“สาหร่าย” จะกลายเป็นทอง ! พืชเชื้อเพลิงชีวภาพอนาคตไกล

ถ้าตั้งโจทย์ขึ้นมาว่า... “อีก 10 ปีข้างหน้า ตลาดเชื้อเพลิงชีวภาพของโลก จะใช้พืชชนิดใดเป็นวัตถุดิบหลัก ?” ถ้าเดาไม่ผิด คำตอบที่ฟังแล้วเหมือนจะเท่ ของผู้ประกอบการในอุตสาหกรรมพลังงาน น่าจะเป็น… “เราจะไม่เป็นผู้ตัดสินใจเลือกลงทุน กับพืชชนิดใดชนิดหนึ่ง แต่จะปล่อยให้กลไกตลาด และราคาเป็นผู้ตัดสินแทน” ถ้ายึดตามนั้น พืชที่น่าจะตอบโจทย์นี้ได้ ต้องมีคุณสมบัติเด่นสุดๆ 2 ข้อ คือ ผลิตน้ำมันได้ “เร็ว”(ความประหยัดที่เกิดจากความเร็ว: ECONOMY OF SPEED) และ ได้ “มาก” (ความประหยัดที่เกิดจากการผลิตในจำนวนมาก: ECONOMY OF SCALE) ตามทฤษฎีเศรษฐศาสตร์ (ว่าด้วยการผลิตอย่างไรให้ของถูก) เปี๊ยบ ! แต่ใครจะไปคิดละว่า “สาหร่าย” พืชใต้น้ำลื่นๆ สีเขียวๆ จะเป็นม้ามืด กลายเป็น “เบอร์ 1”ของวัตถุดิบเพื่อการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพในอนาคต ขึ้นมาได้   สาหร่ายมีดีอะไร ? สาหร่ายไม่ต่างจากพืชเชื้อเพลิงชนิดอื่นๆ (เช่น ปาล์ม และข้าวโพด) แม้แต่น้อย ในเรื่องการนำเอาพลังงานจากแสงอาทิตย์มาใช้ในการสังเคราะห์แสง แล้วเปลี่ยนพลังงานให้อยู่ในรูปของสารอินทรีย์แต่ความพิเศษที่ทำให้มันแตกต่างจากพืชเชื้อเพลิงทั่วไป คือ ความรวดเร็วในระบบสังเคราะห์แสง นอกจากนี้ การเลี้ยงสาหร่ายไม่ยุ่งยากเท่าไร มันสามารถเติบโตได้โดยการเพาะเลี้ยงภายในเครื่องเร่งปฏิกิริยาชีวภาพระบบปิด และให้สารอาหารในรูปของแกสของเสีย ต่างจากการปลูกพืชเชื้อเพลิงชนิดอื่นๆ ซึ่งต้องใช้พื้นที่ ค่าดูแลรักษา และเวลามากกว่าเยอะ ความเร็วในระบบสังเคราะห์แสง และการเพาะเลี้ยงได้เป็นจำนวนมาก โดยไม่ยุ่งยาก และใช้พื้นที่ไม่เปลือง ทำให้สาหร่าย อาจกลายเป็นพืชเชื้อเพลิงที่ใช้ในการผลิต ไบโอดีเซล แกสโซฮอล รวมถึงไบโอไฮโดรเจน ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดในอนาคตอันใกล้ สาหร่าย ระดับโลก ที่สหรัฐอเมริกา ผู้จัดการห้องทดลองฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยนิวแฮมพ์ไชร์ ไมเคิล บริกก์ส์ (MICHAEL BRIGGS) ยอมรับว่า การลงทุนในเทคโนโลยี ไบโอดีเซล จากสาหร่าย ยังมีความเสี่ยง เพราะยังขาดตลาดรองรับ ทั้งเครื่องเร่งปฏิกิริยาชีวภาพในระบบปิดยังต้องใช้เงินลงทุนสูง อย่างไรก็ตาม เขายังเชื่อว่าเทคโนโลยีนี้มีแนวโน้มในการเติบโตมาก เพราะการเพาะเลี้ยงสาหร่าย ไม่มีผลกระทบต่อการเพาะปลูกพืชการเกษตรอื่นๆ โดยสามารถนำพื้นที่เสื่อมโทรม