ร่วมกันใช้พลังงานสีเขียว ลดก๊าซคาร์บอน หยุดวิกฤตโลกร้อน

การลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน (Decarbonisation) ของอุตสาหกรรมต่าง ๆ เพื่อช่วยแก้ปัญหาโลกร้อนถือเป็นปัญหาอันซับซ้อน ผู้มีส่วนเกี่ยวข้องทุกฝ่ายต้องทำงานร่วมกัน

ทุกคนรู้อยู่แล้วว่าโลกของเรากำลังเผชิญวิกฤตโลกร้อน รายงานของคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (IPCC) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งขององค์การสหประชาชาติ เตือนว่า “อุณหภูมิโลกจะสูงขึ้นอย่างต่อเนื่องจนถึงอย่างน้อยกลางศตวรรษ ไม่ว่าจะมองจากสภาวะไหนก็ตาม โลกจะร้อนขึ้นเกินกว่า 1.5°C และ 2°C ภายในศตวรรษที่ 21 นี้ เว้นแต่จะลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซเรือนกระจกอื่น ๆ ลงได้อย่างฮวบฮาบภายในไม่กี่ทศวรรษข้างหน้า”

ประเทศที่ร่วมลงนามความตกลงปารีสต่างเห็นชอบที่จะช่วยจำกัดไม่ให้อุณหภูมิโลกสูงขึ้นกว่า 2°C และจะออกนโยบายช่วยจำกัดให้ไม่เกิน 1.5°C ความเห็นชอบนี้ถูกยืนยันอีกครั้งระหว่างการประชุม COP26 ณ เมืองกลาสโกว์ เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ ทุกประเทศต่างให้คำมั่นสัญญาที่จะลดคาร์บอนฟุตพริ้นท์ของตน ซึ่งจะทำผ่านกลไกการมีส่วนร่วมที่ประเทศกำหนด (NDCs)

โดยวิธีการปฏิบัติเพื่อให้บรรลุคำมั่นสัญญาดังกล่าวจะเกี่ยวพันกับพลังงานสีเขียว (Green Energy) เป็นอย่างมาก ซึ่งก็เป็นหัวข้อที่สื่อมักให้ความสำคัญอยู่แล้วด้วย แม้พลังงานสีเขียวจะเป็นองค์ประกอบสำคัญของกระบวนการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก อีกปัจจัยที่สำคัญไม่แพ้กันคืออุตสาหกรรมการผลิตลดคาร์บอนฟุตพริ้นท์

ถ้าประเทศอุตสาหกรรมใหญ่อย่างสหรัฐฯ สหภาพยุโรป จีนและอินเดียต้องบรรลุเป้าหมายการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์ภายในปี 2593-2603 ประเทศเหล่านั้นต้องให้ความสำคัญกับอุตสาหกรรมที่ผลิตพลังงานสะอาด (decarbonising industry)

แต่นั่นก็เป็นเรื่องที่พูดง่าย แต่ทำยาก ความท้าทายจากการหันไปใช้พลังงานสะอาดนั้นมีมากมาย และเป็นโจทย์ที่แก้ไม่ได้ง่าย ๆ

ดังนั้น ความพยายามเปลี่ยนไปใช้พลังงานสะอาดจึงต้องมีพื้นฐานมารองรับ หนึ่งในนั้นคือการหาแหล่งพลังงานทดแทนที่ปราศจากหรือมีคาร์บอนต่ำ แต่ยังสามารถให้ความร้อนและพลังงานแก่สายการผลิตได้ ฐานที่สองคือการปรับเปลี่ยนกระบวนการผลิตให้ไม่พึ่งพาคาร์บอน (ถ้าทำได้) หรือปรับปรุงกระบวนการผลิตให้ใช้คาร์บอนในปริมาณต่ำลง ฐานที่สาม ในกรณีที่ยังต้องปล่อยก๊าซเรือนกระจก คือการใช้เทคโนโลยีการดักจับ การใช้ประโยชน์ และการกักเก็บคาร์บอน (CCUS) ทางเลือกสุดท้ายก็คือการปลูกต้นไม้เพื่อชดเชยคาร์บอน (Carbon Offset)

