(ลดการปล่อย CO2 ) แต่ถึงอย่างไรเราก็ยังคงปล่อย CO2 จากกระบวนการเผาไหม้ถ่านหินออกมาอยู่ดี ดังนั้นจึงต้องมีการพัฒนาเทคโนโลยีที่ใช้ในการจัดการ CO2 จากกระบวนการดังกล่าวด้วยเทคโนโลยีดังต่อไปนี้

การดักจับและกักเก็บคาร์บอน (Carbon Capture and Storage, CCS)

การกักเก็บแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์สามารถทำได้ทั้งทางตรงและทางอ้อม กล่าวคือ

การกักเก็บแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ทางอ้อม (Indirect storage) เป็นวิธีการพื้นฐานที่เราทราบกัน คือ กระบวนการสังเคราะห์แสง (Photosynthesis) ของพืช โดยกระบวนการดังกล่าว จะกักเก็บแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อใช้ในกระบวนการสังเคราะห์แสง แล้วเปลี่ยนเป็นกลูโคสและแก๊สออกซิเจนต่อไป

การกักเก็บแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ทางตรง (Direct storage) คือ การรวบรวมและกักเก็บแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ไม่ให้แพร่กระจายออกสู่บรรยากาศได้ โดยกระบวนการนี้สามารถแบ่งออกเป็น 3 ส่วนหลัก คือ

1. การดักจับ CO₂ (CO₂ capture) คือการดึง CO₂ ออกจากกระบวนการเผาไหม้ โดยสามารถทำได้ในทุกขั้นตอนของการเผาไหม้ ได้แก่ 

• ก่อนการเผาไหม้ (Pre-combustion) เป็นการเปลี่ยนรูปเชื้อเพลิงให้กลายเป็นไฮโดรเจน (H) และคาร์บอนไดออกไซด์ (Co₂) โดยหลังจากทำการปรับคุณสมบัติให้เหมาะสมแล้วจึงทำการแยก CO₂ ออก เพื่อนำไปกักเก็บหรือใช้ต่อ

• การเผาไหม้แบบ Oxy-fuel มีเป้าหมายในการดำเนินการเผาไหม้ด้วยแก๊สออกซิเจนเพียงอย่างเดียว ซึ่งเป็นการลดแก๊สมลพิษที่มีส่วนประกอบของไนโตรเจน (N) ที่มาจากอากาศลง ผลลัพท์จากการเผาไหม้จะมีเพียงแก๊ส CO2 และน้ำ โดยเมื่อแยกน้ำออก แก๊ส CO2 ที่เหลือจะสามารถส่งไปเก็บหรือใช้ต่อให้ทันที

• หลังการเผาไหม้ (Post-combustion) เป็นการดักจับ CO2 จากแก๊สที่เกิดจากการเผาไหม้ โดยในปัจจุบัน การดักจับ CO2 ที่ใช้การอย่างแพร่หลายที่สุด คือ การดูดซึม (Absorption) ซึ่งเป็นการถ่ายเทแก๊ส CO2 มาไว้ในตัวทำละลาย (Solvent) ที่เหมาะสม เพื่อลดความเข้มข้นของแก๊ส CO2 ก่อนปล่อยออกสู่บรรยากาศ โดย CO2 ที่ละลายอยู่ในตัวทำละลายจะถูกแยกออกจากสารที่เป็นตัวกลางดูดซึมเพื่อนำไปกักเก็บต่อไป

2. การขนส่ง CO2 (CO₂ Transportation) จะใช้ระบบเช่นเดียวกับการขนส่งก๊าซธรรมชาติและน้ำมัน คือ การขนส่งทางระบบท่อ (Pipeline) หรือทางเรือ เพื่อนำแก๊ส CO2 ที่ดักจับได้ไปยังบริเวณที่จะทำการกักเก็บหรือนำไปใช้ประโยชน์

3. การกักเก็บ CO₂ (CO₂ Storage) คือ การนำ CO2 ที่ดักจับได้ไปกักเก็บหรือใช้ประโยชน์ โดยการกักเก็บมักจะกระทำโดยอัดแก๊ส CO2 ลงไปยังช่องว่างตามโครงสร้างทางธรณีวิทยาใต้ผิวดิน หรือใต้มหาสมุทรทั้งในรูปของแก๊สและของเหลว

การดักจับคาร์บอนและนำไปใช้ประโยชน์ (Carbon Capture and Utilization, CCU)

การดักจับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ของ CCU จะใช้วิธีการ เช่นเดียวกับการดักจับของ CCS แต่มีความแตกต่างในการนำ CO2 ไปใช้ประโยชน์ แทนที่จะนำไปกักเก็บเพียงอย่างเดียว มีรายละเอียดโดยย่อดังต่อไปนี้

• การขุดเจาะและผลิตปิโตรเลียม โดยการนำแก๊ส CO2 อัดลงไปในบริเวณชั้นดินที่มีเชื้อเพลิงที่ต้องการผลิต ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของสารเชื้อเพลิงไปยังจุดที่ทำการขุดเจาะเพื่อผลิต ซึ่งมีประโยชน์อย่างมากในการผลิตเชื้อเพลิงจากแหล่งที่ผ่านการผลิตมาระยะหนึ่ง จนมีความดันตามธรรมชาติลดต่ำลง

• วัตถุดิบสำหรับผลิตภัณฑ์ต่างๆ ได้แก่ พลาสติก โดยเฉพาะกลุ่มโพลิคาร์บอเนต สารดับเพลิง (Fire extinguisher) เครื่องดื่มอัดแก๊ส (Carbonated beverages)สารทำความเย็น (Refrigerant) 

• สารตั้งต้นในการผลิตสารเคมีสำหรับการใช้ประโยชน์ในหลายด้าน เช่น เมทานอลและยูเรีย ซึ่งใช้เป็นสารเคมีในกระบวนการผลิตขั้นต่อไปหรือเป็นเชื้อเพลิง และเป็นปุ๋ยในการเกษตร ตามลำดับ

• สารตั้งต้นในกระบวนการทางชีวภาพ โดยเฉพาะในการเพาะเลี้ยงสาหร่าย (Algae harvesting) นั้นสามารถใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงหรือผลิตเพื่อเป็นอาหารซึ่งมีคุณค่าทางอาหารสูง 

• ใช้ในกระบวนการผลิต เช่น การสกัดคาเฟอีนออกจากกาแฟ หรือการสกัดกลิ่นและรสสำหรับผลิตภัณฑ์หลายชนิด

• การใช้ประโยชน์ด้านอื่นๆ เช่น การขึ้นรูปและแต่งผิวโลหะ 

จะเห็นได้ว่าเทคโนโลยีที่ใช้ในการดักจับและกักเก็บแก๊ส CO2 นั้น มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน ซึ่งหากเรานำเทคโนโลยีเหล่านี้มาใช้อย่างเหมาะสม จะทำให้เราสามารถใช้ประโยชน์จากพลังงานถ่านหินพร้อมกับรักษาสิ่งแวดล้อมได้ในเวลาเดียวกัน ผู้เขียนหวังว่าบทความชุดนี้จะสร้างความเข้าใจและถ่ายทอดองค์ความรู้ที่ถูกต้องเกี่ยวกับเทคโนโลยีการเผาไหม้ถ่านหินในปัจจุบัน เพื่อพัฒนาเสถียรภาพด้านพลังงานของประเทศไทยต่อไป

เรื่อง : รศ.ดร.พิสุทธิ์ เพียรมนกุล