08 ตุลาคม 2567

เทคโนโลยี CCS ที่จะพาโลกมุ่งสู่ Net Zero Emission

การเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ บ่งบอกว่าโลกได้รับผลกระทบอย่างรุนแรง ทุกภาคส่วนเร่งปรับตัว และร่วมกันคิดค้นหาแนวทางแก้ปัญหานี้ วันนี้รายการทันข่าวToday ช่วงทันข่าวพลังงาน จะพาไปรู้จักเทคโนโลยี CCS ที่จะพาโลกมุ่งสู่ Net Zero Emission

สภาวะการเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศทั่วโลกที่เกิดขึ้นในช่วงที่ผ่านมานี้ ทั้งน้ำแข็งขั้วโลกละลาย ระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้น ภาวะภัยแล้ง ไฟป่าที่รุนแรง ส่งสัญญาณอย่างชัดเจนว่าโลกกำลังเกิดผลกระทบอย่างรุนแรง และพวกเราต้องเร่งปรับตัว และช่วยโลกจากสภาวะโลกร้อน

องค์กรต่าง ๆ ทั่วโลก ร่วมกันคิดค้นหาแนวทางแก้ปัญหา เพื่อลดการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่บรรยากาศโลก จากปัจจุบัน โดยมีแนวคิดต่าง ๆ เช่น Low-carbon Hydrogen, Zero methane emissions, Renewable integration, Zero routine flaring และ Carbon capture

โดยการดักจับและกักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ Carbon capture and Storage : CCS เป็นเทคโนโลยีสำคัญที่ได้รับการยืนยันจากหลายประเทศแล้วว่า มีประสิทธิภาพสูง มีการนำไปใช้อย่างแพร่หลายและต่างยอมรับว่าเป็นหนึ่งในทางออกสำคัญที่ช่วยให้บรรลุเป้าหมายการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์ (Net Zero Emissions) และสามารถนำไปใช้บริหารจัดการก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณมากได้ อีกทั้งยังเหมาะสมกับอุตสาหกรรมที่ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้ยาก

ตามรายงานของ Global CCS Institute 2024 พบว่าแนวโน้มการเติบโตของการนำเทคโนโลยี CCS มาใช้ทั่วโลกสูงมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ มีการพัฒนาโครงการดักจับและกักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์แล้วถึง 43 โครงการ และสามารถกักเก็บ CO₂ ได้มากถึง 50.39 ล้านตันต่อปี และยังมีจำนวนโครงการที่อยู่ระหว่างการพัฒนาอีกกว่า 500 โครงการ ที่คาดหวังว่าจะสามารถกักเก็บ CO₂ ได้ถึงกว่า 420 ล้านตันต่อปี

คณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศหรือ IPCC ทำหน้าที่ประเมินการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ได้รายงานถึงความสำคัญของ CCS ในการบรรลุเป้าหมาย การควบคุมการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิโลก ให้อยู่ระหว่าง 1.5 - 2 องศาเซลเซียส

▪️ มาทำความรู้จักเพิ่มเติมว่า เทคโนโลยีดักจับและกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ คืออะไร

- เริ่มจากแหล่งกำเนิดของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นส่วนหนึ่งของวัฏจักรคาร์บอนของโลก ซึ่งก็คือการหมุนเวียนของคาร์บอนระหว่างชั้นบรรยากาศ พืช สัตว์ ดินและมหาสมุทร สัตว์ เห็ดรา และจุลินทรีย์ผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ แล้วพืชก็ดูดซับกลับไปไว้ได้

อย่างไรก็ตาม กิจกรรมของมนุษย์ตั้งแต่ยุคอุตสาหกรรมได้เพิ่มระดับ CO₂ อย่างมีนัยสำคัญ และเปลี่ยนแปลงวงจรนี้ โดยลดความสามารถของแหล่งกักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ตามธรรมชาติ เช่น ป่าไม้ ในการกำจัดคาร์บอนออกจากชั้นบรรยากาศ

