Carbon Capture คือ กระบวนการการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ ที่เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง เช่น ถ่านหิน น้ำมัน และก๊าซธรรมชาติ จากโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ รวมทั้งการตัดไม้ทำลายป่าที่ทำให้ เกิดคาร์บอนไดออกไซด์ ที่เป็นหนึ่งในตัวการทำให้เกิดภาวะเรือนกระจก ซึ่งในธรรมชาติปกติจะมีต้นไม้คอยดักจับคาร์บอนไดออกไซด์อยู่แล้ว แต่ด้วยสถานการณ์ปัจจุบันมีปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศเพิ่มสูงมาก ทำให้ต้นไม้ที่มีอยู่ในโลกไม่เพียงพอต่อการดูดซับและกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศให้สมดุล ซึ่งเป็นสาเหตุให้เกิดปัญหาทางสิ่งแวดล้อม ภาวะโลกร้อน และการเปลี่ยนแปลงตามสภาพภูมิอากาศที่เป็นปัญหาใหญ่ในปัจจุบัน ดังนั้นในทุกภาคส่วนจึงต้องร่วมเร่งดำเนินการในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศให้ได้มากที่สุดและควบคุมอุณหภูมิเฉลี่ยของโลกไม่ให้เกิน 1.5 องศาเซลเซียส

                เทคโนโลยีการดักจับ การใช้ประโยชน์ และการกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ (Carbon Capture, Utilization and Storage: CCUS) เป็นเทคโนโลยีการกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หรือการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ที่ได้จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงหรือกระบวนการอุตสาหกรรมที่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ ในภาคอุตสาหกรรมในการผลิตพลังงาน ซึ่งคาร์บอนไดออกไซด์ที่ดักจับได้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในด้านอื่นๆ เช่น ใช้ในการเพิ่มปริมาณการผลิตน้ำมัน (Enhanced Oil Recovery, EOR), ใช้เป็นสารกันเสียในอุตสาหกรรมเครื่องดื่มน้ำอัดลม โซดา (Carbonated Beverage), ใช้ในการผลิตน้ำแข็งแห้งเพื่อรักษาความสดและยับยั้ง การเติบโตของแบคทีเรียในอาหารหรือในกระบวนการหมัก, ใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตสารเคมี เช่น เมทานอล และ ยูเรียที่ใช้เป็นสารเคมีในกระบวนการผลิตปุ๋ย นอกจากนี้ยังมีการนำก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไปใช้ประโยชน์ด้วยการแปลงเป็นเชื้อเพลิง เช่น ก๊าซมีเทน (Methane) เป็นต้น

                เทคโนโลยีดักจับและกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ (Carbon Capture and Storage, CCS) เป็นกระบวนการดักจับก๊าซคาร์บอนไดอออกไซด์ที่เป็นของเสียจากแหล่งกำเนิดขนาดใหญ่ เช่น โรงไฟฟ้าถ่านหิน หรืออุตสาหกรรมการที่มีคาร์บอนไดออกไซด์เป็นผลิตภัณฑ์ข้างเคียงต่างๆ โดยขนส่งไปจัดเก็บไว้ในโพรงธรณีวิทยาที่อยู่ใต้ดิน เพื่อป้องกันไม่ให้มีคาร์บอนไดออกไซด์ปล่อยกลับสู่ชั้นบรรยากาศได้อีก

                วิธีดักจับคาร์บอนไดออกไซด์

                1) การดักจับก่อนการเผาไหม้ (Pre-combustion) นิยมใช้ในกระบวนการผลิตเชื้อเพลิง ปุ๋ยเคมี และ การผลิตไฟฟ้า โดยกระกวนการ Gasification เป็นการแยกก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ออกมาและทำปฏิกิริยาเคมีให้เป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อใช้งานต่อไป

                2) การดักจับหลังการเผาไหม้ (Post-combustion) มักใช้กันในโรงไฟฟ้า โดยการแยกคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากไอเสียชนิดอื่นๆ และทำการดักจับที่บริเวณปล่องควัน

                3) Oxy-Fuel Combustion การใช้ก๊าซออกซิเจนบริสุทธิ์ในการเผาไหม้เพื่อให้ปริมาณ CO2 เข้มข้นสูง ในก๊าซเผาไหม้ เป็นวิธีที่ง่ายต่อการดักจับแต่ค่าใช้จ่ายสูง

