Energy & Water ความสัมพันธ์ระหว่าง “น้ำ”กับ“พลังงาน”

Water & Water Treatment in Future Energy Transition

“…..สัมพันธภาพกับการพึ่งพาซึ่งกันและกันของทรัพยากรน้ำ Water และพลังงาน Energy คาดว่าจะเข้มข้นขึ้นในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าจากนี้ไป โดยส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความมั่นคงทางพลังงาน และน้ำ…”

การจัดหาพลังงานขึ้นอยู่กับน้ำ Energy Supply Depends on Water ในขณะที่ น้ำดื่ม น้ำประปา รวมทั้งน้ำสะอาดเพื่อการเกษตร อุตสาหกรรม และการอุปโภคบริโภคนั้น ก็ขึ้นอยู่กับพลังงาน Water Supply Depends on Energy ไปพร้อมด้วย .. สัมพันธภาพ กับการพึ่งพาซึ่งกันและกันของทรัพยากรน้ำ Water และพลังงาน Energy คาดว่าจะเข้มข้นขึ้นในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าจากนี้ไป โดยส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความมั่นคงทางพลังงาน และน้ำ Energy & Water Security .. ทั้งทรัพยากรพลังงาน และทรัพยากรน้ำ Energy & Water Resources กำลังเผชิญความท้าทายกับความต้องการ และข้อจำกัดต่างๆ ที่เพิ่มขึ้นในหลายภูมิภาคทั่วโลก เนื่องจากการเติบโตทางเศรษฐกิจ Economic และการเพิ่มขึ้นของจำนวนประชากร Population Growth รวมทั้งการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ Climate Change ..

การบำบัดน้ำ และน้ำเสีย Water & Wastewater Treatment ก็เช่นกัน พวกมันอยู่ระหว่างการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ และกำลังได้รับการให้ความสำคัญไปทั่วโลกมาพร้อมด้วย .. น้ำ Water เป็นสินค้าโภคภัณฑ์ที่หายากมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศยากจน .. ปัญหาน้ำสะอาดมีปริมาณไม่เพียงพอ กับปัญหาคอขวดเริ่มรุนแรงมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากความต้องการที่เพิ่มขึ้นในภาคอุตสาหกรรม Industry, เกษตรกรรม Agriculture และการผลิตพลังงาน Energy Generation .. แม้ว่าปัญหาต่างๆ เช่น การขาดแคลนน้ำ Water Scarcity มีความเกี่ยวข้องอย่างจำกัดในบางประเทศ แต่แนวทางอนุรักษ์น้ำอย่างมีความรับผิดชอบ และประหยัดทรัพยากร ถือเป็นประเด็นสำคัญสำหรับอนาคต .. การบำบัดน้ำ และน้ำเสีย Water & Wastewater Treatment มีบทบาทสำคัญยิ่งในเรื่องของความพร้อมใช้งานของน้ำ Water Availability .. น้ำเสีย Wastewater Worldwide อย่างน้อยประมาณ 80% ทั่วโลก ยังคงมิได้ผ่านการบำบัด แม้ว่าในหลายกรณี การบำบัดน้ำเสียจะเป็นไปได้ในทางเทคนิค .. ในระยะยาว การบำบัดน้ำเสีย Wastewater Treatment ด้วยเทคโนโลยีล่าสุด จะกลายเป็นส่วนสำคัญ และมีศักยภาพอย่างมากในการลดระดับการใช้น้ำในภาคอุตสาหกรรม Water Use in the Industrial Sector ได้อย่างมีนัยสำคัญ ..

ในเวลาเดียวกัน การบำบัดน้ำ และน้ำเสีย Water & Wastewater Treatment ยังเกี่ยวข้อง และให้ความสำคัญกับ ‘ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน Energy Efficiency’ โดยเฉพาะในประเทศอุตสาหกรรม .. โรงงานบำบัดน้ำเสีย Waste Water Treatment Plants ถือเป็นความสิ้นเปลืองพลังงานอย่างแท้จริง เนื่องจากกระบวนการที่ใช้พลังงานมากในถังเติมอากาศ .. เมื่อเทียบกับภูมิหลังของเป้าหมายการปกป้องสภาพภูมิอากาศที่ทะเยอทะยาน Ambitious Climate Protection Goals และราคาพลังงานที่สูงขึ้น Rising Energy Prices แล้ว ประสิทธิภาพการใช้พลังงานในการบำบัดน้ำ Energy Efficiency in Water Treatment ได้กลายเป็นหนึ่งในประเด็นสำคัญสำหรับอนาคต ..

โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านเทคโนโลยีพลังงานสำหรับถังบำบัดน้ำเสีย Energy Technology for Waste Water Treatment Tanks เป็นที่ชัดเจนว่า เทคโนโลยีที่เชื่อถือได้สำหรับการลดการใช้พลังงานอย่างยั่งยืนนั้น มีอยู่แล้วและมีความน่าสนใจอย่างมากจากมุมมองของผู้ประกอบการ .. การลงทุนในเทคโนโลยีการระบายอากาศที่ทันสมัยให้ผลตอบแทนอย่างรวดเร็ว และปรับปรุงประสิทธิภาพของโรงงานโดยไม่มีค่าใช้จ่ายเกินควร โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของโรงบำบัดน้ำรุ่นเก่า .. การบำบัดน้ำเสียแห่งอนาคต มีศักยภาพในวงกว้างในการบรรเทาปัญหาการขาดแคลนน้ำ Mitigating Water Scarcity, ส่งเสริมการจัดการวัตถุดิบอย่างมีความรับผิดชอบ Promoting Responsible Management of Raw Materials และลดการใช้พลังงาน Decreasing Energy Consumption .. ตัวอย่างที่แสดงศักยภาพสำคัญสำหรับอนาคต คือ การผลิตพลังงานจากน้ำเสีย Generation of Energy from Waste Water และการผลิตไฮโดรเจนสีเขียวจากน้ำ Green Hydrogen : H₂ Generation from Water : H₂O เป็นต้นนั่นเอง ..

ตามที่กล่าวถึงนี้นั้น ประเด็นปัญหาที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งสำหรับอนาคตในด้านการบำบัดน้ำเสีย คือ การผลิตพลังงานจากน้ำเสีย Generation of Energy from Waste Water .. น้ำเสียทุกลูกบาศก์เมตร Every Cubic Meter of Waste Water มีพลังงาน 4 เท่าของปริมาณที่ใช้ในการทำให้น้ำบริสุทธิ์ .. ดังนั้น จากมุมมองทางทฤษฎีล้วนๆ โรงบำบัดน้ำเสีย Wastewater Treatment Plants จึงสามารถผลิตพลังงานได้มากกว่าที่ใช้ หลักการเบื้องหลังแนวคิดนี้นั้น เรียบง่าย  โดยทั่วไปแล้ว ของแข็งที่มีอยู่ในน้ำเสีย เช่น สิ่งปฏิกูล Excrement, กระดาษชำระ Toilet Paper หรืออนุภาคอื่นๆ Other Particulates คือ วัตถุดิบ Raw Materials ที่สามารถนำไปใช้ในโรงงานก๊าซชีวภาพ Biogas Plants เพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้า เชื้อเพลิง และความร้อนได้ .. เทคโนโลยีสำหรับกระบวนการเหล่านี้ ได้ถูกนำไปประยุกต์ใช้อย่างประสบความสำเร็จแล้ว และยังมีพื้นที่สำหรับการเติบโตอีกมาก .. ด้วยเหตุนี้ เทคโนโลยีใหม่ ๆ ที่มุ่งเป้าหมายไปที่การเพิ่มการเผาตะกอนของเสีย Increasing Sludge Incineration จึงอยู่ระหว่างการวิจัย และทดสอบในรูปแบบของกระบวนการต้นแบบ Form of Prototypes ซึ่งให้ผลลัพธ์ที่สามารถคาดหวังผลสัมฤทธิ์ได้อย่างยอดเยี่ยมนอกเหนือไปจากผลผลิตทรัพยากรพลังงาน Energy Resources ที่เป็นก๊าซชีวภาพ Biogas ..

