เพราะการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของโลกกลายเป็นปัญหาสำคัญ จึงต้องส่งเสริมการใช้เทคโนโลยีที่ควบคุมการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ หรือ Climate Tech มาใช้ เพื่อช่วยลดการปล่อยมลพิษ และการขับเคลื่อนสู่เป้าหมายการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์ (Net Zero) ตามที่ประเทศไทยตั้งเป้าไว้

สอวช. ชวนไปดูงานวิจัยที่น่าสนใจจาก McKinsey เกี่ยวกับ ‘Climate Tech’ ที่มีส่วนช่วยในการควบคุมการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ซึ่งคาดว่าหากได้รับการพัฒนาอย่างเต็มที่ก็จะสามารถช่วยลดการปล่อยมลพิษได้ประมาณ 60% เพื่อรักษาเสถียรภาพของสภาพอากาศภายในปี ค.ศ. 2050 ด้วย 5 กลุ่ม Climate Tech ที่สามารถดึงดูดเงินลงทุนกว่า 2 ล้านล้านดอลลาร์ต่อปี ภายในปี ค.ศ. 2025 และลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกลง 40% ภายในปี ค.ศ. 2050 ได้แก่

1. พลังงานไฟฟ้า (Electrification)

2. เกษตรกรรม (Agriculture)

3. สร้างโครงข่ายไฟฟ้า (Power grid)

4. การใช้ไฮโดรเจน (Hydrogen)

5. การดักจับคาร์บอน (Carbon capture)

ไปดูกันว่าทั้ง 5 กลุ่ม Climate Tech จะมีเทคโนโลยีแบบไหนที่น่าสนใจ ในแต่ละกลุ่มบ้าง และมีส่วนช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก และนำไปสู่เป้าหมาย Net Zero ได้อย่างไร ไปดูกัน!

1. พลังงานไฟฟ้า (Electrification) 

การเปลี่ยนรูปแบบการใช้พลังงานให้อยู่ในรูปแบบพลังงานไฟฟ้าเปลี่ยนการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้า หรือพลังงานทางเลือกเป็นหลัก ซึ่งคาดการณ์ว่าจะช่วยลดคาร์บอนไดออกไซด์ได้ประมาณ 5.0 กิกะตันต่อปี ในปี ค.ศ. 2050 ได้แก่

 พัฒนาแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า
ต้องพัฒนาแบตเตอรี่ EV ที่ดีกว่าเดิม และลดต้นทุนแบตเตอรี่ให้ได้ครึ่งหนึ่งของยานยนต์ EV หรือจะต้องต่ำกว่าราคาแบตเตอรี่ในปัจจุบันที่อยู่ที่ 100 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์ โดยการปรับปรุงส่วนประกอบภายในเพื่อที่จะเพิ่มความหนาแน่นพลังงานและลดต้นทุน

 ซอฟต์แวร์ควบคุมแบตเตอรี่
โปรแกรมควบคุมการใช้งานแบตเตอรี่จะช่วยชดเชยพลังงานที่ขาดแคลน รวมไปถึงย่นระยะเวลาการชาร์จให้สั้นลง นอกจากนี้ ซอฟต์แวร์ดังกล่าวยังช่วยยืดอายุการใช้แบตเตอรี่ให้สอดคล้องกับการใช้งานของรถด้วย

 ระบบการจัดการพลังงานในอาคารที่มีประสิทธิภาพ
การใช้พลังงานในอาคารมีส่วนในการปล่อยก๊าซคาร์บอนทั่วโลกประมาณ 7% เพราะฉะนั้น การนำพลังงานไฟฟ้ามาใช้ในอาคารจะสามารถช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนได้

 การใช้พลังงานไฟฟ้าในอุตสาหกรรม
หากราคาพลังงานหมุนเวียนและอุปกรณ์ไฟฟ้าลดลง การประกอบการในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ก็จะสามารถลดต้นทุนและลดปริมาณการปล่อยมลพิษได้โดยใช้พลังงานไฟฟ้าในการดำเนินงานเป็นหลัก

2. เกษตรกรรม (Agriculture) 

การทำการเกษตรนั้นมีสัดส่วนร้อยละ 20 ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลก ซึ่งก๊าซมีเทนจากการทำเกษตรกรรม เป็นก๊าซที่มีบทบาทก่อให้เกิดก๊าซเรือนกระจก การลดการปล่อยก๊าซมีเทนจากการเกษตรจะต้องอาศัยการเปลี่ยนแปลงในวิถีการทำฟาร์ม การบริโภค การจัดการวัตถุดิบและขยะ รวมถึงการเก็บผลผลิต โดยในส่วนนี้จะเปลี่ยนแปลงได้โดยใช้ Climate Technologies ที่เกษตรกรสามารถเข้าถึงได้ ซึ่งจะต้องลดต้นทุน ใช้โปรแกรมช่วยเหลือ และปรับปรุงโครงสร้างพื้นฐาน

