การดักจับ CO2 จากอากาศ นำมาผลิตเชื้อเพลิงสังเคราะห์

Extract CO₂ from our Air & Use It to Create Synthetic Fuels

‘เทคนิคดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศนั้น ปัจจุบันกำลังจะกลายเป็นเรื่องสำคัญยิ่ง .. มันไม่ใช่เรื่องยาก มันมีหลากหลายวิธีการ ..’

กระบวนการเพื่อลดสัดส่วนก๊าซเรือนกระจกลงวิธีหนึ่งที่น่าสนใจ ได้แก่ การดึงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ แล้วมาสกัดเอาคาร์บอนไปใช้ประโยชน์ หรือการนำคาร์บอนไดออกไซด์จากการดักจับได้ ไปทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนที่มาจากการแยกน้ำของพลังงานทางเลือก ก็จะได้สารไฮโดรคาร์บอน มาใช้เป็นเชื้อเพลิงโดยตรงได้อีก ครั้งแล้วครั้งเล่า เป็นต้น

Carbon Capture จำเป็นต้องเริ่มขึ้นอย่างจริงจังได้แล้ว แต่ยังไม่มีใครรู้ว่ามันจะเกิดขึ้นในสังคมกรอบกว้างได้อย่างไร เราต้องการนวัตกรรมใหม่ ๆ การทดสอบ และทุนสนับสนุน .. Jim Conca นักวิทยาศาสตร์ ผู้สนับสนุนด้านวิทยาศาสตร์พลังงาน และสิ่งแวดล้อมโลก ได้ศึกษาแนวทางวิธีการดักจับ CO₂ จากอากาศโดยตรง บุกเบิกโดย บริษัท Carbon Engineering ในแคนาดา ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากนักลงทุนเอกชน และหน่วยงานภาครัฐ มันเกิดจากงานวิชาการที่มหาวิทยาลัยคัลการี University of Calgary และมหาวิทยาลัยคาร์เนกีเมลลอน Carnegie Mellon University ระบบที่เรียกว่า “ Direct Air Capture ” สามารถดักจับ และดึงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หนัก 1 ตัน จากอากาศได้ด้วยต้นทุนประมาณ 100$

ในปัจจุบัน Conca อธิบายว่า โรงงานดักจับแห่งหนึ่งสามารถดักจับ CO₂ ได้ประมาณหนึ่งล้านตันต่อปี ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีอีกหลายหมื่นโรงงานเพื่อลด CO₂ ในชั้นบรรยากาศให้อยู่ในระดับปกติ ไม่มีใครต้องแปลกใจกับจำนวนที่ต้องการ

ยิ่งไปกว่านั้น เทคโนโลยี “ Air to Fuel ” ยังสามารถใช้ CO₂ ในการนำมาผลิตเป็นเชื้อเพลิงสังเคราะห์ในราคาต่ำกว่า 4$ / แกลลอน หรือ ลิตรละ 31.74 บาท (สูงกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิลเพียงเล็กน้อย รูปแบบเชื้อเพลิงที่ได้จะคล้ายกับเชื้อเพลิงชีวภาพ) และด้วยการปล่อยคาร์บอนต่ำกว่า กับมาตรฐานของตัวเชื้อเพลิงสังเคราะห์นี้เอง ทำให้มันสามารถแข่งขันกับเชื้อเพลิงอื่น ๆ ได้

ดังนั้น กระบวนการดักจับ CO₂ ออกจากบรรยากาศโดยตรง และนำมันไปผลิตเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอน พร้อมไปด้วย ดูเหมือนมันจะกลายเป็นวิธีที่ชาญฉลาดมาก หมายถึงการยิงกระสุนนัดเดียวได้นกถึงสองตัว นั่นเอง

การดึงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากอากาศ ถือเป็นวิธีทางวิทยาศาสตร์ที่ดีที่สุดวิธีหนึ่ง ในการย้อนกลับกระบวนการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ โดยไม่ต้องใช้เทคโนโลยีราคาแพง ไม่ต้องใช้มาตรการทางภาษีที่ซับซ้อน หรือมาตรการลดการบริโภคพลังงาน มิให้ผู้คนหลายพันล้านคนได้รับพลังงานที่จำเป็นเพื่อการมีชีวิตความเป็นอยู่ที่ดี

