ขอบคุณข้อมูลภายใต้ความร่วมมือของบริษัท ปตท.จำกัด (มหาชน) และ วิชาการ.คอม โดย วารสาร สานสุข http://www.pttplc.com/TH/Default.aspx 


              พลังงานทางเลือก เพื่อลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิล เป็นทางออกของโลกในศตวรรษหน้า การทุ่มเทเพื่อการค้นคว้าวิจัยเป็นความจำที่หลายประเทศเดินเครื่องเต็มสูบในศตวรรษนี้

              รูปแบบพลังงานทางเลือกที่ใช้กันบ้างแล้วมีทั้งพลังงานจากแสงอาทิตย์ผ่านแผงโซลาเซลล์ พลังงานจากกังหันลม พลังงานจากแรงน้ำ แต่เหล่านี้ก็ไม่เหมาะสมในภาคขนส่ง ทั้งบนบก ในน้ำ และบนฟ้า เพราะยุ่งยากและไม่คุ้มค่าต่อการลงทุนกับวิธีการ ‘เก็บ’ พลังงานดังกล่าว เพื่อนำไปใช้งานในภาคขนส่ง เมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงเหลว

              งานวิจัยเชื้อเพลิงเหลว เพื่อเป็นพลังงานทางเลือกในประเทศไทย เริ่มมาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2528 โดยพระราชดำริของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวที่ภาครัฐและองค์กรด้านพลังงานน้อมเกล้าสานต่อพระราชปณิธาน และพัฒนาต่อเนื่อง จนสามารถผลิตเพื่อจำหน่ายได้ในปี พ.ศ. 2544 เชื้อเพลิงเหลวทางเลือกที่เราใช้กันทุกวันนี้ก็คือ แก๊สโซฮอล์สำหรับเครื่องยนต์เบนซิน และไบโอดีเซลสำหรับเครื่องยนต์ดีเซล

146579

              แก๊สโซฮอล์ (Gasohol) ได้จากกลุ่มธัญพืชที่ให้แป้งและน้ำตาล เช่น ข้าว อ้อย มันสำปะหลัง ข้าวโพด ฯลฯ เมื่อผ่านกระบวนการแล้วก็นำมาผสมกับเอทานอล เรียกว่า เอทิลแอลกอฮอล์ (Ethyl Alcohol) ได้ผลผลิตเป็นแอลกอฮอล์บริสุทธิ์ 99.5% โดยปริมาตร จากนั้นก็นำมาผสมกับน้ำมันเบนซินไร้สารตะกั่วออกเทน 91 ในอัตรา 9:1 (เบนซิน 9 ส่วน เอทานอล 1 ส่วน) จึงได้น้ำมันแก๊สโซฮอล์ออกเทน 95)

              ส่วนไบโอดีเซล (Bio-Diesel) ได้จากพืชน้ำมันสารพัดประเภท ทั้งทานตะวัน งา ฝ้าย ถั่วลิสง ถั่วเหลือง ละหุ่ง สบู่ดำ มะพร้าว ปาล์ม ไปจนถึงน้ำมันเหลือใช้จากการปรุงอาหาร หรือไขมันสัตว์ นำมาทำปฏิกิริยาทางเคมีร่วมกับเมทานอล หรือเอทานอล (ภาษาอังกฤษเรียกกระบวนการนี้ว่า Transesterication) เกิดเป็นสารเอสเตอร์ ที่มีคุณสมบัติใกล้เคียงกับน้ำมันดีเซล