ปัจจุบันก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นที่รู้จักกันดีในฐานะปฐมภูมิ ก๊าซเรือนกระจก ปล่อยออกมาจากกิจกรรมของมนุษย์ เช่น การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน ที่นำมาใช้ในภาคคมนาคมขนส่ง ภาคอุตสาหกรรม และการผลิตไฟฟ้า

- เทคโนโลยีดักจับและกักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ประกอบด้วย 3 ส่วนหลัก ได้แก่ ดักจับ ขนส่ง และกักเก็บ

• เริ่มที่ การพัฒนากระบวนการดักจับ CO₂ จากแหล่งกำเนิดของการปล่อย CO₂ จากโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิล และโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่

• CO₂ ที่ดักจับได้ จะถูกปรับความดันให้เหมาะสมสำหรับการขนส่ง ทางท่อไปยังสถานที่กักเก็บปลายทาง

นอกจากนี้ ในบางประเทศ ยังมีรูปแบบการขนส่งก๊าซ CO₂ ผ่านทาง ราง เรือ และรถบรรทุก ด้วย

• Storage : CO₂ จะถูกกักเก็บบนฝั่ง (Onshore) หรือนอกชายฝั่ง (Offshore) ในชั้นหินทางธรณีวิทยาไว้อย่างปลอดภัย

▪️ กระบวนการจัดเก็บอย่างปลอดภัยนั้น มีปัจจัยต่าง ๆ ที่ต้องคำนึงถึง ได้แก่

1. ความลึก

ชั้นหินที่ใช้กักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ จะต้องมีความลึกอย่างน้อย 800 เมตร โดยส่วนใหญ่จะอยู่ที่ 1,000 – 3,000 เมตร ซึ่งเป็นระดับที่ห่างไกลจากผู้คน

2. การปิดผนึก

ชั้นหินกักเก็บ CO₂ จะถูกขนาบด้วย ชั้นหินหนาผนึกแน่นจนไม่สามารถซึมผ่านได้ (Shales and Mudstones) เหมือนกับชั้นหินที่กักเก็บน้ำมันและก๊าซธรรมชาติไว้ใต้ดินเป็นเวลาหลายล้านปี

3. Reverse E&P CCS

เป็นกระบวนการย้อนกลับของกระบวนการสำรวจและผลิตปิโตรเลียม (Exploration & Production: E&P) เป็นการรวบรวม CO₂ ซึ่งเป็นสารพลอยได้จากการผลิต แล้วอัดกลับไปกักเก็บในชั้นหินใต้ดิน อันเป็นแหล่งต้นกำเนิดของ CO₂ ด้วยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่ผ่านการทดสอบแล้ว และมีการบริหารจัดการอย่างรอบคอบ

4. กลไกการเปลี่ยน CO₂ เป็นของแข็ง

CO₂ ที่ถูกกักเก็บในชั้นหิน เมื่อเวลาผ่านไปหลายร้อยปี ก็จะกลายสภาพเป็นของแข็งที่เสถียรและปลอดภัย

5. การติดตามตรวจสอบ

สามารถติดตามตรวจสอบได้ตลอดระยะเวลาดำเนินโครงการ โดยเรียกกระบวนการนี้ว่า MMV Program ย่อมาจาก Monitoring, Measurement and Verification) โดยจะสามารถติดตามได้ 3 ระดับ คือ แหล่งกักเก็บใต้พื้นดิน ชั้นใกล้ผิวดิน และชั้นบรรยากาศ

▪️ ประเภทของการกักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ มีอะไรบ้าง

1. ชั้นหินอุ้มน้ำเค็มใต้ดิน (Saline Aquifers)

2. ชั้นหินกักเก็บปิโตรเลียมที่ผลิตไปแล้ว (Depleted Reservoirs)