 อุปกรณ์ทางการเกษตรที่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกเป็นศูนย์
ด้วยการเปลี่ยนอุปกรณ์ และเครื่องจักรที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลแบบดั้งเดิม เช่น รถแทร็กเตอร์ รถเก็บเกี่ยว เครื่องอบแห้ง ไปเป็นอุปกรณ์แบบที่ไม่ปล่อยมลพิษ

 เลือกบริโภคโปรตีนจากพืช
กระบวนการย่อยอาหารของโค และสัตว์เคี้ยวเอื้องนั้น คิดเป็นหนึ่งในสาม หรือสี่ ของปริมาณการปล่อยก๊าซมีเทนทั่วโลก ในการที่จะลดปริมาณก๊าซมีเทนนั้น ผู้บริโภคเป็นตัวช่วยสำคัญในการเลือกบริโภคอาหารทางเลือกที่มีสารอาหารเทียบเท่ากับเนื้อสัตว์และผลิตภัณฑ์จากนม อาทิ โปรตีนจากพืช หรือ Plant-based นอกจากเนื้อสัตว์ที่ทำจากพืช ยังมีตัวเลือกโปรตีนอีกรูปแบบหนึ่งนั่นก็คือ เนื้อสัตว์ที่เกิดจากการเพาะเนื้อเยื่อจากเซลล์สัตว์ในห้องทดลอง หรือ Cultivated Meats เป็นต้น

 สารยับยั้งการปล่อยก๊าซมีเทน
บริษัทต่าง ๆ อยู่ระหว่างพัฒนาผลิตภัณฑ์สารที่ใช้เสริมในอาหารสัตว์ และสารทดแทนอาหารสัตว์ที่จะช่วยยับยั้งการผลิตก๊าซมีเทนได้ โดยจากการทดลองแสดงให้เห็นว่าสารตั้งต้นที่ชื่อว่า Propionate ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถยับยั้งการปล่อยก๊าซมีเทนจากโคได้โดยไม่ส่งผลกระทบต่อการเจริญเติบโตของสัตว์ โดยสารดังกล่าวได้เข้าสู่กระบวนการอนุมัติของสหภาพยุโรปแล้ว

 การแปรรูปมูลสัตว์แบบไม่ใช้ออกซิเจน
การแปรรูปมูลสัตว์ให้เป็นปุ๋ยแบบไม่ใช้ออกซิเจนจะช่วยลดการปล่อยมลพิษและยังผลิตก๊าซชีวภาพ สามารถนำมาใช้ในฟาร์ม ขายเพื่อเป็นพลังงานให้กับกริดไฟฟ้า หรือนำมาผลิตไฮโดรเจนทองคำ (gold hydrogen)

 วิศวกรรมชีวภาพ
ช่วยเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรและกำจัดคาร์บอน ลดการปล่อยมลพิษ เทคโนโลยีที่อาจใช้ได้จริงในอนาคต ได้แก่ การแก้ไขยีนพืชให้ต้านทานโรคได้ และการจัดการไมโครไบโอมในดิน

3. สร้างโครงข่ายไฟฟ้า (Power grid) 

การสร้างโครงข่ายสำรองไฟฟ้าใหม่เพื่อส่งมอบพลังงานสะอาด หากมองโครงข่ายไฟฟ้าแบบดั้งเดิมเกือบทุกแห่งพบว่าไม่มีประสิทธิภาพ อีกทั้งใช้คาร์บอนในปริมาณมาก ยิ่งไปกว่านั้นไม่มีโครงข่ายไหนเลยที่จะสามารถรับมือกับความต้องการไฟฟ้าที่จะเพิ่มขึ้นสองเท่าภายในปี ค.ศ. 2050 ได้ จึงต้องมีการเร่งพัฒนาการสร้างโครงข่ายไฟฟ้าที่มีกำลังการผลิตพลังงานหมุนเวียนสูงขึ้น เพื่อให้บรรลุเป้าหมายไม่ให้โลกร้อนขึ้น 1.5 องศาเซลเซียส เพิ่มความสามารถการจัดเก็บพลังงาน เพื่อป้องกันไม่ให้พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมขาดความต่อเนื่องและยกระดับการกระจายไฟฟ้าให้สามารถกระจายไฟฟ้ารองรับระบบกักเก็บไฟฟ้าทั้ง front-of-the-meter และ behind-of-the-meter โดยเทคโนโลยีที่จะนำไปสู่โครงข่ายไฟฟ้าที่ปล่อยคาร์บอนเป็นศูนย์ มีดังนี้

เทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานระยะยาว
เพื่อกักเก็บพลังงานให้เพียงพอต่อการจ่ายไฟให้กับโครงข่ายไฟฟ้าเป็นเวลากว่าสองสัปดาห์ขึ้นไป

ระบบการควบคุมขั้นสูง
เทคโนโลยีการควบคุมขั้นสูงจะมาช่วยรองรับการใช้งานโครงข่ายไฟฟ้าให้เป็นไปอย่างยืดหยุ่นและปลอดภัย เช่น หม้อแปลงไฟฟ้าแบบ solid state ตัวควบคุมกระแสไฟฟ้า AC ที่ยืดหยุ่นขั้นสูง ควบคุมการไหลเวียนของไฟฟ้าในโครงข่ายได้ดี

ซอฟต์แวร์และการสื่อสาร
โครงข่ายไฟฟ้าสมัยใหม่จำเป็นต้องอาศัยระบบการสื่อสารที่มีความเร็วสูง เพื่อรักษาสมดุลการกระจายไฟฟ้าระหว่างเครือข่าย โดยซอฟต์แวร์จะทำหน้าที่รักษาสมดุลของโครงข่ายไฟฟ้าหากมีกำลังสำรองหมุนเวียนน้อยลง มีเครื่องมือตรวจสอบสภาพและตามหาข้อผิดพลาด โดยซอฟต์แวร์การจัดการพลังงานแบบกระจายจะช่วยประสานเครื่องมือและการส่งต่อข้อมูลภายในโครงข่ายไฟฟ้าที่มีความปลอดภัยทางไซเบอร์

 Vehicle-to-grid integration หรือการนำพลังงานไฟฟ้าจากยานยนต์กลับสู่ระบบไฟฟ้า เทคโนโลยีที่จะช่วยเปลี่ยนพลังงานแบตเตอรี่กลับคืนสู่พลังงานไฟฟ้าได้ เช่น อุปกรณ์อินเวอร์เตอร์ที่ติดตั้งบนหลังคาพลังงานแสงอาทิตย์ แบตเตอรี่ติดกับผนัง แบตเตอรี่ EV เป็นต้น

Building-to-grid integration
อาคารที่มีที่กักเก็บพลังงาน สามารถป้อนพลังงานเข้าสู่โครงข่ายเมื่อมีความต้องการ ซึ่งจะช่วยสร้างรายได้ให้กับเจ้าของอาคารอีกด้วย

พลังงานนิวเคลียร์รุ่นถัดไป
ในปัจจุบันเริ่มมีการผลักดันใช้พลังงานนิวเคลียร์ในฐานะพลังงานที่ปราศจากการปล่อยก๊าซคาร์บอน เทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นร่วมกับพลังงานนิวเคลียร์รุ่นต่อไป รวมไปถึงเครื่องปฏิกรณ์ที่ระบายความร้อนด้วยโซเดียมและเกลือหลอมเหลว และเครื่องปฏิกรณ์ที่ระบายความร้อนด้วยฮีเลียมที่เรียกว่า “GenIV” โดยธุรกิจต่าง ๆ เริ่มผลักดันเทคโนโลยีดังกล่าวให้มีต้นทุนต่ำ และมีโครงการสนับสนุนจากภาครัฐเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

วัสดุประสิทธิภาพสูง
จากความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์สามารถผลิตวัสดุสำหรับรองรับการใช้พลังงานสะอาดได้หลากหลายวิธี เช่น โซลาร์เซลล์ที่ทำมาจากวัสดุผสมระหว่างตะกั่วหรือดีบุกกับเฮไลด์ ที่ช่วยดูดซับ กักเก็บ และเปลี่ยนพลังงาน เป็นคริสตัลชนิดพิเศษที่ให้ประสิทธิภาพเหนือกว่าสารซิลิกอนที่ใช้ในโซลาร์เซลล์ทั่วไป

4. การใช้ไฮโดรเจน (Hydrogen)