              ขั้นตอนการทำไบโอดีเซลง่ายกว่าแก๊ศโซฮอล์ที่ต้องมีเครื่องแยกน้ำออกจากเอทานอล และมีขั้นตอนซับซ้อน แต่ไบโอดีเซลใช้การบีบหรือสกัดด้วยตัวทำละลายวัตถุดิบที่เป็นพืช เพื่อให้ได้น้ำมันหรือถ้าเป็นน้ำมันเก่าก็ใช้กระบวนการต้มจนน้ำระเหย แล้วเติมสารตระกูลแอลกอฮอล์ เราจึงพบชุมชนที่มีความเข้มแข็งหลายแห่ง อย่างเช่น ชุมชนในโครงการ ‘รักษ์ป่า สร้างคน ๘๔ ตำบล วิถีพอเพียง’ (ปัจจุบันเปลี่ยนชื่อเป็น โครงการพัฒนาชุมชนเข้มแข็ง) สามารถทำไบโอดีเซลใช้กับเครื่องยนต์การเกษตรเพื่อการพึ่งตนเองด้านพลังงาน เมื่อมองในภาพกว้างก็พบว่าเกษตรกรหลายประเทศหันมาพึ่งตนเองด้วยการทำไบโอดีเซลใช้เอง ทั้งสหรัฐอเมริกา แคนาดา สวีเดน บราซิล ฯลฯ โดยเฉพาะบราซิลใช้มานานกว่า 25 ปีแล้ว

              แต่วัสดุต้นทางของเชื้อเพลิงเหลวทั้งสองประเภทนี้ ส่วนใหญ่มาจากพืชอาหาร จึงกลายเป็นข้อวิตกว่า ถ้าใช้พืชก็ต้องมีพื้นที่ปลูก นานวันประชากรยิ่งเพิ่มขึ้น อาจจะมีผลกระทบต่อวัตถุดิบที่เกี่ยวข้องกับอาหารของคน และอาจมีผลกระทบเรื่องการขยายพื้นที่ปลูกในบริเวณที่ไม่เหมาะสม

16

สาหร่าย...จึงกลายเป็นทางเลือกใหม่

              ชีวมวลสาหร่าย (Algal biomass) โดยเฉพาะสาหร่ายขนาดเล็กที่เราเรียกว่า ตะไคร่น้ำ กลายเป็นพระเอก ใน 10 ปีที่ผ่านมานี้ จีน อิสราเอล นิวซีแลนด์ และสหรัฐอเมริกา เป็นประเทศที่ลงทุนค้นคว้าวิจัยและพัฒนาพลังงานไบโอดีเซลจากสาหร่ายสูงมากทั้งในส่วนบริษัทพลังงานและนักวิชาการในมหาวิทยาลัย เพราะนี่คือทางรอดของประเทศที่เติบโตด้วยอุตสาหกรรม

ทำไมต้องสาหร่าย?

17

              เมื่อเทียบในกลุ่มเทคโนโลยีเชื้อเพลิงชีวภาพด้วยกัน วัตถุดิบในปัจจุบันที่ใช้อยู่ เช่น กากาน้ำตาลอ้อย หรือน้ำหวานจากอ้อย แป้งมันสำปะหลัง น้ำมันปาล์ม เป็นวัตถุดิบที่มีส่วนเกี่ยวข้องกับอาหารของมนุษย์ แต่สาหร่ายขนาดเล็กเจริญเติบโตได้ดีในพื้นที่ที่ไม่เหมาะสมกับการทำการเกษตร เช่น ทะเลทราย ดินเค็ม ฯลฯ ไม่เหมาะสมกับการทำการเกษตร เช่น น้ำเสีย แต่การให้ผลผลิตกลับมากกว่าพืชชั้นสูงหลายเท่า เมื่อพิจารณาแล้ว สาหร่ายจึงเป็นทางเลือกที่ลงตัวในอนาคต

              แต่ก่อนจะมีงานวิจัยเรื่องพลังงานจากสาหร่ายที่กว้างขวางในวันนี้ มีจุดเริ่มต้นในปี พ.ศ. 2550 เมื่อสถาบันวิจัยและเทคโนโลยี ปตท. ทำการวิจัยการใช้แบคทีเรียในการขจัดคราบน้ำมัน งานวิจัยสาหร่ายที่มีคณสมบัติดูดซับโลหะหนักในน้ำหรือน้ำเสีย ตามมาด้วยงานวิจัยการสกัดน้ำมันจากสาหร่าย (นักวิจัยทั้ง 3 เรื่อง คือ รศ.ดร.ประหยัด โภคฐิติยุกต์) งานวิจัยเรื่องสุดท้ายเรียกความสนใจ จึงมีการตั้งทีมวิจัยสาหร่ายเพื่อผลิตน้ำมันไบโอดีเซล (ร่วมทำงานวิจัยกับ ดร.กันย์ กังวานสายชล)