เราสามารถนำ CO₂ มาผลิตน้ำมันเบนซิน ดีเซล หรือน้ำมันเครื่องบิน แล้วจากนั้น เราก็สามารถดักจับ CO₂ นำมันมาผลิตเป็นเชื้อเพลิงกลับไปใช้ใหม่อีกเรื่อยไปได้ ไม่มีที่สิ้นสุด

เนื่องจากเราล้มเหลวในการควบคุมการปล่อยก๊าซคาร์บอนทั่วโลก เราจึงถูกทิ้งให้อยู่กับการใช้ความคิดของเรา ในความพยายามที่จะหาทางออกจากปัญหานี้ให้ได้ .. ซึ่งในเทคนิคทางวิทยาศาสตร์นั้น มันไม่ได้เป็นเรื่องยากเลย แต่ที่มันดูยากนั้น ส่วนหนึ่งเพราะมันยังคงขึ้นอยู่กับสติปัญญาของฝ่ายการเมือง

แนวความคิดแบบสุดโต่ง ..

เพื่อหยุดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิโลก ไม่ว่าจะเป็นการใช้วิศวกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม หรือการระดมปลูกป่า หรือการดักจับและการกักเก็บคาร์บอนจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลไว้ใต้ดิน หรือการบูมเร่งขยายพันธุ์ Phytoplankton ในทะเลด้วยการใช้แร่เหล็กเทลงมหาสมุทร เพื่อให้มันผลิตก๊าซออกซิเจนจำนวนมหาศาลเข้าสู่บรรยากาศ หรือการวางกระจกขนาดใหญ่ ขนาดเล็ก ในอวกาศ

มนุษย์คิดเสมอว่า เราสามารถกำหนดแนวทางแก้ไขปัญหาต่าง ๆ ได้ .. ส่วนใหญ่มันเป็นเพียงแค่ทางเลือกหนึ่งที่ต้องพิจารณาอย่างชาญฉลาด เพื่อที่เราจะได้ไม่ทำให้เรื่องต่าง ๆ ต้องแย่ลงไปกว่านี้ หรือสมดุลธรรมชาติของโลกได้รับความเสียหาย .. และหากเรายังจะหยุดการบริโภคพลังงานเชื้อเพลิงฟอสซิลในทันทีไม่ได้ ก็คงไม่มีคำตอบอื่นนอกจาก ”เทคโนโลยีดึงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากบรรยากาศโดยตรง”

กลยุทธ์ที่ตรงไปตรงมาที่สุดนี้ มีผลข้างเคียงน้อยที่สุด คือ การดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ ออกจากชั้นบรรยากาศโดยตรง และนำมันไปทำสิ่งที่เป็นประโยชน์ เช่น เชื้อเพลิง พลาสติก แกรฟีน ไฟเบอร์คาร์บอน ซึ่งจะช่วยลดภาระต่อสิ่งแวดล้อม รวมทั้งมนุษยชาติยังมีแหล่งพลังงานใช้หมุนเวียนต่อเนื่องอย่างไม่ขาดแคลน

Elon Musk ให้ความสนใจอุตสาหกรรมการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ ..

เมื่อวันที่ 21 มกราคม 2564 ที่ผ่านมา มีข่าวสารที่สร้างความฮือฮาอย่างมาก คือ Elon Musk ประกาศจะมอบรางวัล และวางแผนร่วมลงทุนกว่า $ 100 ล้าน ในการกระโดดเข้าสู่อุตสาหกรรมดักจับคาร์บอนไดออกไซด์  

Rob Jackson ศาสตราจารย์ นักวิทยาศาสตร์ระบบโลกของมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด Stanford University ผู้นำโครงการ Global Carbon Project กล่าวไว้ว่า  ”โลกเรายังคงจำเป็นต้องใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลต่อเนื่องต่อไปอีกระยะหนึ่งอย่างแน่นอน จึงไม่มีวิธีใดที่จะทำให้อุณหภูมิของโลกคงที่ได้โดยไม่มีแผนกลยุทธ์เชิงรุกในการดึงคาร์บอนออกจากชั้นบรรยากาศ