ไฮโดรเจนนั้นมีบทบาทสำคัญในฐานะตัวกลางลำเลียงพลังงานสะอาดด้วยคุณสมบัติที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูง และมีการเผาไหม้เชื้อเพลิงเป็นศูนย์ ทำให้ไฮโดรเจนช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้ 30% ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น การบินและการขนส่ง อุตสาหกรรมต่าง ๆ โดยมีเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับการใช้ไฮโดรเจน ดังต่อไปนี้

การผลิตไฮโดรเจนต้นทุนต่ำ
กระบวนการผลิตที่จะส่งผลให้ไฮโดรเจนมีต้นทุนต่ำได้นั่นก็คือ อิเล็กโทรลิซิส (Electrolysis) กระบวนการแยกอะตอมของน้ำที่ทำโดยการผ่านกระแสไฟฟ้ากระแสตรงในน้ำ ผลที่ได้คือแก๊สออกซิเจนและไฮโดรเจน หากกระบวนการดังกล่าวสามารถดำเนินการได้ผ่านพลังงานไฟฟ้าหมุนเวียน ผลลัพธ์ที่ได้คือ “ไฮโดรเจนสีเขียว” ที่ปราศจากคาร์บอน ทั้งนี้ ค่าใช้จ่ายของกระบวนการอิเล็กโทรลิซิสจะลดลง 60 – 80 % ในอีก 10 ปีข้างหน้า

เชื้อเพลิงขนส่งทางถนน
ความหนาแน่นของพลังงานไฮโดรเจนที่สูงขึ้นช่วยให้รถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน (FCEV) รองรับการขนส่งระยะไกล หากต้องการให้มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย จะต้องมีราคาถูกลง และสร้างสถานีเติมเชื้อเพลิงให้มากขึ้น

การผลิตแอมโมเนีย
แอมโมเนียที่ทำมาจากไฮโดรเจนปลอดคาร์บอน เป็นเชื้อเพลิงอย่างดีที่ลำเลียงไฮโดรเจนบริสุทธิ์ในปริมาณที่มากขึ้น และสามารถนำกลับไปแปรสภาพเป็นไฮโดรเจนเหลวที่มีความปลอดภัยสูง นำไปใช้กับเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์ต่อไปได้

การผลิตเหล็ก
เนื่องจากอุตสาหกรรมเหล็กคือหนึ่งในอุตสาหกรรมที่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกมากที่สุด หรือประมาณ 7-9% จากการปล่อยมลพิษทั่วโลก เนื่องจากการใช้เตาหลอมเหล็กแบบดั้งเดิม การใช้ไฮโดรเจนสีเขียวเป็นก๊าซสำหรับเตาหลอมเหล็กจะนำไปสู่การผลิตเหล็กแบบปราศจากคาร์บอนได้

เชื้อเพลิงการบิน
เมื่อการท่องเที่ยวฟื้นตัวจากโควิด-19 คาดว่าจะมีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกประมาณ 3% จากการปล่อยมลพิษทั่วโลกจากการเดินทางโดยเครื่องบิน ซึ่งทางเลือกที่ช่วยแก้ไขปัญหาดังกล่าวคือ เชื้อเพลิงการบินที่ทำมาจากพลังงานหมุนเวียนอย่างไฮโดรเจน

5. การดักจับคาร์บอน (Carbon capture) 

การดักจับคาร์บอน การใช้ และการกักเก็บคาร์บอน (CCUS) ในปัจจุบันเทคโนโลยี CCUS มีส่วนช่วยอุตสาหกรรมการผลิตพลังงานได้ในหลายแง่มุม และยังจำเป็นต้องมีการวิจัยและพัฒนาเพิ่มเติมเพื่อลดต้นทุน

เทคโนโลยีการดักจับคาร์บอนก่อนและหลังการเผาไหม้
เทคโนโลยีดักจับคาร์บอนก่อนเผาไหม้อย่างหัวเชื้อเพลิงที่ทำจากก๊าซออกซิเจนเป็นวิธีหนึ่งที่ช่วยดักจับคาร์บอนจากแหล่งกำเนิดพลังงานได้ในราคาที่ไม่สูงนัก ส่วนการพัฒนาเทคโนโลยีดักจับคาร์บอนหลังเผาไหม้ อาทิ สูตรตัวทำละลาย ตัวดูดสับ และเมมเบรน จะช่วยลดต้นทุนในการดักจับคาร์บอนได้

การดูดอากาศโดยตรง (Direct air capture: DAC)
เป็นเทคโนโลยีดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศโดยตรง ด้วยวิธี DAC จะเป็นการปล่อยคาร์บอนติดลบเพื่อไปทำปฏิกิริยาในอากาศ เพื่อระงับไม่ให้อุณหภูมิโลกสูงขึ้น 1.5 องศาเซลเซียส

