เปลี่ยนอากาศพิษเป็นสิ่งของหลากสิ่ง ตั้งแต่กางเกงโยคะ ไปถึงเพชรน้ำงาม

มนุษยชาติกำลังเผชิญวิกฤตทางสิ่งแวดล้อมอันเนื่องมาจาก “คาร์บอน” ธาตุพื้นฐานที่เราพบได้ทั่วไป แต่คาร์บอนส่วนเกินที่ถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศโลกในรูปของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์นั้น ทำให้เกิดภาวะโลกร้อนและการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศที่ไม่อาจจะแก้ไขให้หวนกลับคืนมาเป็นดังเดิมได้

ถึงกระนั้นก็ตาม คาร์บอนยังคงเป็นองค์ประกอบสำคัญของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด โดยเป็นทั้งอาหารหล่อเลี้ยงร่างกาย และเป็นแหล่งพลังงานที่ช่วยขับเคลื่อนระบบเศรษฐกิจโลก ในเมื่อเราทุกคนต้องอาศัยคาร์บอนในการดำรงชีวิตเป็นประจำอยู่แล้ว เหตุใดจึงไม่ขจัดคาร์บอนส่วนเกินที่ก่อมลพิษทางอากาศ โดยนำเอามาใช้ประโยชน์แบบยิงปืนนัดเดียวได้นกสองตัวไปเสียเลย

ปัจจุบันมีโครงการของภาคเอกชนจำนวนมาก ที่ต้องการดักจับหรือดึงเอาก๊าซเรือนกระจกมาใช้ประโยชน์ในทางอุตสาหกรรม ตัวอย่างเช่นบริษัท Climeworks ของสวิตเซอร์แลนด์ และบริษัท Carbon Engineering ของแคนาดา ได้ร่วมกันวางแผนเตรียมจะใช้เทคโนโลยีดักจับอากาศโดยตรง (Direct Air Capture – DAC) เพื่อสกัดเอาคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศรอบตัวเรามาผลิตสินค้าต่าง ๆ หลากชนิด ตั้งแต่กางเกงโยคะไปจนถึงเพชรน้ำงาม

แต่เทคโนโลยี DAC นั้นมีต้นทุนค่าใช้จ่ายสูง ทั้งยังไม่ใช่วิธีการที่สามารถตัดลดการปล่อยคาร์บอนได้อย่างสมบูรณ์แบบ บรรดาผู้ประกอบการที่คิดค้นและพัฒนารวมทั้งใช้เทคโนโลยี DAC ต่างยอมรับเป็นเสียงเดียวกันว่า กระบวนการดักจับและสกัดคาร์บอนจากอากาศนั้น มีแนวโน้มจะผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนหนึ่งออกสู่ชั้นบรรยากาศโลกเสียเอง ทำให้เทคโนโลยีดังกล่าวยังไม่ค่อยจะมีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อมมากนักในขณะนี้

แม้จะประสบปัญหาย้อนแย้งดังกล่าว แต่เหล่าผู้เชี่ยวชาญต่างเห็นพ้องกันว่า การริเริ่มใช้เทคโนโลยีที่ช่วยขจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (Carbon Dioxide Removal – CDR) ซึ่งรวมถึงเทคโนโลยี DAC ด้วยนั้น ถือเป็นสิ่งจำเป็นที่จะต้องลงมือทำโดยด่วน เพื่อหลีกเลี่ยงภาวะวิกฤตของภูมิอากาศโลกที่กำลังใกล้เข้ามา

คณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของสหประชาชาติ (IPCC) เผยแพร่ผลสรุปจากการประเมินทางวิทยาศาสตร์ ในรายงานประจำเดือนเมษายน ปี 2022 ว่า “การนำเทคโนโลยี CDR มาช่วยถ่วงดุลการปล่อยคาร์บอนสู่ชั้นบรรยากาศ ซึ่งปัจจุบันเป็นภาวการณ์ที่ยากจะบรรเทายับยั้งได้นั้น ถือเป็นสิ่งที่ไม่อาจจะละเลยได้ หากต้องการให้อัตราการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเป็นศูนย์”

