เชื้อเพลิงชีวภาพ

เชื้อเพลิงชีวภาพคืออะไร

เชื้อเพลิงชีวภาพ (Biofuel) คือ เชื้อเพลิงชนิดหนึ่งที่ได้จากชีวมวล (Biomass) หรือของเสียชีวภาพ (Biowaste) ซึ่งเป็นสสารที่ได้จากสิ่งมีชีวิตหรือจากการสร้างและสลายของสิ่งมีชีวิต เช่น สาหร่าย มูลสัตว์ และพืช อาทิ ข้าวโพด ข้าวฟ่าง ข้าวสาลี ถั่วเหลือง ทานตะวัน และมันสำปะหลัง ตลอดจนขยะเชิงพาณิชย์ การเกษตร อุตสาหกรรม และของเสียในครัวเรือน เชื้อเพลิงชีวภาพถือเป็นพลังงานทดแทน (Alternative Energy) และเป็นพลังงานสะอาด (Clean Energy) ไม่เหมือนพลังงานจากแหล่งธรรมชาติอื่น เช่น ปิโตรเลียม ถ่านหิน และเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ผลิตได้โดยกระบวนการทางธรณีวิทยา

เชื้อเพลิงชีวภาพผลิตได้อย่างไร

เชื้อเพลิงชีวภาพสามารถผลิตได้หลายวิธี แต่โดยทั่วไปจะใช้ปฏิกิริยาเคมี การหมัก และความร้อนเพื่อย่อยสลายสารชีวโมเลกุล เช่น แป้ง น้ำตาล โปรตีน และไขมัน ในพืชหรือวัตถุดิบที่นำมาผลิต จากนั้นจึงนำไปผ่านกระบวนการปรับปรุงคุณภาพเพื่อเติมแต่งหรือปรับปรุงคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ให้เหมาะสำหรับการนำไปใช้งานต่อไป

รูปแบบของเชื้อเพลิงชีวภาพ

ของแข็ง

• ไม้ (Wood)

  เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพที่ได้มาจากอินทรียวัตถุ ซึ่งได้แก่ ต้นไม้และพืช โดยจะให้ชีวมวลในรูปของฟืน ขี้เลื่อย เศษไม้ ถ่าน และไม้อัดเม็ดที่สามารถเผาไหม้ได้และให้เป็นพลังงานความร้อน

• พืช (Agricultural Wastes)

  พืช เช่น ซังข้าวโพด ชานอ้อย แกลบข้าว ฝ้าย กากถั่วลิสง หญ้าเนเปียร์ และสิ่งปฏิกูลที่ได้จากสัตว์ เช่นมูลสัตว์ หนังสัตว์ ฯลฯ สามารถให้เป็นพลังงานความร้อนและสามารถนำไปผลิตไฟฟ้าได้

ของเหลว

• ไบโอดีเซล (Biodiesel)

  เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพที่ผลิตได้จากไขมันสัตว์ สาหร่ายขนาดเล็ก และน้ำมันจากพืช โดยพืชส่วนใหญ่นิยมผลิต ได้แก่ ทานตะวันและปาล์มน้ำมัน ไบโอดีเซลเกิดขึ้นจากการรวมกันของไขมันและน้ำมันจากสัตว์และพืชตามลำดับ จากนั้นจึงนำมาปรับปรุงคุณภาพด้วยกระบวนการทางเคมี เช่น กระบวนการทรานเอสเทอริฟิเคชัน (Transesterification) ภายใต้ภาวะอุณหภูมิสูง และได้เป็นไบโอดีเซลที่มีคุณสมบัติการเผาไหม้คล้ายกับดีเซลจากปิโตรเลียมและสามารถใช้ทดแทนกันได้ และที่สำคัญ คือ สามารถย่อยสลายได้เองตามกระบวนการชีวภาพในธรรมชาติและไม่เป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อม

• เอทานอล (Ethanol)

  เป็นเชื้อเพลิงหมุนเวียนในธรรมชาติที่มีลักษณะใส ไม่มีสี และผลิตได้จากชีวมวล (Biomass) ทั้งพืชและสัตว์ อาทิ ข้าวโพด ข้าวสาลี มันสำปะหลัง ฟาง ต้นหลิว ขี้เลื่อย ข้าวฟ่าง และหญ้า เป็นต้น เอทานอลเป็นแอลกอฮอล์ที่ผลิตขึ้นโดยผ่านกระบวนการหมักชีวมวลที่มีคาร์บอนสูง โดยสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์ และใช้เป็นสารผสมกับน้ำมันเบนซินเพื่อเพิ่มค่าออกเทนและลดคาร์บอนมอนอกไซด์และการปล่อยควัน

• เมทานอล (Methanol)

