ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) เดินหน้าวิจัยและพัฒนา “ไบโอชาร์” (Biochar) วัสดุคาร์บอนจากชีวมวล ซึ่งเป็นนวัตกรรมสำคัญในการเปลี่ยนของเหลือจากภาคการเกษตร เช่น เศษพืชหรือซังข้าวโพด ให้กลายเป็นวัสดุคาร์บอนหมุนเวียนที่มีคุณสมบัติหลากหลายและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
การวิจัยและพัฒนานี้มุ่งสร้างทีมพัฒนานวัตกรรมแบบครบวงจร ตั้งแต่ต้นน้ำถึงปลายน้ำ พร้อมออกแบบ “ระบบปฏิกรณ์เชิงความร้อน” ต้นแบบ ที่สามารถผลิตไบโอชาร์ได้ถึง 300 กิโลกรัม ต่อชีวมวล 1 ตัน และได้เริ่มนำร่องจับมือกับพันธมิตรด้านพลังงานเพื่อทดสอบใช้งานในระดับกึ่งอุตสาหกรรมแล้ว
แปลงวิกฤติสิ่งแวดล้อมสู่โอกาส
ดร.ภญ.อุรชา รักษ์ตานนท์ชัย ผู้อำนวยการศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สวทช. เปิดเผยว่า นาโนเทคดำเนินงานตามแนวคิด Innovate, Collaborate and Grow และกลยุทธ์ 4 Strategic Focus (SF) ซึ่งครอบคลุมด้านน้ำและสิ่งแวดล้อม รวมถึงเกษตรและอาหาร โดยเล็งเห็นถึงปัญหาสำคัญของประเทศไทยคือการเผาเศษวัสดุทางการเกษตร ซึ่งก่อให้เกิดฝุ่น PM 2.5 และการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจำนวนมหาศาล
“นาโนเทคจึงบูรณาการนาโนเทคโนโลยี วิทยาศาสตร์วัสดุ และวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม แปลงวิกฤติสิ่งแวดล้อมนี้ให้เป็นโอกาสของการพัฒนาอย่างยั่งยืน… โครงการไบโอชาร์สะท้อนการขับเคลื่อนตามพันธกิจหลักของ สวทช. สู่ความยั่งยืน คือการทำวิจัยที่คำนึงถึงสิ่งแวดล้อม ส่งเสริมสังคม และดำเนินงานด้วยความโปร่งใส เป็นตัวอย่างของการใช้ ‘วิทยาศาสตร์อย่างมีความรับผิดชอบ’ เพื่อขับเคลื่อนประเทศสู่ความยั่งยืน”
–“นาโนเทค 2025” ชู 4SF ดันนวัตกรรมกระตุ้นการลงทุนภาคเอกชน
นวัตกรรมเตาเผาเฉพาะทาง: สร้างไบโอชาร์คุณภาพสูง
ดร.สัญชัย คูบูรณ์ จากทีมวิจัยตัวเร่งปฏิกิริยา นาโนเทค สวทช. อธิบายว่า ไบโอชาร์ (Biochar) คือวัสดุคาร์บอนหมุนเวียนจากชีวมวลที่ผ่านกระบวนการทางความร้อนที่ถูกควบคุมอย่างแม่นยำในแง่ของอุณหภูมิและระยะเวลา ซึ่งแตกต่างจากการเผาถ่านชีวมวลทั่วไป เพื่อให้ได้สมบัติและประสิทธิภาพที่เหมาะสมกับการใช้งานแต่ละประเภท
ระบบปฏิกรณ์ที่นาโนเทคพัฒนาขึ้นเป็นการผสานองค์ความรู้ด้านเคมีชีวภาพและการออกแบบเชิงวิศวกรรมขนาดใหญ่ ใช้เทคโนโลยีเฉพาะทาง ได้แก่ Dry Torrefaction (การเผาแห้งอุณหภูมิต่ำ) และ Pyrolysis (การเผาแบบไร้อากาศ) โดยควบคุมอุณหภูมิระหว่าง $300 – 600$ องศาเซลเซียส ในสภาวะออกซิเจนต่ำ เพื่อให้ได้ไบโอชาร์ที่มี:
- ค่าความชื้นต่ำ
- องค์ประกอบคาร์บอนสูง
- ค่าความร้อนสูง
นอกจากนี้ ยังสามารถออกแบบให้ได้ไบโอชาร์ที่มีโครงสร้างระดับนาโน ซึ่งพร้อมสำหรับต่อยอดเพื่อใช้ในการปรับปรุงดิน การบำบัดน้ำ หรือวัสดุก่อสร้างสีเขียวได้
ไบโอชาร์: แหล่งพลังงานทางเลือกและกลไกเศรษฐกิจสีเขียว
ไบโอชาร์ที่มีสมบัติด้านพลังงานสูงในระดับที่สามารถนำไปผลิตไฟฟ้าได้นั้น จะช่วยก้าวข้ามข้อจำกัดของโรงไฟฟ้าชีวมวล และเป็นแหล่งพลังงานชีวภาพทางเลือกใหม่สำหรับอุตสาหกรรมพลังงาน โดยเฉพาะโรงไฟฟ้าชีวมวลที่มีอยู่กว่า 200 แห่งทั่วประเทศ รวมถึงโรงไฟฟ้าถ่านหินในอนาคต
ดร.สัญชัย ชี้ว่า แม้ปัจจุบันต้นทุนไบโอชาร์จะยังคงสูง แต่แนวโน้มของ Carbon Tax ที่จะสูงขึ้น และความต้องการ Carbon Credit ที่มากขึ้น จะเป็นปัจจัยสำคัญที่ขับเคลื่อนให้เทคโนโลยีนี้เดินหน้าอย่างต่อเนื่องเพื่อเสริมสร้างความมั่นคงด้านพลังงานของประเทศ
การต่อยอดการใช้ประโยชน์ไบโอชาร์มีหลากหลายมิติ:
- ภาคเกษตร: ใช้เป็นสารปรับปรุงดิน ช่วยกักเก็บสารคีเลตจุลธาตุอาหารที่เป็นประโยชน์ต่อพืช
- สิ่งแวดล้อม: พัฒนาเป็นตัวช่วยดักจับคาร์บอน หรือเป็นตัวกรองเพื่อการบำบัดน้ำ
- วัสดุก่อสร้างสีเขียว: นำไปใช้ทดแทนวัสดุอื่นในอุตสาหกรรมก่อสร้าง โดยลดการปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์
นาโนเทค สวทช. เชื่อมั่นว่า ไบโอชาร์จะเป็นกลไกสำคัญใน “ห่วงโซ่มูลค่าทางเศรษฐกิจสีเขียว” ของประเทศไทย ซึ่งจะเชื่อมโยงเกษตรกร อุตสาหกรรม และภาครัฐเข้าด้วยกัน เพื่อขับเคลื่อนประเทศสู่ความเป็นกลางทางคาร์บอน และสร้างความยั่งยืนของธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมอย่างแท้จริง
ข่าวอื่น ๆ ที่น่าสนใจ
ถอดรหัสความสำเร็จ 2 ศิษย์เก่าสหราชอาณาจักร เผยเส้นทางสู่ความสำเร็จในวงการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีไทย
“นาโนเทค 2025” ชู 4SF ดันนวัตกรรมกระตุ้นการลงทุนภาคเอกชน
