การศึกษา

ใช้ “CO2 ” ผลิตโอเลฟินส์ ลดโลกร้อน-ต่อยอดปิโตรเคมี

ปัญหาโลกร้อนที่เกิดขึ้น หลัก ๆ มาจากการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) จากโรงงานอุตสาหกรรมที่มีการผลิตน้ำมัน ถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติ รวมไปถึงสารชีวมวลต่าง ๆ ซึ่งจากสถิติล่าสุดในชั้นบรรยากาศมี CO2 เพิ่มขึ้นถึง 35% ที่เกิดขึ้นจากกระบวนการผลิตจากวัตถุดิบดังกล่าว

จนทำให้องค์กรชั้นนำด้านพลังงานของประเทศอย่าง บริษัท ปตท. จำกัด(มหาชน) และ บริษัท พีทีที โกลบอล เคมิคอล จำกัด (มหาชน) หรือ PTTGC ร่วมมือกับ “รศ.ดร.ธงไทย วิฑูรย์” วิจัยเรื่อง “การพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ หรือ CO2 มาเป็นสารตั้งต้นในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี” โดยงานวิจัยดังกล่าวได้รับการสนับสนุนจากสำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมวิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (สกสว.) ที่ดำเนินการวิจัยตั้งแต่ปี 2554

รศ.ดร.ธงไทย วิฑูรย์

ผู้วิจัยตั้งโจทย์ว่า จะนำ CO2 ที่เกิดขึ้นจากกระบวนการผลิตในอุตสาหกรรมมาใช้ประโยชน์ได้หรือไม่ ผลการศึกษาที่ได้นั้น “รศ.ดร.ธงไทย” ในฐานะนักวิจัยเจ้าของผลงานอธิบายว่า เพื่อนำก๊าซ CO2 มาเป็นวัตถุดิบตั้งต้นเคมีภัณฑ์อื่น ๆ เช่น โพลีเอทิลีนและโพลีโพรพิลีน ที่นำไปผลิตเป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์ รวมถึงชิ้นส่วนรถยนต์ และเสื้อเกราะกันกระสุน ด้วยการนำวัตถุตั้งต้นที่เรียกว่า”โอเลฟินส์” มาใช้

ซึ่งสอดคล้องกับผู้ร่วมวิจัยอย่าง ปตท.ที่ต้องใช้โอเลฟินส์ในการผลิต ยิ่งเมื่อคาดการณ์ในอนาคตจะเห็นว่า มีแนวโน้มที่ปริมาณน้ำมันดิบจะเริ่มมีการผลิตน้อยลงอย่างต่อเนื่อง และอาจกระทบโดยตรงต่อความมั่นคงด้านวัตถุดิบ และการพัฒนาอย่างยั่งยืนได้

“สำหรับโอเลฟินส์ที่ว่านี้จะนำมาเป็นวัตถุดิบตั้งต้นเคมีภัณฑ์อื่น ๆ เช่น โพลีเอทิลีนและโพลีโพรพิลีน ที่ค่อนข้างมีความพิเศษ เพราะนำไปผลิตเป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์ รวมถึงชิ้นส่วนรถยนต์ และเสื้อเกราะกันกระสุน ซึ่งสอดคล้องกับผู้ร่วมวิจัยอย่าง ปตท.ที่ต้องใช้โอเลฟินส์ในการผลิต ยิ่งเมื่อคาดการณ์ในอนาคตจะเห็นว่า มีแนวโน้มที่ปริมาณน้ำมันดิบจะเริ่มมีการผลิตน้อยลงอย่างต่อเนื่อง และอาจกระทบโดยตรงต่อความมั่นคงด้านวัตถุดิบ และการพัฒนาอย่างยั่งยืนด้านพลังงานในอนาคตได้”