ความจำเป็นดังกล่าวมีการตอบรับจากภาคธุรกิจและตลาดโลกเป็นอย่างดี แม้กิจการเพื่อสิ่งแวดล้อมส่วนใหญ่ในปัจจุบัน มักจะนำคาร์บอนส่วนเกินลงฝังเก็บใต้ดินหรือจมมันลงใต้ทะเล แต่ก็มีผู้ประกอบการรายใหม่ ๆ จำนวนมากขึ้น ที่เล็งจะใช้ประโยชน์จากคาร์บอนส่วนเกินในการผลิตสินค้าอย่างจริงจัง

ข้อมูลจากสำนักข่าวรอยเตอร์เมื่อปี 2021 ระบุว่ามีบริษัทสตาร์ตอัปจำนวนไม่น้อยเข้ามามีส่วนร่วมในการใช้เทคโนโลยีดักจับคาร์บอนในอากาศ โดยทั้งหมดสามารถระดมทุนเพื่อผลิตสินค้าจากคาร์บอนส่วนเกินได้ถึง 800 ล้านดอลลาร์สหรัฐฯ ซึ่งสูงกว่าที่เคยระดมทุนได้ในปี 2020 ถึง 3 เท่า

เพชรแกร่งจากอากาศเบาบาง

อะตอมคาร์บอนที่ถูกบีบอัดด้วยแรงดันมหาศาลจนมีความหนาแน่นสูง จะกลายสภาพเป็นเพชรซึ่งถือเป็นอัญมณีเลอค่าและหนึ่งในวัสดุที่แข็งแกร่งที่สุดของโลก ปัจจุบันบริษัท Aether ในนครนิวยอร์ก สามารถสังเคราะห์เพชรจากคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศได้แล้ว โดยทุกขั้นตอนการผลิตใช้พลังงานสะอาดที่มีความยั่งยืน

เพชรที่สังเคราะห์ขึ้นในห้องปฏิบัติการนี้ มีรูปลักษณ์ภายนอกและโครงสร้างทางเคมีเหมือนกับเพชรแท้ที่ขุดจากเหมืองทุกประการ ทั้งยังมีใบรับรองจากสถาบันอัญมณีระหว่างประเทศ (IGI) อีกด้วย หากต้องการจะแยกแยะให้ได้ว่าเพชรเม็ดไหนทำจากคาร์บอนส่วนเกิน ก็ต้องอาศัยการวิเคราะห์เชิงลึกทางเคมีเพียงอย่างเดียวเท่านั้น

เพชรสังเคราะห์ของบริษัท Aether ผลิตขึ้นภายใต้ความร่วมมือกับบริษัท Climeworks โดยใช้เครื่องดูดสุญญากาศขนาดยักษ์ดูดเอามวลอากาศเข้ามา โดยมีตัวกรองคอยดักจับคาร์บอนไดออกไซด์และสารมลพิษอื่น ๆ เอาไว้ วัตถุดิบที่ดักจับมาได้จะถูกส่งไปโรงงานในยุโรปเพื่อเปลี่ยนเป็นมีเทน (CH4) ซึ่งก็คือสารไฮโดรคาร์บอนที่จะเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์เพชรต่อไป

ที่โรงงานของ Aether ในนครชิคาโก เตาปฏิกรณ์จะใช้ความร้อนและแรงดันสูงบีบอัดมีเทน เพื่อให้ผลึกของเพชร “งอก” และเติบโตขึ้นมา โดยกระบวนการนี้จะใช้เวลาเพียง 3-4 สัปดาห์ แทนที่จะเป็นหลายล้านปีเหมือนกระบวนการทางธรณีวิทยาในธรรมชาติ

นอกจากบริษัท Aether แล้ว บริษัท Vrai ที่ได้รับการสนับสนุนจากดาราดัง ลีโอนาร์โด ดิคาปริโอ ยังแถลงว่าเพชรสังเคราะห์จากคาร์บอนส่วนเกินของตน ซึ่งผลิตที่โรงหล่อโลหะในทางตะวันตกเฉียงเหนือของสหรัฐฯ นั้น มาจากการผลิตที่ใช้พลังงานน้ำจากเขื่อนในแม่น้ำโคลัมเบียล้วน ๆ โดยโรงหล่อแห่งนี้ผ่านการรับรองว่าเป็นกลางทางคาร์บอน (carbon neutral) หรือปล่อยคาร์บอนในปริมาณเท่ากับที่ดูดซับกลับคืนมาได้ ตั้งแต่ปี 2017

