เขื่อนสร้างพลังงานจำนวนมหาศาลจากการใช้น้ำหมุนใบพัดกังหัน แต่กลับพบว่ามีก๊าซมีเทนถูกปล่อยออกมาในขั้นตอนนี้
สตาร์ทอัพอังกฤษปิ๊งไอเดียดักจับก๊าซมีเทนที่ปล่อยจากแหล่งน้ำมาเป็นแหล่งพลังงานใหม่
แอนนา เทิร์นส์
ผู้สื่อข่าวสารคดี
17 เมษายน 2024
บีบีซีไทย
เขื่อนและอ่างเก็บน้ำทั่วโลกเป็นแหล่งปล่อยก๊าซมีเทนซึ่งถูกประเมินต่ำกว่าความเป็นจริง ขณะนี้มีสตาร์ทอัพที่ต้องการดักจับก๊าซมีเทนเหล่านี้ เพื่อนำมาใช้เป็นแหล่งพลังงาน
ณ เขื่อนทุคูรุย (Tucuruí) ซึ่งตั้งอยู่ทางตอนเหนือของประเทศบราซิล มวลน้ำมหาศาลเทียบเท่าน้ำจาก 4 สระว่ายน้ำขนาดมาตรฐานการแข่งขันกีฬาโอลิมปิก ทำให้การสร้างกระแสพลังงานไฟฟ้าผ่านการหมุนของใบพัดกังหันน้ำใช้เวลาแค่เพียงหนึ่งวินาที กระแสน้ำจากหนึ่งในอ่างเก็บน้ำที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในภูมิภาคแอมะซอนส่งเสียงอึกทึกครึกโครม แต่นั่นเป็นสิ่งที่มาคู่กับการเป็นเขื่อนโรงไฟฟ้าที่มีขนาดใหญ่เป็นอันดับที่ 5 ของโลก
ทว่า ขณะที่น้ำไหลผ่านกังหันทั้ง 25 ตัว รวมถึงทางน้ำล้นของตัวเขื่อน กลับพบว่ามีบางสิ่งบางอย่างเกิดขึ้น และนั่นคือการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
แม้ว่าเขื่อนหรืออ่างเก็บน้ำไฟฟ้าพลังงานน้ำมักถูกมองว่า เป็นหนึ่งในพลังงานหมุนเวียนที่มีรูปแบบเก่าแก่ที่สุดด้วยวิธีการปล่อยน้ำลงมายังกังหันเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า แต่กระบวนการนี้ก็ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เกือบ 1 พันล้านตันสู่ชั้นบรรยากาศ (ซึ่งจำนวนมากของก๊าซเรือนกระจกถูกปล่อยออกมาในรูปของมีเทน) ขณะที่น้ำเข้าใกล้และผ่านกังหันเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า
มีเทนคือก๊าซเรือนกระจกที่มีความรุนแรงมากกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 80 เท่า ตลอดช่วงอายุ 20 ปี ของมัน ทว่ามันสลายตัวในชั้นบรรยากาศได้เร็วกว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
ด้วยเหตุนี้ ดูเหมือนว่าโรงงานไฟฟ้าพลังงานน้ำจะไม่ใช่แหล่งพลังงานสะอาดอย่างที่เราคิดกันในตอนแรกอีกต่อไป เพราะมีมลพิษซ่อนเร้นอยู่ในกระบวนการผลิต เหตุผลก็คือไม่ได้มีแค่น้ำที่ไหลผ่านตัวกังหันเท่านั้น แต่ยังมีก๊าซเรือนกระจกที่ละลายน้ำจำนวนมากไหลผ่านด้วย เช่นเดียวกับการที่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายอยู่ในน้ำอัดลมมีลักษณะเป็นฟอง ก๊าซมีเทนที่อยู่ในแหล่งน้ำขนาดใหญ่ก็อยู่ในลักษณะเดียวกันภายใต้เงื่อนไขบางประการ
