รู้หรือไม่ขยะ สามารถเปลี่ยนเป็น พลังงาน ผลิตไฟฟ้าได้มากกว่า 1 แสนหลัง

ปัญหาขยะล้นโลกเป็นเรื่องใกล้ตัวกว่าที่คิด และทวีความรุนแรงขึ้นทุกขณะ ทว่าในวิกฤตย่อมมีโอกาสเสมอ เมื่อขยะที่เคยไร้ค่า กำลังกลายเป็นขุมทรัพย์พลังงานที่ทรงคุณค่า ตัวอย่างเช่น โรงงานแปลงขยะเป็นพลังงานไฟฟ้าที่ดูไบ ซึ่งถือเป็นโรงงานที่ใหญ่ที่สุดในโลก สามารถผลิตไฟฟ้าได้มากพอสำหรับบ้านเรือนกว่า 100,000 หลังคาเรือน และยังช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้อย่างมหาศาลอีกด้วย ไม่เพียงเท่านั้น ประเทศไทยเองก็มีศักยภาพในการผลิตพลังงานจากขยะเช่นกัน เราสามารถผลิตไฟฟ้าจากของเสียอินทรีย์ต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อสร้างอนาคตที่ยั่งยืนและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากยิ่งขึ้น

รู้หรือไม่ขยะ สามารถเปลี่ยนเป็น พลังงาน ผลิตไฟฟ้าได้มากกว่า 1 แสนหลัง

ภาพรวมการจัดการขยะมูลฝอยทั่วโลก ปี 2050 ไม่ว่าจะเป็นการจัดการขยะด้วยตนเอง หรือการที่รัฐบาลจัดบริการจัดการขยะให้กับประชาชน ในขณะที่ประเทศและเมืองต่างๆ มีการพัฒนาทางเศรษฐกิจ และจำนวนประชากรเพิ่มขึ้น ธนาคารโลกประเมินว่าปริมาณขยะจะเพิ่มขึ้นจาก 2.01 พันล้านตันในปี 2016 เป็น 3.40 พันล้านตันในปี 2050 โดยอย่างน้อย 33% ของขยะเหล่านี้ถูกจัดการอย่างไม่ถูกต้องด้วยการทิ้งหรือเผาในที่โล่ง

รายงาน "What a Waste 2.0: A Global Snapshot of Solid Waste Management to 2050" นำเสนอแนวโน้มการจัดการขยะมูลฝอยทั่วโลก ภูมิภาค และในเมือง ทั้งด้านเทคนิค การปฏิบัติการ ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และสังคม หัวข้อที่ครอบคลุมในรายงาน ได้แก่ การเกิดขยะ การเก็บขยะ การบำบัดและกำจัดขยะ รูปแบบการเงิน รูปแบบการดำเนินงาน เทคโนโลยี การมีส่วนร่วมของประชาชน ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และผลกระทบต่อภาคส่วนนอกระบบ ฐานข้อมูลที่เชื่อมโยงกับเว็บไซต์นี้มีข้อมูลเกี่ยวกับ 217 ประเทศและเศรษฐกิจ รวมถึงมากกว่า 360 เมือง

ปริมาณขยะมูลฝอยทั่วโลกกำลังเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะในประเทศและเมืองที่กำลังพัฒนาทางเศรษฐกิจ ซึ่งเป็นความท้าทายระดับโลกที่ต้องได้รับการแก้ไขอย่างเร่งด่วน อย่างไรก็ตาม มีนวัตกรรมที่น่าสนใจในการจัดการขยะมูลฝอยเหล่านี้ นั่นคือการเปลี่ยนขยะให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งสามารถผลิตไฟฟ้าได้มากมายมหาศาล เพียงพอสำหรับบ้านเรือนกว่า 100,000 หลังคาเรือน

โรงงานแปลงขยะเป็นพลังงานไฟฟ้า สามารถผลิตไฟฟ้าให้บ้านเรือนกว่า 100,000 หลังคาเรือน