นักวิทยาศาสตร์ และหน่วยงานเกี่ยวข้องที่เฝ้าสังเกตการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศคาดการณ์ว่า จะต้องกำจัด CO₂ มากกว่า 3 ถึง 7 GT ต่อปีภายในปี ค.ศ.2050 และต้องดึงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากบรรยากาศให้ได้สูงสุด 15 GT ต่อปีภายในสิ้นศตวรรษนี้ เพื่อจำกัดการร้อนขึ้นของอุณหภูมิโลกที่ 1.5 ° C ”

Elon Musk ผู้ก่อตั้ง Space X และผู้ประกอบการมหาเศรษฐี Tesla ประกาศเมื่อเร็ว ๆ นี้ว่าเขาจะมอบรางวัลมูลค่า 100 ล้านเหรียญสหรัฐฯ สำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีที่สามารถดักจับการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ..

ทั้งนี้ เทคโนโลยีในการดักจับการปล่อยก๊าซคาร์บอนเป็นวิธีสำคัญอย่างหนึ่งในการควบคุมภาวะโลกร้อน อย่างไรก็ตามมีความคืบหน้าเพียงเล็กน้อยเท่านั้นในสาขานี้ ด้วยความพยายามที่มุ่งเน้นไปที่การลดการปล่อยมากกว่าการกำจัดคาร์บอนที่มีอยู่ออกไปจากบรรยากาศ

ในรายงานที่เผยแพร่เมื่อปลายปีที่แล้ว สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ IEA ชี้ว่า การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการดักจับ การใช้ประโยชน์ และการกักเก็บคาร์บอน Carbon Capture, Utilization and Storage : CCUS กำลังจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว หากประเทศต่าง ๆ รวมทั้งประเทศไทย ต้องการจะบรรลุเป้าหมาย Net – Zero Emissions และลดการปล่อยคาร์บอนลงให้สำเร็จ

การปรับปรุงโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงาน ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก (GHG) ในอุตสาหกรรมหนัก และเริ่มการผลิตไฮโดรเจนคาร์บอนต่ำ รวมทั้งแผนงานปรับเปลี่ยนให้แหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน เป็นแหล่งพลังงานหลักในการขับเคลื่อนเศรษฐกิจในอนาคตนั้น ”การเข้าถึง Net – Zero Emissions แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยหากไม่มี CCUS ”

เทคโนโลยีดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ..

ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ สามารถดักจับได้โดยตรงจากแหล่งอุตสาหกรรม เช่น เตาเผาปูนซีเมนต์โดยใช้เทคโนโลยีที่หลากหลาย รวมถึงการดูดซับ การวนซ้ำทางเคมี การแยกก๊าซเมมเบรน หรือเทคโนโลยีก๊าซไฮเดรต .. ตั้งแต่ปี 2019 มีโครงการ Carbon Capture and Storage : CCS ที่ดำเนินการอยู่ 17 โครงการในโลก สามารถดักจับและกักเก็บ CO₂ ได้ 31.5 MT ต่อปี ซึ่งส่วนหนึ่งประมาณ 3.7 MT จะถูกจัดเก็บทางธรณีวิทยา โดยส่วนใหญ่จะเป็นโรงงานอุตสาหกรรมที่ไม่ใช่โรงไฟฟ้า หรือโรงงานอุตสาหกรรม เช่น การผลิตปูนซีเมนต์ การผลิตเหล็ก และการผลิตปุ๋ย ขึ้นอยู่กับความยากง่ายในการแยกสลายคาร์บอนของโรงงาน