ทั้งนี้ ยังคงต้องเอาชนะอุปสรรคอีกมากมายก่อนที่จะตระหนักถึงศักยภาพของน้ำเสียในการผลิตพลังงานอย่างเต็มประสิทธิภาพ Full Potential of Waste Water in Energy Generation .. หนึ่งในความท้าทาย คือ การเพิ่มเปอร์เซ็นต์ของของแข็งที่สามารถสกัดออกจากน้ำเสียได้อย่างมีนัยสำคัญก่อนกระบวนการทำให้บริสุทธิ์จริง ซึ่งสามารถทำได้โดยการเติมโพลีเมอร์ที่ทำให้ตะกอนจับตัวกันเป็นก้อน เป็นต้น ..

พลังงานสะอาด Clean Energy สามารถช่วยบรรเทาวิกฤติน้ำ Water Crisis ได้ ..

น้ำสะอาดต้องการพลังงาน และพลังงานก็กระหายน้ำอย่างยิ่ง ขณะที่โลกมีปัญหาเรื่องน้ำ ซึ่งภาคพลังงาน Energy Sector จำเป็นต้องต่อสู้กับปัญหาเหล่านี้ไปพร้อมด้วย .. ประมาณ 1 ใน 4 ของประชากรโลก ไม่สามารถเข้าถึงน้ำดื่มที่ปลอดภัย และเกือบครึ่งหนึ่งขาดบริการด้านสุขอนามัยที่เหมาะสม เกือบ 2 ใน 3 ของประชากรโลกประสบปัญหาการขาดแคลนน้ำอย่างรุนแรงเป็นเวลาอย่างน้อย 1 เดือนในแต่ละปี และการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ Climate Change กำลังเข้าสู่ภาวะวิกฤติ ทำให้การไหลมาถึงของทรัพยากรน้ำไม่แน่นอนมากขึ้น ..

ในเวลาเดียวกัน ระบบพลังงานทั่วโลก Global Energy System ใช้น้ำจืดเพื่อการผลิต ประมาณ 370 พันล้านลูกบาศก์เมตร Billion Cubic Meters : BCM ในปี 2564 หรือประมาณ 10% ต่อปีของการใช้น้ำจืดทั้งหมดทั่วโลก .. น้ำ Water คือ สิ่งจำเป็นสำหรับการจัดหาพลังงานเกือบทุกด้าน ตั้งแต่การผลิตกำลังไฟฟ้า Electricity Generation, การผลิตเชื้อเพลิงฟอสซิล Fossil Fuel Production ไปจนถึงการเพาะปลูกที่นำไปสู่การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ Biofuels Cultivation ..

วันน้ำโลก World Water Day เป็นงานประจำปีที่มุ่งความสนใจไปที่การจัดการน้ำอย่างยั่งยืน และ Theme ของปี 2566 นี้ คือ “เร่งการเปลี่ยนแปลง Accelerating Change” หมายถึง การแสดงทัศนะชัดเจนว่า การเร่งพัฒนาพลังงานสะอาด Acceleration in Clean Energy Development จะสามารถช่วยบรรเทาวิกฤติน้ำในโลก World’s Water Crisis ได้อย่างไร รวมทั้ง ทางเลือกที่ชัดเจนซึ่งต้องดำเนินการสำหรับเส้นทางพลังงานในอนาคต Future Energy Pathways ที่จะส่งผลผลกระทบสำคัญต่อความสามารถของมนุษยชาติในการบรรลุเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน Sustainable Development Goals รวมถึงการเข้าถึงน้ำสะอาด Clean Water และสุขอนามัยสำหรับทุกคน Sanitation for All ..

เส้นทางที่แตกต่างกันไปสู่อนาคตที่มีการปล่อยมลพิษต่ำ Pathways Towards a Low-Emissions Future มีผลกระทบต่อการใช้น้ำที่แตกต่างกัน .. เทคโนโลยีที่ปล่อยมลพิษต่ำ Low-Emissions Technologies บางประเภท เช่น เชื้อเพลิงชีวภาพ Biofuels, พลังงานแสงอาทิตย์รวมแสงเข้มข้น Concentrated Solar Power, การดักจับคาร์บอน Carbon Capture หรือนิวเคลียร์ Nuclear มีความต้องการน้ำสูง หากไม่มีความพยายามที่จะลดการใช้น้ำ Reduce Water Use ในเทคโนโลยีเหล่านี้ เช่นเดียวกับการจัดหาพลังงานฟอสซิล Fossil Energy Supply แล้ว เส้นทางสู่การลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก Pathway to Lower Emissions อาจทำให้ปัญหาการขาดแคลนน้ำรุนแรงขึ้น หรือความพยายามที่จะลดการปล่อยมลพิษเป็นศูนย์สุทธิ Net Zero Emissions ของมนุษยชาติ อาจถูกจำกัดด้วยสิ่งเหล่านี้ ..

ในสถานการณ์ของ Net Zero Emissions : NZE ปริมาณการใช้น้ำในส่วนนี้ เพิ่มขึ้นเกือบ 5 พันล้านลูกบาศก์เมตร Billion Cubic Meters : BCM จากปี 2564-2573 .. อย่างไรก็ตาม ความต้องการน้ำที่ลดลงสำหรับพลังงานฟอสซิลนั้น มากกว่าการชดเชยด้วยการใช้น้ำที่สูงขึ้นเพื่อการผลิตพลังงานชีวภาพ Bioenergy Production .. แม้ว่าการจัดหาพลังงานชีวภาพ Bioenergy Supply จะเพิ่มขึ้นประมาณ 85% แต่ปริมาณการใช้น้ำที่เกี่ยวข้องนั้น เติบโตช้าลง 70% ส่วนใหญ่เกิดจากการใช้ขยะอินทรีย์ Organic Waste, เศษไม้ Wood Residues และป่าไม้ Forest ที่เพิ่มขึ้น ซึ่งมีความต้องการปริมาณน้ำลดลง ..

น้ำ Water ยังเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องพิจารณาสำหรับผลิตไฮโดรเจน Hydrogen : H₂ ประเมินได้ว่า การจัดหาไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen Supply ในปัจจุบันใช้น้ำจืดประมาณ 1.5 พันล้านลูกบาศก์เมตร Billion Cubic Meters : BCM ต่อปี ซึ่งน้อยกว่า 5% ของปริมาณการใช้น้ำทั้งหมดในภาคพลังงาน Energy Sector .. ในสถานการณ์ของ Net Zero Emissions: NZE การเติบโตอย่างรวดเร็วของการผลิตไฮโดรเจน Hydrogen Production จะเพิ่มขึ้น 2 เท่าด้วยปริมาณการใช้น้ำ ประมาณ 3 พันล้านลูกบาศก์เมตร Billion Cubic Meters : BCM ต่อปี ภายในปี 2573 ซึ่งเท่ากับประมาณ 5% ของปริมาณการใช้น้ำทั้งหมดต่อปีในภาคพลังงาน Energy Sector ..