เป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการว่ากล่องซีเรียลเปล่า เปลือกกล้วย หรือลูกฟุตบอลที่แฟบ จะสามารถผลิตพลังงานให้บ้านของคุณได้ แต่ในดูไบ เกือบครึ่งหนึ่งของขยะทั้งหมดมีส่วนในการผลิตพลังงานให้บ้านเรือน ขยะส่วนใหญ่จะถูกส่งไปยังโรงงานที่ดำเนินการโดยบริษัท Warsan Waste Management Company “ขยะทั้งหมดของดูไบประมาณ 45% มาที่โรงงานนี้” Tim Clarke ซีอีโอของบริษัท Warsan Waste กล่าว

โรงงาน Warsan เปิดดำเนินการตั้งแต่เดือนมีนาคมปีนี้ จะใช้ขยะ 2 ล้านเมตริกตันต่อปีในการผลิตไฟฟ้า ซึ่งเพียงพอที่จะจ่ายไฟให้บ้านเรือนประมาณ 135,000 หลังคาเรือน ตามข้อมูลของบริษัท โรงงานนี้เรียกว่าโรงงานแปลงขยะเป็นพลังงาน และขยะในเมืองทั่วโลกประมาณ 13% จะถูกส่งไปยังโรงงานประเภทนี้ ตามข้อมูลของโครงการสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติ วิธีการแปลงขยะนี้ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางทั่วทั้งยุโรป และในประเทศต่างๆ เช่น ญี่ปุ่น จีน และสหรัฐอเมริกา แต่โรงงานในดูไบมีความโดดเด่นในเรื่องของขนาด

“เป็นโรงงานประเภทนี้ที่ใหญ่ที่สุดในโลก เราดำเนินการผลิตไฟฟ้าด้วยประสิทธิภาพประมาณ 34% ซึ่งสูงกว่าที่คาดหวังจากโรงงานแปลงขยะเป็นพลังงานทั่วไป และนั่นเป็นเพราะขนาดของโรงงานนี้ ทำให้เราสามารถดำเนินการที่อุณหภูมิและความดันที่สูงขึ้นได้” Clarke กล่าว

แปลงขยะเป็นพลังงาน ประหยัดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ประมาณ 1.5 พันล้านตันต่อปี

กระบวนการแปลงขยะเป็นพลังงานประกอบด้วย 3 ขั้นตอนคือ 1.การเผาขยะ 2.การใช้ความร้อนในการสร้างไอน้ำ และ 3.การนำไอน้ำไปขับกังหัน ซึ่งจะผลิตกระแสไฟฟ้า กระบวนการเหล่านี้ถูกนำมาใช้มานานกว่า 100 ปี แต่โรงงานที่ทันสมัยสามารถควบคุมมลพิษที่ปล่อยออกมาจากการเผาขยะได้ดีกว่ามาก การบำบัดก๊าซเผาไหม้ช่วยให้โรงงานกรองสารพิษและป้องกันไม่ให้สารพิษเหล่านี้ขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศ

“เราฉีดสารเคมีเข้าไปใน เครื่องปฏิกรณ์ เพื่อดึงเอาองค์ประกอบที่เป็นอันตรายทั้งหมดออก เช่น โลหะหนัก สารประกอบกำมะถัน และสารเคมีเหล่านี้จะดักจับอนุภาคที่เป็นอันตรายซึ่งจะถูกนำไปกำจัดทิ้ง” Waste อธิบาย อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่มลพิษทั้งหมดจะถูกกรองออก ตัวอย่างเช่น คาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจกที่ทำให้โลกร้อนขึ้น จะถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากโรงงานผลิตพลังงานไฟฟ้ามาทดแทนการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล บริษัท Warsan Waste Management จึงเชื่อว่าผลลัพธ์โดยรวมนั้นเป็นไปในเชิงบวก

“เราปล่อย CO2 แต่เราก็ผลิตกระแสไฟฟ้าได้ 200 เมกะวัตต์ ซึ่งไม่จำเป็นต้องผลิตจากแหล่งเชื้อเพลิงฟอสซิล ซึ่งส่วนใหญ่เป็นก๊าซในสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์” Clarke กล่าว “ดังนั้น เราจึงประหยัดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ประมาณ 1.5 พันล้านตันต่อปี”

