ความก้าวหน้าของเชื้อเพลิงชีวภาพทำให้ ‘การปล่อยมลพิษเป็นลบ’ เข้าใกล้ไปอีกขั้น

การใช้เชื้อเพลิงชีวภาพช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของมนุษย์ นั่นเป็นเหตุผลหนึ่งที่บริษัท ปิโตรเลียมบางแห่ง เสนอน้ำมันที่มีเอทานอลสูงถึง 10% (เชื้อเพลิงชีวภาพ) แต่ถ้าเราต้องการมีโอกาสอย่างแท้จริงในการหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่รุนแรง การลดการปล่อยมลพิษของเรานั้นไม่เพียงพอ เราต้องทำให้กระบวนการย้อนกลับเราต้องตั้งเป้าไปที่ “การปล่อยมลพิษเชิงลบ” ซึ่งหมายถึงการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากชั้นบรรยากาศ และกลับสู่ระดับ CO₂ ในชั้นบรรยากาศ

ก่อนยุคอุตสาหกรรม นี่เป็นงานที่น่ากลัว ความเข้มข้นในบรรยากาศ

ปัจจุบันอยู่ที่410 ส่วนในล้านส่วน (ppm)เทียบกับประมาณ280ppmก่อนการปฏิวัติอุตสาหกรรม

การค้นพบใหม่ที่น่าสนใจเมื่อเร็วๆ นี้ (ดูด้านล่าง) ในการวิจัยเชื้อเพลิงชีวภาพได้ทำให้โอกาสนี้เข้าใกล้ไปอีกขั้น เพื่อทำความเข้าใจว่าทำไม ก่อนอื่นเราต้องรู้เล็กน้อยเกี่ยวกับการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ

เปลี่ยนเป็นสาหร่ายเป็นเวลาหลายปีที่อุตสาหกรรมปิโตรเลียมผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ โดยใช้พืชอาหาร เช่น อ้อย ข้าวโพด และถั่วเหลือง ซึ่งเปลี่ยนรูปโดยการหมักหรือกระบวนการทางเคมีอื่นๆ ให้เป็นเอทานอลหรือไบโอดีเซล สิ่งนี้เป็นที่ถกเถียงกัน ส่วนหนึ่งเป็นเพราะผลเสียของการทำฟาร์มเชิงเดี่ยวขนาดใหญ่ของพืชเหล่านี้

ด้วยเหตุนี้ บริษัทปิโตรเลียมจึง ให้ ทุนสนับสนุนโครงการวิจัยเกี่ยวกับพืชเชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นที่สอง โดยเฉพาะสาหร่ายที่สามารถปลูกในน้ำแทนที่จะปลูกบนบก สิ่งนี้จะหลีกเลี่ยงคำวิพากษ์วิจารณ์มากมายเกี่ยวกับเชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นแรก

สาหร่ายมีหลายรูปแบบ สาหร่ายทะเลเป็นรูปแบบที่รู้จักกันดีของสาหร่ายมาโคร และยังมีสาหร่ายขนาดเล็กจำนวนมาก เช่นสาหร่ายบุปผาซึ่งเกิดขึ้นเป็นครั้งคราวในแม่น้ำและทะเลสาบที่มีมลพิษสาหร่ายค่อนข้างขาดประสิทธิภาพในการสังเคราะห์แสงCO₂ แต่การค้นพบล่าสุดช่วยแก้ปัญหานี้ได้นักวิจัยที่ได้รับทุนจาก Exxonประสบความสำเร็จในการดัดแปลงพันธุกรรมของสาหร่ายเพื่อเพิ่มอัตราการลดคาร์บอน เป็นสองเท่า กลุ่มนักวิจัยจาก Washington State University เพิ่งค้นพบวิธีเพาะเลี้ยงสาหร่ายในเวลาไม่กี่วันแทนที่จะเป็นสัปดาห์ ซึ่งปูทางไปสู่การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

หากเราสามารถปลูกสาหร่ายได้ในปริมาณที่เหมาะสม 

ขั้นตอนต่อไปคือการเปลี่ยนเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพ พืชเชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นแรกอุดมไปด้วยน้ำตาลและแป้งที่สามารถเปลี่ยนเป็นเชื้อเพลิงได้ด้วยกระบวนการต่างๆ เช่น การหมัก สาหร่ายไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ด้วยวิธีนี้ อย่างไรก็ตาม มีกระบวนการอื่นที่สามารถใช้ได้: ไพโรไลซิส