ในขณะเดียวกัน ปริมาณน้ำเฉลี่ยที่ใช้ต่อตันของไฮโดรเจนที่ผลิตได้จากกำลังไฟฟ้า ลดลงมากกว่า 25% เนื่องจากการเติบโตของพลังงานลม และพลังงานแสงอาทิตย์ Wind & Solar PV Generation .. การผลิตไฮโดรเจนด้วยกำลังไฟฟ้า Production of Electrolytic Hydrogen ในภูมิภาคที่อุดมด้วยพลังงานทดแทน ซึ่งปัญหาเรื่องปริมาณการใช้น้ำนั้น จำเป็นต้องมีการประเมินอย่างรอบคอบ และในสถานที่เหล่านี้ การใช้โรงงานบำบัดน้ำเสีย Water Treatment Plants และโรงงานแยกน้ำทะเล Desalination Plants อาจช่วยจำกัดการสูญเสียทรัพยากรน้ำจืดได้อย่างยอดเยี่ยมด้วยเช่นกัน ..

ภาคการผลิตกำลังไฟฟ้า Power Sector มีความเสี่ยงอย่างยิ่งต่อความเครียดเรื่องน้ำ Water Stress และการขาดแคลนน้ำ Water Shortages ที่เพิ่มขึ้นในพื้นที่แห้งแล้ง Dry Regions ซึ่งเป็นสาเหตุสำคัญของความกังวลต่อความมั่นคงทางพลังงาน Energy Security .. การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำ Hydropower Generation อาจลดลงอย่างมีนัยสำคัญในภูมิภาคที่การไหลของน้ำมีแนวโน้มลดลงจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ เช่น ยุโรปตอนใต้ Southern Europe, แอฟริกาเหนือ North Africa และตะวันออกกลาง Middle East .. ความผันผวนของผลผลิตไฟฟ้าพลังน้ำ ได้ทำให้วิกฤตพลังงานทั่วโลกรุนแรงขึ้นแล้ว โดยความพร้อมของกำลังไฟฟ้าพลังน้ำที่ลดลงในลาตินอเมริกา Latin America ในปี 2564 ส่งผลให้ความต้องการก๊าซธรรมชาติเหลว Liquified Natural Gas เพิ่มขึ้น รวมถึงทำให้เกิดแรงกดดันต่อราคาก๊าซธรรมชาติที่สูงขึ้น .. ในปี 2565 คือ ปีที่ย่ำแย่มากสำหรับการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำในยุโรปตอนใต้ซึ่งเพิ่มความตึงเครียดให้กับตลาดก๊าซธรรมชาติ และไฟฟ้า Natural Gas & Electricity Markets ที่เกิดจากการบุกยูเครนของรัสเซีย และปรับลดและ การตัดการส่งจ่ายก๊าซผ่านระบบท่อ Pipeline Gas Grid ที่เกี่ยวข้องในทวีปยุโรป ..

โรงไฟฟ้าพลังความร้อน Thermal Power Plants ก็เช่นกัน พวกมันมักต้องการน้ำเพื่อระบายความร้อน .. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ France’s Chooz Nuclear Power plant ของฝรั่งเศสปิดตัวลงเป็นเวลาประมาณ 2 เดือน เมื่อเกิดภัยแล้งอย่างรุนแรง ในปี 2563 และโรงไฟฟ้านิวเคลียร์อื่น ๆ อีกหลายแห่งจำต้องลดกำลังการผลิตไฟฟ้าลง ในปี 2565 เนื่องจากขาดน้ำหล่อเย็น Lack of Cooling Water ..

ความเครียดจากน้ำ Water Stress ยังก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อการขนส่งเชื้อเพลิง และวัสดุ Transport of Fuels & Materials อีกด้วย .. ในปี 2656 ความแห้งแล้ง และคลื่นความร้อนที่รุนแรง Droughts & Severe Heatwaves ส่งผลให้ระดับน้ำในแม่น้ำสายสำคัญ ๆ ของยุโรป เช่น แม่น้ำไรน์ Rhine ต่ำลง ซึ่งทำให้การขนส่งถ่านหิน สารเคมี และวัสดุอื่น ๆ ถูกจำกัดปริมาณการขนส่งลงอย่างมีนัยสำคัญ ..

ความพร้อมใช้ของน้ำ Water Availability คือ มาตรการที่สำคัญมากขึ้นในการประเมินศักยภาพทางกายภาพ Physical, เศรษฐกิจ Economic และสิ่งแวดล้อม Environmental ของทุกโครงการด้านพลังงาน Energy Projects .. ผู้ผลิตพลังงานบางรายหันไปหาแหล่งน้ำทางเลือก Alternative Water Sources และการรีไซเคิลน้ำ Water Recycling รวมทั้งการบำบัดน้ำเสีย Water Treatment เพื่อช่วยลดข้อจำกัดด้านน้ำจืด .. นอกจากนี้ยังมีขอบเขตที่สำคัญในการลดปริมาณการใช้น้ำโดยการปรับปรุงประสิทธิภาพ Improving the Efficiency ของกลุ่มโรงไฟฟ้า Power Plant Fleet และปรับใช้ระบบทำความเย็นขั้นสูง Advanced Cooling Systems เพิ่มเติมสำหรับการผลิตพลังงานความร้อน Thermal Generation ..

แนวทางการจัดการพลังงาน และน้ำแบบผสมผสาน Integrated Approach to Energy & Water Management สามารถช่วยลดความเสี่ยงทั้ง 2 ด้านได้ .. เทคโนโลยีสะอาด Clean Technologies หลายประเภทที่ถูกนำมาใช้เพื่อผลิตกำลังไฟฟ้า สามารถใช้เพื่อให้เข้าถึงน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ และประหยัดน้ำไปพร้อมด้วย .. ปั๊มน้ำพลังงานแสงอาทิตย์รูปแบบกระจาย Decentralized Solar PV Water Pumps สามารถทดแทนปั๊มน้ำเชื้อเพลิงดีเซล Diesel Pumps ที่มีราคาแพงกว่าได้ และมินิกริด Mini-Grids หรือ Smart Microgrids ก็สามารถใช้ส่งจ่ายพลังงานให้กับเทคโนโลยีการกรอง เช่น ระบบรีเวิร์สออสโมซิส Reverse Osmosis Systems เพื่อผลิตน้ำดื่มที่สะอาดได้เป็นอย่างดี .. นอกจากนี้ การให้บริการน้ำสำหรับการผลิตกำลังไฟฟ้า และรักษาสมดุลการผลิตน้ำจืด น้ำสะอาด รวมทั้งการจัดเก็บน้ำเพื่อการอุปโภคบริโภค กับการเกษตร สามารถดำเนินการได้ด้วยระบบการบริหารจัดการที่แม่นยำแบบผสมผสานได้ ตัวอย่างเช่น การชลประทาน สามารถปรับเลื่อนการส่งจ่ายน้ำไปสู่ช่วงที่มีความต้องการกำลังไฟฟ้าต่ำ ในขณะที่การสูบน้ำไปยังสถานที่จัดเก็บ สามารถลดลงได้ในช่วงที่มีความต้องการกำลังไฟฟ้าสูงสุดด้วยการดูแลระดับพลังงาน และปริมาณน้ำใช้ควบคู่กันไปพร้อมด้วยระบบสารสนเทศสมัยใหม่ เป็นต้น ..