โรงงาน เช่น โรงงานในดูไบ ยังดำเนินการขั้นตอนเพิ่มเติมอีกเล็กน้อยเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการสกัดทรัพยากร ตัวอย่างเช่น โลหะจะถูกแยกออกเพื่อนำไปรีไซเคิล ภูเขาเถ้าถ่านที่เกิดจากการเผาขยะจะถูกรวบรวมและนำกลับมาใช้ใหม่ในการก่อสร้างถนน ตามข้อมูลของ Clarke จากขยะ 5,500 ตันที่โรงงานได้รับต่อวัน มีเพียง 200 ตันของสารตกค้างที่ไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้หลังจากการแปรรูป

การรีไซเคิลขยะ เป็นอะไรที่มากกว่า การรีไซเคิลขยะ

โรงงานแปลงขยะเป็นพลังงานเป็นทางเลือกหนึ่งของการฝังกลบ ซึ่งก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซมีเทนทั่วโลกประมาณ 11% “ถ้าเรานำขยะไปทิ้งในที่ทิ้งขยะมากขึ้นทั่วโลก เรากำลังสร้างก๊าซมีเทนที่ไม่ได้รับการจัดการ ก๊าซมีเทนนั้นจึงเป็นความท้าทายในการปล่อยมลพิษที่สำคัญ” Bryan Staley ซีอีโอของมูลนิธิวิจัยและการศึกษาสิ่งแวดล้อมที่ไม่แสวงหาผลกำไรในสหรัฐอเมริกาอธิบาย “ในฐานะที่เป็นทางออก การแปลงขยะเป็นพลังงานสามารถสร้างการปล่อยมลพิษน้อยกว่าการฝังกลบ” เขากล่าวเสริม

แต่กลุ่มอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมบางกลุ่ม เช่น Zero Waste Europe โต้แย้งว่าการเผาขยะเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าจะทำให้ความพยายามในการลดขยะและความคิดริเริ่มในการเพิ่มการรีไซเคิลลดลง ตามเอกสารที่เผยแพร่โดยรัฐบาลเมื่อปีที่แล้ว สหรัฐอาหรับเอมิเรตส์รีไซเคิล 20% ของขยะที่ผ่านการบำบัดแล้ว แต่หวังว่าจะเพิ่มเป็น 90% ภายในปี 2050 Staley เน้นย้ำถึงความจำเป็นในการรีไซเคิล ซึ่งเป็นโซลูชันที่ประหยัดพลังงานและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากที่สุดสำหรับการจัดการขยะ “อาจมีความเข้าใจว่า แค่โยนลงถังขยะแล้วมันจะถูกจัดการเอง” Staley กล่าว “แต่กระดาษ พลาสติกของคุณ จะมีจุดจบที่ดีกว่ามากหากนำไปรีไซเคิลและนำกลับมาใช้ใหม่ แทนที่จะไปที่โรงงานแปลงขยะเป็นพลังงาน เพราะคุณสามารถเปลี่ยนวัสดุเหล่านั้นให้เป็นผลิตภัณฑ์ได้”

แล้วประเทศไทย มีความพร้อม เปลี่ยนขยะเป็นพลังงานทดแทน มากขนาดไหน

จากข้อมูลของทาง Sustainable Development Goals หรือ SDGs ระบุว่า ในปี พ.ศ. 2556 ประเทศไทยมีการใช้ไฟฟ้ารวม 164,341 กิกะวัตต์-ชั่วโมง โดยภาคอุตสาหกรรมเป็นผู้ใช้พลังงานไฟฟ้ารายใหญ่ที่สุด ในขณะที่การผลิตไฟฟ้าส่วนใหญ่ยังคงพึ่งพาก๊าซธรรมชาติเป็นหลัก นื่องจากความต้องการใช้ไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง รัฐบาลจึงได้กำหนดนโยบายเพิ่มสัดส่วนการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนให้เป็น 30% ภายในปี พ.ศ. 2579 โดยมุ่งเน้นการใช้พลังงานแสงอาทิตย์และชีวมวลเป็นสำคัญ

