เชื้อเพลิง ชีวภาพ (Biofuel)

เชื้อเพลิงชีวภาพ (Biofuel)

ปัญหาสภาวะอากาศที่แปรปรวนเป็นประเด็นที่ทั่วโลกกำลังให้ความสำคัญ โดยหนึ่งในปัญหาที่น่ากังวลมากที่สุด คือ ความเข้มข้นขึ้นของก๊าซเรือนกระจกที่ส่งผลให้เกิดภาวะโลกร้อน จนนำไปสู่สภาพอากาศที่ผิดแปลกไปจากเดิม อากาศที่ร้อนผิดปกติ ภัยพิบัติทางธรรมชาติที่รุนแรงมากขึ้น รวมไปถึงการเกิดโรคระบาดชนิดใหม่ที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน ด้วยเหตุนี้ ประเทศต่าง ๆ จึงหันมาให้ความสนใจกับการใช้เชื้อเพลิงชีวภาพ (Biofuel) ทดแทนการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล ได้แก่ ถ่านหินและปิโตรเลียม ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงที่ใช้แล้วหมดไป ต่างจากเชื้อเพลิงชีวภาพที่เป็นพลังงานหมุนเวียน สามารถผลิตขึ้นใหม่ได้ และที่สำคัญกระบวนเผาไหม้เชื้อเพลิงชีวภาพยังก่อให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซพิษน้อยกว่าเชื้อเพลิงชนิดอื่น

เชื้อเพลิงชีวภาพ คืออะไร

เชื้อเพลิงชีวภาพ คือ เชื้อเพลิงที่ได้จากชีวมวล (Biomass) หรือ ของเสียชีวภาพ (Biowaste) ซึ่งเป็นสสารที่ได้จากพืชหรือสิ่งมีชีวิต หรือจากการสร้างและสลายของสิ่งมีชีวิต เช่น พืช สาหร่าย มูลสัตว์ ตลอดจนขยะทางการเกษตรและอุตสาหกรรม รวมถึงของเสียในครัวเรือน เมื่อนำสารอินทรีย์เหล่านั้นมาผ่านกระบวนการที่เหมาะสมจะสามารถเปลี่ยนชีวมวลเหล่านั้นให้กลายเป็นพลังงานรูปแบบใหม่ โดยเชื้อเพลิงชีวภาพถือเป็นพลังงานทดแทนและพลังงานสะอาดที่สามารถใช้งานได้หลายรูปแบบ ไม่ว่าจะเป็นพลังงานความร้อน พลังงานไฟฟ้า ก๊าซหุงต้ม หรือเป็นสารตั้งต้นในการผลิตเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์ เป็นต้น

รูปแบบของเชื้อเพลิงชีวภาพ

เชื้อเพลิงชีวภาพมีอยู่ 3 รูปแบบหลัก ๆ ได้แก่

• ของแข็ง ได้แก่ ไม้ เศษไม้ ขี้เลื่อย ฟางข้าว ซังข้าวโพด ชานอ้อย มูลสัตว์ ถ่าน เขา เปลือกสัตว์ หรือเปลือกพืช อาทิ แกลบข้าว ถั่วลิสง เป็นต้น ซึ่งเชื้อเพลิงชีวภาพในรูปของแข็งเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพชนิดแรกที่มนุษย์นำมาใช้ในรูปของพลังงานความร้อนเพื่อการหุงต้มอาหาร ให้แสงสว่าง และสร้างความอบอุ่นในครัวเรือนตั้งแต่สมัยดึกดำบรรพ์ อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบัน ทรัพยากรไม้มีปริมาณลดน้อยลงมาก การตัดไม้เพื่อใช้ทำฟืนจึงต้องใช้ความระมัดระวังมากขึ้น
• ของเหลว พลังงานจากเชื้อเพลิงชีวภาพที่อยู่ในรูปของเหลวแบ่งได้เป็น 3 ประเภทหลัก ได้แก่
  • แอลกอฮอล์ เป็นสารประกอบอินทรีย์ มีสถานะเป็นของเหลว ระเหยง่าย แอลกอฮอล์ที่นำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงมี 2 ชนิด คือ เอทานอล (แอลกอฮอล์ที่รับประทานได้) และเมทานอล (แอลกอฮอล์ที่ไม่สามารถรับประทานได้)
  • น้ำมันจากพืชและสัตว์ ได้แก่ น้ำมันพืชบริสุทธิ์ น้ำมันพืชที่ใช้แล้ว (Waste Vegetable Oil) ไขสัตว์ และไบโอดีเซลที่ผลิตจากน้ำมันพืช ไขสัตว์ และน้ำมันพืชใช้แล้ว โดยผ่านกรรมวิธีทางเคมี
  • น้ำมันจากพืชและสัตว์ ได้แก่ น้ำมันพืชบริสุทธิ์ น้ำมันพืชที่ใช้แล้ว (Waste Vegetable Oil) ไขสัตว์ และไบโอดีเซลที่ผลิตจากน้ำมันพืช ไขสัตว์ และน้ำมันพืชใช้แล้ว โดยผ่านกรรมวิธีทางเคมี
  • น้ำมันจากขยะ เป็นน้ำมันที่มีคุณลักษณะทางเคมีและกายภาพคล้ายคลึงกับปิโตรเลียม สามารถสกัดได้จากขยะชีวมวล
• ก๊าซชีวภาพ (Biogas) โดยทั่วไปแล้วจะหมายถึงก๊าซมีเทนที่ได้จากการหมักของเสียจากปศุสัตว์ โดยรวบรวมของเสียเหล่านี้ใส่ในถังหมักที่มีเชื้อจุลินทรีย์ภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจน และได้เป็นก๊าซมีเทนที่สามารถนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงในการปรุงอาหารและกระบวนการอื่น ๆ ที่ต้องการใช้ความร้อน รวมถึงก๊าซชนิดอื่น ๆ อีกเล็กน้อย ส่วนของเหลือจากถังหมักเมื่อสะสมมาก ๆ ยังนำไปใช้เป็นปุ๋ยได้อีกด้วย