มาดัดแปลงเป็นแหล่งเพาะพันธุ์สาหร่ายได้ ขณะเดียวกัน ทาซิออส เมลิส (TASIOS MELIS) ศาสตราจารย์แห่งภาควิชาเอนไซม์วิทยามหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์คเลย์ ยังได้ทดลองตัดต่อพันธุกรรมของสาหร่าย ให้เจริญเติบโตได้เร็วขึ้นและมีปริมาณไฮโดรคาร์บอนต่อเซลล์มากขึ้น เพื่อเพิ่มปริมาณผลผลิตจาก 18,184 ลิตร/1 ไร่เป็น 36,368 ลิตร/1 ไร่ หรือมากกว่า นอกจากนี้ เมลิส ยังพัฒนา “สาหร่ายประจุ” เพื่อนำไปใช้เป็นแหล่งผลิตไฮโดรเจนให้เป็นเชื้อเพลิงสะอาดต่อไป กรีน ฟิวเอล เทคโนโลยี คอร์พอเรชัน (GREEN FUEL TECHNOLOGIES CORPORATION)บริษัทพัฒนาเทคโนโลยีด้านสิ่งแวดล้อม แห่งประเทศอังกฤษ ได้ประดิษฐ์โครงการแม่แบบบนหลังคาโรงเรียน โดยการทดลองปั๊มแกสเรือนกระจก เข้าสู่ท่อน้ำที่มีสาหร่ายอยู่ หลังการทดลองพบว่าระบบนี้สามารถลดปริมาณแกสเรือนกระจกได้ถึง 82 % อีกทั้งสาหร่ายยังสามารถเพิ่มจำนวนได้มากถึง2 เท่า ภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมง จึงมีความตั้งใจจะพัฒนาระบบนี้ให้ใช้จริงได้ในอนาคต และคาดว่าจะสามารถจดสิทธิบัตรเทคโนโลยีนี้ โดยจะนำเทคโนโลยีนี้มาประกอบธุรกิจทำกำไรในระยะยาว   สาหร่าย บ้านเรา การแปลงสาหร่ายให้เป็นเชื้อเพลิง หรือส่วนผสมของเชื้อเพลิงในประเทศไทย อาจเรียกได้ว่าเห็นแนวทางที่เป็นรูปเป็นร่างพอสมควร และมีแนวโน้มที่ผู้ผลิต และผู้ใช้เชื้อเพลิงอยากขาย และใช้อาจทำให้เกิด “เถ้าแก่น้อย” ใหม่ๆ (ที่ไม่ได้รวยจากสาหร่ายปรุงรส) เกิดขึ้นมากมาย ถ้าใครชิงจับเทคโนโลยีนี้ได้ก่อน   ไบโอดีเซล จากสาหร่าย ขณะนี้ รศ. ดร. ประหยัด โภคฐิติยุกต์ อาจารย์ประจำภาควิชาชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์มหาวิทยาลัยมหิดล กำลังศึกษาการผลิต ไบโอดีเซล จากสาหร่าย เผยว่าหากผลิตได้จะคุ้มทุนอย่างมากและยังส่งขายต่างประเทศได้ด้วย เพราะใช้พื้นที่น้อย แต่ให้ผลผลิตมาก ทั้งยังช่วยลดแกสเรือนกระจกในบรรยากาศได้อีกทางหนึ่ง วันนี้ ไบโอดีเซล กำลังเป็นที่ต้องการ ในฐานะพลังงานทดแทนเชื้อเพลิงจากฟอสซิลที่กำลังจะหมดไปโดยสาหร่าย สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กเซลล์เดียว สามารถให้น้ำมันได้มากกว่า ในเวลาเพาะเลี้ยงที่สั้นกว่าบนพื้นที่น้อยกว่า “ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน นักวิจัยไทยมักจะมุ่งพัฒนาพืชน้ำมันต่างๆ โดยเฉพาะปาล์ม และสบู่ดำขณะที่สาหร่ายก็มีน้ำมันเช่นกัน แต่ยังไม่ค่อยมีใครสนใจ ซึ่งบางชนิดให้น้ำมันสูงถึง 50 %ของเซลล์เลยทีเดียว” รศ. ดร. ประหยัด อธิบายว่า สภาพแวดล้อมในประเทศไทย เหมาะแก่การเพาะเลี้ยงสาหร่ายมากโดยหากผลวิจัยสำเร็จ สาหร่ายที่เหมาะสมที่สุดใช้เวลาเลี้ยงเพียง 24 ชั่วโมง ก็โตแล้วขณะที่พืชพลังงานต้องใช้เวลาเพาะปลูกนานถึง 6-7 ปี จึงให้น้ำมันได้ พร้อมยกตัวอย่างว่าหากเลี้ยงสาหร่ายในบ่อพื้นที่ขนาดเท่ากับพื้นที่ปลูกสบู่ดำ 1 ต้น ในเวลา 7 ปี สบู่ดำให้น้ำมัน 25 %แต่สาหร่ายให้มากถึง 1,000 % จึงน่าจะเพียงพอถึงขั้นผลิตส่งออกต่างประเทศ สาหร่ายที่ รศ. ดร. ประหยัด นำมาศึกษา เป็นสาหร่ายสีเขียว 3 ชนิด ซึ่งให้น้ำมันประมาณ 20-30 %ขณะที่สาหร่ายทั่วไปจะให้น้ำมันเฉลี่ยราว 7-14 % สาหร่ายที่โตเร็ว มักจะให้น้ำมันน้อยกว่าสาหร่ายที่โตช้ากว่า แต่ชนิดที่ช้ากว่าก็ยังถือว่าเร็วกว่าพืชเชื้อเพลิงชนิดอื่นมหาศาลอยู่ดี ขณะนี้ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการวิจัยเพาะเลี้ยงสาหร่ายในห้องทดลอง เพื่อหาสภาวะที่เหมาะสมสำหรับเพาะเลี้ยงให้สาหร่ายโตเร็ว พร้อมทั้งให้น้ำมันมาก เพื่อขยายลงสู่บ่อเพาะเลี้ยงต่อไปโดยคาดว่าน่าจะผลิต ไบโอดีเซล จากสาหร่าย และนำมาใช้ประโยชน์ได้จริงในอีก 2-3 ปีข้างหน้าแต่ปัจจุบันในสหรัฐ ฯ ไวกว่า เพราะสามารถผลิต ไบโอดีเซล จากสาหร่ายได้ และนำมาใช้กับเครื่องยนต์แล้ว แต่ยังไม่ได้ผลิตขายเชิงพาณิชย์   ไบโอไฮโดรเจน จากสาหร่าย นักวิจัยศูนย์จุลินทรีย์ สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย (วว.) กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ให้ข้อมูลว่า สาหร่ายไทย 2 สายพันธุ์ สามารถแปลงเป็น ไบโอไฮโดรเจนที่ใช้กับเซลล์เชื้อเพลิงได้ เซลล์เชื้อเพลิง ถือเป็นพลังงานแห่งอนาคต สะอาดหมดจดกว่า ไบโอดีเซล และเอธานอล ในแกสโซฮอล เสียอีก ไม่ปล่อยแกสคาร์บอนไดออกไซด์ให้โลกร้อน ทั้งนี้ ดร. อาภารัตน์ มหาขันธ์ นักวิจัย แห่ง วว. กล่าวว่า ปัจจุบัน ศูนย์จุลินทรีย์ วว. ได้ศึกษาการผลิตเชื้อเพลิง ไบโอไฮโดรเจน จากสาหร่าย คืบหน้า ไปมากแล้ว ล่าสุด ได้มีการค้นพบสาหร่าย 2 สายพันธุ์ในตระกูลสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน ที่มีศักยภาพในการผลิตไบโอไฮโดรเจน คือ สาหร่ายนอสตอค (NOSTOC) และสาหร่ายออสซิลลาโทเรีย (OSCILLATORIA)ซึ่งสามารถเพาะเลี้ยงได้ง่ายในระบบเปิดทั่วไป ไม่ต้องอาศัยอุปกรณ์การเพาะเลี้ยงที่ยุ่งยาก ที่สำคัญสาหร่ายทั้งสองยังพบได้ทั่วทุกภาคของประเทศ สาหร่ายออสซิลลาโทเรีย สามารถหมุนเวียนน้ำทิ้งจากฟาร์มสุกรมาใช้ในการเพาะเลี้ยงได้ พร้อมๆกับช่วยบำบัดน้ำเสียไปในตัว โดยสาหร่ายกลุ่มนี้เป็นสาหร่ายที่เติบโตเร็ว ใช้พื้นที่น้อย ให้ผลผลิตได้ต่อเนื่อง ซึ่งมีการคาดการณ์ว่ามันสามารถให้ผลตอบแทนดีกว่าการปลูกพืชพลังงานหลาย 10 เท่าอีกทั้งยังให้ผลพลอยได้มูลค่าสูง เช่น ผลพลอยได้ที่ใช้เป็นปุ๋ย อาหารสัตว์ สารปฏิชีวนะ เครื่องสำอางหรือแม้แต่ใช้เป็นยารักษาโรคได้ ดร. อาภารัตน์ ขยายความเพิ่มว่า สาหร่ายทั้ง 2 สายพันธุ์ที่ว่า มีศักยภาพในการเพิ่มจำนวนสูงมากสำหรับสาหร่ายออสซิลลาโทเรีย สามารถเพิ่มจำนวนได้ราวเท่าตัวในเวลาเพียง 24 ชั่วโมงส่วนสาหร่ายนอสตอค จะใช้เวลาเพิ่มขึ้นอีกเล็กน้อยที่วันกว่าๆ จนถึง 2 วัน เพื่อให้ได้จำนวนดังกล่าว ขณะที่อุปกรณ์เพื่อการผลิต ไบโอไฮโดรเจน จากสาหร่ายนั้นก็ไม่ยุ่งยากแต่อย่างใด สามารถประยุกต์ต้นแบบการผลิต ไบโอดีเซล จากปาล์มน้ำมัน และต้นแบบการผลิต เอธานอล จากมันสำปะหลังที่ วว. พัฒนามาก่อนหน้านี้มาปรับใช้ได้ เพราะมีระบบการทำงานไม่แตกต่างกันนัก นักวิจัยจาก วว. มองว่า การผลิต ไบโอไฮโดรเจน จะเป็นพลังงานในอนาคตอย่างแท้จริง เพราะจะเป็นพลังงานที่สะอาดกว่า ไบโอดีเซล และเอธานอล ที่เป็นพระเอกในวงการพลังงานปัจจุบันเพราะเมื่อใช้กับเซลล์เชื้อเพลิงแล้วจะไม่ปลดปล่อยแกสคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นตัวการของภาวะโลกร้อนออกมาเลย แต่จะมีเพียงไอน้ำระบายออกมาเท่านั้น จึงต่างจาก ไบโอดีเซลและเอธานอล ที่แม้จะดูเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม แต่เมื่อเผาไหม้แล้ว ก็ยังให้คาร์บอนไดออกไซด์อยู่ดีขณะที่ปัจจุบันหลายหน่วยงานในไทย ก็มีความคืบหน้าในการพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงไปมากแล้วเช่นกัน อย่างไรก็ตาม แม้จะมีสาหร่ายที่มีศักยภาพ 2 สายพันธุ์อยู่ในมือแล้ว แต่ ดร. อาภารัตน์ ก็ยังกล่าวต่อไปว่า ศูนย์จุลินทรีย์ก็จะศึกษาสาหร่ายสายพันธุ์อื่นๆ เพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพการให้ ไบโอไฮโดรเจนควบคู่กันไป เพื่อให้ในท้ายที่สุด จะได้กลุ่มของสาหร่ายที่มีศักยภาพผลิต ไบโอไฮโดรเจน เพิ่มมากขึ้น นอกจากนี้ ศูนย์จุลินทรีย์ วว. ยังได้ศึกษาเพื่อค้นหาสาหร่ายที่มีศักยภาพผลิต ไบโอดีเซลและไบโอเอธานอล ด้วย ซึ่งคลังสาหร่ายของ วว. ที่มีกว่า 1,000 สายพันธุ์ในขณะนี้ มีศักยภาพเพียงพอที่จะสนองความต้องการได้ โดยไม่ต้องพึ่งพาเทคโนโลยีชีวภาพมาช่วยใดๆ คาดว่าอีกไม่เกิน5 ปีต่อจากนี้ จะมีความชัดเจนมากยิ่งขึ้น