สร้างพลังงานคาร์บอนอย่างยั่งยืน ด้วยเทคโนโลยี Carbon Storage

การทำงานในโรงงานหรือโรงไฟฟ้าที่มีการผลิตคาร์บอนจำนวนมากจำเป็นต้องมีระบบจัดการที่เหมาะสม ซึ่งหนึ่งในกระบวนการนั้นคือการใช้งาน Carbon Storage หรืออุปกรณ์สำหรับดักจับและกักเก็บคาร์บอนเพื่อนำไปใช้ต่อยอดในอนาคต

Carbon Storage คืออะไร ทำงานอย่างไร 

Carbon Storage คือส่วนหนึ่งในระบบ Carbon capture, usage and storage (CCUS) หรือกระบวนการดักจับและกักเก็บคาร์บอน ซึ่งมีแนวคิดการใช้งานมากกว่า 40 ปี ทว่ายังไม่ได้มีการใช้งานอย่างแพร่หลายมากนัก โดยส่วนมากแล้วจะมีการใช้งานระบบนี้ในโรงงานขนาดใหญ่หรือโรงไฟฟ้า เพื่อไม่ให้มีการปล่อยคาร์บอนสู่ชั้นบรรยากาศมากเกินไป รวมถึงการนำสิ่งที่กักเก็บได้มาใช้งานในภายหลัง โดยจะมีกระบวนการทั้งหมดดังต่อไปนี้

การดักจับคาร์บอน

คาร์บอนมีวิธีดักจับที่หลากหลาย ซึ่งสามารถแบ่งออกได้ 2 แบบใหญ่ๆ คือการดักจับก่อนการเผาไหม้ และการดักจับหลังการเผาไหม้ 

การดักจับก่อนการเผาไหม้ วิธีการนี้ใช้กันมากในกระบวนการผลิตเชื้อเพลิง ปุ๋ยเคมี และการผลิตไฟฟ้า โดยใช้กระกวนการที่เรียกว่า Gasification เป็นการแยกก๊าซคาร์บอนมอนออกไซด์ออกมาและใช้ปฏิกิริยาเคมีเปลี่ยนให้กลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อใช้งานต่อไป

การดักจับหลังการเผาไหม้ วิธีการนี้มักใช้กันในโรงไฟฟ้า ซึ่งมีการแยกคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากไอเสียชนิดอื่นๆ และทำการดักจับที่บริเวณปล่องควัน นอกเหนือจากนี้ยังมีวิธีที่ใช้ออกซิเจนบริสุทธิ์เข้าร่วมในการดักจับ เพื่อเปลี่ยนจากคาร์บอนให้เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งกระบวนการนี้จะมีค่าใช้จ่ายสูงกว่า

การกักเก็บคาร์บอน 

ในการกักเก็บคาร์บอนก็สามารถทำได้หลากหลายวิธี ขึ้นอยู่กับพื้นที่และปัจจัยที่เกี่ยวข้อง โดยมีวิธีการอยู่ 3 วิธีหลัก คือ 

• การเปลี่ยนก๊าซเป็นของแข็งและกักเก็บในรูปแบบแร่ คือการทำปฏิกิริยาเคมีเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้กลายเป็นสารคาร์บอเนตและเก็บในรูปแบบของแร่ชนิดหนึ่ง 

• การเปลี่ยนก๊าซเป็นของเหลว และกักเก็บในมหาสมุทร ปัจจุบันวิธีนี้ไม่ได้รับการยอมรับเนื่องจากส่งผลระยะยาวกับทะเล ทำให้เกิดปรากฎการณ์ทะเลเป็นกรดมากขึ้น  
• การจัดเก็บในชั้นธรณี คือการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยความดัน และทำการสูบอัดลงสู่ใต้ดิน โดยปฏิกิริยาเคมีจะเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้กลายเป็นของแข็ง 

อ้างอิง การวางแผนการกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์จากโรงไฟฟ้าจะนะในชั้นหินกักเก็บปิโตรเลียม ของแอ่งสงขลา

รูปแบบการนำคาร์บอนไปใช้งาน

• ใช้ในกระบวนการผลิตน้ำมัน และสามารถดัดแปลงเป็นเชื้อเพลิงได้
• แปรรูปเป็นสารกันเสียในอุตสาหกรรมเครื่องดื่ม
• ใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตสารเคมีอื่นๆ เช่น เมทานอล ยูเรีย
• ใช้ผลิตน้ำแข็งแห้ง 

วิถีทางแห่งพลังงานสะอาดกับ Carbon Storage 

ทางคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (IPCC) ระบุว่าเทคโนโลยีการดักจับและกักเก็บคาร์บอนมีความจำเป็นอย่างมากในการแก้ไขปัญหาสภาพอากาศในระยะยาว ซึ่งรายงานของ The Guardian ปัจจุบันมีการใช้งาน Carbon Storage และระบบร่วมอยู่กว่า 20 โปรเจ็คทั่วโลก ซึ่งมีทั้ง สหราชอาณาจักร, สหรัฐอเมริกา, นอร์เวย์, แคนาดา และจีน โดยเน้นการประยุกต์เข้ากับโรงไฟฟ้าถ่านหินเพื่อลดการปล่อยคาร์บอนสู่ชั้นบรรยากาศ โดยมีโรงงานตัวอย่างดังนี้

Boundary Dam 3 โรงงานผลิตไฟฟ้าจากแคนาดาเป็นเจ้าแรกๆ ที่นำเทคโนโลยีการกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์เข้ามาใช้งาน โดยโรงงานดังกล่าวเพิ่งประกาศความสำเร็จการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ทะลุ 3 ล้านตันไปเมื่อปลายปี 2019 และมีการต่อยอดเทคโนโลยีออกมาเป็นโรงงานผลิตไฟฟ้าแยกที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นซึ่งเตรียมเปิดใช้งานเพิ่มในอนาคต

Abu Dhabi CSS Project โปรเจ็คนี้ถูกใช้โดย Emirates Steel Factory ในการดักจับคาร์บอนในโรงงานผลิตเหล็กระยะยาว และนำคาร์บอนที่ได้จากการดักจับมาใช้ร่วมกับการผลิตน้ำมัน เพื่อสร้างรายได้เพิ่มให้กับโรงงาน

PTT ทางกลุ่ม ปตท. ได้มีแผนระยะยาวในการลดก๊าซเรือนกระจกในกระบวนการผลิตก๊าซ น้ำมัน ไฟฟ้า และการทำงานที่เกี่ยวข้องอื่นๆ ด้วยการเน้นการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อการใช้งานในประเทศไทย 

ท้ายสุดแล้วการใช้งานระบบ CCUS เป็นเพียงส่วนเดียวในการจัดการปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซเรือนกระจกอื่นๆ บนโลกเท่านั้น สิ่งสำคัญที่ต้องใส่ใจมากพอๆ กับการใช้เทคโนโลยีนี้คือการแก้ปัญหาที่ต้นเหตุ คือการลดการปล่อยคาร์บอนและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ทั้งจากโรงงานใหญ่และการใช้งานตามครัวเรือน ไม่เช่นนั้นท้ายสุดแล้วต่อให้ระบบกักเก็บของโรงไฟฟ้าและโรงงานใหญ่ดีแค่ไหน ก็ยังมีผู้ใช้จำนวนมากปล่อยคาร์บอนขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศอยู่ดี