เราจะมาเจาะรายละเอียดแต่ละพื้นฐาน พร้อมทั้งความท้าทายทางด้านนโยบายและเทคโนโลยีที่มาพร้อมกัน  

• แหล่งพลังงานคาร์บอนต่ำ/พลังงานสะอาด 
  

นอกจากพลังงานแสงอาทิตย์และลมแล้ว ยังมีพลังงานอื่น ๆ ที่จะเป็นส่วนสำคัญในการขับเคลื่อนการผลิตในอนาคต แหล่งที่สำคัญคือไฮโดรเจน กังหันลมนอกชายฝั่ง (offshore wind) และเทคโนโลยีพลังงานใหม่ ๆ

ตัวเลือกที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุดคือไฮโดรเจนสีเขียว (Green Hydrogen) ซึ่งถือเป็นแหล่งพลังงานปลอดก๊าซเรือนกระจกชั้นเยี่ยม แต่การหันมาใช้ไฮโดรเจนสีเขียวก็ฟังดูเป็นเรื่องตลก เพราะปัจจุบันนี้ ไฮโดรเจนก็ถูกนำมาใช้งานอยู่แล้วในอุตสาหกรรมการผลิต และไฮโดรเจนส่วนมากก็มาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล รายงานขององค์กรพลังงานระหว่างประเทศ (IEA) ระบุว่าทั่วโลกนำก๊าซธรรมชาติ 6% และถ่านหิน 2% มาผลิตไฮโดรเจน 

แต่ยังมีวิธีผลิตไฮโดรเจนทางเลือกอยู่คือการนำน้ำมาผ่านกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส ซึ่งจะได้ผลผลิตเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน ถ้าไฟฟ้าที่ใช้ในกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสมาจากแหล่งหมุนเวียน ไฮโดรเจนสีเขียวที่ได้ก็อาจจะเป็นคำตอบแก่ปัญหาที่ดูจะไม่มีทางแก้

อิเล็กโทรไลซิสเป็นเทคโนโลยีที่อยู่ในช่วงอิ่มตัวแล้ว แม้จะยังมีต้นทุนที่สูงอยู่ แต่เมื่อตัวอุตสาหกรรมและรัฐบาลมุ่งหมายที่จะลดการปล่อยก๊าซคอร์บอนและการประหยัดต่อขนาด (Economies of Scale) เข้ามามีบทบาทมากขึ้น ต้นทุนก็น่าจะลดลง ส่งผลให้นำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ได้ง่ายขึ้น

อีกแหล่งพลังงานสะอาดที่น่าสนใจคือแอมโมเนีย ในปัจจุบัน แอมโมเนียมักใช้ผลิตปุ๋ยยูเรียเป็นหลัก แต่ด้วยพลังงานต่อหน่วย (energy density) ที่สูงถึง 3 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อลิตร ส่วนที่ง่ายก็คือ ทั่วโลกมีโครงข่ายขนส่งและและกักเก็บแอมโมเนียพร้อมใช้งานอยู่แล้ว เราสามารถใช้เครือข่ายดังกล่าวเป็นฐานการขนส่งและกระจายพลังงานหมุนเวียนแบบใหม่ ข้อเสียคือ กระบวนการผลิตแอมโมเนียในปัจจุบันต้องใช้พลังงานฟอสซิลอันเป็นตัวการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในปริมาณเกือบ 2% จำนวนมหาศาล

ดังนั้น จึงมีความพยายามในการดักจับ ใช้งาน และกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดระหว่างกระบวนการผลิต โดยเราจะพูดถึงโดยละเอียดภายหลัง นำไปสู่ผลผลิตที่เรียกว่า “แอมโมเนียสีฟ้า (Blue ammonia)” ในช่วงปีที่ผ่านมา ซาอุดิอาระเบียส่งออกแอมโมเนียสีฟ้ากว่า 40 ตันไปยังญี่ปุ่นเพื่อนำไปใช้ผลิตไฟฟ้า

• เทคโนโลยีด้านพลังงานใหม่ ๆ 

หลายประเทศเริ่มวางแผนเพิ่มปริมาณการผลิตและใช้งานพลังงานนอกชายฝั่ง และมุ่งพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานใหม่ ๆ เช่น ทุ่งกังหันลมนอกชายฝั่ง แหล่งกักเก็บพลังงานคลื่นและน้ำขึ้นน้ำลง โซลาร์ฟาร์มลอยน้ำ และเชื้อเพลิงชีวภาพจากสาหร่าย