ลองนึกภาพว่าคุณกำลังถือขวดน้ำอัดลม และก่อนเปิดขวด คุณจะไม่เห็นฟองอากาศที่อยู่ภายใน เพราะก๊าซคาร์บอนได้ออกไซด์ยังคงละลายอยู่ในน้ำ แต่ทันทีที่เปิดฝาขวดออกมา คุณจะได้ยินเสียงฟองฟู่เนื่องจากความดันถูกปล่อยออกมาและดันฟองก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ให้ลอยขึ้น นอกจากนี้ การเขย่าขวดก่อนเปิดเพื่อสลายก๊าซที่อัดอยู่ภายใน ก็จะทำให้ขวดเครื่องดื่มน้ำอัดลมระเบิดได้ทุกเมื่อ
สิ่งที่คล้ายกันนี้สามารถเกิดขึ้นกับก๊าซมีเทนที่ละลายอยู่ในทะเลสาบ เมื่อกระแสน้ำเกิดความปั่นป่วน
เขื่อนและอ่างเก็บน้ำทั่วโลกเป็นแหล่งปล่อยก๊าซมีเทนซึ่งถูกประเมินต่ำกว่าความเป็นจริง ขณะนี้มีสตาร์ทอัพที่ต้องการดักจับก๊าซมีเทนเหล่านี้ เพื่อนำมาใช้เป็นแหล่งพลังงาน
ณ เขื่อนทุคูรุย (Tucuruí) ซึ่งตั้งอยู่ทางตอนเหนือของประเทศบราซิล มวลน้ำมหาศาลเทียบเท่าน้ำจาก 4 สระว่ายน้ำขนาดมาตรฐานการแข่งขันกีฬาโอลิมปิก ทำให้การสร้างกระแสพลังงานไฟฟ้าผ่านการหมุนของใบพัดกังหันน้ำใช้เวลาแค่เพียงหนึ่งวินาที กระแสน้ำจากหนึ่งในอ่างเก็บน้ำที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในภูมิภาคแอมะซอนส่งเสียงอึกทึกครึกโครม แต่นั่นเป็นสิ่งที่มาคู่กับการเป็นเขื่อนโรงไฟฟ้าที่มีขนาดใหญ่เป็นอันดับที่ 5 ของโลก
ทว่า ขณะที่น้ำไหลผ่านกังหันทั้ง 25 ตัว รวมถึงทางน้ำล้นของตัวเขื่อน กลับพบว่ามีบางสิ่งบางอย่างเกิดขึ้น และนั่นคือการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
แม้ว่าเขื่อนหรืออ่างเก็บน้ำไฟฟ้าพลังงานน้ำมักถูกมองว่า เป็นหนึ่งในพลังงานหมุนเวียนที่มีรูปแบบเก่าแก่ที่สุดด้วยวิธีการปล่อยน้ำลงมายังกังหันเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า แต่กระบวนการนี้ก็ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เกือบ 1 พันล้านตันสู่ชั้นบรรยากาศ (ซึ่งจำนวนมากของก๊าซเรือนกระจกถูกปล่อยออกมาในรูปของมีเทน) ขณะที่น้ำเข้าใกล้และผ่านกังหันเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า
มีเทนคือก๊าซเรือนกระจกที่มีความรุนแรงมากกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 80 เท่า ตลอดช่วงอายุ 20 ปี ของมัน ทว่ามันสลายตัวในชั้นบรรยากาศได้เร็วกว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