การใช้ประโยชน์จากเชื้อเพลิงชีวภาพ

ข้อดีของเชื้อเพลิงชีวภาพ คือ เชื้อเพลิงชีวภาพเป็นเชื้อเพลิงที่มีสถานะที่หลากหลายทั้งของแข็ง ของเหลว และก๊าซ จึงสามารถนำมาใช้งานได้อย่างหลากหลาย ทั้งพลังงานความร้อน พลังงานไฟฟ้า ก๊าซหุงต้ม สารตั้งต้นในการผลิตเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์ เป็นต้น ที่สำคัญคือ การเผาเชื้อเพลิงชีวภาพไม่ก่อให้เกิดปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้นและยังก่อให้เกิดปริมาณก๊าซพิษน้อยกว่าเชื้อเพลิงชนิดอื่นเมื่อเทียบกันในอัตราต่อหน่วย การใช้เชื้อเพลิงชีวภาพจึงเท่ากับเป็นการช่วยรักษาสภาพแวดล้อมในอีกทางหนึ่ง

ความสำคัญของเชื้อเพลิงชีวภาพ

• เชื้อเพลิงชีวภาพเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่สะอาดและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
• เชื้อเพลิงชีวภาพผลิตได้จากวัตถุดิบที่หลากหลาย นำไปใช้งานได้หลากหลายรูปแบบ
• เชื้อเพลิงชีวภาพมีต้นทุนต่ำ ผลิตได้ง่าย ผลิตได้ไม่จำกัด และมีราคาถูกกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิล
• การใช้เชื้อเพลิงชีวภาพช่วยลดการสร้างมลพิษทางอากาศ ฝนกรด และก๊าซเรือนกระจก
• การใช้เชื้อเพลิงชีวภาพช่วยลดการนำเข้าเชื้อเพลิงฟอสซิล สร้างความมั่นคงด้านพลังงานและเสถียรภาพทางเศรษฐกิจ
• การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพเป็นเพิ่มอัตราการจ้างงานในท้องถิ่น และช่วยส่งเสริมการเกษตร และสร้างมูลค่าเพิ่มในภาคเกษตรกรรม สามารถนำของเสียกลับมาใช้ประโยชน์ได้ เช่น มูลสัตว์ ขยะอินทรีย์ หรือซากพืชต่าง ๆ

วิธีการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพเพื่อการใช้งาน

เชื้อเพลิงชีวภาพสามารถผลิตได้หลายวิธี แต่โดยทั่วไปจะใช้ปฏิกิริยาเคมี การหมัก และความร้อนเพื่อย่อยสลายสารชีวโมเลกุล เช่น แป้ง น้ำตาล โปรตีน และไขมันในพืชหรือวัตถุดิบที่นำมาผลิต จากนั้นจึงนำไปผ่านกระบวนการปรับปรุงคุณภาพเพื่อเติมแต่งหรือปรับปรุงคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ให้เหมาะสำหรับการนำไปใช้งาน

เชื้อเพลงชีวภาพกับประเทศไทยในปัจจุบัน

ปัจจุบัน เชื้อเพลิงชีวภาพที่ดำเนินการผลิตเชิงพาณิชย์และจำหน่ายอยู่ในประเทศไทยนั้น ได้แก่ เอทานอล น้ำมันแก๊สโซฮอล์ และไบโอดีเซล โดยเชื้อเพลิงชีวภาพถือเป็นเชื้อเพลิงทางเลือกที่มีความน่าสนใจเป็นอย่างมาก เนื่องจากประเทศไทยเป็นประเทศเกษตรกรรมที่มีศักยภาพทางการผลิตวัตถุดิบสำหรับเชื้อเพลิงชีวภาพสูงมาก อีกทั้งการใช้เชื้อเพลิงชีวภาพในประเทศไทยยังส่งผลดีต่อเศรษฐกิจ การจ้างงานในภาคเกษตรกร การสร้างมูลค่าจากผลผลิตทางการเกษตรของไทย รวมไปถึงประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม แต่ในปัจจุบัน ประเทศไทยสามารถผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพใช้เองภายในประเทศได้เพียงบางส่วน ซึ่งไม่เพียงพอกับความต้องการใช้งานที่ขยายตัวอย่างต่อเนื่อง ด้วยเหตุนี้ การพัฒนาเชื้อเพลิงชีวภาพและ พลังงานหมุนเวียน จึงมีความจำเป็นที่ต้องเร่งดำเนินการ