เพื่อกระตุ้นการลงทุนในภาคพลังงานหมุนเวียน รัฐบาลได้ออกมาตรการรับซื้อไฟฟ้าในรูปแบบ Feed-in Tariff (FiT) โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากพลังงานที่ได้จากขยะและก๊าซชีวภาพ ซึ่งนอกจากจะช่วยตอบสนองต่อความต้องการใช้ไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นแล้ว ยังมีส่วนช่วยในการลดปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์อีกด้วย

งานวิจัยเรื่อง "Waste to Electricity Generation in Thailand" โดย ประจวบ พีระพงศ์ และ รศ.ดร.บัณฑิต ลิ้มมีโชคชัย จาก SIIT มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ได้ทำการศึกษาเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนขยะเป็นพลังงาน โดยพิจารณาจากต้นทุนการผลิตและศักยภาพในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งสอดคล้องกับเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืนในหลายมิติ

เทคโนโลยีที่นำมาใช้ในการศึกษาวิจัยครั้งนี้ประกอบด้วย 4 รูปแบบหลัก อาทิ

1. กระบวนการย่อยสลายแบบไร้อากาศ (Anaerobic Digestion): เป็นกระบวนการที่อาศัยจุลินทรีย์ในการย่อยสลายสารอินทรีย์ภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจน ส่งผลให้เกิดก๊าซชีวภาพ ซึ่งสามารถนำไปใช้ผลิตพลังงานได้
2. กระบวนการหมัก (Fermentation): เป็นกระบวนการที่จุลินทรีย์เจริญเติบโตและสร้างสารประกอบคาร์บอกซิเลต เช่น เอทานอลและกรดอินทรีย์ ซึ่งสามารถนำไปใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมต่างๆ
3. กระบวนการแปรสภาพเป็นแก๊ส (Gasification): เป็นกระบวนการแปลงสภาพของเสียให้เป็นแก๊สสังเคราะห์ (Syngas) ซึ่งประกอบด้วยไฮโดรเจนและคาร์บอนมอนอกไซด์ โดยแก๊สสังเคราะห์นี้สามารถนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงเพื่อผลิตพลังงานได้
4. กระบวนการเผาไหม้ (Incineration): เป็นกระบวนการเผาทำลายขยะในเตาเผาขนาดใหญ่ เพื่อลดปริมาณขยะและเปลี่ยนพลังงานความร้อนที่เกิดขึ้นให้เป็นพลังงานไฟฟ้า

แหล่งของเสียอินทรีย์หลัก 4 แหล่งที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้าในประเทศไทย

1. ก๊าซจากหลุมฝังกลบ (Landfill Gas): ก๊าซที่เกิดจากการย่อยสลายของเสียอินทรีย์ในหลุมฝังกลบ ส่วนใหญ่เป็นก๊าซมีเทนและคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งสามารถนำมาผลิตเป็นกระแสไฟฟ้าได้ผ่านเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานแก๊ส นอกจากจะได้พลังงานสะอาดแล้ว ยังช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสู่ชั้นบรรยากาศอีกด้วย
2. น้ำเสียจากโรงงานสกัดน้ำมันปาล์ม: น้ำเสียจากกระบวนการผลิตน้ำมันปาล์มดิบมีปริมาณสารอินทรีย์สูง สามารถนำมาผ่านกระบวนการบำบัดด้วยเทคโนโลยี Completely Stirred Tank Reactor (CSTR) เพื่อผลิตก๊าซชีวภาพ ซึ่งนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟ้าได้
3. น้ำเสียจากโรงงานผลิตแป้งมันสำปะหลัง: น้ำเสียจากโรงงานผลิตแป้งมันสำปะหลังมีปริมาณสารอินทรีย์สูงเช่นกัน โดยผ่านกระบวนการบำบัดด้วยระบบ Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบไม่ใช้ออกซิเจน เพื่อผลิตก๊าซชีวภาพที่มีก๊าซมีเทนเป็นองค์ประกอบหลัก นำไปใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าได้
4. น้ำเสียจากฟาร์มสุกร: น้ำเสียจากฟาร์มสุกรมีปริมาณสารอินทรีย์สูงเช่นเดียวกัน โดยนำมาบำบัดด้วยระบบ High Suspended Solids Upflow Anaerobic Sludge Blanket (H-UASB) เพื่อผลิตก๊าซชีวภาพ ซึ่งนอกจากจะได้พลังงานไฟฟ้าแล้ว ยังช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้อีกด้วย