• กระบวนการผลิตคาร์บอนต่ำ
  

หลายอุตสาหกรรมที่ใช้คาร์บอนเป็นตัวรีดิวซ์ เช่น เหล็ก กำลังลงทุนเพื่อปรับปรุงกระบวนการที่ใช้อยู่หรือสร้างกระบวนการใหม่ที่ปล่อยคาร์บอนน้อยกว่าเดิม

ในอุตสาหกรรมเหล็ก มีทางเลือกในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนมากมาย โดยเฉพาะในการใช้งานเตาสูง (Blast Furnace) ซึ่งเป็นกระบวนการที่ใช้พลังงานมหาศาล โดยมีการนำร่องไปแล้วใน 3 ส่วนคือ 1) เพิ่มประสิทธิภาพ burden mix ของเตาสูงโดยเพิ่มปริมาณเหล็กในวัตถุดิบ ซึ่งช่วยลดการใช้ถ่านหิน 2) เพิ่มการใช้งานระบบฉีดเชื้อเพลิง (Fuel injection) เช่น การฉีดถ่านหินผง (PCI) ก๊าซธรรมชาติ หรือแม้แต่ไฮโดรเจน และ 3) ใช้ก๊าซจากเตาเผาถ่านโค้ก (Coke Oven Gas) เป็นเชื้อเพลิงแก่เตาสูง

ผลการทดลองเบื้องต้นแสดงให้เห็นว่า การใช้ไฮโดรเจนสีเขียวเพื่อลดปริมาณเหล็กในเตาสูงอาจช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกลง 18-38% ยักษ์ใหญ่ในวงการอย่าง Alcoa และ Rio Tinto ได้ร่วมมือกันพัฒนากระบวนการถลุงอลูมิเนียมปราศจากคาร์บอนที่จะนำเซรามิกมาใช้เป็นวัสดุแคโทดแทนคาร์บอน ซึ่งจะช่วยกำจัดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก

แม้จะมีกระบวนการใหม่ ๆ ที่ช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก แต่ด้วยสภาพความเป็นจริงของกระบวนการผลิตในปัจจุบัน เราก็ยังไม่สามารถหลีกเลี่ยงการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้ในอนาคตอันใกล้ ซึ่งจะนำไปสู่ CCUS ซึ่งเป็นพื้นฐานข้อถัดไป

• การดักจับคาร์บอน

CCUS หมายถึงการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และกักเก็บในชั้นธรณี ก๊าซที่กักเก็บไว้สามารถนำมาใช้เพิ่มการนำน้ำมันขึ้นจากบ่อเมื่อปั๊มลงไปในบ่อน้ำมัน แม้อาจจะฟังดูล้าหลัง แต่รายงานระบุว่า จนกว่าเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องหรือการปรับปรุงกระบวนการผลิตไฮโดรเจนสีเขียวถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวาง CCUS ถือเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพต่อต้นทุนสูงสุดสำหรับการลดปล่อยคาร์บอน

แอมโมเนียสีฟ้าที่ซาอุดิอาระเบียส่งให้ญี่ปุ่นเป็นผลจากการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์แล้วนำไปใช้

• โครงการชดเชยคาร์บอน

การขับเคลื่อนของรัฐ

ด้วยความซับซ้อนของการลดการปล่อยคาร์บอน ภาคเอกชนไม่สามารถแก้ปัญหานี้เพียงลำพัง แม้จะร่วมรับผิดชอบมากขึ้น รัฐบาลต้องยื่นมือเข้ามาช่วยเหลือและมีบทบาทสำคัญ รัฐสามารถใช้มาตรการต่าง ๆ เพื่อช่วยสนับสนุนกระบวนการลดการปล่อยคาร์บอน เช่น มาตรการที่เป็นแรงจูงใจ เป็นผู้ซื้อรายใหญ่ของผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม และมาตรการทางกฎหมาย

คลิกที่นี่เพื่ออ่านบทความฉบับเต็มบน Geospatial World