นักศึกษา JGSEE เร่งวิจัยวัสดุดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สำหรับใช้ในเทคโนโลยีการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ จากกากชานอ้อยและแกลบ เผยขณะนี้สามารถพัฒนาวัสดุดูดซับจากชีวมวลได้แล้ว 2 ชนิด ระบุหากพัฒนาจนสามารถทำงานได้ดีที่อุณหภูมิสูงจะช่วยลดต้นทุนเทคโนโลยีการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ หวังนำเทคโนโลยีใช้ในเชิงพาณิชย์โดยเฉพาะโรงไฟฟ้าถ่านหิน เพื่อลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจก และเพิ่มเสถียรภาพด้านพลังงานให้กับประเทศ

โรงงานใหญ่หลาย ๆ โรงงาน โดยเฉพาะโรงไฟฟ้าที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงมักมีปัญหาด้านสิ่งแวดล้อม เนื่องจากมลภาวะจากปล่องไอเสีย คณะกรรมการระหว่างประเทศว่าด้วยเรื่องการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (IPCC) ได้ระบุทางเลือกใหม่ของการลดก๊าซเรือนกระจกจากโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ที่ใช้เชื้อเพลิงที่มีองค์ประกอบของคาร์บอนสูง นั่นคือ เทคโนโลยีการดักจับและกักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ หรือ Carbon dioxide capture and storage (CCS) นอกเหนือจากการการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน การใช้เชื้อเพลิงที่มีองค์ประกอบของคาร์บอนต่ำ และการใช้พลังงานหมุนเวียน ซึ่งเทคโนโลยี CCS จะช่วยลดปริมาณการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่บรรยากาศได้

อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยี CCS ยังเป็นเพียงเทคโนโลยีที่อยู่ระหว่างการศึกษาเท่านั้น ยังไม่มีการใช้จริงในเชิงพานิชย์ เนื่องจากปัญหาด้านค่าใช้จ่ายที่เพิ่มสูงขึ้น โดยเฉพาะในกระบวนการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งส่วนหนึ่งมาจากมูลค่าของวัสดุดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีราคาแพง จึงเป็นที่มาของการทำวิจัยเพื่อพัฒนาวัสดุดูดซับจากชีวมวล สำหรับเทคโนโลยีการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

นายอนุสรณ์ บุญปก นักศึกษาปริญญาเอก บัณฑิตวิทยาลัยร่วมด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม (JGSEE)

โดย นายอนุสรณ์ บุญปก นักศึกษาปริญญาเอก บัณฑิตวิทยาลัยร่วมด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม (JGSEE) โดยมี ผศ.ดร.อำนาจ ชิดไธสง เป็นอาจารย์ที่ปรึกษา ซึ่งได้รับทุนการวิจัยด้านวิศวกรรมศาสตร์จากมูลนิธิการศึกษาเชล 100 ปี ทุนสำหรับนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาในสาขาวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ เมื่อวันพฤหัสบดีที่ 14 สิงหาคม ที่ผ่านมา ณ สำนักงานคณะกรรมการการอุดมศึกษา (สกอ.)

นายอนุสรณ์ กล่าวว่า เทคโนโลยี CCS จะเป็นกระบวนการที่เพิ่มเติมขึ้นในโรงงานขนาดใหญ่ โดยกระบวนการหลักประกอบด้วย 3 ขั้นตอน คือ การดักจับ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากปล่องไอเสีย การขนส่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไปที่กักเก็บ โดยจะใช้วิธีเพิ่มความดันให้อยู่ในสถานะของเหลวเพื่อให้สะดวกในการขนส่ง และสุดท้าย การกักเก็บ ที่ส่วนใหญ่จะถูกนำไปเก็บที่บริเวณเหมืองขุดเจาะปิโตรเลียมเก่า ซึ่งอยู่ใต้ดินและเป็นชั้นหินที่เคยมีปิโตรเลียมแทรกตัวอยู่

ทั้งนี้การขนส่งก๊าซ และการกักเก็บสามารถใช้เทคโนโลยีที่มีอยู่เดิมได้ อาทิ เทคโนโลยีการขนส่งก๊าซ และเทคโนโลยีการอัดก๊าซกลับลงใต้พื้นดิน หากแต่ขั้นตอนการดักจับยังต้องมีการศึกษาเพิ่มเติม เพราะเป็นขั้นตอนที่ยังมีค่าใช้จ่ายสูงมาก ซึ่งขั้นตอนการดักจับและการเพิ่มความดันก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะมีมูลค่าดำเนินการประมาณ 80% ของมูลค่าการดำเนินการทั้งหมด จึงเป็นอุปสรรคสำคัญที่ทำให้เทคโนโลยีนี้ยังไม่สามารถเป็นไปได้ในเชิงพาณิชย์

"วัสดุดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่นิยมใช้กันอยู่ในปัจจุบัน เป็นสารอินทรีย์จำพวกเอมีน ซึ่งมีราคาแพง และย่อยสลายได้ในระหว่างการใช้งาน จึงจำเป็นต้องเพิ่มสารเอมีนทดแทนส่วนที่ย่อยสลายไปตลอดเวลา ดังนั้นเพื่อช่วยให้เกิดความเป็นไปได้ในการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี CCS จึงได้ทำการพัฒนาวัสดุดูดซับที่สามารถนำมาทดแทนหรือใช้ร่วมกับสารเอมีนโดยสามารถนำกลับมาใช้ซ้ำใหม่หลาย ๆ ครั้งได้

โดยที่ประสิทธิภาพไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก จึงเลือกใช้กากชานอ้อยและแกลบมาพัฒนาเป็นวัสดุดูดซับ 2 ชนิด ประกอบด้วย ถ่านกัมมันต์ (activate carbon) และ MCM-41 ซึ่งผลิตขึ้นจากซิลิก้าที่สกัดออกมาจากแกลบ โดยวัสดุดูดซับทั้งสองชนิดจะมีลักษณะเป็นวัสดุรูพรุนที่มีขนาดเล็กมากในระดับนาโน ซึ่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากปล่องไอเสียจะแทรกเข้าไปอยู่ในรูพรุนของวัสดุดูดซับ และจะถูกนำไปเปลี่ยนรูปเพื่อการขนส่งต่อไป" นายอนุสรณ์ กล่าว

จากผลการทดสอบประสิทธิภาพของวัสดุดูดซับจากชีวมวลทั้งสองชนิดพบว่าสามารถดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ดีที่อุณหภูมิห้อง แต่ประสิทธิภาพจะลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นจึงยังไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูงๆ โดยเฉพาะที่อุณหภูมิของก๊าซไอเสียจากปล่องไอเสีย จึงจำเป็นต้องมีการศึกษาวิจัยเพิ่มเติม เพื่อให้วัสดุสามารถดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ดีที่อุณหภูมิสูง ๆ 

การใช้วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรที่มีอยู่อย่างมากมายในประเทศไทยมาพัฒนาเป็นวัสดุดูดซับจะสามารถลดต้นทุนโดยรวมของเทคโนโลยี CCS ได้ และหากเทคโนโลยี CCS ได้รับการประยุกต์ใช้ในเชิงพานิชย์ ก็จะช่วยลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากโรงงานขนาดใหญ่ หรือโรงไฟฟ้า ซึ่งจะสามารถใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงได้โดยไม่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมมากเหมือนเช่นที่ผ่านมา อีกทั้งยังช่วยเพิ่มความมั่นคงด้านพลังงานให้กับประเทศด้วย