“ฉะนั้น จึงต้องหาแหล่งวัตถุดิบเพื่อทดแทน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการศึกษาถึงการผลิตสารตั้งต้นอย่างโอเลฟินส์ ที่ใช้ต้นทุนต่ำ แต่ได้ผลมาก เมื่อพิจารณาจากความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างของตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการเปลี่ยนก๊าซ CO2 เป็นโอเลฟินส์ ทำให้พบว่ามีโลหะออกไซด์กลุ่มโอเลฟินส์สูงถึง 21 ซึ่งเป็นค่าสูงที่สุด เท่าที่เคยมีการวิจัยมา จึงได้จดอนุสิทธิบัตรและเผยแพร่ผลงานบางส่วนในวารสารวิชาการนานาชาติ”

ขณะนี้คณะวิจัยกำลังร่วมกันพัฒนาสูตรตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อให้ได้ร้อยละผลได้ของโอเลฟินส์เพิ่มขึ้นเป็น 30% เพื่อให้เกิดความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ และนำไปสู่การใช้งานจริงในเชิงพาณิชย์ของกลุ่มธุรกิจ ปตท.ที่จะเกิดขึ้นในอนาคต

ทั้งนี้ “รศ.ดร.ธงไทย” ยังระบุถึงโอเลฟินส์ในแง่ของการทำธุรกิจปิโตรเคมีว่า ในปัจจุบันสารโอเลฟินส์ถูกผลิตรวมอยู่ที่ 2.89 ล้านตัน/ปี ถ้าผลิตโอเลฟินส์ 1 ตัน โดยใช้ก๊าซ CO2 มาเป็นสารตั้งต้น จะมีต้นทุนการผลิตอยู่ที่ 573 เหรียญสหรัฐ/ตันโอเลฟินส์ และมีราคาขายที่ 900 เหรียญสหรัฐ/ตันโอเลฟินส์ สร้างกำไร 337 เหรียญสหรัฐ/ตันโอเลฟินส์ เมื่อพิจารณาในแง่สิ่งแวดล้อม หาก ปตท.สร้างโรงงานผลิตโอเลฟินส์ 1 แสนตัน/ปี จะสร้างกำไรทั้งสิ้น 33.7 ล้านเหรียญสหรัฐ/ปี หรือคิดเป็น 1,045 ล้านบาท/ปี ขนาด1 แสนตัน/ปี และนำก๊าซ CO2 กลับมาใช้ได้ 3.14 แสนตัน/ปี จึงช่วยชะลอการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้อีกด้วย

“การนำก๊าซ CO2 ที่เหลือทิ้งจากอุตสาหกรรมต่าง ๆ มาเปลี่ยนเป็นสารเคมีมูลค่าเพิ่ม เป็นทางเลือกหนึ่งที่น่าสนใจ เพราะนอกจากจะช่วยบรรเทาปัญหาโลกร้อนแล้วยังสามารถสร้างมูลค่าทางเศรษฐกิจให้กับเราได้อีกด้วย ยิ่งไปกว่านั้นถือว่าเป็นการลดการนำเข้าเทคโนโลยีจากต่างประเทศ งานวิจัยนี้นอกจากเป็นการสร้างองค์ความรู้และเทคโนโลยีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมให้กับกลุ่มอุตสาหกรรมปิโตรเคมีในประเทศแล้ว ยังสามารถสร้างเสถียรภาพด้านวัตถุดิบ และเป็นจุดเริ่มต้นของการพัฒนาอย่างยั่งยืนของอุตสาหกรรมนี้และเกี่ยวเนื่องไปยังอุตสาหกรรมอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องภายในประเทศได้เป็นอย่างดี”รศ.ดร.ธงไทยกล่าว

รายงานเพิ่มเติมระบุว่า ในแง่ของการต่อยอดผลวิจัยนั้นสอดคล้องกับแผนธุรกิจ ที่กำลังลงทุนในโครงการปรับปรุงกระบวนการผลิตโอเลฟินส์ (Olefins Reconfiguration Project) เพื่อเพิ่มศักยภาพในการผลิตโอเลฟินส์ โรงงานมาบตาพุด จังหวัดระยอง ที่อยู่ในระหว่างดำเนินการก่อสร้าง และคาดว่าจะแล้วเสร็จในปี 2563 นี้