พลังงานชีวภาพจะสามารถแข่งขันกับยุคของพลังงานใหม่ได้อย่างไร?

Thread Content

ท่ามกลางสถานการณ์ที่แหล่งพลังงานฟอสซิลกำลังจะหมดลง มลพิษทางอากาศเพิ่มสูงขึ้นเรื่อยๆ และการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทั่วโลกที่รุนแรงขึ้นเรื่อยๆ พลังงานชีวภาพจึงได้รับความสนใจอย่างมาก เนื่องจากมีข้อดีมากมาย เช่น สามารถใช้ซ้ำได้ ไม่ก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอน และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ดังนั้น การพัฒนาพลังงานชีวภาพจึงถูกบรรจุไว้ในแผนการพัฒนาพลังงานของประเทศต่างๆ ด้วย บราซิล สหภาพยุโรป และสหรัฐอเมริกาต่างมีการพัฒนาด้านพลังงานชีวภาพมาตั้งแต่เนิ่นๆ และแต่ละประเทศก็มีจุดแข็งของตนเอง แต่ในปัจจุบัน สิ่งที่สามารถนำมาใช้ได้จริงในระดับอุตสาหกรรมก็ยังคงเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพรุ่นแรกและเชื้อเพลิงแข็งเท่านั้น ปริมาณการผลิตเอทานอลจากอ้อยในบราซิลต่อปีอยู่ที่มากกว่า 25 พันล้านลิตร โดยมีการนำไปใช้งานมากกว่า 50% ของปริมาณน้ำมันเบนซินที่ใช้ในประเทศ ส่วนในสหรัฐอเมริกา ปริมาณการผลิตเอทานอลจากข้าวโพดต่อปีนั้นอยู่ที่มากกว่า 400 พันล้านลิตรแล้ว สหรัฐอเมริกา บราซิล และอินโดนีเซีย เป็นประเทศที่มีการพัฒนาการผลิตไบโอดีเซลอย่างรวดเร็ว โดยวัตถุดิบหลักคือเมล็ดพืชต่างๆ เช่น เมล็ดถั่วเหลือง ปาล์มน้ำมัน รวมถึงน้ำมันที่ใช้แล้วด้วย ในปี 2014 สหรัฐอเมริกาและบราซิลมีปริมาณการผลิตไบโอดีเซลจากถั่วเหลืองมากกว่า 2 ล้านตัน ส่วนอินโดนีเซียมีปริมาณการผลิตไบโอดีเซลจากปาล์มน้ำมันมากกว่า 3.8 ล้านตัน ในยุโรป มีหลายประเทศที่พัฒนาเชื้อเพลิงในรูปแบบอนุภาค เพื่อใช้เป็นพลังงานจากชีวมวล สวีเดนพัฒนาการผลิตไฟฟ้าจากชีวมวลโดยการปลูกต้นหวายเพื่อใช้เป็นแหล่งพลังงาน โดยมีการผลิตไฟฟ้าประมาณ 100 พันล้านกิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อปี ซึ่งคิดเป็น 16.5% ของปริมาณพลังงานที่ใช้ในประเทศ และคิดเป็น 68.5% ของปริมาณพลังงานที่ใช้ในการผลิตความร้อน ส่วนเดนมาร์กนั้น มีการใช้เศษวัสดุทางการเกษตรและป่าไม้เพื่อการผลิตไฟฟ้าประมาณ 1.5 ล้านตันต่อปี ซึ่งช่วยจ่ายไฟฟ้าให้กับประเทศได้ประมาณ 5% ในสหรัฐอเมริกาและออสเตรีย พลังงานชีวภาพคิดเป็นสัดส่วน 4% และ 10% ของการใช้พลังงานโดยรวมตามลำดับ ส่วนเยอรมนีนั้น ใช้วิธีการหมักขยะอินทรีย์แบบแห้งเพื่อผลิตก๊าซชีวภาพ ซึ่งนำไปใช้ในการผลิตไฟฟ้าและความร้อน โดยก๊าซชีวภาพนี้คิดเป็นประมาณ 