วช.นักวิจัยจาก มทร.อีสาน ต่อยอดการผลิตน้ำมันไบโอเจ็ต-เชื้อเพลิงอากาศยานชีวภาพ

วช.หนุนทีมนักวิจัยจาก มทร.อีสาน ต่อยอดการผลิตน้ำมันไบโอเจ็ต-เชื้อเพลิงอากาศยานชีวภาพ จากฟูเซลแอลกอฮอล์ในเชิงพาณิชย์ ตอบโจทย์นโยบายลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและใช้โมเดลเศรษฐกิจ BCG สร้างขีดความสามารถในการแข่งขันของประเทศสร้างขีดความสามารถในการแข่งขันของประเทศ

ดร.วิภารัตน์ ดีอ่อง ผู้อำนวยการสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ เปิดเผยว่า กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม โดย วช. มุ่งสนับสนุนงานวิจัยที่จะก่อให้เกิดการพัฒนาเศรษฐกิจชีวภาพ (Bio economy) เศรษฐกิจหมุนเวียน (Circular economy) และเศรษฐกิจสีเขียว (Green economy) ซึ่งเป็นเครื่องมือสำคัญในการพัฒนาเศรษฐกิจของประเทศไทย รวมถึงรองรับการปรับตัวของภาคส่วนต่าง ๆ ที่จะเกิดขึ้นในอนาคต อย่างเช่น การสนับสนุนทุนวิจัยในปี 2563 ให้กับโครงการวิจัย “การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพจากฟูเซลแอลกอฮอล์ที่ได้จากโรงงานเอทานอล” ซึ่งมี “ รองศาสตราจารย์ ดร. อาทิตย์ อัศวสุขี” จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน เป็นหัวหน้าโครงการ โดยงานวิจัยดังกล่าวเป็นแนวทางใหม่สำหรับการผลิตน้ำมันไบโอเจ็ต โดยใช้ผลิตภัณฑ์พลอยได้ที่จากกระบวนการหมักวัสดุทางการเกษตร เพื่อเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าสูงขึ้น

นอกจากนี้ ในปี 2565 วช.ยังได้สนับสนุนให้งานวิจัยดังกล่าวมีการต่อยอดไปสู่การใช้ประโยชน์เชิงพาณิชย์ โดยให้ทุนสนับสนุนในโครงการ “การศึกษาความเป็นไปได้ในการผลิตเชื้อเพลิงอากาศยานชีวภาพคาร์บอนต่ำในเชิงพาณิชย์” ซึ่งมีความร่วมมือในการขยายสเกลการผลิตในระดับต้นแบบที่ใหญ่ขึ้น ร่วมกับภาคเอกชนในอุตสาหกรรม ซึ่งถือว่าเป็นแพลตฟอร์มที่ดีที่หน่วยงานภาครัฐได้ทำหน้าที่ช่วยผลักดันให้เกิดการวิจัย และพัฒนานวัตกรรมขึ้นในภาคธุรกิจทั้งจากการให้ทุนวิจัยและจับคู่พันธมิตรด้านงานวิจัย รวมถึงการสร้างระบบนิเวศนวัตกรรมให้เกิดขึ้นอย่างยั่งยืนผ่านเครือข่ายการวิจัย

รองศาสตราจารย์ ดร. อาทิตย์ อัศวสุขี กล่าวว่า ในกระบวนการผลิตเอทานอลที่ผลิตจากวัตถุดิบทางการเกษตรหรือวัสดุเหลือใช้ เช่น อ้อย มันสำปะหลัง ข้าวโพด กากน้ำตาล นอกจากจะให้เอทานอลเป็นผลิตภัณฑ์หลักแล้ว ยังให้ผลิตภัณฑ์พลอยได้เป็นฟูเซลแอลกอฮอล์ (Fusel alcohol) ซึ่งเป็นแอลกอฮอล์ที่มีจุดเดือดสูงกว่าเอทานอล และเมื่ออัตราการผลิตเอทานอลมีปริมาณเพิ่มสูงขึ้นส่งผลให้ฟูเซลแอลกอฮอล์มีปริมาณเพิ่มมากขึ้นด้วย แต่อย่างไรก็ดีจากทิศทางการใช้พลังงานของประเทศไทยในภาคขนส่งที่กำลังปรับเปลี่ยนไปสู่การใช้ยานยนต์ไฟฟ้า (EV) ได้ส่งผลกระทบต่อปริมาณการใช้เอทานอล ซึ่งปกติจะใช้ในการผลิตแก๊สโซฮอล์ ดังนั้นการเร่งพัฒนางานวิจัยที่ศึกษาการเปลี่ยนเอทานอล รวมถึงฟูเซลแอลกอฮอล์ให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าสูงขึ้น เพื่อผลักดันให้มีการใช้แอลกอฮอล์ในประเทศอย่างต่อเนื่องจึงเป็นเรื่องสำคัญ