ด้วยเหตุนี้ ดูเหมือนว่าโรงงานไฟฟ้าพลังงานน้ำจะไม่ใช่แหล่งพลังงานสะอาดอย่างที่เราคิดกันในตอนแรกอีกต่อไป เพราะมีมลพิษซ่อนเร้นอยู่ในกระบวนการผลิต เหตุผลก็คือไม่ได้มีแค่น้ำที่ไหลผ่านตัวกังหันเท่านั้น แต่ยังมีก๊าซเรือนกระจกที่ละลายน้ำจำนวนมากไหลผ่านด้วย เช่นเดียวกับการที่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ละลายอยู่ในน้ำอัดลมมีลักษณะเป็นฟอง ก๊าซมีเทนที่อยู่ในแหล่งน้ำขนาดใหญ่ก็อยู่ในลักษณะเดียวกันภายใต้เงื่อนไขบางประการ
ลองนึกภาพว่าคุณกำลังถือขวดน้ำอัดลม และก่อนเปิดขวด คุณจะไม่เห็นฟองอากาศที่อยู่ภายใน เพราะก๊าซคาร์บอนได้ออกไซด์ยังคงละลายอยู่ในน้ำ แต่ทันทีที่เปิดฝาขวดออกมา คุณจะได้ยินเสียงฟองฟู่เนื่องจากความดันถูกปล่อยออกมาและดันฟองก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ให้ลอยขึ้น นอกจากนี้ การเขย่าขวดก่อนเปิดเพื่อสลายก๊าซที่อัดอยู่ภายใน ก็จะทำให้ขวดเครื่องดื่มน้ำอัดลมระเบิดได้ทุกเมื่อ
สิ่งที่คล้ายกันนี้สามารถเกิดขึ้นกับก๊าซมีเทนที่ละลายอยู่ในทะเลสาบ เมื่อกระแสน้ำเกิดความปั่นป่วน
แหล่งน้ำหลายชนิดสามารถปล่อยก๊าซมีเทนได้ รวมถึงแหล่งบำบัดน้ำเสีย
ทุก ๆ ปี จะมีก๊าซเรือนกระจกจำนวน 5.1 หมื่นล้านตันที่ถูกปล่อยเนื่องจากกิจกรรมของมนุษย์ ในจำนวนนี้เป็นก๊าซมีเทนปริมาณกว่า 3 พันล้านตันที่หลุดรอดออกมาจากแหล่งน้ำ โดยพบว่าเมื่อน้ำถูกรบกวน ก๊าซมีเทนจะออกมาจากสารละลายและกลายเป็นฟองก๊าซ น่าประหลาดใจว่า หนึ่งในแหล่งปล่อยก๊าซมีเทนขนาดใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งก็คือเขื่อนทุคูรุย
แต่ตอนนี้มีความหวังว่า เราอาจดักจับก๊าซมีเทนก่อนที่จะมันจะลอยสู่ชั้นบรรยากาศ และนำไปใช้เป็นแหล่งพลังงานได้
รายงานของสำนักงานพลังงานระหว่างประเทศซึ่งเป็นหน่วยงานภาคอุตสาหกรรมพลังงานระดับโลก ระบุว่า ภาวะโลกร้อนมีสาเหตุจากก๊าซมีเทนประมาณ 30% นับตั้งแต่ยุคปฏิวัติอุตสาหกรรม ด้วยเหตุนี้ การควบคุมการปล่อยก๊าซมีเทนจึงเป็นหนึ่งในกลยุทธ์สำคัญสำหรับการดำเนินการที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในระยะสั้น
“หลังจากเวลาผ่านไป 12 ปี ก๊าซมีเทนจะ "ออกซิไดซ์" [รวมตัวกับก๊าซออกซิเจน] และกลายเป็นก๊าซคาร์บอนได้ออกไซด์ ดังนั้น หากเราลดปริมาณก๊าซมีเทนในวันนี้ได้ เราก็จะสามารถลดผลกระทบต่อภาวะโลกร้อนในช่วงชีวิตของเราได้” หลุยส์ พาร์ลอนส์ เบนตาตา ผู้ก่อตั้งและประธานเจ้าหน้าที่บริหารบริษัทบลูมีเทน กล่าว
