มิติใหม่อุสาหกรรมการบิน ขับเคลื่อนด้วย'พลังงานชีวภาพ'
มิติใหม่อุสาหกรรมการบิน ขับเคลื่อนด้วย'พลังงานชีวภาพ'
เดลินิวส์ : วันพฤหัสบดี ที่ 07 กรกฎาคม 2554
ในยุคแห่งเทคโนโลยีที่ไร้ขีดจำกัดทำให้มนุษย์ไม่อาจจะปฏิเสธเรื่องการใช้พลังงานได้ แต่ปัจจุบันพลังงานกำลังกลายเป็นปัญหาใหญ่ระดับโลกที่นับวันจะมีผลกระทบรุนแรงต่อมวลมนุษยชาติมากขึ้นทุกที เพราะนอกจากประโยชน์ที่ได้จากการใช้พลังงานแล้ว ขณะเดียวกันก็ส่งผลกระทบทำให้เกิดภาวะโลกร้อนด้วยเช่นกัน พลังงานทดแทนจึงเป็นสิ่งที่ทั่วโลกกำลังให้ความสำคัญ มีการศึกษา ค้นคว้า สำรวจ ทดลองในการนำพลังงานชีวภาพในรูปแบบต่าง ๆ มาใช้แทนพลังงานที่ได้จากเชื้อเพลิงฟอสซิล ไม่เว้นแม้กระทั่งในอุตสาหกรรมการบิน!!
สายการบินต่าง ๆ ทั่วโลก ตระหนักถึงเรื่องนี้ ประกอบกับ สหภาพยุโรป (อียู) เตรียมใช้มาตรการเก็บค่าธรรมเนียมการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์กับทุกสายการ บินที่บินผ่านน่านฟ้าของสหภาพยุโรป ทำให้ไม่ว่าจะเป็นสายการบินบริติชแอร์เวย์ หรือ ลุฟต์ฮันซา เริ่มมีการปรับเปลี่ยนจากการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลมาเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพแทน ขณะเดียวกัน สายการบินเคแอลเอ็ม ก็ได้มีการประกาศจะ ใช้เชื้อเพลิงชีวภาพที่สกัดจากน้ำมันพืชกับเครื่องบินพาณิชย์ มากกว่า 200 เที่ยวบิน ที่อยู่ในเส้นทางระหว่างกรุงปารีสกับกรุงอัมสเตอร์ดัมในเดือนกันยายนนี้
ดร.นุวงศ์ ชลคุป หัวหน้าห้องปฏิบัติการพลังงานชีวภาพ ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ให้ความรู้เรื่องการนำพลังงานชีวภาพมาใช้กับเครื่องบินว่า น้ำมันที่นำมาใช้กับเครื่องบิน จะไม่เหมือนกับน้ำมันที่ใช้กับเครื่องยนต์ดีเซลทั่วไป เพราะในส่วนของเครื่องบินจะใช้งานอยู่ที่ระดับสูง ฉะนั้น ในที่สูงอากาศก็ย่อมต่ำ เชื้อเพลิงที่ใช้ในอุณหภูมิต่ำ ๆ ได้โดยที่ไม่แข็งตัวจะต้องเป็นเชื้อเพลิงอีกประเภทหนึ่งที่ไม่เหมือนกับน้ำมันดีเซลหรือ เบนซินที่ใช้กับรถยนต์ทั่วไป นั่นคือจะต้องใช้เป็น น้ำมันเคโรซีน (kerosene) หรือที่เราเรียกว่า น้ำมันก๊าด ซึ่งน้ำมันก๊าดจะมีส่วนประกอบของไฮโดรคาร์บอนคล้าย ๆ กันกับน้ำมันเบนซินและดีเซล เพียงแต่ว่าจำนวนความยาวของห่วงโซ่ไฮโดรคาร์บอนจะไม่เท่ากัน ถ้าเล็กสุดจะเป็นเบนซิน ขยับขึ้นมาจะเป็นน้ำมันก๊าด ขยับขึ้นไปอีกจะเป็นน้ำมันดีเซล ฉะนั้นในส่วนของน้ำมันก๊าดก็จะอยู่ระหว่างเบนซินกับดีเซล
’สิ่งที่ทำให้ทั่วโลกหันมาสนใจเชื้อเพลิงชีวภาพ เนื่องมาจากว่า หากประเมินดูจากห่วงโซ่ของการปลูก การผลิต และการนำไปใช้ของเชื้อเพลิงชีวภาพแล้ว เรียกได้ว่า ไม่มีการผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้น จากต้นไม้ต้นหนึ่งที่เป็นพืชน้ำมันเติบโตขึ้นมาโดยช่วยดูดซับคาร์บอน ไดออกไซด์เพื่อนำไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์แสง แล้วต้นไม้ก็โตขึ้นเป็นพืชน้ำมัน แล้วก็นำมาทำเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพมีการเผาไหม้เพื่อเป็นพลังงาน ตรงนี้เป็นการ หักล้างซึ่งกันและกัน ซึ่งต่างจากการที่เราขุดน้ำมันดิบที่มีคาร์บอนอยู่ใต้ดินแล้วมากลั่นเป็นน้ำมันเพื่อเผาไหม้ปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศ“