  เมทานอลเป็นเชื้อเพลิงเหลวที่เป็นแอลกอฮอล์เช่นเดียวกับเอทานอล สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงให้กับเครื่องยนต์ของยานพาหนะต่าง ๆ โดยเฉพาะรถแข่ง เมทานอลมีในองค์ประกอบทางเคมีที่มีความคล้ายคลึงกับมีเทนอย่างมาก ความแตกต่างเพียงประการเดียวคือมีเทนเป็นก๊าซ ในขณะที่เมทานอลเป็นของเหลว โดยชีวมวลจะถูกแปลงเป็นเมทานอลผ่านการแปรสภาพเป็นก๊าซผ่านกระบวนการทางเคมีต่าง ๆ เช่น กระบวนการรีฟอร์มมิงมีเทน (CH4 reforming) กระบวนการแปรสภาพเป็นก๊าซ (Gasification) เพื่อผลิตเป็นเมทานอลชีวภาพที่เผาไหม้ได้อย่างสมบูรณ์ โดยไม่มีเขม่าและให้เปลวไฟสีฟ้า

• บิวทานอล (Butanol)

  เป็นแอลกอฮอล์ที่เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพอีกชนิดหนึ่ง ซึ่งเกิดขึ้นจากกระบวนการหมักสาหร่ายหรือแบคทีเรีย วิธีที่ใช้กันมากที่สุดในการผลิตบิวทานอลคือการหมักน้ำตาลที่พบในวัตถุดิบชีวมวล โดยบิวทานอลจะมีปริมาณพลังงานต่อหน่วยสูงกว่าเอทานอลและเมทานอล แต่มีโครงสร้างและประสิทธิภาพทางเคมีคล้ายกับน้ำมันเบนซิน สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์ได้โดยตรงโดยไม่ต้องผ่านการดัดแปลงใด ๆ อีกทั้งสามารถลดการปล่อยคาร์บอนได้อย่างมีนัยสำคัญถึง 85% เมื่อเทียบกับน้ำมันเบนซิน

ก๊าซ

• ก๊าซชีวภาพ (Biogas)

  เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพในรูปของก๊าซที่มีคุณสมบัติคล้ายก๊าซธรรมชาติ ซึ่งได้จากกระบวนการสลายชีวมวลทั้งพืชและสัตว์ภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจน โดยมีองค์ประกอบหลักคือก๊าซมีเทน ปัจจุบันนิยมนำมาบรรจุในถังก๊าซสำหรับใช้ในครัวเรือน

ความสำคัญของเชื้อเพลิงชีวภาพ

• เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่สะอาดและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
• ลดการนำเข้าเชื้อเพลิงฟอสซิล สร้างความมั่นคงด้านพลังงานและเสถียรภาพทางเศรษฐกิจ
• ต้นทุนต่ำ ผลิตได้ง่าย และมีราคาถูกกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิล
• เผาไหม้ได้ดีกว่าปิโตรเลียมและดีเซล ลดการสร้างมลพิษทางอากาศ ฝนกรด และก๊าซเรือนกระจก
• เพิ่มอัตราการจ้างงานในท้องถิ่น และช่วยส่งเสริมการเกษตรและและมูลค่าเพิ่มในภาคเกษตรกรรมได้เป็นอย่างดี

สถานการณ์การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพในประเทศไทย

ประเทศไทยเป็นประเทศแรกในกลุ่มอาเซียนที่มีนโยบายการสนับสนุนการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพเพื่อลดการพึ่งพาน้ำมันจากต่างประเทศและสร้างมูลค่าเพิ่มแก่วัตถุดิบทางการเกษตร สำหรับประเทศไทยแล้ว เชื้อเพลิงชีวภาพถือเป็นเชื้อเพลิงทางเลือกที่มีความน่าสนใจเป็นอย่างมาก เนื่องจากประเทศไทยเป็นประเทศเกษตรกรรมที่มีศักยภาพทางการผลิตวัตถุดิบสำหรับเชื้อเพลิงชีวภาพสูงมาก อีกทั้งการใช้เชื้อเพลิงชีวภาพในประเทศไทยยังส่งผลดีต่อเศรษฐกิจ การจ้างงานในภาคเกษตรกร การสร้างมูลค่าจากผลผลิตทางการเกษตรของไทย รวมไปถึงประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมอันเนื่องมาจากการลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ โดยปัจจุบันเชื้อเพลิงชีวภาพที่ดำเนินการผลิตเชิงพาณิชย์และจำหน่ายอยู่ในประเทศไทยนั้น ได้แก่ เอทานอล น้ำมันแก๊สโซฮอล์ น้ำมันดีเซล ปาล์ม (บริสุทธิ์) และไบโอดีเซล โดยทางภาครัฐได้ออกแผนพัฒนาพลังงานทดแทนและพลังงานทางเลือก พ.ศ. 2558-2579 (Alternative Energy Development Plan: AEDP2015) ซึ่งมีเนื้อหาครอบคลุมถึงการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งไบโอดีเซล สิทธิพิเศษทางภาษีจากคณะกรรมส่งเสริมการลงทุน (BOI) การให้การสนับสนุนทางด้านการวิจัยและพัฒนา รวมไปถึงการให้ความรู้ทางด้านเชื้อเพลิงชีวภาพแก่ประชาชนเพื่อให้มั่นใจว่าประเทศไทยสามารถบรรลุเป้าหมายการผลิตและการใช้เชื้อเพลิงชีวภาพอันจะนำไปสู่การพัฒนาเศรษฐกิจแบบยั่งยืนได้อย่างมั่นคง