ปัจจุบันมี 150 ประเทศที่เข้าร่วมประกาศปฏิญญาสากลเพื่อลดการปล่อยก๊าซมีเทน (Global Methane Pledge) ซึ่งตั้งเป้าลดการปล่อยก๊าซมีเทนจากกิจกรรมมนุษย์ให้ได้ 30% ในช่วงปี 2020-2030
แม้ว่าการลดการใช้พลังงานเชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นส่วนหนึ่งของการแก้ปัญหาดังกล่าว แต่พบว่าก๊าซมีเทนยังมาจากแหล่งอื่น ๆ ได้ด้วย ยกตัวอย่างเช่น 32% ของปริมาณก๊าซมีเทนที่ปล่อยออกมาจากการปศุสัตว์ ซึ่งเกิดจากการเรอหรือผายลมของสัตว์เคี้ยวเอื้องเช่นวัว
กรณีที่แหล่งน้ำเป็นส่วนหนึ่งของการปลดปล่อยมลพิษ ยังเป็นเรื่องที่คนไม่ค่อยรู้กันมากนัก โดยพบว่าตะกอนในแหล่งน้ำจืด เช่น แหล่งหนองน้ำในเขตร้อน ลุ่มพรุ รวมถึงดินน้ำขังปลอดออกซิเจน สามารถเป็นแหล่งผลิตก๊าซมีเทนได้ หากอินทรียวัตถุที่อุดมด้วยคาร์บอนถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ในกรณีที่ไม่มีออกซิเจน ด้วยเหตุนี้มันจึงกลายเป็นแหล่งกักเก็บก๊าซเรือนกระจกอย่างมีเทน ซึ่งสามารถเกิดความเปลี่ยนแปลงขึ้นได้ หากถูกรบกวนด้วยการใช้ประโยชน์ที่ดินหรือการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
นอกจากนี้ยังพบว่า โรงบำบัดน้ำเสียและการทำนาก็เป็นอีกหนึ่งของต้นตอก๊าซมีแทนที่อยู่ในแหล่งน้ำฝีมือมนุษย์ ซึ่งเกิดจากแบคทีเรียเข้าไปสลายอินทรียวัตถุและปล่อยก๊าซมีเทนออกมา
แน่นอนว่า อ่างเก็บน้ำและเขื่อนก็มีส่วนทำให้เกิดก๊าซมีเทนถึงปีละ 22 ล้านตันต่อปี แต่มันยังน้อยกว่าการปล่อยก๊าซมีเทนในนาข้าวและโรงบำบัดน้ำเสียถึง 2 ใน 3 ซึ่งปล่อยก๊าซมีเทนรวมกันกว่า 70 ล้านตันต่อปี โดยก๊าซมีเทนในเขื่อนและอ่างเก็บน้ำเกิดจากการย่อยสลายสารอินทรียวัตถุที่ตกตะกอนอยู่ด้านล่าง และหลุดรอดออกมาเมื่อนำน้ำขึ้นมาปั่นกระแสไฟ
โดยธรรมชาติแล้ว พื้นที่เปียกหลายแห่งอาจเป็นแหล่งกำเนิดก๊าซมีเทนที่เกิดขึ้นโดยแบคทีเรีย แต่ตราบใดที่ก๊าซชนิดนี้ยังละลายอยู่ในน้ำ มันจะยังไม่ทำหน้าที่เป็นก๊าซเรือนกระจก
แหล่งพลังงานที่มีศักยภาพ
ภายในภาชนะสีแดงสนิมความยาว 6 เมตรที่ มหาวิทยาลัยแครนฟีลด์ มีน้ำที่ไหลผ่านท่อและภาชนะต่าง ๆ ภายใต้แรงโน้มถ่วง ที่แห่งนี้ หลุยส์ พาร์ลอนส์ เบนตาตา ผู้บริหารบริษัทบลูมีเทน กำลังพัฒนาเทคโนโลยีตรวจจับก๊าซมีเทนจากแหล่งน้ำต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็น อ่างเก็บน้ำหรือโรงบำบัดน้ำเสีย เนื่องจากก๊าซมีเทนเป็นองค์ประกอบหลักของก๊าซธรรมชาติที่มาจากแหล่งฟอสซิล ดังนั้น มันสามารถนำมาเป็นแหล่งพลังงานได้ หากนำมาเผา