เป็นไปได้ที่ CCS เมื่อรวมกับเทคโนโลยีพลังงานชีวมวล จะส่งผลให้เกิด การปล่อยก๊าซลบสุทธิ Net Negative Emissions .. การทดลองใช้พลังงานชีวภาพ หรือเชื้อเพลิงสังเคราะห์ ที่ผลิตขึ้นจากการดักจับ และกักเก็บคาร์บอน (BECCS) ที่หน่วยเผาไม้ในสถานีไฟฟ้า Drax ในสหราชอาณาจักร ซึ่งได้เริ่มโครงแล้วเมื่อต้นในปี 2562 ซึ่งหากประสบความสำเร็จ จะสามารถกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากชั้นบรรยากาศได้หนึ่งตันต่อวัน เพื่อนำมันไปผลิตเป็นเชื้อเพลิงสังเคราะห์ในรูปแบบพลังงานหมุนเวียนซ้ำแล้วซ้ำอีกได้ไม่จบสิ้น

การดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยต้นไม้ประดิษฐ์ดูด CO₂ จากอากาศ

ต้นไม้น้อยลงหมายถึง อากาศบริสุทธิ์ที่จะหายใจได้น้อยลง แต่ Klaus Lackner นักธรณีฟิสิกส์อธิบายว่า ต้นไม้เทียม หรือต้นไม้ประดิษฐ์ Artificial Trees สามารถช่วยซ่อมแซมความเสียหายจากการตัดไม้ทำลายป่าของมนุษย์ได้ และมันสามารถดูดซับ CO₂ โดยตรงจากบรรยากาศได้มากกว่า เร็วกว่าต้นไม้จริงกว่าหลายร้อยถึงพันเท่า

ศาสตราจารย์ Iain Stewart และศาสตราจารย์ Kathy Sykes นักวิทยาศาสตร์สภาพภูมิอากาศชั้นนำของโลก ยืนยันว่า .. ”เทคโนโลยีต้นไม้ประดิษฐ์ Artificial Trees Technology”เป็นคำตอบ มันสามารถกระชากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากบรรยากาศได้อย่างยอดเยี่ยม และง่ายต่อการจัดเก็บมันในรูปแบบสารละลายคาร์บอเนต ทั้งนี้ มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย Columbia University ประสบความสำเร็จในการพัฒนาต้นแบบสำหรับต้นไม้ประดิษฐ์ที่มีประสิทธิภาพในการดูดซับ CO2 ได้ดีกว่าต้นไม้ทั่วไปถึง 1,000 เท่า

ใบมีลักษณะเหมือนแผ่นพลาสติกที่เป็นกระดาษ และเคลือบด้วยเรซินที่มี โซเดียมคาร์บอเนต Sodium Carbonate Na₂CO₃ ซึ่งจะดึงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากอากาศ และเก็บไว้เป็นสารละลายไบคาร์บอเนต (เบกกิ้งโซดา Sodium Bicarbonate NaHCO₃) บนใบ .. ในการขจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ใบจะถูกล้างด้วยไอน้ำ และสามารถทำให้แห้งได้ตามธรรมชาติด้วยลม ทำให้สามารถดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้มากขึ้น

นักวิทยาศาสตร์ของสถาบันโลกแห่งมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย Klaus Lackner และ Allen Wright ผู้อยู่เบื้องหลังแนวคิดนี้คำนวณว่า ต้นไม้ประดิษฐ์ 1 ต้น อาจสามารถออกแบบให้สามารถกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ได้มากถึงหนึ่งตันต่อวัน

ต้นไม้เหล่านี้สิบล้านต้นสามารถกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ได้ 3.6 พันล้านตันต่อปีเทียบเท่ากับประมาณ 10% ของการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทั่วโลกของเราในแต่ละปี

อย่างไรก็ตาม ต้นไม้ประดิษฐ์สามารถวางไว้ที่ใดก็ได้ ในเมือง ชุมชน ตามแนวถนน และสามารถออกแบบให้ดูดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้มากกว่าต้นไม้ทั่วไป ในขณะที่อยู่ได้ทนนานกว่ามาก ความเห็นที่แตกต่างได้แก่จะนำก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และก๊าซเรือนกระจกที่ดักจับนี้ไปใช้ทำอะไรที่คุ้มค่า เช่น จัดเก็บก๊าซนี้ไว้ขายให้กับอุตสาหกรรมอื่น ๆ เช่น การขุดเจาะน้ำมัน การผลิตโซดา และอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ หรือแม้แต่การผลิตแผ่น Fiber Carbon ปีกเครื่องบิน Graphene เพชรสังเคราะห์ พลาสติก และอื่น ๆ อีกมากมาย