3. เพิ่มอัตราการผลิตด้วยการอัดกลับของ CO₂ ซึ่งเป็นวิธีการที่ช่วยในการผลิตน้ำมันขึ้นมาจากหลุม หลังจากที่ได้มีการผลิตตามธรรมชาติแล้ว

ประเทศไทย มีแนวทางให้ดำเนินโครงการ CCS ในปี ค.ศ. 2040 หรือ พ.ศ. 2583 หรืออีกภายใน 16 ปี โดยคาดว่าภายใน 10 ปี จะมีส่วนช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้อย่างน้อย 40 ล้านตันต่อปี และ ภายในปี ค.ศ. 2065 จะช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้เพิ่มถึง 60 ล้านตันต่อปี

▪️ การได้รับผลพลอยได้ต่าง ๆ จากการดำเนินโครงการ CCS

GDP ของประเทศสูงขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับการใช้แค่ภาษีคาร์บอน

• ลดผลกระทบจากมาตรการปรับคาร์บอนก่อนข้ามพรมแดน ในการส่งออกสินค้าไปยังสหภาพยุโรป ส่งเสริมการลงทุนคาร์บอนต่ำ โดยการสร้างโครงสร้างพื้นฐาน ไฮโดรเจนสีฟ้า และผลิตน้ำมันเชื้อเพลิงอากาศยานชีวภาพ และส่งเสริมการจ้างงานสำหรับการพัฒนาและการดำเนินงานโครงการ CCS

ตัวอย่างโครงการ CCS ที่ประสบความสำเร็จ

• โครงการ Northern Lights Project ของนอร์เวย์ ซึ่งขนส่งคาร์บอนไดออกไซด์เหลวจากโรงงานอุตสาหกรรมในยุโรปโดยใช้เรือความจุ 7,500 ลูกบาศก์เมตร ไปยังสถานีเก็บกักชั่วคราวของโครงการ บนชายฝั่งตะวันตกของนอร์เวย์ จากนั้นจะลำเลียงผ่านท่อส่งไปจัดเก็บอย่างถาวรใต้ทะเลที่ระดับความลึก 2,600 เมตรในทะเลเหนือ

โครงการนี้ ใช้เงินลงทุนสูงถึง EUR 2.3 billion เป็นโครงการขนาดใหญ่ครบวงจร มีโมเดลธุรกิจแบบ Cross-Border ในสหภาพยุโรปแห่งแรกของโลก

โรงงานอุตสาหกรรมต้นแบบ 2 แห่งแรก ได้รับการสนับสนุนจากรัฐมากกว่า 60% ในการติดตั้งหน่วยดักจับ CO₂ และได้ประโยชน์จากการลด CO₂ และ EU Emission Trading System รวมทั้งไม่ต้องเสียค่าบริการในการขนส่งและกักเก็บอีกด้วย

• โครงการ The Tomakomai CCS Demonstration Project ของประเทศญี่ปุ่น

เป็นโครงการสาธิตนอกชายฝั่ง ในการดำเนินการดักจับและกักเก็บคาร์บอน ลงในชั้นหินอุ้มน้ำเค็มใต้ดิน (Saline Aquifers) ในช่วงปี ค.ศ. 2016-2019 ประมาณ 300,000 ตันคาร์บอนไดออกไซด์ และปัจจุบันอยู่ระหว่างการติดตามผลการกักเก็บคาร์บอนในชั้นหินดังกล่าว ทั้งด้านความปลอดภัยและสิ่งแวดล้อม

การดำเนินงานในระยะต่อไป อยู่ระหว่างการศึกษาการขนส่งคาร์บอนไดออกไซด์ทางเรือ เพื่อนำมากักเก็บในโครงการ โดยคาดว่าจะเริ่มดำเนินการภายในปี 2024 นี้

