อุตสาหกรรมวัสดุก่อสร้างปล่อยก๊าซเรือนกระจกสูงถึง 25% ของปริมาณทั้งหมดทั่วโลก โดยเฉพาะการผลิตปูนขาวและซีเมนต์ที่ปล่อยก๊าซ CO2 ออกมาจากตัววัสดุเองโดยตรง ข้อมูลจากสถาบันวิจัย Fraunhofer Institute for Ceramic Technologies and Systems (IKTS) ประเทศเยอรมนี ระบุว่าทีมงานได้พัฒนาเทคโนโลยีเตาปฏิกรณ์เมมเบรนในโครงการ Green Lime ที่สามารถดักจับและเปลี่ยนก๊าซ CO2 จากการเผาปูนให้กลายเป็นวัตถุดิบตั้งต้นใหม่ ช่วยให้การผลิตปูนขาวก้าวสู่เป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอน (Climate-Neutral) ได้สำเร็จ
ขีดจำกัดของเตาเผาไฟฟ้าเมื่อ CO2 ปล่อยจากเนื้อวัสดุโดยตรง
กระบวนการผลิตปูนขาวจำเป็นต้องผ่านการเผา ซึ่งเป็นขั้นตอนที่สร้างก๊าซ CO2 ปริมาณมหาศาล โดยก๊าซไอเสียจากโรงงานซีเมนต์มี CO2 ปนเปื้อนสูงถึง 33% และโรงงานปูนขาวอาจสูงกว่า 40% การเปลี่ยนไปใช้เชื้อเพลิงทางเลือกหรือเตาเผาไฟฟ้าจึงไม่เพียงพอที่จะลดการปล่อยก๊าซได้ทั้งหมด เนื่องจากก๊าซ CO2 ส่วนใหญ่ถูกปล่อยออกมาจากปฏิกิริยาเคมีของเนื้อวัสดุเองระหว่างการเผา
เพื่อแก้ปัญหานี้ ทีมนักวิจัยจาก Fraunhofer IKTS ร่วมกับพันธมิตรในโครงการ Green Lime ได้พัฒนาเตาปฏิกรณ์เมมเบรนที่ทำงานร่วมกับเตาเผาไฟฟ้าระบบปิด (Sealed Electric Furnace) ที่พัฒนาโดยบริษัท Johann Bergmann ระบบนี้จะดักจับก๊าซ CO2 ที่พ่นออกมาจากปูนขาว แล้วใช้ระบบจ่ายสารแบบควบคุมแรงดันเพื่อให้ CO2 ทำปฏิกิริยากับกรีนไฮโดรเจนจนเกิดเป็นก๊าซมีเทน
การดักจับและกู้คืนวัตถุดิบด้วยแนวคิด CCU
หลังจากได้ก๊าซมีเทน ระบบจะส่งต่อเข้าสู่กระบวนการไพโรไลซิส (Pyrolysis) เพื่อแยกสลายมีเทนให้กลายเป็นไฮโดรเจนและคาร์บอนบริสุทธิ์ (Carbon Black)
“เทคโนโลยีของเราไม่ได้ช่วยลดการปล่อยมลพิษในโรงงานปูนขาวเพียงอย่างเดียว แต่ยังสามารถกู้คืนวัตถุดิบใหม่กลับมาได้อีกด้วย” Benjamin Jäger นักเคมีและผู้จัดการโครงการ Green Lime กล่าว “เราทำงานภายใต้แนวคิด Carbon Capture and Utilization (CCU) นั่นคือการดักจับ CO2 จากก๊าซไอเสียอุตสาหกรรมหรือจากอากาศเพื่อนำกลับมาใช้เป็นวัตถุดิบ”
คาร์บอนบริสุทธิ์ที่ได้จากกระบวนการนี้สามารถนำไปใช้ต่อในอุตสาหกรรมเคมีหรือใช้เป็นปุ๋ยในภาคการเกษตร ขณะที่ไฮโดรเจนจะถูกหมุนเวียนกลับเข้าไปใช้ในระบบผลิตอีกครั้ง Benjamin Jäger เน้นย้ำว่า นโยบายด้านสิ่งแวดล้อมปัจจุบันมักให้ความสำคัญแค่การดักจับออกและกักเก็บคาร์บอนระยะยาว (Storage) เขาจึงหวังว่าผู้กำหนดนโยบายจะตระหนักถึงศักยภาพของเทคโนโลยีหมุนเวียนคาร์บอนกลับมาใช้ใหม่ (Utilization) มากขึ้น เพราะนี่คือหนทางเดียวที่อุตสาหกรรมที่หลีกเลี่ยงการปล่อยคาร์บอนได้ยาก จะสามารถดำเนินกิจการต่อไปได้อย่างยั่งยืน
ปัจจุบัน เทคโนโลยีเตาปฏิกรณ์นี้ผ่านการทดสอบความสำเร็จโดยสถาบันวิจัยด้านไฮโดรเจน HySON แล้ว และทีมวิจัยเตรียมขยายผลการใช้งานสู่ระดับอุตสาหกรรมร่วมกับพันธมิตรเอกชนต่อไป โดยได้รับการสนับสนุนทุนจากกระทรวงวิจัย เทคโนโลยี และอวกาศแห่งสหพันธรัฐเยอรมนี (BMFTR) นอกเหนือจากการผลิตปูนขาวแล้ว เทคโนโลยีดังกล่าวยังมีศักยภาพในการนำไปประยุกต์ใช้กับอุตสาหกรรมซีเมนต์และการจัดการขยะได้ในอนาคต
ที่มา:
fraunhofer.de