ข้อได้เปรียบของกลยุทธ์ และข้อดีเพิ่มเติม ได้แก่ ในขณะที่อุตสาหกรรมเหล่านี้ ต้องจัดส่งสินค้าจากซัพพลายเออร์ที่อยู่ห่างไกล แต่เทคโนโลยีของพวกเขาสามารถวางมันไว้ในที่ที่มีความต้องการได้ แต่แนวทางที่สอดคล้อง และถือว่าชาญฉลาดที่สุดก็คือ การนำมันไปผลิตเป็นเชื้อเพลิงสังเคราะห์

ทั้งนี้ เมื่อนำมันไปใช้เป็นแหล่งพลังงาน มันก็จะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา ซึ่งเราก็จะดักจับมันมาทำเชื้อเพลิงสังเคราะห์อีกต่อเนื่องซ้ำแล้วซ้ำเล่าเป็นกระบวนการวงรอบไม่สิ้นสุด ในกระบวน Carbon Cycle ได้อย่างสมดุล

เชื้อเพลิงสังเคราะห์ จากคาร์บอนไดออกไซด์ที่ดูดซับจากบรรยากาศ :-

บริษัท Carbon Engineering ซึ่งเป็น บริษัทในแคนาดา กำลังผลิตเชื้อเพลิงเหลว โดยการดูดซับคาร์บอนได ออกไซด์ CO₂ ออกจากชั้นบรรยากาศ และรวมเข้ากับไฮโดรเจนจากน้ำ นี่คือความก้าวหน้าทางวิศวกรรมในสองด้าน ได้แก่ วิธีที่ประหยัดต้นทุนในการนำ CO₂ ออกจากชั้นบรรยากาศ เพื่อต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และเป็นวิธีที่สามารถแข่งขันด้านต้นทุนในการผลิตน้ำมันเบนซิน ดีเซล หรือน้ำมันเครื่องบิน ที่จะไม่เพิ่ม CO₂ สู่บรรยากาศ อย่างไรก็ตาม มันจะมีราคาต่ำกว่าราคาน้ำมันเชื้อเพลิงที่ได้จากการกลั่นน้ำมันดิบได้หรือไม่นั้น ยังขึ้นอยู่กับอีกหลายปัจจัย

“ นี่อาจจะยังมิได้ช่วยโลกจากผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมากนัก แต่จะเป็นก้าวสำคัญในเส้นทางสู่เศรษฐกิจคาร์บอนต่ำ ” เดวิด คีธ ศาสตราจารย์ฟิสิกส์ประยุกต์ของฮาร์วาร์ด Harvard University และผู้ก่อตั้งบริษัท Carbon Engineering กล่าว .. เขายังยืนยันว่า การดักจับ CO₂ จากอากาศ สามารถสร้างสมดุลธรรมชาติทดแทนป่าฝนที่หายไปได้เป็นอย่างดี

การรักษาต้นทุนให้ต่ำกว่า $100 สำหรับการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์แต่ละตันออกจากชั้นบรรยากาศ ต้นทุนการออกแบบ และวิศวกรรมของโครงการนำร่องที่ดำเนินการมาตั้งแต่ปี 2015 จนปัจจุบัน ใน Squamish, British Columbia ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารพลังงานที่ผ่านการตรวจสอบแล้ว ซึ่งบริษัทฯ ใช้กระบวนการทางอุตสาหกรรมที่มีอยู่เพื่อขยายขนาด และลดต้นทุน ซึ่งหากแนวทางการดักจับ CO₂ จากอากาศ นำมาผลิตเชื้อเพลิงสังเคราะห์ กลายเป็นที่นิยม มูลค่าการลงทุนจะพุ่งสูงลิ่ว พร้อมกับรายได้ในธุรกิจพลังงานทางเลือกที่เติบโตต่อเนื่อง หมายถึงการขยายตัวของขนาดธุรกิจที่เกี่ยวเนื่อง กับต้นทุนที่จะลดลงหลายเท่า รวมทั้งรายได้จากเชื้อเพลิงสังเคราะห์ที่ผลิตขึ้นในระดับราคาที่แข่งขันได้ อาจกลายเป็นโอกาสทางธุรกิจที่รุ่งโรจน์ในอนาคต

สรุปส่งท้าย ..