7% ของพลังงานไฟฟ้าทั้งหมดในประเทศ “การใช้พืชผลทางการเกษตรมาผลิตเป็นพลังงานชีวภาพนั้น ขัดกับหลักการด้านความมั่นคงทางอาหาร จึงถูกประชาคมระหว่างประเทศวิพากษ์วิจารณ์ และสหประชาชาติก็พยายามหยุดยั้งการผลิตเอทานอลจากข้าวโพดในสหรัฐอเมริกาด้วยเช่นกัน ดังนั้น ชุมชนระหว่างประเทศจึงเริ่มมองหาเชื้อเพลิงจากสารชีวภาพรุ่นที่สอง โดยเฉพาะเอทานอลที่ได้จากเซลลูโลส สหรัฐอเมริกาได้จัดทำ “แผนการวิจัยเกี่ยวกับเอทานอลจากเซลลูโลส” ขึ้นในปี 2006 และในปี 2008 ก็ได้ออก “แผนปฏิบัติการด้านเชื้อเพลิงชีวภาพ” โดยกำลังมุ่งมั่นพัฒนาเทคโนโลยีในการปลูกพืชที่ใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับผลิตเอทานอลจากเซลลูโลสอย่างจริงจัง ”จา เหลียงมิงกล่าวว่า “บราซิลก็กำลังพัฒนาเทคโนโลยีการแปรรูปเช่นกัน โดยใช้เศษอ้อยเป็นวัตถุดิบในการผลิตเอทานอลจากเซลลูโลส” ในปัจจุบัน พืชที่ถูกนำมาใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับผลิตเอทานอลจากเซลลูโลสในระดับนานาชาตินั้น ได้แก่ พืชล้มลุกอย่างข้าวโพดหวาน หญ้าไฮส์ หญ้าวูล์ฟทีล และหญ้ามังก์ รวมถึงต้นไม้อย่างต้นป็อปลาร์และต้นยูคาลิปตัส ส่วนเทคโนโลยีในการแปรรูปนั้น ก็มีทั้งวิธีการทำให้เกิดความร้อน วิธีการใช้เอนไซม์ วิธีการทางเคมี และวิธีการทางฟิสิกส์-เคมี เป็นต้น ไบโอดีเซลก็กำลังพัฒนาไปในทิศทางของเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องบินระดับสูงเช่นกัน ” จีนกำหนดแนวทางการพัฒนาเพื่อรักษาความมั่นคงทางอาหาร นั่นคือ ไม่แย่งชิงอาหารกับผู้อื่น และไม่แย่งชิงที่ดินสำหรับปลูกพืชอาหารกับผู้อื่น ดังนั้น การปลูกต้นไม้จึงกลายเป็นแหล่งพลังงานชีวภาพที่มีศักยภาพสูง “ไม่แย่งชิงอาหารกับผู้อื่น และไม่แย่งชิงที่ดินสำหรับปลูกพืชอาหารกับผู้อื่น” นี่คือหลักการพื้นฐานในการพัฒนาพลังงานชีวภาพของจีน โดยการรักษาความมั่นคงทางอาหารถือเป็นหลักการสำคัญตั้งแต่เริ่มต้น การพัฒนาพลังงานจากชีวมวลนั้นควรอยู่บนพื้นฐานของการรักษาความมั่นคงทางอาหาร และด้านป่าไม้ก็มีศักยภาพอันยิ่งใหญ่ที่ไม่มีใครเทียบได้ แน่นอนว่า ไม่ว่าจะมองในแง่ของทรัพยากรหรือพื้นที่ อุตสาหกรรมป่าไม้ก็มีข้อได้เปรียบที่โดดเด่นอยู่แล้ว ประเทศของเรามีพื้นที่ป่าไม้จำนวน 4.6 พันล้านไร่ โดยในจำนวนนั้นมีพื้นที่ที่เหมาะสมสำหรับการปลูกต้นไม้อีกกว่า 4.4 ล้านเฮกตาร์ ซึ่งสามารถนำมาใช้เป็นแหล่งวัตถุดิบสำหรับผลิตพลังงานจากชีวมวลได้ นอกจากนี้ยังมีพื้นที่ป่าไม้ที่ใช้เพื่อการผลิตถ่านอีกกว่า 