สาเหตุดังกล่าวจึงเป็นอีกหนึ่งเหตุผลทำให้ประเทศต่าง ๆ พยายามศึกษาความเป็นไปได้ในการนำพลังงานชีวภาพเข้ามาใช้แทน เพื่อลดการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา โดยแต่ละสายการบินมีการนำวัตถุดิบที่ใช้ต่างกัน มีทั้ง สบู่ดำ สาหร่าย คาเมไลน่า พืชที่ปลูกแถบทวีปอเมริกา หรือแม้กระทั่ง น้ำมันพืชที่ใช้แล้ว ที่ทางสายการบินเคแอลเอ็มได้ประกาศออกมา
ดร.นุวงศ์ กล่าวอีกว่า ในการนำเชื้อเพลิงชีวภาพมาใช้ทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลในเครื่องยนต์ที่มีอยู่ ในปัจจุบันนั้น มีอยู่ 2 ทางเลือก คือ ประการแรก ต้องปรับคุณภาพของเชื้อเพลิงชีวภาพให้เหมือนกับเชื้อเพลิงฟอสซิล ประการต่อมาคือปรับเครื่องยนต์ให้สามารถใช้เชื้อเพลิงชีวภาพได้ หรือสุดท้ายปรับทั้งคู่
จากการวิจัยในส่วนของเครื่องยนต์อากาศยานที่ผ่านมา ส่วนใหญ่จะเน้นในการปรับเชื้อเพลิงชีวภาพให้เข้ากับเครื่องยนต์ของเครื่องบินมากกว่า เพราะเครื่องยนต์ของเครื่องบินมีราคาสูง รวมทั้ง อุตสาหกรรมอากาศยานนั้นไม่ได้มีหลายบริษัทมากนัก ฉะนั้น ในเรื่องของการปรับเปลี่ยนเครื่องยนต์ภายในเครื่องบินจึงเป็นเรื่องใหญ่และค่อนข้างจะทำได้ลำบาก
โดยมาตรฐานเชื้อเพลิงอากาศยานนั้นได้มีการกำหนดไว้ว่าสามารถนำเชื้อเพลิง ชีวภาพหรือน้ำมันไบโอเจ๊ตมาใช้กับเครื่องบินได้สูงสุด 50 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น เนื่องจากจะต้องคำนึงถึงความปลอดภัยเป็นสำคัญ เพราะไม่เหมือนกับรถยนต์ที่เมื่อทดลองขับไปหากเกิดเหตุขัดข้องสามารถจอดได้ ทันที แต่บนอากาศคงเป็นเรื่องที่ควบคุมได้ยากกว่า โดยปัจจุบันยังอยู่ในระหว่างการปรับปรุงมาตรฐานเพื่อที่จะสามารถนำเชื้อ เพลิงชีวภาพไปใช้ได้อย่างมั่นใจและปลอดภัย
ในส่วนของการนำพลังงานชีวภาพมาใช้นั้น หากสามารถปรับแต่งให้พลังงานชีวภาพมีความคล้ายคลึงกับเชื้อเพลิงที่มาจาก ฟอสซิลมากที่สุดได้ จะทำให้การทำงานของเครื่องยนต์ในเครื่องบินไม่แตกต่างกัน แต่จะต้องเพิ่ม ในส่วนของมาตรฐานขึ้นมา โดยเน้นเรื่องของความปลอดภัย เนื่องจากเชื้อเพลิงชีวภาพอาจมีความเสถียรต่อระยะหรืออุณหภูมิไม่เท่ากับ เชื้อเพลิงที่มาจากฟอสซิล ตรงนี้อาจจะต้องศึกษาด้วยว่า ควรปรับเปลี่ยนอะไรเพิ่มเติมหรือไม่ เพื่อให้การใช้งานไม่มีความแตกต่างกันหรือมีความแตกต่างกันน้อยที่สุด
การนำน้ำมันไบโอเจ๊ตมาใช้ในอุตสาหกรรมการบินนั้น ยังมีข้อจำกัดในเรื่องของราคา เพราะต้นทุนการผลิตจะสูงกว่า แต่ในอนาคตหากมีการพัฒนาคุณภาพและมีการใช้น้ำมันไบโอเจ๊ตเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ อาจทำให้ราคาไม่ต่างกันมากนัก รวมทั้ง เรื่องของวัตถุดิบ ว่าจะมีเพียงพอในการผลิตหรือไม่ เพราะต้องแบ่งสัดส่วนน้ำมันพืชที่ใช้บริโภค และการนำน้ำมันพืชไปใช้เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพในลักษณะอื่น ๆ เช่น ไบโอดีเซล และ บีเอชดี (Bio-Hydrogenated Diesel)