พลังงานชีวภาพที่มีการดักจับและกักเก็บคาร์บอน (BECCS)
นวัตกรรมดักก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศแล้วนำไปฝังลึกลงดิน ผ่านการขับเคลื่อนโดยเชื้อเพลิงชีวมวลที่แปลงมาจากพืช การเพิ่มนวัตกรรม BECCS ในโรงงานพลังงานชีวภาพ จะทำให้สามารถปล่อยก๊าซเรือนกระจกเป็นลบ โดยสารชีวมวลจะดักจับคาร์บอน และเมื่อเชื้อเพลิงชีวมวลถูกเผาไหม้ เทคโนโลยี CCS จะป้องกันไม่ให้คาร์บอนเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ

ถ่านไบโอชาร์
เป็นวัสดุคล้ายถ่าน เกิดจากการแปรรูปชีวมวลของเสีย เช่น เศษซากพืชต่าง ๆ โดยการเพิ่มถ่านไบโอชาร์ลงในดินจะช่วยปรับปรุงคุณภาพดินและผลผลิตการเกษตร รวมไปถึงกักเก็บคาร์บอนไดออกไซต์เกือบ 2 กิกะตันต่อปี ภายในปี ค.ศ. 2050

คอนกรีตกักเก็บคาร์บอน
ส่วนประกอบของถนนคอนกรีต ที่ประกอบด้วย ซีเมนต์ และทรายหรือหินบด มีส่วนปล่อยก๊าซเรือนกระจกในปริมาณมาก จึงมีการพัฒนาเทคโนโลยีเพิ่มก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นส่วนประกอบในซีเมนต์เพื่อที่ลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน และทำให้ซีเมนต์มีความแข็งแกร่งขึ้น กระบวนการที่เกิดขึ้นนี้จะดักจับคาร์บอนที่มาจากของเสียที่เกิดขึ้นจากผลิตภัณฑ์ เช่น ขี้เถ้า ตะกรันเหล็ก และซีเมนต์ที่ผ่านการผลิตมาแล้ว

สอวช. มองว่านอกจาก “Climate Tech” จะเป็นเทคโนโลยีสำคัญของไทยในการไปสู่เป้าหมายการลดก๊าซเรือนกระจก (GHG Emission) การช่วยเพิ่มประสิทธิภาพด้านพลังงาน ตลอดจนการส่งเสริมให้เกิดการดำเนินการที่ยั่งยืนแล้ว Climate Tech ยังเป็นอีกหนึ่งเทคโนโลยีที่มีบทบาทในการกระตุ้นการลงทุนด้านการวิจัยและพัฒนา (R&D) ทั้งในด้านการใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีขั้นสูง สนับสนุนการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์ (GHG Net Zero) การใช้ทรัพยากรตามแนวคิดเศรษฐกิจหมุนเวียน (Circular Economy) เทคโนโลยีสีเขียว (Green Technology) การจัดการน้ำในภาคอุตสาหกรรม รวมถึงการเข้าถึงมาตรการด้านสิ่งแวดล้อมที่ประเทศคู่ค้าของไทยกำหนด เป็นต้น

ทั้งนี้ Climate Tech มีแนวโน้มการลงทุนที่เพิ่มขึ้นทั้งในกลุ่มอุตสาหกรรมโครงข่ายไฟฟ้าสมาร์ทกริด พลังงานหมุนเวียน ยานยนต์ทางเลือก เทคโนโลยีสะอาด (Clean Tech) เพื่อดักจับคาร์บอน รวมทั้งการใช้และจัดเก็บ (Carbon Capture, Use & Storage) การจัดการขยะให้นำกลับใช้ใหม่ (Circular Waste Management) และการจัดการขยะให้นำกลับใช้ใหม่ (Circular Waste Management) ฯลฯ เป็นต้น

ที่มา : Innovating to net zero: An executive’s guide to climate technology https://www.mckinsey.com/capabilities/sustainability/our-insights/innovating-to-net-zero-an-executives-guide-to-climate-technology?cid=other-soc–mip-mck-oth-2110–&sid=5838884752&linkId=138122124&fbclid=IwAR3HJg9uu4Ul1gDQ94Cbth9Q2mB1_VqPpYCLhVGTSGO2Oy_pQHOGkvvwRm4

https://techsauce.co/sustainable-focus/five-trends-climate-tech-to-net-zero?fbclid=IwAR3JBLplrJlUsaAMTjaVObiVb3CGr-z5lxz30x431zmYrSSxN_rIDrck6yY