ทั้งนี้ ในสถานการณ์การปล่อยก๊าซเรือนกระจกเป็นศูนย์สุทธิ Net Zero Emissions : NZE ภายในปี 2593 ซึ่งเป็นสถานการณ์ที่ทะเยอทะยานมุ่งมั่นที่สุดของมนุษยชาติ .. การดึงน้ำออกโดยภาคพลังงาน Energy Sector คาดว่าจะลดลงได้ เกือบ 20 พันล้านลูกบาศก์เมตร Billion Cubic Meters : BCM ภายในปี 2573 ด้วยเทคโนโลยีพลังงานสะอาด Clean Energy Technologies ผนวกกับการเพิ่มขึ้นของแหล่งพลังงานหมุนเวียน Renewable Energy Sources ในพื้นที่รูปแบบกระจาย .. การลดปริมาณน้ำลงในกระบวนผลิตพลังงานที่มากที่สุดเกิดขึ้นในภาคการผลิตกำลังไฟฟ้า Power Sector ซึ่งลดทอนน้ำลงเกือบ 15% เนื่องจากการผลิตกำลังไฟฟ้าเชื้อเพลิงถ่านหิน Coal-Fired Power Generation จะถูกแทนที่ด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ และพลังงานลม Solar PV & Wind Energy อย่างรวดเร็ว .. หมายถึง พลังงานสะอาด Clean Energy และประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ดีขึ้น Greater Energy Efficiency นั้น มีบทบาทสำคัญในการลดปริมาณน้ำที่จำเป็นในภาพรวมสำหรับความต้องการพลังงานทั่วโลก รวมทั้งสามารถช่วยบรรเทาวิกฤติน้ำ Water Crisis และผลิตน้ำจืด น้ำสะอาดไปพร้อมด้วยได้เป็นอย่างดี นั่นเอง ..

ความสนใจล่าสุดในการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล Desalination นั้น มุ่งเน้นไปที่การจัดหาน้ำจืด น้ำสะอาดที่คุ้มค่าเชิงเศรษฐกิจสำหรับกิจกรรมมนุษย์ชาติ นอกจากน้ำเสีย Waste Water ที่นำไปบำบัดเพื่อกลับมาใช้ใหม่แล้ว พวกมันยังถือเป็นหนึ่งในแหล่งน้ำสำคัญที่ไม่ขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำฝนอีกด้วย รวมถึง การผลิตน้ำดื่ม Drinking Water ที่สะอาดปลอดภัย และการผลิตไฮโดรเจน Hydrogen : H₂ Production สำหรับการเปลี่ยนผ่านพลังงาน Energy Transition เพื่อปกป้องอนาคตของโลกใบนี้ไว้ ..

เนื่องจากอัตราความสิ้นเปลืองพลังงาน Energy Consumption ที่ต้องใช้ในการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล หรือหมายถึงการแยกน้ำออกจากน้ำทะเล Seawater Desalination โดยทั่วไป ต้องใช้พลังงานประมาณ 3-5 KWh/m3 และมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าการผลิตน้ำสะอาดจากน้ำจืดบนผิวดิน อ่างเก็บน้ำ แหล่งน้ำบนแผ่นดิน หรือน้ำบาดาล ที่ใช้พลังงานเพียง 0.2 KWh/m3 เท่านั้น รวมทั้งการบำบัดน้ำเสีย Wastewater Treatment หรือการรีไซเคิลน้ำ Water Recycling และการอนุรักษ์น้ำ Water Conservation ก็มีระดับการใช้พลังงานที่ต่ำกว่ามากด้วยเช่นกัน .. ทั้งนี้ หากเลือกใช้กระบวนการกลั่นน้ำด้วยแล้ว ค่าใช้จ่าย และความสิ้นเปลืองพลังงาน Energy Consumption เพื่อผลิตน้ำบริสุทธิ์นั้น จะยิ่งพุ่งสูงขึ้นไปกว่านี้อีกมาก ..

คาดหมายได้ว่า เพื่อให้การต่อสู้กับวิกฤติสภาพอากาศ Climate Crisis รวมทั้งการลดปัญหาขาดแคลนน้ำ Water Scarcity ของมนุษยชาติไปพร้อมด้วย ให้สามารถบรรลุเข้าสู่เป้าหมายตามแผนงานที่วางไว้ได้นั้น การแยกเกลือออกจากน้ำทะเล Seawater Desalination ด้วยการใช้พลังงานสะอาด Clean Energy และแหล่งพลังงานหมุนเวียน Renewable Energy : RE จากพลังแห่งธรรมชาติที่เป็นพลังงานลม และพลังงานแสงอาทิตย์ Wind & Solar Energy จึงกลายเป็นทางเลือกที่น่าสนใจที่สุดสำหรับอนาคตการผลิตน้ำสะอาด Clean Water, น้ำดื่ม Drinking Water และไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen : H₂ เพื่อกอบกู้โลกใบนี้ไว้ให้สำเร็จได้ในที่สุด ..

Water & Wastewater to Energy Conversion น้ำ และน้ำเสีย คือ แหล่งพลังงานทางเลือกสุดยอดที่น่าสนใจ ..

น้ำ Water คือ แหล่งกำเนิดชีวิตของสัตว์ และพืช .. มนุษย์ มีชีวิตอยู่โดยขาดน้ำได้ไม่เกิน 3 วัน และน้ำ Water ยังมีความจำเป็นยิ่งยวดทั้งในภาคเกษตรกรรม และอุตสาหกรรม ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการพัฒนาประเทศ ประโยชน์ของน้ำ ได้แก่ น้ำเป็นสิ่งจำเป็นที่เราใช้สำหรับการดื่มกิน การประกอบอาหาร ชำระร่างกาย ฯลฯ รวมทั้งมีความสำคัญยิ่งต่อการเพาะปลูก เลี้ยงสัตว์ .. แหล่งน้ำ เป็นที่อยู่อาศัยของปลา และสัตว์น้ำอื่น ๆ ซึ่งผู้คนใช้เป็นอาหาร .. ในภาคอุตสาหกรรม ต้องใช้น้ำในกระบวนการผลิต ใช้ล้างของเสีย ใช้หล่อเครื่องจักร และระบายความร้อน .. ยิ่งไปกว่านั้น น้ำ Water คือ แหล่งพลังงาน พลังงานจากน้ำใช้ทำระหัดส่งจ่ายน้ำ ให้พลังงานจลน์ ทำเขื่อนผลิตกระแสไฟฟ้า และผลิตพลังงานสะอาดสีเขียว .. แม่น้ำ ลำคลอง ทะเล มหาสมุทร คือ เส้นทางคมนาคมขนส่งสำคัญในระบบเศรษฐกิจ และสังคมของมนุษยชาติ ..

น้ำ Water คือ สารประกอบอนินทรีย์ที่มีสูตรทางเคมี H₂O ซึ่งเป็นสารเคมีโปร่งใส ไม่มีรส ไม่มีกลิ่น และเกือบไม่มีสี .. พวกมันเป็นองค์ประกอบหลักของ Earth’s Hydrosphere และเป็นของเหลวสำคัญของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่มนุษยชาติรู้จักซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวทำละลาย .. พวกมัน มีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตทุกรูปแบบ แม้ว่าไม่ได้ให้พลังงานจากอาหาร หรือสารอาหารรองอินทรีย์ก็ตาม .. สูตรทางเคมี H₂O หมายความว่า แต่ละโมเลกุลประกอบด้วยออกซิเจน Oxygen 1 อะตอม และไฮโดรเจน Hydrogen 2 อะตอม เชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์ Covalent Bonds .. อะตอมไฮโดรเจน Hydrogen Atoms เกาะติดกับอะตอมออกซิเจน Oxygen Atom ที่มุม 104.45° “น้ำ Water” ยังเป็นชื่อสถานะของเหลวของ H₂O ที่อุณหภูมิ และความดันมาตรฐาน Standard Temperature & Pressure: STP อีกด้วย ..

ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดเจนซึ่งแสดงถึงสัมพันธภาพระหว่างน้ำ กับพลังงาน ได้แก่ ไฟฟ้าพลังน้ำ Hydropower or Hydroelectric Power คือ แหล่งพลังงานหมุนเวียน Renewable Source of Energy ที่สร้างพลังงานโดยใช้เขื่อน หรือโครงสร้างผันน้ำ เพื่อเปลี่ยนแปลงการไหลตามธรรมชาติของแม่น้ำ หรือแหล่งน้ำอื่นๆ .. ไฟฟ้าพลังน้ำ Hydropower อาศัยระบบการชาร์จซ้ำของวัฏจักรน้ำเพื่อผลิตกำลังไฟฟ้า Water Cycle to Produce Electricity อย่างต่อเนื่อง และไม่มีที่สิ้นสุด ซึ่งไม่ได้ลดลง หรือถูกกำจัดออกไปในกระบวนการ .. โรงไฟฟ้าพลังน้ำ Hydropower Facilities มีหลายประเภท แม้ว่าสิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้ จะขับเคลื่อนด้วยพลังงานจลน์ของน้ำที่ไหลขณะที่มันเคลื่อนตัวไปทางท้ายน้ำก็ตาม ไฟฟ้าพลังน้ำใช้กังหันใบพัด Turbines และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า Generators เพื่อแปลงพลังงานจลน์นั้นให้เป็นกำลังไฟฟ้า ซึ่งจากนั้นจะถูกป้อนเข้าสู่โครงข่ายระบบสายส่งไฟฟ้า เพื่อจ่ายพลังงานให้กับบ้าน ธุรกิจ และอุตสาหกรรม ..

การแปลงน้ำเสียให้เป็นพลังงาน Wastewater Converted into Energy คือ อีกตัวอย่างหนึ่งที่เป็นโอกาสทางธุรกิจ .. ก๊าซมีเทน Methane : CH₄ Gas เกิดขึ้นได้เมื่อขยะอินทรีย์สลายตัวในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากออกซิเจน Organic Waste Decomposes in an Oxygen – Free Environment เช่น ลึกลงไปในหลุมฝังกลบ .. มีเทน Methane : CH₄ เหล่านี้ คือ เชื้อเพลิงพลังงานหมุนเวียนที่สามารถดักจับ และนำไปใช้ผลิตกำลังไฟฟ้า แทนที่จะปล่อยพวกมันออกสู่ชั้นบรรยากาศ ..

ระบบบำบัดน้ำเสีย Wastewater Treatment Systems เริ่มต้นจากการรวบรวมตะกอนที่เป็นของแข็ง .. ในระบบที่เปลี่ยนจากตะกอนให้เป็นพลังงาน Sludge to Energy System นั้น ตะกอนนี้ จะใช้กระบวนการ Thermal Hydrolysis ด้วยความร้อน เพื่อเพิ่มปริมาณมีเทน Methane : CH₄ ที่สามารถผลิตได้มากที่สุด .. ของเสียที่ผ่านการแปรรูปแล้ว จะถูกป้อนเข้าไปในเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจน Anaerobic Digester ..

ผลลัพธ์ที่ได้ คือ ก๊าซมีเทน Methane CH₄ หรือก๊าซชีวภาพ Biogas ซึ่งสามารถนำไปใช้สำหรับความต้องการพลังงานในพื้นที่ หรือนำไปแปรรูปเพิ่มเติม ใช้ผลิตไฮโดรเจน Hydrogen : H₂ และใช้ทดแทนก๊าซธรรมชาติ Used in Place of Natural Gas ได้อย่างยอดเยี่ยม .. นอกจากนี้ เศษของเหลือจากกระบวนการที่อุดมด้วยสารอาหาร สามารถนำไปลงดินได้ เพื่อเพิ่มพัฒนาการของพืชได้อีกด้วย ..

ยิ่งไปกว่านั้น น้ำ Water : H₂O คือ แหล่งวัตถุดิบสำคัญในการผลิตไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen : H₂ Production สำหรับอนาคตเศรษฐกิจไฮโดรเจน Future Hydrogen Economy ซึ่งถือเป็นเรื่องสำคัญอย่างยิ่งจากนี้ไป ..

การผลิตไฮโดรเจนที่ปราศจากคาร์บอน Carbon-Free Hydrogen Production จากทรัพยากรพลังงานหมุนเวียน และนิวเคลียร์ Renewables & Nuclear Resources คือ ความหวังของมนุษยชาติ ..

อิเล็กโทรไลซิส Electrolysis คือ กระบวนการของการใช้ไฟฟ้าเพื่อแยกน้ำ Water : H₂O ออกเป็นไฮโดรเจน Hydrogen : H₂ และออกซิเจน Oxygen : O₂ .. ปฏิกิริยานี้ เกิดขึ้นในอุปกรณ์เครื่องมือที่เรียกว่า อิเล็กโทรไลเซอร์ Electrolyzers .. อิเล็กโทรไลเซอร์ Electrolyzers มีขนาดตั้งแต่อุปกรณ์ขนาดเล็กที่เหมาะสำหรับการผลิตไฮโดรเจนรูปแบบกระจาย Small-Scale Distributed Hydrogen Production ไปจนถึงโรงงานผลิตส่วนกลางขนาดใหญ่ Large-Scale Central Production Facilities ที่สามารถเชื่อมโยงโดยตรงกับระบบสายส่งอัจฉริยะพลังงานหมุนเวียน Renewable Smart Grids ต่างๆ และเมื่อใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจน Hydrogen Fuel เป็นแหล่งพลังงานแล้ว พวกมันจะไม่ปล่อยคายก๊าซเรือนกระจก Greenhouse Gases ใดๆ สำหรับการผลิตกำลังไฟฟ้า Electricity Generation หรือการนำพวกมันไปผ่านเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cells, เผาไหม้ Burning รวมทั้งนำไปจุดระเบิดในเครื่องยนต์สันดาปภายใน Ignition in an Internal Combustion Engines ก็ตาม จะไม่ปล่อยคายมลพิษใดออกสู่สิ่งแวดล้อม .. นอกจากนั้น ของเสีย หรือผลลัพธ์สุดท้ายของการผลิตพลังงานจากเชื้อเพลิงไฮโดรเจน Energy Production from Hydrogen Fuel ในทุกรูปแบบ จะทำให้ได้น้ำ Water กลับคืนมานั่นเอง ..

คาดการณ์ตลาดการซื้อขายน้ำ การบำบัดน้ำเสีย และไฮโดรเจนสีเขียวทั่วโลก Global Water, Wastewater Treatment & Green Hydrogen Market ..

ขนาดธุรกิจในตลาดการซื้อขายน้ำทั่วโลก Global Water Market มีมูลค่า 842.90 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2565 คาดว่าจะสูงถึง 1,142.02 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2573 .. ทั้งนี้ คาดหมายได้ว่า อัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี Compound Annual Growth Rate : CAGR หมายถึง อัตราผลตอบแทนสำหรับการลงทุนในตลาดการซื้อขายน้ำทั่วโลก Global Water Market ที่เติบโตจากยอดดุลเริ่มต้นไปถึงยังยอดดุลสิ้นสุดรวมสมมติฐานว่ากำไรจะถูกนำกลับมาลงทุนหมุนเวียนใหม่ทุกสิ้นปีของช่วงอายุการลงทุนอยู่ที่ค่า CAGR 4.43% ในช่วงระยะเวลาที่คาดการณ์ ปี 2566-2573 ..