แม้อุตสาหกรรมน้ำมัน และก๊าซธรรมชาติ จะอยู่ในช่วงขาลง และถดถอยรุนแรงในรอบ 20  ปี แต่ยุคน้ำมันราคาถูกก็ยังคงยืดออกไปอีกนาน ขณะที่อุณหภูมิของโลกกำลังสูงขึ้นเรื่อย ๆ .. กระบวน Energy Transformation ต้องใช้เวลาสักระยะหนึ่งในการปรับตัว .. นักวิทยาศาสตร์ ประสานเสียงชี้ว่า อุณหภูมิโลกที่ร้อนขึ้นมาจากสาเหตุหลัก ได้แก่ สัดส่วนของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และก๊าซเรือนกระจก ในบรรยากาศที่เพิ่มขึ้นจากการบริโภคเชื้อเพลิงฟอสซิล

ดังนั้นทางออกของเรา นอกจากจะลด เลิกใช้น้ำมัน และการใช้เชื้อเพลิงจากแหล่งพลังงานทางเลือกที่สะอาดกว่าเป็นหลักแล้ว การดึง กระชาก ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ หรือก๊าซเรือนกระจกอื่น ๆ ออกจากบรรยากาศโดยตรง แล้วนำไปทำประโยชน์ หรือนำมาผลิตเป็นเชื้อเพลิง จึงกลายเป็นอีกทางเลือกที่น่าสนใจ

มนุษยชาติ ไม่เคยได้ขาดแคลนแหล่งพลังงานเลย เราสามารถหยิบมันออกจากอากาศ เพื่อใช้มันเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนได้ไม่จบสิ้น .. ปัญหาด้านพลังงานจริง ๆ ของเราจึงอยู่ที่ราคา

เทคนิคในการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศ .. การดำเนินการเพื่อลดสัดส่วนก๊าซเรือนกระจก และนำคาร์บอนไดออกไซด์ไปใช้ประโยชน์ หรือเก็บกักไว้ใต้ดินในรูปแบบของ เกลือคาร์บอเนต ทั้งยังสามารถนำคาร์บอนไดออกไซด์ ไปดำเนินการรวมกับไฮโดรเจนที่มาจากการแยกน้ำของพลังงานทางเลือก จะได้สารไฮโดรคาร์บอน แล้วนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงโดยตรงได้อีกครั้งแล้วครั้งเล่า

เทคโนโลยีการผลิตเชื้อเพลิงสังเคราะห์ Air to Fuel จากคาร์บอนไดออกไซด์ที่ดูดซับจากบรรยากาศนี้ หากประสบความสำเร็จ มีต้นไม้ประดิษฐ์ Artificial Trees ดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ อยู่ในชุมชน สี่แยก ท่าเรือ สนามบิน บ้านเรือนที่อยู่อาศัย มีระบบกักเก็บรวบรวมมันนำมาผลิตเป็นเชื้อเพลิงสังเคราะห์ราคาถูก และเป็นมาตรฐานแล้ว เทคโนโลยีนี้ Elon Mask วางแผนจะนำไปใช้บนดาวอังคารอีกด้วย ซึ่งจะทำให้การตั้งรกรากบนดาวอังคารของมนุษยชาตินั้น จะมีแหล่งพลังงานเพียงพอ การใช้ดาวดวงนี้เป็นบ้านหลังที่ 2 ของมนุษยชาติ จึงมีความเป็นไปได้มากขึ้น

