเสียเท่ากับศูนย์ (Zero Discharge/Zero Emission) และการออกแบบเพื่อสิ่งแวดล้อม (Design for Environment) แนวคิดเหล่านี้ล้วนถูกพัฒนาขึ้นบนพื้นฐานของนิเวศอุตสาหกรรมทั้งสิ้น ดังนั้น ในส่วนของผู้ประกอบการอุตสาหกรรมเอง ซึ่งเป็นกลุ่มเป้าหมายหลักที่จะต้องรับเอาแนวนโนบาย และหลักการต่าง ๆ มาปรับใช้ก็จำเป็นต้องเตรียมพร้อม

โดยการศึกษาและทำความเข้าใจหลักวิชาการด้านนิเวศอุตสาหกรรมให้กระจ่าง โดยเฉพาะผู้นำองค์กรและนักบริหารสิ่งแวดล้อมภายในองค์กร เพราะเป็นบุคคลที่มีความรับผิดชอบโดยตรงในการรับเอานโยบายทั้งหลายเหล่านั้นไปปฏิบัติให้เกิดผลเป็นรูปธรรมภายในองค์กรองค์กรของตน เพื่อประโยชน์ทั้งในเชิงการแข่งขันทางธุรกิจและความรับผิดชอบต่อสังคมนั่นเอง

เอกสารอ้างอิง

* Ehrenfeld, J. (2004). Industrial ecology: a new field or only a metaphor? J.Cleaner Prod. 12, 825–831
* Frosch, R. A. and Gallopoulos, N. E. (1989). Strategies for Manufacturing. Sci.Am. 261(3), 144-152
* Korhonen, J. (2001). Four ecosystem principles for an industrial ecosystem. J.Cleaner Prod. 9, 253–259
* Erkman, S. (2001). Industrial Ecology: a new perspective on the future of the industrial system. Swiss. Med. Wkly. 131, 531–538