น้ำ Water เป็นองค์ประกอบพื้นฐาน และมีการใช้ในทุกพื้นที่ ตลาดน้ำทั่วโลก Global Water Market ให้บริการน้ำ เพื่อวัตถุประสงค์ส่วนตัว วัตถุประสงค์ทางธุรกิจ วัตถุประสงค์สมัยใหม่ และอื่นๆ .. พื้นที่ร่วมสมัยประกอบด้วยกิจกรรมมากมาย เช่น ยุคพลังงาน การผลิตในภาคอุตสาหกรรม การกลั่นและการผลิตปีโตรเคมี อาหารและเครื่องดื่ม ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ น้ำมันและก๊าซ ยา และเหมืองแร่ .. แต่ละพื้นที่ต้องการน้ำสะอาดใหม่ๆ แต่ความจำเป็นมีมากกว่าการเข้าถึง .. ตามที่ระบุโดยข้อมูลจาก UN-Water นั้น ในประเทศเกษตรกรรม 70% มีการสร้างขยะมากมายที่ถูกขนถ่ายโดยไม่ได้รับการบำบัดลงสู่แหล่งน้ำ .. ในแต่ละวันมีขยะจากกิจกรรมของมนุษย์จำนวนมากกว่า 2 ล้านตัน ถูกทิ้งในแหล่งน้ำ ดังนั้น การนำน้ำเสียกลับมาใช้ใหม่ Reusing Wastewater จึงมีนัยสำคัญ .. การขาดแคลนน้ำจืด Shortage of Freshwater กำลังโน้มน้าวให้เขตชุมชนเมือง และเขตอุตสาหกรรม นำทรัพยากรต่างๆ ไปสู่การนำสิ่งปฏิกูลทั้งหลายเหล่านี้ กลับมาใช้ใหม่ได้ Reusability of Sewage ..

อ้างอิงข้อมูลของ Precedence Research พบว่า ขนาดธุรกิจในตลาดการบำบัดน้ำ และน้ำเสียทั่วโลก Global Water & Wastewater Treatment Market อยู่ที่ประมาณ 295 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2565 และคาดว่าจะมีมูลค่าประมาณ 572.2 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ภายในปี 2575 โดยมีอัตราการเติบโตต่อปี อยู่ที่ค่า CAGR 6.9% ในช่วงระยะเวลาคาดการณ์ ตั้งแต่ปี 2566-2575 ..

น้ำเสีย และการบำบัดน้ำ Wastewater & Water Treatment คือ ขั้นตอนในการเพิ่มคุณภาพน้ำเสีย Enhancing the Quality of Wastewater และเปลี่ยนให้เป็นน้ำจืด น้ำสะอาด หรือน้ำทิ้งที่สามารถรีไซเคิล Recycling เพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ หรือคืนสู่ธรรมชาติโดยมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเพียงเล็กน้อย Returned to Nature with Little Impact on the Environment นั่นเอง ..

ทั้งนี้ คาดหมายว่า ประชากรมากกว่า 2 ใน 3 ของโลกจะอาศัยอยู่ในเมือง ภายในปี 2593 .. การขยายตัวของเมืองอย่างรวดเร็วส่งเสริมการเติบโตทางเศรษฐกิจ แต่ยังเพิ่มความต้องการทรัพยากรน้ำจืดมาพร้อมด้วย .. ขยะในเมืองมีจำนวนมากขึ้น อาจก่อให้เกิดมลพิษทางน้ำด้วยสารปนเปื้อนหลากหลายชนิด รวมถึงพลาสติก สารเคมีจากของใช้ส่วนตัว และสารอาหาร รวมไปถึงเชื้อโรคจากอุจจาระของมนุษย์ ซึ่งจะส่งผลให้ความต้องการเทคโนโลยีน้ำ และการบำบัดน้ำเสีย ได้รับคาดหมายว่าจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในอนาคตอันใกล้จากนี้ไป ..

สำหรับในประเด็นของไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen นั้น .. ขนาดธุรกิจในตลาดไฮโดรเจนสีเขียวทั่วโลก Global Green Hydrogen Market มีมูลค่า 4.02 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2565 ที่ผ่านมา และคาดว่าจะมีมูลค่ามากกว่า 331.98 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ภายในปี 2575 ทั้งนี้ คาดหมายได้ว่า อัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี Compound Annual Growth Rate : CAGR หมายถึง อัตราผลตอบแทนสำหรับการลงทุนในตลาดไฮโดรเจนสีเขียวทั่วโลก Global Green Hydrogen Market ที่เติบโตจากยอดดุลเริ่มต้นไปถึงยังยอดดุลสิ้นสุดรวมสมมติฐานว่ากำไรจะถูกนำกลับมาลงทุนหมุนเวียนใหม่ทุกสิ้นปีของช่วงอายุการลงทุน อยู่ที่ค่า CAGR 54.98% ในช่วงระยะเวลาที่คาดการณ์ ปี 2566-2575 ..

ไฮโดรเจน Hydrogen : H₂ คือ องค์ประกอบที่มีอยู่มากที่สุด Most Abundant Element ในเอกภพ และบนโลกใบนี้ .. ไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen ผลิตขึ้นได้จากแหล่งน้ำ Water Source กับแหล่งพลังงานหมุนเวียนสะอาดสีเขียว Green & Clean Renewable Energy Source ซึ่งพวกมัน ได้นำเสนอนวัตกรรมที่ยอดเยี่ยม สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิง Fuels หรือแหล่งพลังงาน Source of Energy รวมทั้งเป็นวัตถุดิบในภาคอุตสาหกรรมการผลิต Raw Material in Manufacturing Industry .. เทคโนโลยีอิเล็กโทรลิซิส Electrolysis Technologies กำลังจะทำกำไร และระบบเซลล์เชื้อเพลิง Fuel-Cell Systems มีการใช้งานแล้ว .. อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริงสำหรับไฮโดรเจนจากโรงงานผลิตไฟฟ้าสู่ก๊าซ Hydrogen from Power-to-Gas Facilities ที่ประสบความสำเร็จในการทำตลาดในเชิงเศรษฐกิจ เช่น ในเยอรมนี ได้กำหนดให้มีการปรับปรุงกฎหมายสภาพแวดล้อมที่เปิดกว้างด้านเทคโนโลยี Technology-Open Legal Environment สำหรับการใช้ไฮโดรเจนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในปริมาณมากจากนี้ไป เป็นต้น ..

สรุปส่งท้าย ..

การผลิตน้ำดื่ม Drinking Water และน้ำจืดสะอาด Clean Fresh Water ด้วยการบำบัดน้ำ และน้ำเสีย Water & Wastewater Treatment รวมทั้งเทคนิคในกระบวนการแยกเกลือออกจากน้ำ Desalination หรือการแยกน้ำออกจากน้ำทะเล Seawater เพื่อการอุปโภคบริโภคในครัวเรือน การเกษตรกรรม อุตสาหกรรม และเพื่อผลิตพลังงานที่เป็นไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen Production ในระบบเปลี่ยนผ่านพลังงาน Energy Transition กลายเป็นความจำเป็นสำหรับอนาคตของมนุษยชาติภายใต้สถานการณ์วิกฤติน้ำ Water Crisis ขณะที่โลกกำลังร้อนขึ้นเรื่อย ๆ จากภัยคุกคามร้ายแรงของวิกฤติสภาพอากาศ Climate Crisis ..

แม้โลกจะถูกปกคลุมด้วยน้ำถึง 70% ของพื้นที่ทั้งหมด แต่มีทรัพยากรน้ำที่เป็นน้ำจืด Fresh Water ที่สามารถใช้ดื่มกิน อุปโภคบริโภคในครัวเรือน และทำการเกษตรได้ มีอยู่เพียงแค่ 3% เท่านั้น และ 2 ใน 3 ของน้ำจืดทั้งโลกนั้น อยู่ในรูปของธารน้ำแข็ง หรือไม่สามารถนำมาใช้อุปโภคบริโภคโดยตรงได้ ..

Water & How Water Works | Credit: HowStuffWorks

ข้อมูลจาก UN Water เปิดเผยข้อมูลสถานการณ์การใช้น้ำในปัจจุบันว่า 72% ของปริมาณน้ำจืดทั้งหมด ถูกนำไปใช้ในภาคการเกษตร และการผลิตอาหาร รองลงมา คือ 16% ถูกใช้ในครัวเรือนกับภาคบริการ และใช้เพื่อภาคอุตสาหกรรม อยู่ที่ 12% ..