หากคุณให้ความร้อนแก่มวลชีวภาพ เช่น สาหร่ายในที่ที่มีออกซิเจน จะเกิดการเผาไหม้ หมายความว่าคาร์บอนจะรวมตัวกับออกซิเจนจากอากาศเพื่อสร้าง CO₂ อย่างไรก็ตามหากได้รับความร้อนโดยไม่มีออกซิเจนก็จะไม่สามารถเผาไหม้ได้ สิ่งที่เกิดขึ้นแทนคือ น้ำมันและก๊าซต่างๆ ถูกขับออกไป เหลือคาร์บอนในรูปที่ค่อนข้างบริสุทธิ์ ซึ่งเรียกว่าถ่านหรือถ่านชีวภาพ กระบวนการนี้เรียกว่าไพโรไลซิสและได้รับการฝึกฝนมานานนับพันปีในการเปลี่ยนไม้ให้เป็นถ่าน

การเผาไหม้ของถ่านที่มีความเข้มข้นเป็นพิเศษและในอดีตนั้นมีค่าในทุกที่ที่ต้องใช้อุณหภูมิที่สูงมาก เช่น ในการผลิตโลหะ กระบวนการแสดงในแผนภูมิด้านล่าง ก๊าซ เมื่อถูกเผาไหม้ จะสร้างความร้อนมากเกินความจำเป็นในการเดินเครื่องไพโรไลเซอร์ และส่วนเกินสามารถนำไปใช้เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าได้ สิ่งที่สำคัญที่สุดสำหรับอุตสาหกรรมปิโตรเลียม น้ำมันที่ผลิตได้นั้นสามารถกลั่นเป็นเชื้อเพลิงขนส่งได้อย่างง่ายดาย ด้วยเหตุนี้ บริษัทปิโตรเลียมจึงให้ทุนวิจัยเกี่ยวกับไพโรไลซิส

นอกเหนือจากการเผาด้วยความร้อนสูงแล้ว ถ่านไบโอชาร์ยังมีคุณสมบัติที่สำคัญอีกสองประการ ประการแรก เป็นสารเติมแต่งดินที่มีคุณค่า และอันที่จริงแล้วขายให้กับผู้ใช้ทางการเกษตรเพื่อจุดประสงค์นี้

ประการที่สอง เมื่อผสมลงในดินแล้ว เมล็ดพืชจะคงอยู่ได้นานหลายร้อยปี หรืออาจถึงหนึ่งพันปี การผลิตถ่านและกักเก็บไว้ในดินจึงเป็นวิธีการจับคาร์บอนแบบกึ่งถาวร ในทางตรงกันข้าม ป่าไม้ค่อนข้างถาวรน้อยกว่า เพราะในที่สุดต้นไม้ก็ตายและเน่า ทำให้ก๊าซมีเทนและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์กลับคืนสู่ชั้นบรรยากาศ หรือเผาทิ้ง CO₂ กลับสู่บรรยากาศ ดังนั้น ไพโรไลซิสจึงมีความเป็นไปได้ในการกักเก็บคาร์บอนในระยะยาวซึ่งเป็นเส้นทางสู่การปล่อยก๊าซเชิงลบ

สิ่งสุดท้ายที่ควรทราบเกี่ยวกับไพโรไลซิสคือตัวแปรของกระบวนการ เช่น อุณหภูมิและชนิดของสาหร่ายที่แตกต่างกัน อาจทำให้สัดส่วนสัมพัทธ์ของผลลัพธ์แตกต่างกันได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เราสามารถผลิตถ่านได้สูงสุด หรืออีกทางเลือกหนึ่งคือ การผลิตน้ำมันเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงในการขนส่ง แน่นอนว่านักวิจัยเชื้อเพลิงชีวภาพสนใจที่จะใช้ประโยชน์สูงสุดจากเชื้อเพลิงชีวภาพ ซึ่งถ่านเป็นผลพลอยได้ที่ไม่พึงประสงค์ในระดับหนึ่ง

แนะนำ : รีวิวซีรี่ย์เกาหลี | ลายสัก | รีวิวร้านอาหาร | โทรศัพท์มือถือ ราคาถูก | เรื่องย่อหนัง