อย่างไรก็ตาม .. ปัจจุบัน ”การเปลี่ยนคาร์บอนเป็นเชื้อเพลิง” กำลังกลายเป็นธุรกิจใหม่ของโลก .. และไม่เพียงเปลี่ยนมันเป็นเชื้อเพลิงเท่านั้น .. นักวิจัยมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียแห่งลอสเองเจลลิส มหาวิทยาลัยออกฟอร์ด และอีก 5 สถาบันชั้นนำ ระบุว่าการเปลี่ยนคาร์บอนจากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ให้กลายเป็นสินค้าเชิงพาณิชย์ ตัวอย่างเช่น เชื้อเพลิง หรือ วัสดุก่อสร้าง การผลิตแผ่น Fiber Carbon หรือ Graphene & Graphite หรือแม้แต่นำไปผลิต”เพชรสังเคราะห์”กำลังกลายเป็นอุตสาหกรรมใหม่ของโลก

นักเคมีใช้วิธีแปร CO₂ เป็นสารประกอบ โดยให้ทำปฏิกิริยากับ Ca (OH)₂ ได้ Calcium Carbonate CaCO₃ ที่มีประโยชน์ในการทำวัสดุก่อสร้าง ฟอกกระดาษให้มีสีขาว และอื่น ๆ ดังจะเห็นว่าในวงการอุตสาหกรรม จะมีการผลิต Calcium Carbonate ประมาณปีละ 15,000 ล้านตัน และในการผลิต CaCO₃ ให้ได้ 1 ตันนั้น ผู้ผลิตจำเป็นต้องใช้ CO₂ ประมาณ 170 กิโลกรัม

การผลิตพลาสติกบางชนิด จะใช้คาร์บอนไดออกไซด์เป็นองค์ประกอบ เพื่อเพิ่มสัดส่วนกำไร และลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ยังเป็นการเพิ่มสัดส่วนการใช้คาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้นถึงสามเท่าจากเดิม

นอกจากนี้ การผลิตสินค้าที่มีมูลค่า เช่น เอธิลีน Ethylene ซึ่งถูกนำมาใช้เพื่อผลิตแอลกอฮอล์ โพลิอิสเตอร์ พลาสติก และยางสังเคราะห์  ซึ่งมีมูลค่าการตลาดอยู่ที่ราว ๆ 230 ล้านดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อปี การเปลี่ยนคาร์บอน มาเป็นสารตั้งต้นในการผลิตเอธิลีน Ethylene สามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนได้ประมาณ 860 ล้านเมตทริกซ์ตันต่อปี

ภาคอุตสาหกรรม สามารถใช้คาร์บอนบริสุทธิ์ที่ปล่อยจากโรงกลั่น โรงงานผลิตปูนซีเมนต์ โรงผลิตเหล้ามาผลิตสินค้า เพื่อเพิ่มมูลค่า ซึ่งทุก ๆ ประเทศ รวมทั้งประเทศไทย สามารถทำได้ด้วยตัวเอง การพัฒนาเทคโนโลยีที่จำเป็น จะทำให้ประชาชนมีคุณภาพชีวิตที่ดีกว่า .. วิธีการใหม่นี้ จึงเป็นกระบวนการที่สร้างโอกาสในการเปลี่ยนโลกได้ในอนาคต

บริษัท Asaki Kasei ของญี่ปุ่นก็ได้ใช้ CO₂ ในการผลิต Polycarbonate ประมาณ 660,000 ตัน/ปี เพื่อทำขวดพลาสติก และเคลือบผิวเลนส์ ..CO₂ ยังถูกนำไปผลิตสาร Polyol ซึ่งเป็นโมเลกุลที่มีโครงสร้างของน้ำตาล เพื่อสร้างวัสดุประเภท Polyurethane ที่ใช้ในการทำกาว และใช้เคลือบวัตถุอื่น เช่น เคลือบกระจกป้องกันกระสุน และเสริมความคงทนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ในส่วนของผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ก็พบว่า Urea 100% เชื้อเพลิงดีเซล 5% และ Methanol 10% มาจากการใช้ CO₂ ปีละหลายล้านตัน ซึ่งก็สอดคล้องกับที่องค์การ IPCC : Intergovernmental Panel on Climate Change ที่ได้คาดการณ์ไว้ว่า ภายในปี 2030 การประยุกต์ใช้ CO₂ จะสามารถทำให้ CO₂ ในบรรยากาศโลกลดลงถึง 83%