คณะผู้วิจัยจึงศึกษาการเปลี่ยนแอลกอฮอล์เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าสูงขึ้น เช่น น้ำมันไบโอเจ็ตสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมการบิน โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาซีโอไลต์ที่ได้รับการเติมแต่งโลหะให้มีประสิทธิภาพและเสถียรภาพสูง และดำเนินการเร่งปฏิกิริยาในถังปฏิกรณ์ชนิดเบดนิ่ง (Fixed bed reactor) ที่สามารถนำไปประยุกต์ในอุตสาหกรรมเชื้อเพลิงชีวภาพได้ง่าย

ผลการวิจัยพบว่า เมื่อใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา และดำเนินการเร่งปฏิกิริยาการเปลี่ยนแอลกอฮอล์ในสภาวะที่เหมาะสม สามารถผลิตน้ำมันไบโอเจ็ตได้มากกว่า 57 % และเมื่อนำน้ำมันไบโอเจ็ตที่ผลิตได้ไปผสมกับน้ำมันเจ็ตเกรดการค้าจำนวน 5 % พบว่ามีสมบัติเป็นไปตามมาตรฐานสำหรับใช้เป็นนํ้ามันเครื่องบินไอพ่นทหาร (JP-8) และใช้เป็นนํ้ามันเครื่องบินไอพ่นเชิงพาณิชย์ (Jet A1) นอกจากนี้ในกระบวนการผลิตยังให้ผลิตภัณฑ์พลอยได้อื่น ๆ เช่น เอทิลีน โพรพิลีน สารไฮโดรคาร์บอนโซ่ยาว เบนซิน โทลูอีน และไซลีน ซึ่งสามารถนำไปใช้ผลิตเป็นเม็ดพลาสติก ตัวทำละลาย สารเติมแต่ง สี เชื้อเพลิง เช่น แอลพีจี น้ำมันเบนซิน เป็นต้น

“จากความสำเร็จของโครงการระยะแรก ที่สามารถผลิตน้ำมันไบโอเจ็ตได้จากแอลกอฮอล์ที่ประเทศไทย มีศักยภาพในการผลิตและมีสมบัติเป็นไปตามมาตรฐาน โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพและเสถียรภาพสูง ขั้นตอนที่ไม่ยุ่งยาก ราคาไม่แพง และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม คณะผู้วิจัยได้มีการดำเนินโครงการวิจัยในระยะที่ 2 โดยมุ่งศึกษาเสถียรภาพ และการฟื้นฟูสภาพของตัวเร่งปฏิกิริยา การใช้วัตถุดิบร่วมระหว่างเอทานอลและฟูเซลแอลกอฮอล์ เพื่อให้มีปริมาณสารป้อนที่เพียงพอต่อการผลิตน้ำมันไบโอเจ็ต มีการศึกษาคุณภาพของเชื้อเพลิงชีวภาพที่เตรียมได้ต่อประสิทธิภาพการใช้งานในเครื่องยนต์เครื่องบิน รวมถึงการประเมินความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ที่ครอบคลุมในทุกมิติ เพื่อเป็นต้นแบบในการดำเนินการในอุตสาหกรรมเชื้อเพลิงชีวภาพ”

ปัจจุบันโครงการอยู่ระหว่างการศึกษาความเป็นไปได้ในทางเศรษฐศาสตร์ และมีความร่วมมือร่วมกับบริษัท บางจาก คอร์ปอเรชั่น จำกัด (มหาชน) บริษัท บีบีจีไอ จำกัด (มหาชน) และกองทัพอากาศ และเมื่อประสบความสำเร็จ โครงการนี้จะช่วยสนับสนุนนโยบายของรัฐบาลที่ได้ประกาศเป้าหมายให้ประเทศไทยปล่อยก๊าซเรือนกระจกเป็นศูนย์ภายในปี ค.ศ. 2065 จากการประชุมภาคีอนุสัญญาสหประชาชาติว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศครั้งที่ 26 (COP26) โดยการกำหนดให้เครื่องบินจะต้องมีการเติมเชื้อเพลิงอากาศยานชีวภาพแบบยั่งยืนซึ่งเป็นเชื้อเพลิงคาร์บอนต่ำ และช่วยสนับสนุนนโยบายเศรษฐกิจ BCG ซึ่งเป็นนโยบายที่ใช้ในการสร้างความสามารถในการแข่งขันของประเทศ