• โครงการ Quest ในแคนาดา

เป็นโครงการ CCS ขนาดใหญ่ ที่ดักจับ CO₂ จากโรงไฟฟ้าถ่านหิน ใช้เทคโนโลยีการดักจับแบบ amine เพื่อแยก CO₂ ออกจากก๊าซไอเสีย จากนั้นนำไปกักเก็บในชั้นหินใต้ดิน โครงการนี้ช่วยลดการปล่อย CO₂ ของโรงไฟฟ้าได้อย่างมีนัยสำคัญ

และโครงการ Boundary Dam ในแคนาดา ซึ่งเป็นโครงการที่ดักจับ CO₂ จากโรงไฟฟ้าถ่านหินและนำไปใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมน้ำมัน CO₂ ที่ดักจับได้จะถูกนำไปฉีดเข้าไปในแหล่งน้ำมันเพื่อเพิ่มการผลิตน้ำมันดิบ โครงการนี้แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของการใช้ CO₂ ในกระบวนการทางอุตสาหกรรมอื่น ๆ นอกจากการกักเก็บ

ในประเทศไทยก็มี กลุ่ม ปตท. ในฐานะองค์กรด้านพลังงานของประเทศ มุ่งมั่นยกระดับการพัฒนาประเทศให้มั่นคงอย่างยั่งยืน ทั้งด้านเศรษฐกิจ สังคม และสิ่งแวดล้อม ให้สอดคล้องกับนโยบายและ และเป้าหมายการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์ (Net Zero) เพื่อร่วมแก้ไขวิกฤตด้านการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

โดยจะนำร่องศึกษาความเป็นไปได้การประยุกต์ใช้เทคโนโลยี CCS ภายใต้โครงการ Eastern Thailand CCS Hub บริเวณพื้นที่ปฏิบัติการของกลุ่ม ปตท. ใน EEC จังหวัดระยอง และจังหวัดชลบุรี

โครงการในระยะแรกจะเน้นที่การบริหารจัดการการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของ กลุ่ม ปตท. ได้แก่ โรงแยกก๊าซธรรมชาติ โรงกลั่นน้ำมัน โรงงานปิโตรเคมีและโรงไฟฟ้า และขยายขอบเขตไปยังกลุ่มโรงงานนอกกลุ่มปตท. โครงการนี้จะเป็นศูนย์กลาง รองรับอุตสาหกรรมที่มีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

โดยสามารถใช้โครงสร้างพื้นฐานในการขนส่งและกักเก็บร่วมกัน ซึ่งนอกจากจะช่วยให้ประหยัดต้นทุนแล้ว ยังช่วยลดความเสี่ยงด้านการดำเนินการได้อีกด้วย เมื่อพัฒนาสำเร็จ โครงการดังกล่าวจะช่วยให้ภาคอุตสาหกรรมลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ในปริมาณมาก ซึ่งจะช่วยขับเคลื่อนประเทศไปสู่ระบบเศรษฐกิจคาร์บอนต่ำ

ความท้าทายในยุคปัจจุบันสู่อนาคต อยู่ที่การวางนโยบาย กฎหมาย และข้อบังคับต่าง ๆ ที่จะเชิญชวนในเกิดการลงทุนอย่างมีความรับผิดชอบ กระตุ้นนวัตกรรม ขับเคลื่อนการค้า การผลิตสินค้าคาร์บอนต่ำ และรักษาอุตสาหกรรมที่มีอยู่ด้วยการลดการปล่อยคาร์บอน รวมถึง การสร้างการยอมรับทางสังคม ที่ยังมีประชาชนบางส่วนมีความกังวลเกี่ยวกับความปลอดภัยและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของเทคโนโลยี CCS

ทั้งนี้ เพื่อร่วมกันจำกัดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิโลกไว้ที่ 2 องศาเซลเซียสให้ได้ เพื่อนำประเทศมุ่งสู่การปล่อยก๊าซเรือนกระจกเป็นศูนย์

ปตท. แข็งแรงร่วมกับสังคมไทย และเติบโตในระดับโลกอย่างยั่งยืน