กางเกงโยคะ และอื่น ๆ

บริษัท LanzaTech ในนครชิคาโก เป็นบริษัทสตาร์ตอัปที่มุ่งแปรรูปคาร์บอนส่วนเกินให้เป็นสินค้าหลากหลายรูปแบบ ไม่ว่าจะเป็นกางเกงโยคะ บรรจุภัณฑ์อาหาร ไปจนถึงผงซักฟอก

บริษัทแห่งนี้มีความเชี่ยวชาญเป็นพิเศษ ในการเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่โรงงานอุตสาหกรรมปล่อยออกมาให้กลายเป็นเอทานอล โดยพึ่งพากระบวนการย่อยอาหารและสร้างพลังงานของแบคทีเรียชนิดที่ไม่ใช้ออกซิเจนสายพันธุ์หนึ่ง

มีการค้นพบแบคทีเรียสายพันธุ์ดังกล่าวเมื่อหลายสิบปีก่อนในมูลของกระต่าย โดยทางบริษัทนำมันมาผ่านการดัดแปลงพันธุกรรมเป็นพิเศษ จนสามารถผลิตเอทานอลที่นำไปทำวัสดุสังเคราะห์ได้หลากหลายชนิด โดยล่าสุด LanzaTech จับมือกับบริษัทค้าปลีกเสื้อผ้า Lululemon ซึ่งมีชื่อเสียงในเรื่องของกางเกงโยคะ ผลิตเส้นใยสำหรับทอผ้าที่มาจากคาร์บอนส่วนเกินได้เป็นรายแรกของโลก

คอนกรีตที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น

บริษัท Heirloom ในรัฐแคลิฟอร์เนีย ไม่ได้ใช้พัดลมดูดอากาศขนาดยักษ์ช่วยจับคาร์บอนเหมือนกับบริษัทอื่น ๆ แต่ใช้หินปูนมาดูดซับคาร์บอนจากอากาศโดยตรง จากนั้นจะนำไปฝังดินหรือนำไปผลิตคอนกรีตที่มีความแข็งแกร่งเป็นพิเศษ

หินปูนนั้นประกอบด้วยแคลเซียมออกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์จับตัวอยู่รวมกัน ทำให้หินปูนเป็นแหล่งดูดซับคาร์บอนตามธรรมชาติแหล่งใหญ่ของโลก ทางบริษัท Heirloom ได้นำหินปูนมาบดและให้ความร้อนจนมันคายก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาเล็กน้อย จากนั้นจะนำแคลเซียมออกไซด์ที่เหลือไปใช้เป็น “ฟองน้ำ” ดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนเกินปริมาณมากในบรรยากาศได้ โดยนำไปตั้งเรียงซ้อนกันกลางแจ้งเพียง 3 วัน ก็จะดูดซับคาร์บอนจนคืนสภาพเป็นหินปูนได้เหมือนเดิม แทนที่จะต้องใช้เวลาหลายปีอย่างกระบวนการที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ

นอกจากนี้ Heirloom ยังร่วมกับบริษัท CarbonCure ในแคนาดา เพื่อนำคาร์บอนไดออกไซด์ที่ดักจับได้ด้วยหินปูนมาแปรรูปให้กลายเป็นแร่ธาตุในสถานะของแข็ง ซึ่งเมื่อผสมลงในคอนกรีตแล้วจะช่วยให้มันกลายเป็นวัสดุที่มีโครงสร้างแข็งแกร่งยิ่งขึ้น โดยไม่ต้องอาศัยการผสมซีเมนต์ในภายหลัง ทั้งยังช่วยในด้านสิ่งแวดล้อม เนื่องจากทั้งคอนกรีตและซีเมนต์นั้นเป็นวัสดุที่ทำให้เกิดการปล่อยคาร์บอนถึง 8% ของทั้งโลก

บริษัท Heirloom ตั้งเป้าว่าจะใช้หินปูนดึงคาร์บอนส่วนเกินจากบรรยากาศให้ได้ 1,000 ล้านตัน ภายในปี 2035 ซึ่งจะทำให้วิธีการนี้เป็นเทคโนโลยี DAC ที่มีประสิทธิภาพและมีความคุ้มค่ามากที่สุดในโลก