พาร์ลอนส์ เบนตาตาหวังว่า เทคโนโลยีของเธอจะช่วยดักจับฟองก๊าซมีเทนขณะที่ลอยตัวขึ้นมาบนพื้นผิว และรวบรวมไว้ใช้เป็นแหล่งพลังงานก๊าซชีวภาพซึ่งไม่ได้มีแหล่งที่มาจากฟอสซิล
เทคโนโลยีเชิงพาณิชย์ของบลูมีเทนกำลังถูกทดสอบโดยบริษัทด้านน้ำทางตะวันตกเฉียงเหนือของสหราชอาณาจักรซึ่งมีชื่อว่า ยูไนเต็ด ยูทิลิตี “บริษัทบำบัดน้ำเสียใช้การย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนอยู่แล้ว โดยพวกเขานำขยะมูลฝอยมาปั่นในสภาพที่ไม่มีออกซิเจน เพื่อให้เกิดก๊าซมีเทน และในตอนท้ายมันจะได้ของเหลวที่ยังคงมีก๊าซมีเทนเจือปนอยู่ในนั้นค่อนข้างมาก” เธอกล่าว “พวกเขามีเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพอยู่แล้ว และใช้มันเป็นพลังงาน ดังนั้น เราจึงไม่ได้สร้างความเปลี่ยนแปลงอะไรที่น่าทึ่งขนาดนั้น”
เทคโนโลยีที่อยู่ระหว่างการจดสิทธิบัตรแบบแยกส่วนนี้ สามารถติดตั้งเข้าไปในโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่เดิมได้อย่างง่าย ๆ ทำให้อุตสาหกรรมที่สร้างสารอินทรีย์ปริมาณมาก ๆ อย่างเช่น โรงบำบัดน้ำเสีย โรงเบียร์ และโรงผลิตเยื่อกระดาษ สามารถสร้างพลังงานได้จากภายในตัวโรงงานและลดการปล่อยมลพิษควบคู่กัน นอกจากนี้ เทคโนโลยีของพาร์ลอนส์ เบนตาตา และ เนสเตอร์ รูเอดา บาเยโค ผู้ร่วมก่อตั้งบริษัท ยังลดการสูบน้ำได้ด้วย เพราะปล่อยให้เป็นหน้าที่ของแรงโน้มถ่วงแทน
“การออกแบบของเราให้ความสำคัญที่การใช้พลังงานต่ำ” พาร์ลอนส์ เบนตาตา บอก “เราต้องการกำจัดก๊าซมีเทนให้ได้มากที่สุด โดยใช้พลังงานน้อยที่สุด”
แม้ว่าบริษัทน้ำในสหราชอาณาจักรมุ่งมั่นที่จะลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิให้เป็นศูนย์ ภายในปี 2030 นี้ แต่กลับไม่มีการวัดปริมาณก๊าซมีเทนที่ถูกปล่อยออกมาอย่างกว้างขวาง ด้วยเหตุนี้ พาร์ลอนส์ เบนตาตา จึงกำลังมองหาแหล่งทุนเพิ่มเติมสำหรับดาวเทียมแบบเปิด เพื่อวัดค่ามีเทนได้แม่นยำมากขึ้น ซึ่งเธอหวังว่ามันจะเอื้อให้เกิดการลงทุนสำหรับเทคโนโลยีกำจัดก๊าซมีเทนในระดับโลกมากกว่าที่เป็นอยู่ เพราะถึงแม้ว่า 1 ใน 3 ของปัจจัยที่ทำให้เกิดสภาวะโลกร้อนนั้นมาจากก๊าซมีเทน แต่ก๊าซมีเทนได้รับเงินทุนจากนโยบายด้านการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิกาศเพียง 2% เท่านั้น
ด้านแคโรล เฮลฟ์เตอร์ นักฟิสิกส์สิ่งแวดล้อมที่ศูนย์นิเวศวิทยาและอุทกวิทยาแห่งสหราชอาณาจักร ซึ่งเป็นผู้ศึกษาเรื่องการปล่อยก๊าซมีเทนจากแหล่งน้ำเปิด บอกว่า การปล่อยก๊าซมีเทนจากแหล่งน้ำยังไม่ได้รับการศึกษาเป็นพิเศษ แต่ช่องว่างของความรู้เรื่องนี้กำลังถูกเติมเต็ม