              สาหร่ายกลายเป็นพืชที่ได้รับความสนใจจากทั่วโลก ในปี พ.ศ. 2551 เฉพาะในประเทศไทย มีการลงทุนวิจัยเรื่องสาหร่ายสูงที่สุดในอาเซียน เกิดเครือข่ายวิจัยพลังงานจากสาหร่ายขนาดเล็กแห่งประเทศไทย (คพท.) ที่มีนักวิชาการเกือบร้อยคน จากหลายสำนัก ปตท. เองทุ่มเทงานวิจัยทั้งสาหร่ายน้ำจืดและน้ำเค็มพันธุ์ต่างๆ โดยมีเป้าหมายปี พ.ศ. 2557 ในการสร้างระบบจำลองเพื่อพิสูจน์ว่า น้ำมันไบโอดีเซลที่สกัดจากสาหร่ายมีคุณสมบัติเป็นเชื้อเพลิงให้รถขับเคลื่อนได้จริงก่อนจะพัฒนาไปสู่เชิงพาณิชย์และมีเป้าหมายในการผลิตน้ำมันจากสาหร่ายเชิงพาณิชย์ในปี พ.ศ. 2560

              โดยทฤษฎีแล้วสาหร่ายสามารถให้ผลผลิตที่เป็นน้ำมันสูงกว่าปาล์มน้ำมันประมาณ 2-6 เท่า อย่างไรก็ตาม แม้จะมีผลผลิตที่สูงกว่ามาก ทั้งด้านเทคนิคการเพาะเลี้ยง การผสมสูตรอาหารเลี้ยงสาหร่าย การก่อสร้างระบบบ่อเพาะเลี้ยง ฯลฯ

              ถึงอย่างนั้น สาหร่ายก็ยังเป็นความหวังเพราะสาหร่ายเติบโตด้วยการสังเคราะห์แสง และโตตลอด 24 ชั่วโมง แบ่งตัวกลายเป็น 2 เท่าในช่วงเวลาดังกล่าว ในขณะที่พืชวัตถุดิบที่ผลิตไบโอดีเซล อย่างเช่น สบู่ดำ ต้องรอ 5 ปี ถึงจะออกผล ปาล์มก็ต้องปลูกและดูแลใส่ปุ๋ยอย่างดีบางทีก็เกิดปัญหารุกพื้นที่ป่า

              สาหร่ายโตได้ทั้งในน้ำจืด น้ำเค็ม น้ำกร่อย น้ำเสีย โตแล้วก็ยังบำบัดน้ำเสียไปในตัว มีความสามารถในการตรึงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศ ก็เท่ากับช่วยลดภาวะโลกร้อน ไม่แข่งขันกับพืชอาหาร ไม่ส่งผลกระทบต่อความมั่นคงทางอาหาร และผลพลอยได้จากการสกัดน้ำมันไบโอดีเซลจากสาหร่าย คือ ได้กากสาหร่ายที่ตกตะกอนไปใช้เป็นวัตถุดิบในผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น อาหารสัตว์ ปุ๋ย ยา และเอื้อประโยชน์ในด้านการสร้างงาน สร้างรายได้

              ในอนาคต เมื่อเทคโนโลยีพร้อม มีการปรับปรุงสาหร่ายให้มีลักษณะดีขึ้น เช่น ทนทานต่อสภาวะแวดล้อม ผลผลิตสูง ให้น้ำมันต่อหน่วยสูงเก็บเกี่ยวง่าย เทคโนโลยีที่ว่าไม่ซับซ้อน เหมาะสมกับการนำไปใช้ในธุรกิจขนาดเล็กสำหรับชุมชนและมีรูปแบบธุรกิจที่เหมาะสม ก็น่าจะเกิดชุมชนผู้เพาะปลูกสาหร่ายส่งให้กับธุรกิจผู้ผลิตน้ำมัน