                4) Direct Air Capture (DAC) เป็นเทคโนโลยีที่สามารถดักจับ CO2 โดยตรงจากอากาศด้วยตัวดูดซับและนำไปแยกเฉพาะคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาเพื่อนำไปใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ หรืออัดกลับไปกักเก็บในชั้นหินใต้ดินหรือใต้ทะเล เทคโนโลยีนี้จึงสามารถตอบโจทย์เรื่องการวางกลยุทธ์ความยั่งยืนในภาคอุตสาหกรรม และตอบโจทย์ปัญหาสิ่งแวดล้อมของโลกไปในเวลาเดียวกัน

                วิธีการกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ สามารถทำได้หลากหลายวิธีขึ้นอยู่กับพื้นที่และปัจจัยที่เกี่ยวข้อง มีวิธีการหลักอยู่ 3 วิธี คือ

                                • การเปลี่ยนก๊าซเป็นของแข็งและกักเก็บในรูปของแร่ เป็นการทำปฏิกิริยาเคมีเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้กลายเป็นสารคาร์บอเนตและเก็บในรูปแบบของแร่ชนิดหนึ่ง

                                • การเปลี่ยนก๊าซเป็นของเหลวและกักเก็บในมหาสมุทร ปัจจุบันวิธีนี้ไม่ได้รับการยอมรับเนื่องจาก ส่งผลระยะยาวกับทะเลทำให้เกิดทะเลเป็นกรดมากขึ้น

                                • การจัดเก็บในชั้นธรณี คือการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยความดัน และทำการสูบอัดลงสู่ใต้ดิน โดยปฏิกิริยาเคมีจะเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้กลายเป็นของแข็ง

                แหล่งดูดซับและกักเก็บคาร์บอนตามธรรมชาติของโลก นอกจากชั้นบรรยากาศที่เป็นแหล่งกักเก็บคาร์บอนในในรูปของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

                Green Carbon หรือ คาร์บอนซิงค์ภาคพื้นดิน : คาร์บอนจากชั้นบรรยากาศในรูปของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกดูดซับและกักเก็บโดยต้นไม้ ป่าไม้และผืนดินที่ปกคลุมด้วยพืชพันธุ์ต่าง ๆ ผ่านกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช ดังนั้นพืชและป่าไม้จึงมีส่วนสำคัญในการหมุนเวียนคาร์บอน

                Blue Carbon หรือ Oceanic Carbon Sink : คาร์บอนจากชั้นบรรยากาศในรูปของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกดูดซับโดยระบบนิเวศทางทะเลและมหาสมุทร โดยสิ่งที่มีบทบาทสำคัญ คือ ป่าชายเลน บึงน้ำเค็ม หญ้าทะเล และสาหร่ายขนาดใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งระบบนิเวศชายทะเลที่เป็นป่าชายเลน มีบทบาทอย่างมากในการดูดซับคาร์บอนลงไปในผืนดิน ใต้ทะเล หรือดินเลนชายฝั่ง

                ความท้าทายและข้อพิจารณาในการนำ CCUS

                                • ต้นทุนสูง : การลงทุนเทคโนโลยีมีค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูงส่งผลให้ต้นทุนสูงขึ้นไปด้วย

                                • การใช้พลังงาน : จะส่งผลให้มีการใช้พลังงานเพิ่มมากขึ้น

                                • การจัดเก็บในระยะยาว : การรั่วไหลของคาร์บอนไดออกไซด์หรือการเปลี่ยนแปลงของชั้นดิน ชั้นหินใต้ดิน

                ตัวอย่างบริษัทที่ใช้เทคโนโลยี CCS & CCUS ในต่างประเทศ

                                บริษัท ซิโนเปค ของจีน เปิดตัวโครงการดักจับคาร์บอนระดับเมกะตันเป็นครั้งแรก โดยเริ่มโครงการ ดักจับและกักเก็บคาร์บอน ระดับเมกะตันเพื่อเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ไว้ใต้ดินและดันน้ำมันออกมา เพื่อเพิ่มความเหลวของน้ำมันดิบให้สามารถนำน้ำมันขึ้นมาใช้ใหม่ได้ เป็นการเปลี่ยนของเสียให้เป็นเงินได้อย่าง มีประสิทธิภาพ

                                Ankersolutions เป็นบริษัทให้บริการและแก้ไขปัญหา CCUS แบบครบวงจรในประเทศนอร์เวย์ ตั้งแต่การดักจับ การขนส่ง การจัดเก็บที่ปลอดภัยโดยใช้เทคโนโลยีการดักจับ CO² หลังการเผาไหม้ และใช้การผสมกันของน้ำและตัวทำละลายเอมีนอินทร์เพื่อดูดซับ CO₂