ในเมื่อเชื้อเพลิงชีวภาพมีราคาต้นทุนสูงกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิล แต่ทำไมถึงมีการคิดค้นและพัฒนากันต่อไป หัวหน้าห้องปฏิบัติการพลังงานชีวภาพ อธิบายให้ฟังว่า ถ้าดูในลักษณะของบริษัทอาจจะไม่คุ้ม แต่ถ้าดูในลักษณะประเทศและสิ่งแวดล้อม คิดง่าย ๆ ถ้าเราต้องซื้อน้ำมันดิบจากต่างประเทศ เงินออกนอกประเทศแน่นอน แต่ถ้าเรายอมจ่ายเงินแพงขึ้น ซึ่งการจ่ายแพงขึ้นตรงนี้ไม่ได้อยู่ในรูปของบริษัทแต่เป็นการจ่ายเงินในส่วน ของการรับซื้อวัตถุดิบเข้ามา โดยราคาที่แพงขึ้นตรงนี้ จะเป็นเม็ดเงินที่กลับเข้ามาในประเทศซึ่งอยู่ในภาคการเกษตร อย่างน้อย ๆ ก็จะได้มีการกระจายรายได้ให้กับคนในประเทศ แม้ภาพรวมรัฐจ่ายเงินแพงขึ้น ประเทศไทยจ่ายแพงขึ้นแต่ก็ยังเป็นเงินที่จ่ายภายในประเทศ ซึ่งน่าจะเป็นเรื่องที่ดีกว่าการนำเงินออกนอกประเทศทั้งหมด ทั้งนี้ยังไม่ได้คิดรวมถึงมูลค่ามลพิษที่ลดลงจากการใช้เชื้อเพลิงชีวภาพ ที่จะไม่เป็นการรบกวนบรรยากาศของโลกมากไปกว่าเดิม
เมื่อเทคโนโลยีดังกล่าวมีการพัฒนาไปเรื่อย ๆ ซึ่งปัจจุบันราคาต้นทุนในการผลิตก็ลดลงได้มากกว่าตอนแรกบ้างแล้ว แต่ในลักษณะของการผลิตเชิงพาณิชย์ ผู้ผลิตจะสามารถปรับราคาไปอยู่ได้ที่ราคาเท่าไร รวมถึงจะมีผลกระทบต่อราคาตั๋วเครื่องบินของผู้โดยสารหรือไม่ คงต้องติดตามดูกันต่อไป.
------------------------
การพัฒนาพลังงานชีวภาพใช้กับเครื่องบินในประเทศไทย
สำนักงานโครงการวิจัยและพัฒนาน้ำมันเชื้อเพลิงสังเคราะห์สำหรับอากาศยาน กรมช่างอากาศ กองทัพอากาศ ได้เล็งเห็นประเด็นด้านยุทธศาสตร์ป้องกันประเทศ เพื่อความมั่นคงด้านพลังงาน ได้สนับสนุนงบประมาณงานวิจัยให้กับมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนคร เหนือ (มจพ.) และศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) ในโครงการ “การสังเคราะห์น้ำมันเชื้อเพลิงอากาศยานสำหรับอากาศยานของกองทัพอากาศด้วย กระบวนการฟิชเชอร์ทรอปซ์” ซึ่งได้มีการดำเนินโครงการมาตั้งแต่เดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2553
กระบวนการฟิชเชอร์ทรอปซ์ เป็นปฏิกิริยาเคมีที่มีสารตั้งต้นคือ ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์และก๊าซไฮโดรเจน ซึ่งได้จากการสังเคราะห์และอยู่ในรูปของก๊าซ เรียกว่า ก๊าซสังเคราะห์ ซึ่งกระบวนการฟิชเชอร์ทรอปซ์ เกิดขึ้นได้โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มักนิยมใช้กัน ได้แก่ เหล็กและโคบอลต์ ผลิตภัณฑ์ที่ได้จะเป็นสารประกอบของคาร์บอนและไฮโดรเจน เรียกว่า สารประกอบไฮโดรคาร์บอน ซึ่งอยู่ในรูปของน้ำมันดิบสังเคราะห์ โดยเมื่อนำไปปรับปรุงคุณภาพก็จะทำให้ได้น้ำมันเชื้อเพลิงสังเคราะห์สำหรับ อากาศยาน
ปัจจุบันทาง มจพ. ได้ดำเนินการคัดเลือกตัวเร่งปฏิกิริยาที่เหมาะสมในกระบวนการฟิชเชอร์ทรอปซ์ ที่สามารถผลิตเป็นน้ำมันเคโรซีนสังเคราะห์ได้ และในปีที่ 2 ของโครงการจะทำการเริ่มผลิตเชื้อเพลิงไบโอเจ็ท ในระดับแล็บ สเกล เพื่อให้เอ็มเทคทดสอบคุณสมบัติในลำดับ ต่อไป ผู้ที่สนใจสามารถหาข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ http://www.synjetfuel.dae.mi.th
