การสังเคราะห์และทดสอบวัสดุดักจับ CO2 จากเถ้าถ่านหินหรือเถ้าชานอ้อย เพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากโรงไฟฟ้า - กรณีศึกษาโรงไฟฟ้าถ่านหิน

การพัฒนาและเร่งแก้ไขปัญหาทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมในประเทศ โดยมุ่งเน้นการบริหารจัดการความหลากหลายทางชีวภาพ และการบริโภคอย่างยั่งยืนและการเป็นสังคมคาร์บอนต่ำ รวมทั้งการลดผลกระทบจากมลพิษที่มีต่อเศรษฐกิจ และสังคม” เป็นประเด็นที่มีความสำคัญอย่างมากในปัจจุบัน ที่ภาครัฐ ภาคอุตสาหกรรม และภาคเอกชนให้การสนับสนุนและให้ความสนใจ จากการตอบรับของนานาชาติอย่างแข็งขันต่อแนวทางการพัฒนาอย่างยั่งยืนตามเป้าหมายของสหประชาชาติ (UN Sustainable Development Goal: SDG) และแผนการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากกิจกรรมของมนุษย์ (Anthropogenic greenhouse gas emission) ภายใต้กรอบอนุสัญญาสหประชาชาติว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (United Nations Framework Convention on Climate Change, UNFCCC) นั้น   ประเทศไทยได้ร่วมเป็นส่วนหนึ่งที่จะพัฒนาประเทศไปตามแนวทางดังกล่าว   หนึ่งในแนวทางที่ชัดเจนของภาครัฐ คือ การจัดทำแนวทาง มาตรการ และนโยบายตามโมเดลเศรษฐกิจชีวภาพ เศรษฐกิจหมุนเวียน และเศรษฐกิจสีเขียว (Bio-Circular-Green Economy, BCG)  เพื่อผลักดันให้เกิดการพัฒนาเศรษฐกิจควบคู่ไปกับการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและจัดการทรัพยากรให้ได้ประโยชน์สูงสุด  และในการประชุม COP26 ประเทศไทยยังได้ประกาศเจตนารมณ์ในการบรรลุเป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอน (Carbon Neutality) ภายในปี ค.ศ. 2050 และบรรลุเป้าหมายการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์ (Net Zero) ค.ศ. 2065    อย่างไรก็ตาม ผลการประเมินการดำเนินการลดก๊าซเรือนกระจกทั่วโลกโดย UNFCC และหน่วยงานวิจัยต่างๆ พบว่า การควบคุมโลกร้อน การเข้าสู่ความเป็นกลางทางคาร์บอน และการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์ นั้น จะเป็นไปได้ยาก จำเป็นต้องพึ่งพาเทคโนโลยีการดักจับ การใช้ประโยชน์ และการกักเก็บคาร์บอน (Carbon Capture, Utilisation and Storage: CCUS)  ซึ่งถือได้ว่าเป็นหนึ่งในมาตรการสำคัญ และมีประสิทธิภาพเพื่อบรรลุเป้าหมายด้านการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ดังนั้น เทคโนโลยี CCUS จึงได้รับความสนใจเป็นอย่างมากในเวทีวิจัยในปัจจุบัน

โครงการวิจัยนี้ จึงพัฒนาโจทย์วิจัยจากผลสัมฤทธิ์ที่ต้องการ กล่าวคือ “การลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในภาคอุตสาหกรรม-เน้นไปที่ภาคอุตสาหกรรมการผลิตพลังงานและไฟฟ้า” และ “การลดปริมาณขยะอุตสาหกรรมและเพิ่มอัตราการนำกลับมาใช้ประโยชน์”   โดยมีโจทย์คำถามสำคัญคือ “เป็นไปได้หรือไม่ที่จะนำขยะอุตสาหกรรมมาใช้ประโยชน์ในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก?” และ “จะทำให้นวัตกรรมที่ผลิตขึ้นนั้นมีประสิทธิภาพสูงสุด มีความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ และได้รับการยอมรับให้ใช้จริงได้อย่างไร”   โครงการจึงกำหนดขอบเขตการวิจัยไปที่การศึกษาพัฒนานวัตกรรมวัสดุดักจับ CO₂ โดยใช้เถ้าถ่านหินที่ได้จากกระบวนการเผาไหม้เชื้อเพลิงของโรงไฟฟ้า วัตถุประสงค์ เป้าหมาย และตัวชี้วัดของโครงการแสดงดังรูปที่ 1.1

เพื่อให้โครงการบรรลุวัตถุประสงค์  จึงมีการดำเนินงานแยกเป็น 4 ขั้นตอนใหญ่ ได้แก่ การศึกษาและทบทวนข้อมูลและผลงานวิจัยที่มีอยู่ในปัจจุบัน การพัฒนาและทดสอบวัสดุดักจับ CO₂ ในห้องปฏิบัติการ การศึกษาศักยภาพเทคโนโลยี CCUS โดยใช้วัสดุดักจับที่พัฒนาขึ้นได้ในโรงงานกรณี และการเผยแพร่ผลการศึกษาสู่สาธารณชน  แผนภาพแสดงความสัมพันธ์ของกิจกรรม ผลผลิต ผลลัพธ์ที่คาดว่าจะได้รับของโครงการแสดงดังรูปที่ 1.2

การดำเนินการโครงการนี้ จะส่งผลประโยชน์ทั้งทางด้านวิชาการ สังคม นโยบาย และเศรษฐกิจ จากการประเมินศักยภาพขั้นต้น พบว่าหากมีการผลักดันให้มีการนำวัสดุดักจับ CO₂  ที่พัฒนาจากโครงการวิจัยนี้ ไปใช้จริงในโรงงานที่มีการเผาไหม้เชื้อเพลิงถ่านหิน จะทำให้สามารถลด CO₂ ได้อย่างน้อย 29,253.62 tonCO₂/ปี หรือคิดเป็น 0.15% ของปริมาณ CO₂ ที่มีการปล่อยจากการเผาไหม้ถ่านหินและขยะมูลฝอยชุมชนในประเทศ และปริมาณเถ้าที่นำมาพัฒนาเป็นวัสดุคิดดักจับ สามารถลดการส่งกำจัดและเป็นการเพิ่มอัตราการนำขยะจากกระบวนการกลับมาใช้ คิดเป็น 8.6% ของปริมาณขยะอุตสาหกรรมที่มีการแจ้งในระบบของกรมโรงงานอุตสาหกรรม ดังผลการคำนวณนี้