ในเยอรมนี 10 กว่าปีที่ผ่านมา กระทรวงศึกษาและวิจัยของเยอรมัน ได้ทุ่มเงินงบประมาณ 4,000 ล้านบาทเพื่อวิจัยเรื่องการใช้ก๊าซ CO₂ ในการผลิตสารประกอบทางเคมี เชื้อเพลิงสังเคราะห์ และอื่น ๆ เช่นเดียวกับในแคนาดา บริษัท Carbon Engineering แห่งเมือง Calgary ดักจับ CO₂ ที่โรงงานไฟฟ้าถ่านหินปล่อยออกมา นำไปทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนที่ได้จากการแยกน้ำด้วยแหล่งพลังงานทางเลือก ไปเป็นน้ำมันดีเซลสำหรับใช้ในรถประจำทาง

นอกจากนี้ บริษัท Carbon Engineering ที่เมือง Squamish ในรัฐ British Columbia ของแคนาดาได้เปิดโรงงานสาขาใหม่ ซึ่งมีจุดประสงค์จะเปลี่ยน CO₂ ไปเป็นสารประกอบอื่นให้ได้ในปริมาณวันละ 1 ตัน (คือมากเท่ากับ CO₂ ที่ปล่อยออกมาจากท่อไอเสียของรถยนต์ ในการเดินทางไกล 5,000 กิโลเมตร)

โรงงานจะใช้พัดลมดันอากาศที่มี CO₂ ผ่านหอคอยสูงที่มีสารละลายของ Potassium Hydroxide (KOH) เพื่อเข้าทำปฏิกิริยากันตามสมการ 2KOH + CO₂ > K₂CO₃ + H₂O จะได้ Potassium Carbonate และไอน้ำ ดังนั้นอากาศที่ผ่านออกมาจากหอคอยสูง จะเป็นอากาศที่มีความเข้มข้นของ CO₂ น้อยลง ซึ่งมันจะถูกปล่อยออกไปสู่อากาศภายนอกโรงงาน ..

อย่างไรก็ตาม เทคนิคกระบวนการแปลง CO₂ ให้เป็นประโยชน์ ให้เป็นผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ เชิงพาณิชย์ทั้งหลายนี้ โดยเฉพาะ การดักจับ CO₂ จากอากาศ นำมาผลิตเชื้อเพลิงสังเคราะห์ นั้น ต้องใช้พลังงานไฟฟ้าในการทำงาน ซึ่งแหล่งพลังงานที่กล่าวถึงนี้ มักหมายถึง พลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน ซึ่งมันมีแนวโน้มทำความฝันของมนุษยชาติ ที่จะลด CO₂ ในบรรยากาศลงสู่ระดับเป็นปกติ สมดุลธรรมชาติได้รับการปกป้อง รวมทั้งมีแหล่งพลังงานหมุนเวียนเพียงพอไม่ขาดแคลน กลายเป็นความจริงได้ในที่สุด ..

คอลัมน์…..Energy Key

โดย…..โลกสีฟ้า

สนับสนุนคอลัมน์ โดย E@ บริษัท พลังงานบริสุทธิ์ จำกัด (มหาชน)

ขอบคุณเอกสารอ้างอิง :-

Extract CO2 from Air to Create Synthetic Fuels :-

Extract CO2 from our air, use it to create synthetic fuels

Is an Artificial Tree Part of the Solution to Climate Change? | These Guys Think So

This Gasoline Is Made of Carbon Sucked From the Air

Canada Becomes a Leader in Carbon Capture | by Karlee Bamford, Treasurer for the GCI

Transforming Carbon Dioxide into Jet Fuel using an Organic Combustion – Synthesized Fe – Mn – K Catalyst

The Cost of Carbon Capture is Getting Closer to Affordability :-

The Cost of Carbon Capture is Getting Closer to Affordability

These Diamonds are Made of CO₂ Sucked from the Air

Renewable CO₂ Recycling and Synthetic Fuel Production in a Marine Environment

Methanol Production via CO₂ Hydrogenation : Sensitivity Analysis and Simulation – Based Optimization

Putting CO2 to Use | by IEA