เทคโนโลยี DAC เชื่อถือได้ไหม

แม้เราจะผลิตสินค้าหลากหลายชนิดได้จากการดักจับคาร์บอนในบรรยากาศ แต่เทคโนโลยี DAC นั้นยังใหม่อยู่มาก และยังคงต้องเสียค่าใช้จ่ายสูง

รายงานของสถาบันทรัพยากรโลก (WRI) ที่เผยแพร่เมื่อเดือนพฤษภาคม ปี 2022 ระบุว่าปัจจุบันมีโรงงานที่ใช้เทคโนโลยี DAC เพียง 18 แห่ง โดยแต่ละแห่งมีขนาดเล็กใหญ่แตกต่างกันไป แต่สามารถดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนเกินรวมกันได้เพียง 8,000 ล้านตันต่อปี ซึ่งคิดแล้วเท่ากับไอเสียที่ปล่อยจากรถยนต์ 1,740 คัน ภายใน 1 ปีเท่านั้น

ต้นทุนในการใช้เทคโนโลยี DAC นั้นมีอยู่หลากหลายระดับ ตั้งแต่ 250 ไปจนถึง 600 ดอลลาร์สหรัฐฯต่อคาร์บอนไดออกไซด์ที่ดึงมาได้ 1 ตัน ซึ่งจัดว่าแพงกว่าการปลูกป่าทดแทนเพื่อดึงคาร์บอนจากบรรยากาศ ซึ่งมีค่าใช้จ่ายเพียง 50 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อคาร์บอน 1 ตันเท่านั้น

การที่คาร์บอนไดออกไซด์จะถูกเจือจางในบรรยากาศจนเหลือความเข้มข้นเพียง 400 ส่วนในล้านส่วน (ppm) ทำให้เทคโนโลยี DAC จับคาร์บอนได้ในปริมาณน้อย หากเปรียบโมเลกุลของอากาศทั้งหมดเท่ากับลูกเทนนิส 5,000 ลูก ในจำนวนนั้นจะมีเพียง 2 ลูกที่เป็นคาร์บอนไดออกไซด์

ผศ. ปีเตอร์ ซาราส ผู้เชี่ยวชาญด้านวิศวกรรมเคมีและชีวโมเลกุลจากมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย บอกว่าโลกควรจะต้องเริ่มเดินหน้าใช้เทคโนโลยี DAC แก้ปัญหาสิ่งแวดล้อมอย่างจริงจังเสียแต่บัดนี้ แม้ว่าจะยังมีปัญหาทางเทคนิคมากมายก็ตาม

“ตอนนี้เราไม่มีเวลาพอที่จะคอยการพัฒนาเทคโนโลยี DAC และ CDR ให้สามารถรองรับภาระหนักในระดับที่จะบรรลุเป้าหมายทางภูมิอากาศของเราได้ เราต้องเริ่มลงมือทำไปเลยตั้งแต่วันนี้ มิฉะนั้นจะไม่อาจยกระดับเทคโนโลยีให้ทันกับสถานการณ์ได้”

ผศ. ซาราส ยังกล่าวเสริมว่า เทคโนโลยี DAC นั้นเรียบง่ายไม่ซับซ้อน จนแวดวงวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมสามารถให้การยอมรับและนำไปใช้ได้ง่าย เนื่องจากกระบวนการทั้งหมดสามารถเฝ้าสังเกตโดยวัดค่าต่าง ๆ และตรวจสอบได้อย่างชัดเจน ต่างจากการปลูกป่าทดแทน ซึ่งแม้จะมีราคาถูกแต่ประสิทธิภาพนั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยที่ซับซ้อนหลายประการ ทั้งยังไม่อาจจะตรวจวัดได้อย่างชัดเจนว่า ป่าไม้สามารถดึงคาร์บอนส่วนเกินจากบรรยากาศได้เป็นปริมาณเท่าใดกันแน่

หมายเหตุ : ข่าว บีบีซีไทย ที่เผยแพร่ในเว็บไซต์ประชาชาติธุรกิจ เป็นความร่วมมือของสององค์กรข่าว