นักวิจัย มจธ.พัฒนา 'เทคโนโลยีอุตสาหกรรมเชื้อเพลิงและเคมีชีวภาพแบบบูรณาการ' แปรสภาพชีวมวลและพืชน้ำมันเป็นผลิตภัณฑ์-สารเคมีมูลค่าสูงแบบไร้ของเสียอย่างยั่งยืน รองรับการเปลี่ยนผ่านสู่ Carbon Neutrality

เมื่อช่วงต้นเดือน พ.ย. 2564 มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) แจ้งข่าวว่าเมื่อการใช้พลังงานกำลังเปลี่ยนแปลงไป ประกอบกับข้อตกลงร่วมกันของประชาคมโลกในการแก้ปัญหาภาวะโลกร้อนซึ่งเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ (Climate Change) จึงประกาศให้ทุกประเทศจะต้องมีความเป็นกลางทางคาร์บอน (Carbon Neutrality)

ล่าสุด ประเทศไทยได้แสดงจุดยืนสนับสนุนนโยบายการใช้พลังงานสะอาด และลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สุทธิเป็นศูนย์ ภายในปี ค.ศ. 2065-2070 ซึ่งถือเป็นวาระสำคัญของโลกและเป็นก้าวสำคัญด้านพลังงานของประเทศ ทำให้ภาคธุรกิจต่างเร่งปรับแผนการใช้พลังงานทั้งในภาคการผลิต อาทิ การผลิตไฟฟ้าที่ใช้ถ่านหินทยอยเปลี่ยนมาใช้พลังงานหมุนเวียนหรือพลังงานทดแทนในสัดส่วนที่เพิ่มมากขึ้น

ในภาคการขนส่งปัจจุบันส่วนใหญ่ยังคงใช้น้ำมัน แต่แน่นอนว่าเมื่อรถยนต์ไฟฟ้าเข้ามาแทนที่เครื่องยนต์สันดาป ทำให้อนาคตความต้องการใช้พลังงานน้ำมันจะค่อยๆลดลง ซึ่งน้ำมันดีเซลและแก๊สโซลีน(น้ำมันเบนซิน) จะมี Biofuel คือ เชื้อเพลิงที่ได้จากชีวมวล (Biomass) เข้าไปผสมในสัดส่วนที่ภาครัฐกำหนด แต่หลังจากนี้อีก 10-20 ปี เมื่อเครื่องยนต์สันดาปภายในหมดไปและจะถูกแทนที่ด้วยรถยนต์ไฟฟ้า (EV) นั่นหมายความว่าจะส่งผลกระทบต่อภาคการเกษตรและอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องตามมา

ศ. ดร.นวดล เหล่าศิริพจน์ อาจารย์ประจำบัณฑิตวิทยาลัยร่วมด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม (JGSEE) มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.)และผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีพลังงานชีวภาพ กล่าวว่า ในอดีตกว่าสิบปีที่ผ่านมารัฐบาลมีนโยบายเพิ่มการปลูกอ้อยและปาล์ม ทำให้มีอุตสาหกรรมผลิต เชื้อเพลิงชีวภาพค่อนข้างมาก แต่เมื่อสถานการณ์พลังงานโลกจากนี้จะถูกกระตุ้นด้วยความเป็นกลางทางคาร์บอน (Carbon Neutrality) และการมาของรถยนต์ไฟฟ้า (EV) สิ่งที่จะเกิดขึ้น คือ ความต้องการเอทานอลและไบโอดีเซลในตลาดพลังงานจะถูกปรับลดลง ซึ่งก็จะส่งผลกระทบต่อผลผลิตและเกษตรกรได้หากไม่มีการเตรียมความพร้อม ดังนั้น หากจะไปสู่การลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกออกสู่ชั้นบรรยากาศ (Net Zero Greenhouse Gas Emissions ) รัฐบาลจำเป็นต้องมีนโยบายและแผนออกมารองรับระหว่างทางว่าจะทำอะไรหรือมีมาตรการอะไรมาช่วยลดผลกระทบให้กับภาคการเกษตรและอุตสาหกรรมเชื้อเพลิงชีวภาพ

“ชุดโครงการวิจัยที่เราทำมาอย่างต่อเนื่องเป็นเวลากว่า 10 ปีนี้ เป็นความพยายามที่จะนำปาล์มน้ำมันและชีวมวลจากอ้อยมาเพิ่มมูลค่า จากจุดเริ่มต้นงานวิจัยเพื่อแก้ปัญหาเรื่องของราคาเอทานอลและไบโอดีเซลที่ผันผวน จนถึงงานวิจัยเพื่อรองรับและหาแนวทางการใช้เอทานอลและไบโอดีเซลในกรณีที่ความต้องการเอทานอลและไบโอดีเซลลดลง ซึ่งจะก่อให้เกิดผลกระทบกับเกษตรกรรวมถึงอุตสาหกรรมผู้ผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ จึงมีแนวคิดการนำเอาชีวมวล รวมถึงเชื้อเพลิงชีวภาพ (เอทานอลและน้ำมันปาล์ม) ไปแปรสภาพเป็นผลิตภัณฑ์หรือสารเคมีที่มีมูลค่าสูงแทน โดยชุดโรงการที่มีการดำเนินการในอดีตที่ผ่านมา ได้แก่ งานวิจัยและพัฒนากระบวนการแปรสภาพชีวมวลจากซังข้าวโพด ชานอ้อย ฟางข้าว กะลาปาล์ม และเศษวัสดุเหลือจากการเกษตร หรือกากจากกระบวนการผลิตในอุตสาหกรรมการเกษตรมาเป็นเชื้อเพลิงและผลิตสารเคมีมูลค่าสูง การวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีพื้นฐานและต้นแบบสำหรับอุตสาหกรรมพืชน้ำมันเพื่อรองรับการเปลี่ยนผ่านสู่อุตสาหกรรม Bio-complex เป็นต้น โดยบูรณาการความเชี่ยวชาญทางด้านเคมีวิศวกรรม เทคโนโลยีชีวภาพ ร่วมกันระหว่าง มจธ.และ สวทช.”