                                CLIMEWORKS พัฒนาเทคโนโลยีดักจับ CO₂ โดยตรงจากอากาศ สามารถดักจับได้มากถึง 900 ตันต่อปี โดยออกแบบเพื่อใช้ในการดึงเอา CO₂ มากักเก็บและแปรสภาพเพื่อใช้ในเชิงอุตสาหกรรม โดยขณะนี้มุ่งพัฒนาระบบ Direct Air Capture สำหรับโรงงานขนาดใหญ่

                                Shell Canada ร่วมกับ Canada Energy และ Chevron พัฒนาโครงการ Quest ในรัฐแอลเบอร์ตา เพื่อดักจับ ขนส่ง และกักเก็บ CO2 หลายล้านตันลงใต้ดิน

                                NRG Energy ดำเนินธุรกิจเกี่ยวกับพลังงานด้านการพัฒนาเทคโนโลยีการดักจับ CO₂ หลังการเผาไหม้ เพื่อจับการปล่อย CO₂ จากสถานี WA Parish Generating ในเขตตะวันตกเฉียงใต้ของฮูสตันในรัฐเท็กซัส

                                Archer Daniels Midland (ADM) เป็นบริษัทที่มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาโครงการการดักจับและ การแยกเก็บคาร์บอนที่โรงงาน Illinois Ethanol ในเมือง Decatur ซึ่งเป็นการปรับใช้เทคโนโลยี CCS เพื่อ เชิงพาณิชย์ในโรงงานผลิตเอทานอลครั้งแรก โดยได้รับการสนับสนุนเงินช่วยเหลือจากกระทรวงพลังงานสหรัฐ 141.1 ล้านดอลลาร์

                การใช้เทคโนโลยี CCS ในประเทศไทย

                                ในส่วนของประเทศไทยมีเพียงการดักจับและการกักเก็บคาร์บอนเท่านั้น ยังไม่มีการนำไปใช้ประโยชน์ โดย บริษัท ปตท.สำรวจและผลิตปิโตรเลียม จำกัด (มหาชน) หรือ PTTEP ได้นำองค์ความรู้และประสบการณ์ทางด้านธรณีวิทยาและวิศวกรรมปิโตรเลียมของการสำรวจและผลิตมาต่อยอดในการพัฒนาโครงการดักจับและกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ เพื่อลดการปล่อยคาร์บอนไดอออกไซด์จากกระบวนการผลิตปิโตรเลียม โดยจะนำคาร์บอนที่ได้จากการผลิตปิโตรเลียมอัดกลับไปในหลุมผลิตปิโตรเลียมเดิมที่ไม่ได้ผลิตแล้ว โดยใช้ หลุมผลิตปิโตรเลียมเดิมในแหล่งอาทิตย์ที่ประมาณ 4-5 หลุม โดยเป้าหมายในเฟสแรก คือ สามารถกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ในแหล่งอาทิตย์ได้ประมาณ 1 ล้านตันต่อปี ขณะนี้อยู่ระหว่างออกแบบวิศวกรรมเบื้องต้น คาดการณ์ว่าจะสามารถเริ่มใช้เทคโนโลยี CCS ที่แหล่งก๊าซธรรมชาติอาทิตย์ได้ในปี 2569 ซึ่งจะช่วยลด การปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากกระบวนการผลิตปิโตรเลียมได้ในปริมาณมาก

                เอกสารอ้างอิง

                 (1) PETROMAT. (2566). DAC เทคโนโลยีดักจับและกักเก็บคาร์บอน. วันที่ 20 เมษายน 2566. จาก https://petromat.org/home/direct-air-capture/

                 (2) PETROMAT. (2565). แหล่งดูดซับคาร์บอนตามธรรมชาติของโลก. วันที่ 31 มีนาคม 2565. จาก https://petromat.org/2022/carbon-sink/

                 (3) naichangmashare. (2566). เทคโนโลยี CCUS (Carbon Capture, Utilization and Storage) เปลี่ยนโลกพลังงานในอนาคต. วันที่ 8 มิถุนายน 2566. จาก https://naichangmashare.com/2023/06/08/ccus-carbon-capture-utilization-and-storage/

                 (4) ธนาคารกรุงเทพ. (2566). เทคโนโลยี ‘ดักจับ-กักเก็บคาร์บอน’ ภารกิจสุดท้ายนำธุรกิจ SME ไทยสู่เป้าหมาย Net Zero Emissions. วันที่ 30 มิถุนายน 2566 จาก https://www.bangkokbanksme.com/en/23-6sme3-carbon-capture-storage-technology

                 (5) Net Zero Techup. (2565). Carbon Capture, Utilization and Storage (CCUS) คืออะไร. วันที่ 17 ตุลาคม 2565. จาก https://www.netzerotechup.com/post/carbon-capture-utilization-and-storage-ccus-คืออะไร