              โลกอนาคตที่ขับเคลื่อนด้วยพืชเล็กๆ อย่าง ‘สาหร่าย’ คงเปลี่ยนโฉมหน้าไปไม่น้อย

18

เดินไปด้วยกัน

              เครือข่ายวิจัยพลังงานจากสาหร่ายขนาดเล็กแห่งประเทศไทย (คพท.) มีนักวิชาการจากหลายสำนัก ได้แก่ มหาวิทยาลัยมหิดล จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) โดยศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค) และสถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย (วว.) แต่ละทีมแยกกันวิจัยสาหร่ายหลายสยพันธุ์ ทั้งน้ำจืดและน้ำเค็ม

19              สถาบันวิจัยและเทคโนโลยี ปตท. ที่ร่วมกับมหาวิทยาลัยมหิดล วิจัยสาหร่ายสายพันธุ์น้ำเค็ม 2 สายพันธุ์ คือ  Tetraselmis sp. และ Dunaliella sp. และสายพันธุ์น้ำจืด 1 สายพันธุ์ คือ Chlorococcum sp.

              ในปี พ.ศ. 2553 มีการประชุมนวัตกรรมด้านสาหร่ายแห่งเอเชีย-เอเชียเนีย (โอเชียเนีย หมายถึง กลุ่มประเทศของหมู่เกาะในมหาสมุทรแปซิฟิก รวมถึงทวีปออสเตรเลีย) ซึ่งจัดขึ้นที่ญี่ปุ่นหลังการประชุม ปตท. และองค์การวิทยาศาสตร์และวิจัยอุตสาหกรรมแห่งออสเตรเลีย หรือ The Commonwealth Scientic and Industrial Research Organization (CSIRO) ก็มีการติดต่อแลกเปลี่ยนข้อมูลกันมาตลอด ล่าสุดสององค์กรได้ทำข้อตกลงร่วมกัน ในการพัฒนาสายพันธุ์สาหร่ายน้ำเค็มในออสเตรเลีย เพื่อให้ได้สายพันธุ์ที่ดีที่ และเหมาะสมในการผลิตน้ำมันมีต้นทุนที่สามารถแข้งขันได้ในเชิงพาณิชย์ ความสำเร็จนี้จะนำไปสู่การขยายการลงทุนด้านสาหร่ายน้ำมันของปตท. ในออสเตรเลียเพื่อเป็นแหล่งสำรองเชื้อเพลิงชีวภาพอีกทางหนึ่ง ความร่วมมือนี้ยังทำให้นักวิจัย ปตท. ได้รับองค์ความรู้ด้านเทคโนโลยีสาหร่ายน้ำมันเพื่อนำมาต่อยอดในโครงการวิจัยและพัฒนาสาหร่ายน้ำมันของไทยให้ไปสู่เป้าหมายเร็วขึ้น

สาหร่ายน้ำเค็มดีกว่าน้ำจืด

              ในเชิงศักยภาพ น้ำเค็มในโลกมีมากกว่าน้ำจืด ดังนั้นการนำสาหร่ายไปเพาะเลี้ยง จึงมีความเป็นไปได้ว่าสาหร่ายน้ำเค็มจะมีศักยภาพมากกว่า และสามารถเพาะเลี้ยงในทะเลได้ ลดการแย่งพื้นที่เพาะปลูกพืชเกษตรเชิงพาณิชย์อื่นๆ

              อย่างไรก็ตาม สาหร่ายสายพันธุ์น้ำจืดหลายสายพันธุ์สามารถนำมาปรับใช้กับการใช้น้ำเสียอุตสาหกรรมได้ ซึ่งก็เป็นจุดแข็งหนึ่งของสาหร่ายน้ำจืด

              ปตท. จึงทำงานวิจัยทั้งสองกลุ่ม ไม่ได้เลือกอย่างใดอย่างหนึ่ง เช่น การเพาะเลี้ยงในภาคเหนือ หรือภาคอีสาน อาจจะจำเป็นต้องใช้สายพันธุ์น้ำจืดเนื่องจากไม่มีแหล่งน้ำเค็ม เป็นต้น

Comment

Comment:

Tweet