ศ. ดร.นวดล กล่าวอีกว่า “ ในรายละเอียดคณะวิจัยพยายามหาแนวทางที่เหมาะสมในการเพิ่มมูลค่าของวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์จากอุตสาหกรรมพืชน้ำมัน อันได้แก่ น้ำมันปาล์มและน้ำมันมะพร้าว เพื่อแปรสภาพเป็นผลิตภัณฑ์มูลค่าสูงตามโจทย์ของแต่ละอุตสาหกรรม เช่น สารหล่อลื่นชีวภาพ สารทำความสะอาดในระดับอุตสาหกรรม สารเปลี่ยนสถานะ เป็นต้น โดย มจธ. และหน่วยงานเครือข่ายเข้าไปเป็นที่ปรึกษาและดำเนินงานวิจัยร่วมกับพันธมิตรในภาคอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่องในระยะที่ผ่านมา”

นอกจากนี้ยังมีชุดโครงงานวิจัยเพื่อแปรสภาพเอทานอล และชีวมวลจำพวกอ้อยไปเป็นผลิตภัณฑ์หรือสารเคมีที่มีมูลค่าสูงเช่นกัน ศ. ดร.นวดล กล่าวว่า “นอกเหนือจากการนำอ้อยไปผลิตเป็นน้ำตาล สารให้ความหวานอื่นๆ รวมถึงเอทานอลแล้ว ชีวมวลจากอ้อยยังสามารถนำไปแยกส่วนเพื่อสกัดเซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส และลิกนิน ซึ่งสารทั้งสามกลุ่มนี้สามารถนำไปต่อยอดแปรสภาพใช้ผลิตเป็นวัสดุชีวภาพต่างๆ ได้อย่างหลากหลาย เช่น บรรจุภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้ สารทนไฟ และสาร anti-oxidant ที่สามารถนำไปใช้ร่วมกับผลิตภัณฑ์พลาสติกและโฟม เป็นต้น”

งานวิจัยดังกล่าวเริ่มดำเนินการตั้งแต่ปี 2554 วัตถุประสงค์หลัก คือต้องการเพิ่มมูลค่าของเศษวัสดุทางการเกษตรในประเทศ โดยทำการศึกษาวิจัยเชิงลึกเพื่อหากระบวนการในการแยกส่วนและแปรสภาพชีวมวลที่มีประสิทธิภาพและต้นทุนต่ำ รวมถึงความเหมาะสมกับชีวมวลที่มีอยู่ในประเทศไทยภายใต้แนวคิดการสร้างกระบวนการใช้ประโยชน์จากชีวมวลของประเทศแบบไร้ของเสียในอนาคต ผลงานวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิชาการระดับนานาชาติแล้วกว่า 200 ฉบับ อีกทั้งเป็นงานวิจัยที่เชื่อมกับภาคอุตสาหกรรม และพร้อมรับโจทย์จากอุตสาหกรรมมาต่อยอด โดยมีการนำผลงานวิจัยไปจดสิทธิบัตรในต่างประเทศร่วมกับอุตสาหกรรมเครือข่าย 3 เรื่องในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา

จากผลงานวิจัยชุดนี้ ศ.ดร.นวดล ยังได้รับ “รางวัลวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี” ประเภทบุคคลประจำปี 2563 จากมูลนิธิโทเรเพื่อการส่งเสริมวิทยาศาสตร์ ประเทศไทย ในฐานะนักวิจัยผู้ที่มีความมุ่งมั่นในการทำวิจัยในด้านการบูรณาการการแปรสภาพวัตถุดิบทางการเกษตรเป็นเชื้อเพลิงควบคู่กับการผลิตสารเคมีมูลค่าสูง ที่นอกจากช่วยเพิ่มมูลค่าให้กับเศษเหลือทิ้งทางการเกษตรแล้ว ยังสามารถสร้างความเข้มแข็งและเสริมศักยภาพในการแข่งขันให้กับภาคอุตสาหกรรมในประเทศได้ สอดคล้องกับเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน (Sustainable Development Goals: SDGs) ด้านที่ 7 พลังงานสะอาดที่ทุกคนเข้าถึงได้ (Affordable and clean energy), ด้านที่ 9 อุตสาหกรรม นวัตกรรม โครงสร้างพื้นฐาน (Industry, innovation, and infrastructure), ด้านที่ 12 แผนการบริโภคและการผลิตที่ยั่งยืน (Responsible consumption and production) และด้านที่ 13 การรับมือการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (Climate action)