ปัจจุบัน ประชากรโลกประมาณ 2.3 พันล้านคน อาศัยอยู่ในประเทศที่มี ‘ความเครียดเรื่องน้ำ’ หรือ ‘Water Stresses’ ซึ่งเป็นคำที่ใช้อธิบายเมื่อความต้องการน้ำมีมากกว่าปริมาณน้ำที่มีอยู่ในช่วงเวลาหนึ่ง และเมื่อน้ำมีคุณภาพต่ำ หรือมีการจำกัดการใช้น้ำด้วยมาตรการเข้มงวด หมายถึง พื้นที่ที่มีการใช้น้ำจากแหล่งน้ำจืดที่จะต้องนำกลับมาใช้ใหม่ให้ได้ 25% หรือมากกว่า เพื่อกิจกรรมทางเศรษฐกิจ มิฉะนั้นจะไม่มีน้ำเพียงพอสำหรับกิจกรรมทางเศรษฐกิจ และสังคมในพื้นที่ .. ข้อมูลจาก UN Water ชี้ว่า ทวีปแอฟริกาเหนือ พบสถานการณ์ความเครียดเรื่องน้ำอยู่ในระดับวิกฤติ และทวีปเอเชียใต้ รวมทั้งเอเชียกลาง มีระดับความเครียดเรื่องน้ำอยู่ในระดับสูง ซึ่งส่งผลกระทบต่อความมั่นคงทางด้านอาหารมาพร้อมด้วย ..

วิกฤติสภาพอากาศ Climate Crisis ส่งผลกระทบต่อเนื่องทำให้แหล่งน้ำบนผิวโลก เช่น แม่น้ำ ทะเลสาบ อ่างเก็บน้ำ และชั้นหินอุ้มน้ำ ค่อยๆ แห้งเหือดไป หรืออาจมีการปนเปื้อนของมลพิษมากเกินกว่าจะนำมาใช้ได้อย่างปลอดภัย .. ระบบนิเวศชุ่มน้ำของโลกหายไปมากกว่าครึ่ง ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ขณะที่หลายพื้นที่ยังคงทำการเกษตรรูปแบบเดิมที่ใช้น้ำปริมาณมหาศาล และขาดประสิทธิภาพ .. การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ Global Warming ที่ทำให้อุณหภูมิโลกเพิ่มสูงขึ้น ส่งผลกระทบรุนแรงต่อระบบนิเวศวิทยา และวัฏจักรน้ำตามธรรมชาติ ทำให้เกิดปัญหาการขาดแคลนน้ำ และภัยแล้งในหลายพื้นที่ รวมทั้งน้ำท่วมในบางพื้นที่ไปพร้อมด้วยเช่นกัน ..

ด้วยอัตราการบริโภคอุปโภคน้ำจืดที่เพิ่มขึ้นในปัจจุบัน ประกอบกับจำนวนประชากรที่เพิ่มสูงขึ้นเรื่อย ๆ รวมทั้งผลกระทบการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ .. นักวิทยาศาสตร์ในหลายสถาบัน คาดการณ์ว่า ภายในปี 2568 ประชากรจำนวนอาจมากถึง 2 ใน 3 ของโลก จะต้องเผชิญกับสถานการณ์การขาดแคลนน้ำรุนแรงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ หากไม่ดำเนินมาตรการอย่างใดอย่างหนึ่งโดยเร่งด่วนจากนี้ไป ..

อย่างไรก็ตาม พวกเขา เชื่อมั่นว่า การบำบัดน้ำ Water Treatment และการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล Seawater Desalination ในมหาสมุทร Ocean คือ หนึ่งในคำตอบอนาคตแหล่งน้ำ และแหล่งพลังงานของมนุษยชาติที่สมเหตุสมผลที่สุดจากนี้ไป ..

แม้ว่าปัญหาต่างๆ เช่น การขาดแคลนน้ำ Water Scarcity มีความเกี่ยวข้องอย่างจำกัดในบางประเทศ แต่แนวทางอนุรักษ์น้ำอย่างมีความรับผิดชอบ และประหยัดทรัพยากร ถือเป็นประเด็นสำคัญสำหรับอนาคต .. การบำบัดน้ำ และน้ำเสีย Water & Wastewater Treatment มีบทบาทสำคัญยิ่งในเรื่องของความพร้อมใช้งานของน้ำ .. น้ำเสีย Wastewater Worldwide อย่างน้อยประมาณ 80% ทั่วโลก ยังคงมิได้ผ่านการบำบัด แม้ว่าในหลายกรณี การบำบัดน้ำเสียจะเป็นไปได้ในทางเทคนิค .. ในระยะยาว การบำบัดน้ำเสีย Wastewater Treatment ด้วยเทคโนโลยีล่าสุด จะกลายเป็นส่วนสำคัญ และมีศักยภาพอย่างมากในการลดระดับการใช้น้ำในภาคอุตสาหกรรม Water Use in the Industrial Sector ได้อย่างมีนัยสำคัญ ..

ทั้งนี้ เนื่องจากอัตราความสิ้นเปลืองพลังงาน Energy Consumption ที่ต้องใช้ในการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล หรือหมายถึงการแยกน้ำออกจากน้ำทะเล Seawater Desalination โดยทั่วไป ต้องใช้พลังงานประมาณ 3-5 KWh/m3 และมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าการผลิตน้ำสะอาดจากน้ำจืดบนผิวดิน อ่างเก็บน้ำ แหล่งน้ำบนแผ่นดิน หรือน้ำบาดาล ที่ใช้พลังงานเพียง 0.2 KWh/m3 เท่านั้น รวมทั้งการบำบัดน้ำเสีย Wastewater Treatment หรือการรีไซเคิลน้ำ Water Recycling และการอนุรักษ์น้ำ Water Conservation ก็มีระดับการใช้พลังงานที่ต่ำกว่ามากด้วยเช่นกัน .. ในขณะที่ น้ำเสียทุกลูกบาศก์เมตร Every Cubic Meter of Waste Water มีระดับพลังงานมากถึง 4 เท่าของปริมาณพลังงานที่ใช้ในการทำให้น้ำเสียเป็นน้ำบริสุทธิ์ .. ดังนั้น ด้วยมุมมองทางทฤษฎี โรงบำบัดน้ำเสีย Wastewater Treatment Plants จึงสามารถผลิตพลังงานได้มากกว่าที่ใช้ หลักการเบื้องหลังแนวคิดนี้นั้น เรียบง่าย และคุ้มค่าต่อการลงทุน ..

เศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy ใช้ไฮโดรเจน Hydrogen : H₂ เป็นแหล่งพลังงานหลักสำหรับกิจกรรมทางเศรษฐกิจ และสังคมของมนุษยชาติ .. คาดหมายได้ว่า ไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen : H₂ จากการแยกน้ำด้วยกระบวนการ Electrolysis โดยกำลังไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียน Renewable Electricity บนแหล่งน้ำขนาดกลางขึ้นไป กำลังจะกลายเป็นแหล่งพลังงานที่ยั่งยืนยอดนิยมสำหรับอนาคตที่ไม่ไกลเกินฝัน ..

เชื่อมั่นได้ว่า ต้นทุนสำหรับอิเล็กโทรไลเซอร์ Costs for Electrolyzers จะลดลงได้อีกประมาณ 70% ภายในปี 2573 เมื่อเทียบกับปัจจุบัน และเมื่อผนวกรวมกับการลดลงของต้นทุนพลังงานหมุนเวียน Cost of Renewable Energy ที่คาดไว้ สิ่งเหล่านี้ จะทำให้ต้นทุนของไฮโดรเจนสีเขียวจากพลังงานหมุนเวียน Cost of Renewable-Based Green Hydrogen ในภาพรวม ลดลงไปอยู่ในช่วงระหว่าง 1.3-4.5 เหรียญสหรัฐฯ/กิโลกรัม H₂ เทียบเท่ากับ 39-135 เหรียญสหรัฐฯ / MWh ..

