รู้จัก CCUS เทคโนโลยีดักจับคาร์บอน วิถีเปลี่ยนโลกพลังงานในอนาคต

เทคโนโลยีการดักจับ การใช้ประโยชน์ และการกักเก็บคาร์บอน (Carbon Capture, Utilization and Storage : CCUS)  เป็นเทคโนโลยีการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และนำมากักเก็บภายใต้พื้นดินหรือใช้ในกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรมอื่นๆ แนวคิดนี้ถูกนำมาประยุกต์ใช้ครั้งแรกในด้านการผลิตน้ำมันในขั้นตอนที่เรียกว่า “การสูบน้ำมันแบบก้าวหน้า” (Enhanced oil recovery : EOR) ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1970

ปัจจุบันโรงงานที่ใช้เทคโนโลยี CCUS สามารถดักจับ CO2 ได้เกือบ 45 เมกะตันทั่วโลก แต่มีเป้าหมายอันทะเยอทะยานว่า ต้องดักจับให้ได้เพิ่มมากขึ้น มีโรงงานเชิงพาณิชย์ประมาณ 35 แห่งที่ใช้ CCUS กับกระบวนการทางอุตสาหกรรม ในการเปลี่ยนรูปเชื้อเพลิง และการผลิตกระแสไฟฟ้า โดยมีความสามารถในการกักเก็บ CO2 รวมกันได้เกือบ 45 เมกะตันต่อปี 

ทั้งนี้ จากข้อมูลจากองค์กรพลังงานระหว่างประเทศ หรือ IEA ระบุว่า การใช้งาน CCUS ในปัจจุบันนั้นนับว่า ช้าและล้าหลังกว่าที่คาดไว้ในอดีต แต่ก็ยังถือว่าเติบโตขึ้นอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โดยมีโครงการประมาณ 300 โครงการในขั้นตอนต่างๆ ของการพัฒนาทั่วทั้งห่วงโซ่คุณค่าของ CCUS

เนื่องจาก CCUS เป็นเทคโนโลยีที่มีราคาสูงสำหรับการนำไปใช้ในระดับอุตสาหกรรม การลงทุนในเทคโนโลยีดังกล่าวจึงไม่ค่อยเป็นที่นิยมในช่วงเวลาหลายปีที่ผ่านมา อย่างไรก็ตาม CCUS ถือเป็นวิธีที่ดีที่สุดสำหรับการลดคาร์บอนและเริ่มได้รับการสนใจเพิ่มขึ้นตั้งแต่ปี ค.ศ. 2017 จากการวางเป้าหมายด้านสภาพภูมิอากาศและแรงจูงใจด้านการลงทุนที่เพิ่มมากขึ้นจากทั่วโลก

อีกทั้ง CCUS ยังถือเป็นหนึ่งในห้าวิธีการหลักในการเปลี่ยนถ่ายสู่พลังงานสะอาดสำหรับประเทศจีน

นอกจากนี้เพื่อการมุ่งสู่เป้าหมายการปล่อยคาร์บอนสุทธิเป็นศูนย์ เทคโนโลยี CCUS สามารถตอบสนองได้ด้วยคุณค่าด้านกลยุทธ์ที่โดดเด่นอันประกอบด้วย:

1. โรงงานผลิตไฟฟ้าและอุตสาหกรรมต่างๆ ที่มีอยู่ในปัจจุบันซึ่งสามารถปล่อย CO2 8 พันล้านตัน ในปี ค.ศ. 2050 สามารถทำการติดตั้งเทคโนโลยี CCUS ได้
2. CCUS สามารถประยุกต์ใช้ได้ในภาคการผลิตที่หลากหลาย ขณะที่เทคโนโลยีอื่นๆ มีข้อจำกัด
3. CCUS สามารถนำไปสู่การผลิตก๊าซไฮโดรเจนคาร์บอนต่ำที่ต้นทุนต่ำที่สุด
4. CCUS สามารถกำจัด CO2 จากบรรยากาศด้วยการทำงานร่วมกับการใช้พลังงานชีวภาพหรือการดักจับอากาศโดยตรงเพื่อสร้างสมดุลการปล่อย

จากที่กล่าวมาข้างต้น CCUS ที่กำลังได้รับแรงขับเคลื่อนและสามารถประยุกต์ใช้ได้ในกระบวนการอุตสาหกรรมที่หลากหลาย ซึ่งกำลังปล่อย CO2 ปริมาณมหาศาลสู่ชั้นบรรยากาศ ดังนั้นเทคโนโลยีนี้จึงถือเป็นเครื่องมือที่มีศักยภาพในการลดการปล่อย CO2 และการมุ่งสู่เป้าหมายการปล่อยคาร์บอนสุทธิเป็นศูนย์ในอนาคต