1.7 ล้านเฮกตาร์ และมีปริมาณวัตถุดิบจากไม้ที่ได้จากการตัดไม้ในแต่ละปีอยู่ที่ 350 ล้านตัน “ประเทศของเรามีศักยภาพในด้านวัตถุดิบจากป่าไม้อย่างมาก โดยมีพันธุ์ไม้ที่มีปริมาณน้ำมันในผลและเมล็ดสูงกว่า 40% อยู่มากกว่า 150 ชนิด พันธุ์ไม้หลักที่สามารถนำมาปลูกในระดับใหญ่เพื่อใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตไบโอดีเซล ได้แก่ ต้นโปรซีเดียม ต้นวูฮั่นจื่อ ต้นเหวินกวนกั๋ว ต้นหวงเหลียนมู่ ต้นกวงปี้ชู่ ต้นซานตงจื่อ ต้นเหยียนฟู่มู่ ต้นซานฉางจื่อ ต้นปาล์มน้ำมัน และต้นอู่เจี้ย ”จา เหลียงมิงกล่าว **สำนักงานป่าไม้ยังเป็นหน่วยงานแรกที่ออก “แผนพัฒนาพลังงานชีวมวลจากป่าไม้ของประเทศ (ปี 2011–2020)” ซึ่งระบุถึงแนวทางและทิศทางในการพัฒนาพลังงานชีวมวลจากป่าไม้อย่างชัดเจน ในประเทศของเรา ด้านพลังงานชีวภาพที่มีความพัฒนาไปมากที่สุดคือการผลิตไฟฟ้าจากชีวมวล โดยในประเทศมีบริษัทที่ผลิตไฟฟ้าจากชีวมวลอยู่มากกว่า 60 แห่ง โดยบริษัทเหล่านี้ใช้วัสดุต่างๆ เช่น ฟาง และวัสดุไม้ในการผลิตไฟฟ้า โรงไฟฟ้าพลังงานชีวภาพในเขตซานเหอ เมืองเหอเจ๋อ มณฑลซานตง เป็นโรงไฟฟ้าพลังงานชีวภาพแห่งแรกของประเทศจีน โดยมีกำลังการผลิตไฟฟ้าอยู่ที่ 25,000 กิโลวัตต์ และสามารถผลิตไฟฟ้าได้ปีละ 160 ล้านหน่วย ซึ่งจะช่วยสร้างมูลค่าทางเศรษฐกิจได้มากกว่า 100 ล้านหยวน วัตถุดิบหลักในการผลิตไบโอดีเซลคือไขมันที่ใช้แล้ว รวมถึงเมล็ดพืชที่มีไขมันสูง บริษัท ยูนนาน เชินยู ใช้เมล็ดต้นโปรปิเนียสในการผลิตไบโอดีเซล ในเดือนตุลาคม ปี 2011 สายการบินกั๋วหังได้นำไบโอดีเซลที่ผลิตขึ้นมามาผ่านกระบวนการกลั่น จากนั้นนำมาผสมกับน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องบินแบบดั้งเดิมในอัตราส่วน 1:1 เพื่อนำไปใช้กับเครื่องบินโบอิ้ง 747-400 ในการทดสอบการบิน และประสบความสำเร็จ กลุ่มบริษัทปักกิ่งเว่ยหมิงร่วมมือกับสถาบันวิทยาศาสตร์ป่าไม้แห่งมณฑลหูหนานในการพัฒนาไบโอดีเซลจากต้นกวางตุ้ง โดยได้มีการนำไปใช้งานจริงในบางพื้นที่แล้ว แต่ตลอดมา อุตสาหกรรมพลังงานชีวภาพในประเทศของเรามีอัตราการเติบโตที่ช้า สาเหตุหลักก็คือการมุ่งเน้นไปที่ผลิตภัณฑ์เพียงชนิดเดียว เช่น ไบโอดีเซล หรือเชื้อเพลิงในรูปแบบเม็ด ซึ่งให้ผลกำไรต่ำ ดังนั้นบริษัทต่างๆ จึงไม่มีแรงจูงใจในการพัฒนาอุตสาหกรรมนี้ จะเอาชนะข้อจำกัดทั้งสามด้าน ได้แก่ วัตถุดิบ เทคโนโลยี และการพัฒนาอย่างยั่งยืน ได้อย่างไร? รูปแบบของจีนกำลังปรากฏให้เห็น