ความโดดเด่นของไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen : H₂ บนแหล่งน้ำนั้น คือ ศักยภาพที่ยอดเยี่ยมในการขจัดคาร์บอนออกไปจากภาคเศรษฐกิจการผลิต และระบบการขนส่ง ซึ่งต้องการแหล่งพลังงานที่มีพลังงานจำเพาะ Specific Energy สูงมากพอ .. ทั้งนี้ เพื่อยุติการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล Phase Out Fossil Fuels ในสังคมมนุษยชาติโดยสิ้นเชิง และจำกัดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ Limit Climate Change ให้อุณหภูมิของโลกอยู่ต่ำกว่าจุดเล็งที่ 1.5^oC ได้สำเร็จนั้น เศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy คือ หนึ่งในข้อไข และคำตอบสำหรับการต่อสู้กับวิกฤตสภาพอากาศ Climate Crisis ที่เฉียบขาดอย่างยิ่ง ..

พลังงาน กับน้ำ Energy & Water มีความสัมพันธ์ต่อกันอย่างลึกซึ้ง .. สัมพันธภาพ กับการพึ่งพาซึ่งกันและกันระหว่างพลังงาน Energy และน้ำ Water นั้น คาดว่าจะเข้มข้นขึ้นอีกมากในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าจากนี้ไป โดยส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความมั่นคงทางพลังงาน และน้ำ Energy & Water Security ..

อย่างไรก็ตาม สำหรับประเทศไทยนั้น แม้ว่าไทยจะถือว่าเป็นประเทศเกษตรกรรมที่อุดมสมบูรณ์ และมีแหล่งน้ำจืดขนาดต่างๆ อยู่มากมายทั่วประเทศ และมิใช่ชาติที่มีความเครียดเรื่องน้ำ Water Stress อยู่ในระดับวิกฤติ หรือในระดับสูงก็ตาม แต่ด้วย อุณหภูมิโลกที่ร้อนขึ้น Global Warming และวิกฤติสภาพอากาศ Climate Crisis ทำให้ประเทศไทย ก็ต้องเผชิญกับปัญหาการขาดแคลนน้ำ ภัยแล้ง และอุทกภัย เพิ่มมากขึ้นในหลายพื้นที่ด้วยเช่นกัน .. ดังนั้น การก่อสร้างแหล่งกักเก็บน้ำขนาดใหญ่ให้มากขึ้นอีก และการพัฒนาแหล่งน้ำ รวมทั้งการผลิตน้ำดื่มที่ปลอดภัยด้วย Water Desalination จากแหล่งน้ำจืดของชุมชนรูปแบบกระจายในพื้นที่ไปพร้อมด้วยนั้น กลายเป็นความจำเป็นเชิงนโยบายภาครัฐที่ขาดไม่ได้ ..

ปัจจุบัน ปริมาณน้ำฝนที่ตกลงมาใส่ประเทศไทย อยู่ที่ประมาณ 8 แสนล้านลูกบาศก์เมตรต่อปี แต่จัดเก็บไว้ได้เพียง 1 แสนล้านลูกบาศก์เมตรเท่านั้น ที่เหลือปล่อยทิ้งลงทะเลไปสิ้น .. ด้วยเหตุนี้ แทนที่จะทิ้งน้ำจืดที่มีมูลค่าสูงยิ่งในฐานะทรัพยากรพลังงาน และทรัพยากรน้ำ Energy & Water Resources เหล่านี้ไป ประเทศไทยโดยภาครัฐ และหน่วยงานบริหารจัดการน้ำที่เกี่ยวข้อง สมควรที่จะพิจารณาเร่งรัดโครงการ และแผนงานก่อสร้างอ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่เพิ่มเติมขึ้นอีกในพื้นที่ต้นน้ำได้อีกหลายลุ่มน้ำ เช่น ต้นลำน้ำชี ลุ่มน้ำยม และอีกในหลายพื้นที่ที่เหมาะสมต่อการชะลอน้ำ หรือการจัดเก็บน้ำ เป็นต้น ซึ่งจะช่วยแก้ปัญหาอุทกภัย น้ำท่วมซ้ำซาก และกักเก็บน้ำไว้ใช้สำหรับการผลิตน้ำดื่ม การอุปโภคบริโภค การเกษตรกรรม อุตสาหกรรม และเพื่อการผลิตพลังงาน รวมทั้งการรักษาระบบนิเวศ ในฤดูแล้งได้เป็นอย่างดี ..

ทั้งนี้ ในภาพรวมระดับโลกด้วยแล้วนั้น ได้ข้อค้นพบว่า การบำบัดน้ำ และน้ำเสีย Water & Wastewater Treatment และการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล Seawater Desalination ในมหาสมุทร Ocean รวมทั้งการผลิตไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen Production จากแหล่งน้ำขนาดเล็กในชุมชน หมู่บ้าน เมือง หรือแหล่งน้ำขนาดกลางขึ้นไป ไปจนถึงแหล่งน้ำขนาดใหญ่ คือ คำตอบอนาคตแหล่งน้ำ และแหล่งพลังงานของมนุษยชาติที่สมเหตุสมผลมากที่สุด .. คาดหมายได้ว่า เทคโนโลยีสะอาด Clean Technologies ด้วยกำลังไฟฟ้าแหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน Electricity from Renewable Energy Sources เพื่อผลิตน้ำดื่ม Drinking Water, น้ำสะอาด Clean Water สำหรับภาคการเกษตร อุตสาหกรรม การอุปโภคบริโภค การรักษาระบบนิเวศวิทยา และการผลิตไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen : H₂ จะมีส่วนร่วมสำคัญในการกอบกู้โลกใบนี้ไว้ให้สำเร็จได้ในที่สุดจากนี้ไป ..

………………………………………

คอลัมน์ : Energy Key

By โลกสีฟ้า ..

สนับสนุนคอลัมน์ โดย E@ บริษัท พลังงานบริสุทธิ์ จำกัด (มหาชน)

ขอบคุณเอกสารอ้างอิง :-

Energy and water | IEA :-

https://www.iea.org/topics/energy-and-water

WATER TREATMENT IN THE FUTURE | Aerzen :-

https://www.aerzen.com/en-us/applications/water-and-waste-water-treatment/wastewater-treatment-advisor/water-treatment-in-the-future.html?utm_source=azonetwork_newsletter&utm_medium=email&utm_campaign=clean_technology_newsletter_6_september_2023

Climate Change will only Increase the Water Crisis – Clean Energy can Help | IEA :-

https://www.iea.org/commentaries/clean-energy-can-help-to-ease-the-water-crisis

Global Water Market | Verified Market Research :-

Global Water Market Size By End User, By Competitive Landscape, By Geographic Scope And Forecast

Water Treatment  Global Market | Precedence Research :-

https://www.precedenceresearch.com/water-and-wastewater-treatment-market

Earth Overhaul | Saving Planet Earth from Climate Change Documentary :-

https://photos.app.goo.gl/3qLWAqW541RdtBLp7

Net Zero Emissions Electricity :-

https://photos.app.goo.gl/EEjMKeZqJegVMpb16

Energy Transition : A Significant Structural Change in an Energy System :-

https://photos.app.goo.gl/Qnj3eGJobkzRHx7a9

Energy & Water : Exploring the Interdependence of 2 Critical Resources :-

https://photos.app.goo.gl/EqvtZnCqd1jBDD7P6