ยิ่งกว่านั้น ผู้พัฒนาโครงการได้ประกาศความทะเยอทะยานที่จะสร้างโรงงานดักจับใหม่กว่า 200 แห่งที่จะเปิดดำเนินการภายในปี 2573 โดยจะสามารถดักจับ CO2 ได้มากกว่า 220 ล้านต่อปี อย่างไรก็ตาม มีเพียงโครงการดักจับ CO2 เชิงพาณิชย์ประมาณ 10 โครงการเท่านั้นที่อยู่ระหว่างการพัฒนา โดยเป็น FID (Final Investment Decision - การตัดสินใจลงทุนขั้นสุดท้าย) ณ เดือนมิถุนายน 2022 อย่างไรก็ตาม แม้จะอยู่ในระดับดังกล่าว การประยุกต์ใช้ CCUS ถือว่ายังต่ำกว่าที่ควรจะเป็นอย่างมากใน Net Zero Scenario ของ IEA

แม้ว่าการใช้ประโยชน์จาก CO2 บางอย่างอาจทำให้เกิดประโยชน์ต่อสภาพอากาศอย่างมาก แต่ขนาดตลาดที่ค่อนข้างจำกัดสำหรับแอปพลิเคชันเหล่านี้ หมายความว่า สิ่งต้องให้ความสำคัญหลักๆ สำหรับเทคโนโลยี CCUS ก็คือพื้นที่จัดเก็บ CO2

ข้อมูลจาก Net Zero Scenario ระบุว่า มากกว่า 95% ของ CO2 ที่จับได้ในปี 2030 ถูกกักเก็บไว้ใต้ดิน และน้อยกว่า 5% ถูกนำไปใช้

ต้องเข้าใจกันก่อนว่า การดักจับและการใช้คาร์บอนหมายถึงการใช้งานที่หลากหลาย มีทั้ง CO2 ที่ถูกดักจับและนำไปใช้โดยตรง เช่น แบบที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงทางเคมี หรือทางโดยอ้อม (มีการเปลี่ยนรูป) กลายเป็นผลิตภัณฑ์ต่างๆ

ปัจจุบันมีการใช้ CO2 ประมาณ 230 ล้านตันในแต่ละปี ส่วนใหญ่ถูกนำไปใช้แบบโดยตรงในอุตสาหกรรมปุ๋ยสำหรับการผลิตยูเรีย (ราว 130 ล้านตัน) และสำหรับในกระบวนการนำน้ำมันกลับมาใช้ใหม่ (ราว 80 ล้านตัน) 

และน่าสนใจว่า แนวทางใหม่ๆ ของการใช้ประโยชน์จาก CO2 ในการผลิตเชื้อเพลิงสังเคราะห์ สารเคมีและมวลรวมอาคาร (building aggregates) กำลังได้รับแรงผลักดันมากขึ้น 

ภายในปี 2030 ปริมาณ CO2 จากท่อส่งของโครงการในปัจจุบันได้แสดงให้เห็นว่า สามารถดักจับ CO2 ได้ประมาณ 5 ล้านตัน CO2 สำหรับการผลิตเชื้อเพลิงสังเคราะห์ แม้ว่าการใช้งานระดับนี้จะไม่ห่างไกลจากปริมาณ 7.5 ล้านตันของ CO2 ที่ต้องใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงสังเคราะห์ในปี 2030 ในรายงาน Net Zero Scenario แต่ครึ่งหนึ่งของโครงการที่ประกาศใช้ CCUS นั้นยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา และน่าจะต้องการการสนับสนุนเพิ่มเติมเพื่อดำเนินการต่อไป

การใช้ CO2 เป็นแหล่งรายได้ที่เป็นไปได้สำหรับผู้ปล่อยก๊าซในอุตสาหกรรม ปัจจุบันด้วยเทคโนโลยีนี้ทำให้สามารถดักจับ CO2 ได้ถึง 1 ล้านตันต่อปีจากแหล่งอุตสาหกรรมในเยอรมนีสำหรับการผลิตเมทานอลซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการ HySCALE100

ด้านจีนก็ไม่น้อยหน้า CRI (China Radio International) กำลังพัฒนาโครงการ CO2-to-methanol สามโครงการในจีนและที่นอร์เวย์ที่โรงงานปิโตรเคมีและเฟอร์โรซิลิคอน

ที่สำคัญ ส่วนแบ่งที่เพิ่มขึ้นของโครงการเชื้อเพลิงสังเคราะห์เชิงพาณิชย์นี้ยังอีกหลายโครงการที่มีแผนการจะจัดหา CO2 บางส่วนหรือทั้งหมดจากแหล่งไบโอจีนิกหรือจากอากาศเพื่อทำให้คาร์บอนเป็นกลางด้วย:

• ที่นอร์เวย์ โรงงานเชื้อเพลิง Norsk-e อาจเป็นโรงงานเชื้อเพลิงสังเคราะห์ขนาดใหญ่แห่งแรกในโลก โดยผสมผสาน CO2 จากแหล่งกำเนิดมลพิษ (point-source) และ CO2 ที่จับในอากาศเข้ากับไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้าเพื่อผลิตเชื้อเพลิงอากาศยานแบบยั่งยืน (Sustainable Aviation Fuel - SAF) ให้ได้ 25 ล้านลิตรภายในปี 2567 และสูงสุดไม่เกิน 100 ล้านลิตรภายในปี 2573
• Lanzatech และ HIF global กำลังศึกษาความเป็นไปได้ของโครงการขนาดใกล้เคียงกัน โดยมีโรงงานเชื้อเพลิงสังเคราะห์จากอากาศอยู่ในระหว่างการพัฒนาในแคนาดา ชิลี และสหรัฐอเมริกา ซึ่งอาจเปิดดำเนินการได้เร็วที่สุดในปี 2568
• ในเดนมาร์ก การจัดหา CO2 จากโรงไฟฟ้าพลังงานชีวภาพเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงกำลังอยู่ระหว่างการสำรวจวิจัยในโครงการ Green Fuels for Denmark และกำลังสำรวจการใช้ CO2 ที่โรงงานเปลี่ยนขยะเป็นพลังงานในเดนมาร์กและโปรตุเกส

 

การใช้เทคโนโลยี CCUS ในประเทศไทย

ในส่วนของประเทศไทยเทคโนโลยีนี้ยังเป็นเพียงส่วนของการดักจับและกักเก็บคาร์บอน - Carbon Capture and Storage หรือ CCS เท่านั้น ยังไม่มีส่วนที่นำ CO2 มาใช้ประโยชน์ หรือ Utilization

บริษัท ปตท.สำรวจและผลิตปิโตรเลียม จำกัด (มหาชน) หรือ PTTEP (ปตท.สผ.)  เคยออกมาประกาศเมื่อเดือนกรกฎาคมที่ผ่านมาว่า ได้นำองค์ความรู้ และประสบการณ์ทางด้านธรณีวิทยาและวิศวกรรมปิโตรเลียมของการสำรวจและผลิต (E&P) มาต่อยอดในการพัฒนาโครงการดักจับและกักเก็บคาร์บอน (Carbon Capture and Storage หรือ CCS) เพื่อลดการปล่อยคาร์บอนจากกระบวนการผลิตปิโตรเลียม โดยจะนำคาร์บอนที่ได้จากการผลิตปิโตรเลียมอัดกลับไปในหลุมผลิตปิโตรเลียมเดิมที่ไม่ได้ผลิตแล้ว ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่หลายๆ ประเทศประเมินว่า เป็นเทคโนโลยีหลักในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศได้ในปริมาณมากกว่าเทคโนโลยีแบบอื่น 

ปตท.สผ. อยู่ระหว่างการทดลองการดักจับและกักเก็บคาร์บอน (CCS) โดยใช้หลุมผลิตปิโตรเลียมเดิมในแหล่งอาทิตย์ที่บริษัทเป็นเจ้าของสัมปทาน มาใช้กักเก็บคาร์บอนเบื้องต้นประมาณ 4-5 หลุม โดยตั้งเป้าในเฟสแรกว่าจะสามารถกักเก็บคาร์บอนในแหล่งอาทิตย์ได้ประมาณ 1 ล้านตันต่อปี ขณะนี้อยู่ระหว่างออกแบบวิศวกรรมเบื้องต้น (Pre-FEED study) คาดว่าจะสามารถเริ่มใช้เทคโนโลยี CCS ที่แหล่งก๊าซธรรมชาติอาทิตย์ได้ในปี 2569 ซึ่งจะช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากกระบวนการผลิตปิโตรเลียมได้ในปริมาณมาก

นอกจากนี้ ปตท.สผ. อยู่ในระหว่างการศึกษาและพัฒนาโครงการ CCS ที่แหล่งลัง เลอบาห์ ในโครงการมาเลเซีย เอสเค 410บี ซึ่งเป็นแหล่งก๊าซธรรมชาติขนาดใหญ่ที่บริษัทค้นพบในประเทศมาเลเซียด้วยเช่นกัน

อย่างไรก็ตาม โครงการ CCS ในประเทศไทยจะเกิดขึ้นได้ ต้องอาศัยองค์ประกอบอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง เช่น ด้านนโยบาย ด้านกฎหมาย และปัจจัยส่งเสริมการลงทุน ซึ่งจะต้องได้รับการสนับสนุนจากทั้งภาครัฐและองค์กรหลาย ๆ ฝ่ายในการผลักดันและส่งเสริมการนำเทคโนโลยี CCS มาใช้ในประเทศไทยอย่างเป็นรูปธรรมตามเป้าหมาย

มีการประเมินว่า ในอ่าวไทยสามารถนำหลุมปิโตรเลียมที่ไม่ได้ผลิตแล้วมาใช้ทำการกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ได้มากถึงระดับ 40 ล้านตัน แต่ยังติดข้อจำกัดทางกฎหมายในการเข้าใช้พื้นที่ ซึ่งเรื่องนี้รัฐจะต้องดำเนินการแก้ไขกฎระเบียบ เพื่อให้สามารถใช้ประโยชน์ในพื้นที่ที่ไม่มีเจ้าของในอ่าวไทย

 

อ้างอิง:

http://www.tgo.or.th

https://www.iea.org/reports/co2-capture-and-utilisation

https://www.pttep.com/th/Sustainabledevelopment/Carbon-Capture-And-Storage.aspx