โดยประสิทธิภาพถือเป็นสิ่งสำคัญที่สุดสำหรับอุตสาหกรรม แม้ว่านโยบายสนับสนุนจะมีความจำเป็น แต่ก็ไม่ควรขัดกับกฎเกณฑ์ของตลาด บริษัทด้านพลังงานชีวภาพหากต้องการเติบโตและพัฒนาไปได้ด้วยกำลังของตนเอง ก็ยังคงหลีกเลี่ยงหลักการพื้นฐานด้านต้นทุนและผลตอบแทนไม่ได้เช่นกัน จา เหลียงมิงเชื่อว่า ปัจจัยสำคัญ 3 ประการที่ขัดขวางการพัฒนาพลังงานจากชีวมวลในอุตสาหกรรมป่าไม้ ได้แก่ วัตถุดิบ เทคโนโลยี และการพัฒนาอย่างยั่งยืน ปัจจุบัน สถาบันวิจัยต่างๆ เช่น ศูนย์วิจัยพลังงานจากชีวมวลที่ไม่ใช่ธัญพืชแห่งมหาวิทยาลัยการเกษตรปักกิ่ง ได้ร่วมมือกับบริษัทชั้นนำด้านพลังงานจากชีวมวลในประเทศจีน เพื่อค้นหาแนวทางการพัฒนาพลังงานจากชีวมวลอย่างยั่งยืน โดยมีลักษณะเด่นคือการใช้วัตถุดิบจากไร่เพาะปลูกที่มีประสิทธิภาพสูง และการพัฒนาห่วงโซ่อุตสาหกรรมที่สามารถผลิตสินค้าหลายอย่างได้ในคราวเดียว ซึ่งทำให้จีนกลายเป็นหนึ่งในประเทศที่มีความก้าวหน้าด้านนี้มากที่สุดในโลก การปลูกป่าเพื่อเป็นวัตถุดิบนั้น ใช้รูปแบบของไร่ปลูกพืช โดยอาศัยพันธุ์ไม้ที่ใช้เป็นแหล่งพลังงานหลักของประเทศ เพื่อการปลูกในระดับขนาดใหญ่และอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจะช่วยรับประกันปริมาณวัตถุดิบที่ได้รับ และการจัดหาวัตถุดิบอย่างยั่งยืน อีกทั้งยังช่วยลดต้นทุนของวัตถุดิบได้อย่างมากอีกด้วย ซู ชูไจกล่าวว่า สำหรับพันธุ์ต้นไม้ที่ใช้ผลิตไบโอดีเซลในประเทศของเรานั้น ควรมีการจัดการการปลูกในลักษณะเดียวกับการปลูกแอปเปิ้ล โดยใช้พันธุ์ที่ดี การปลูกแบบหนาแน่น การตัดแต่งกิ่ง การควบคุมการออกดอกและผล การจัดการน้ำและปุ๋ย รวมถึงการใช้เครื่องจักรในการทำงานต่างๆ ด้วย จา เหลียงมิงกล่าวว่า แม้แต่พันธุ์ไม้ที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงหรือพันธุ์ไม้ที่มีเซลลูโลส เช่น ต้นอัลดัร์ หรือต้นไลม์ ก็ควรเลือกพันธุ์ที่ดี และปลูกในความหนาแน่นสูง เพื่อให้ได้ผลผลิตในระยะเวลาอันสั้น ในพื้นที่ตะวันตกเฉียงเหนือของประเทศเรา มีป่าพุ่มอย่างต้นลินเดนกระจายอยู่เป็นบริเวณกว้าง หากไม่ดูแลมันเป็นเวลานาน มันก็จะเติบโตไปเรื่อยๆ จนสภาพแย่ลง แต่หากตัดมันทุกๆ ไม่กี่ปี ก็จะได้วัตถุดิบมาใช้ และยังช่วยให้ป่ากลับมาแข็งแรงอีกด้วย หัวใจสำคัญของนวัตกรรมด้านเทคโนโลยีการผลิตสินค้า คือรูปแบบการพัฒนาห่วงโซ่อุตสาหกรรมที่สามารถผลิตสินค้าหลายชนิดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ใช้วัตถุดิบจากชีวมวลเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์หลายชนิด โดยนำวัตถุดิบมาใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุด จนกลายเป็นห่วงโซ่อุตสาหกรรมที่ยาวนาน ซึ่งช่วยเพิ่มมูลค่าเพิ่มของผลิตภัณฑ์และประสิทธิภาพของอุตสาหกรรมได้อย่างมาก จา เหลียงมิงกล่าวว่า ผ่านการร่วมมือกันระหว่างภาคการผลิต การวิจัย และการศึกษา รูปแบบนี้ได้บรรลุความก้าวหน้าไปแล้ว บริษัท ฝูเจี้ยน หยวนหัว ใช้เนื้อผลของต้นมะเดื่อที่อุดมไปด้วยสารซาโปนินเป็นวัตถุดิบในการผลิตสบู่ ผลิตภัณฑ์อาบน้ำ และแชมพูที่มีคุณค่าสูง นอกจากนี้ยังใช้เมล็ดของต้นมะเดื่อที่มีไขมันมากกว่า 40% เป็นวัตถุดิบในการผลิตไบโอดีเซล และใช้เปลือกเมล็ดเป็นวัตถุดิบในการผลิตถ่านกัมมันต์คุณภาพสูง อีกทั้งยังพัฒนาผลิตภัณฑ์อื่นๆ เช่น น้ำมันหอมระเหยจากพืช ผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางคุณภาพสูง และอาหารสัตว์ที่มีโปรตีนสูงอีกด้วย องค์การพัฒนาของฝรั่งเศสเห็นว่า อุตสาหกรรมต้นซีดาร์ได้ก่อให้เกิดรูปแบบการพัฒนาพลังงานชีวภาพแบบ “การผสมผสานระหว่างป่าไม้กับน้ำมัน” ซึ่งเป็นรูปแบบที่มีลักษณะเฉพาะของจีน องค์กรดังกล่าวมีความหวังอย่างยิ่งที่จะสามารถพัฒนารูปแบบการพัฒนาอุตสาหกรรมนี้ให้ดียิ่งขึ้นผ่านโครงการสินเชื่อต่างๆ เพื่อให้เกิดเป็นแบบอย่างสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมพลังงานชีวภาพในระดับนานาชาติ ห่วงโซ่อุตสาหกรรมพลังงานชีวภาพ “ไม้กลายเป็นน้ำมัน” ของบริษัท จิงเจียว กรุ๊ป ใช้เศษวัสดุจากภาคเกษตรและป่าไม้เป็นวัตถุดิบในการผลิตผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น ไบโอดีเซลที่มีจุดเดือดต่ำ น้ำมันหล่อลื่นสำหรับใช้ในพื้นที่หนาวเย็น และสารเพิ่มความยืดหยุ่น ซึ่งช่วยเพิ่มมูลค่าเพิ่มของผลิตภัณฑ์เหล่านี้ได้อย่างมาก ผู้เชี่ยวชาญด้านไบโอดีเซลชาวฝรั่งเศสที่มีชื่อเสียงระดับนานาชาติ ให้คำชื่นชมอย่างสูงต่อกระบวนการผลิตนี้ โดยมองว่าเป็นเทคโนโลยีระดับโลกที่มีอนาคตสดใสมาก การสร้างความยั่งยืนตลอดวงจรชีวิตของผลิตภัณฑ์ ตั้งแต่ขั้นตอนการผลิตวัตถุดิบไปจนถึงผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปนั้น จำเป็นต้องมีทั้งประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจที่ดี รวมถึงการไม่ก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และมีประโยชน์ต่อการพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมในภูมิภาคด้วย เท่านี้จึงจะสามารถเข้าสู่ตลาดระดับนานาชาติได้ และได้รับ “ใบอนุญาต” ในการเข้าสู่ตลาดนั้นได้