ประจวบ และ รศ.ดร.บัณฑิต ได้ทำการศึกษาการผลิตไฟฟ้าจากของเสียในโรงงานน้ำมันปาล์ม โรงงานมันสำปะหลัง ฟาร์มสุกร และก๊าซจากหลุมฝังกลบ โดยผลการศึกษาสรุปได้ดังนี้

การผลิตไฟฟ้าจากน้ำเสียในโรงงานมันสำปะหลังมีต้นทุนสูงที่สุดเนื่องจากต้องใช้เทคโนโลยีถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบไม่ใช้ออกซิเจน (UASB) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีจากยุโรปที่มีราคาแพง

จากข้อมูลของงานวิจัยนี้ได้ศึกษาศักยภาพของการผลิตไฟฟ้าจากขยะอินทรีย์หลากหลายประเภทในประเทศไทย ไม่ว่าจะเป็นจากโรงงานน้ำมันปาล์ม โรงงานมันสำปะหลัง ฟาร์มสุกร หรือแม้แต่จากก๊าซในหลุมฝังกลบ โดยพบว่าเทคโนโลยีเหล่านี้สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ในราคาที่สามารถแข่งขันได้ (0.097 - 0.115 เหรียญสหรัฐฯ ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง) และที่สำคัญคือช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้อย่างมีนัยสำคัญ (3.70 - 8.58 ตัน CO2 ต่อเมกะวัตต์-ชั่วโมง)

ด้วยเหตุนี้ การผลิตไฟฟ้าจากขยะจึงไม่เพียงแต่ตอบโจทย์ความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้นของประเทศ แต่ยังเป็นส่วนหนึ่งของการแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก นอกจากนี้ การสนับสนุนจากภาครัฐผ่านมาตรการรับซื้อไฟฟ้าแบบ FiT ยังช่วยส่งเสริมให้ภาคเอกชนเข้ามามีส่วนร่วมในการลงทุนด้านพลังงานสะอาดมากยิ่งขึ้น 

 สุดท้ายนี้การเปลี่ยนขยะให้เป็นพลังงานไฟฟ้า ไม่ใช่เพียงแค่เรื่องของอนาคตอีกต่อไป แต่เป็นความจริงที่เกิดขึ้นแล้วในหลายประเทศทั่วโลก รวมถึงประเทศไทย ซึ่งมีศักยภาพในการนำขยะอินทรีย์มาผลิตไฟฟ้าได้อย่างคุ้มค่าและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

แม้ว่าปัญหาขยะล้นโลกจะยังคงเป็นความท้าทายที่ต้องได้รับการแก้ไขอย่างเร่งด่วน แต่เทคโนโลยีการแปลงขยะเป็นพลังงานได้พิสูจน์ให้เห็นแล้วว่า "ขยะ" ไม่ได้ไร้ค่าอย่างที่คิด หากแต่เป็นแหล่งพลังงานที่มีศักยภาพในการขับเคลื่อนเศรษฐกิจและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมได้อย่างยั่งยืน การลงทุนในเทคโนโลยีนี้ ไม่เพียงแต่ช่วยลดปัญหาขยะล้นเมือง แต่ยังเป็นการลงทุนเพื่ออนาคตที่สดใสของโลกและของเราทุกคน

ที่มา CNN , TheWorldbank และ  Sustainable Development Goals หรือ SDGs