“เมื่อคุณดูงานวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ จะพบว่ามันมีข้อมูลจำนวนมหาศาลที่หลั่งไหลเข้ามา และเริ่มก่อตัวเป็นภาพอย่างช้า ๆ แต่จำนวนการปล่อยก๊าซมีเทนจากแหล่งน้ำนั้น ยังมีความไม่แน่นอนอยู่มาก” เฮลฟ์เตอร์ กล่าว
แหล่งพลังงานที่มีศักยภาพ
ภายในภาชนะสีแดงสนิมความยาว 6 เมตรที่ มหาวิทยาลัยแครนฟีลด์ มีน้ำที่ไหลผ่านท่อและภาชนะต่าง ๆ ภายใต้แรงโน้มถ่วง ที่แห่งนี้ หลุยส์ พาร์ลอนส์ เบนตาตา ผู้บริหารบริษัทบลูมีเทน กำลังพัฒนาเทคโนโลยีตรวจจับก๊าซมีเทนจากแหล่งน้ำต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็น อ่างเก็บน้ำหรือโรงบำบัดน้ำเสีย เนื่องจากก๊าซมีเทนเป็นองค์ประกอบหลักของก๊าซธรรมชาติที่มาจากแหล่งฟอสซิล ดังนั้น มันสามารถนำมาเป็นแหล่งพลังงานได้ หากนำมาเผา
พาร์ลอนส์ เบนตาตาหวังว่า เทคโนโลยีของเธอจะช่วยดักจับฟองก๊าซมีเทนขณะที่ลอยตัวขึ้นมาบนพื้นผิว และรวบรวมไว้ใช้เป็นแหล่งพลังงานก๊าซชีวภาพซึ่งไม่ได้มีแหล่งที่มาจากฟอสซิล
เทคโนโลยีเชิงพาณิชย์ของบลูมีเทนกำลังถูกทดสอบโดยบริษัทด้านน้ำทางตะวันตกเฉียงเหนือของสหราชอาณาจักรซึ่งมีชื่อว่า ยูไนเต็ด ยูทิลิตี “บริษัทบำบัดน้ำเสียใช้การย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนอยู่แล้ว โดยพวกเขานำขยะมูลฝอยมาปั่นในสภาพที่ไม่มีออกซิเจน เพื่อให้เกิดก๊าซมีเทน และในตอนท้ายมันจะได้ของเหลวที่ยังคงมีก๊าซมีเทนเจือปนอยู่ในนั้นค่อนข้างมาก” เธอกล่าว “พวกเขามีเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพอยู่แล้ว และใช้มันเป็นพลังงาน ดังนั้น เราจึงไม่ได้สร้างความเปลี่ยนแปลงอะไรที่น่าทึ่งขนาดนั้น”
เทคโนโลยีที่อยู่ระหว่างการจดสิทธิบัตรแบบแยกส่วนนี้ สามารถติดตั้งเข้าไปในโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่เดิมได้อย่างง่าย ๆ ทำให้อุตสาหกรรมที่สร้างสารอินทรีย์ปริมาณมาก ๆ อย่างเช่น โรงบำบัดน้ำเสีย โรงเบียร์ และโรงผลิตเยื่อกระดาษ สามารถสร้างพลังงานได้จากภายในตัวโรงงานและลดการปล่อยมลพิษควบคู่กัน นอกจากนี้ เทคโนโลยีของพาร์ลอนส์ เบนตาตา และ เนสเตอร์ รูเอดา บาเยโค ผู้ร่วมก่อตั้งบริษัท ยังลดการสูบน้ำได้ด้วย เพราะปล่อยให้เป็นหน้าที่ของแรงโน้มถ่วงแทน
“การออกแบบของเราให้ความสำคัญที่การใช้พลังงานต่ำ” พาร์ลอนส์ เบนตาตา บอก “เราต้องการกำจัดก๊าซมีเทนให้ได้มากที่สุด โดยใช้พลังงานน้อยที่สุด”
แม้ว่าบริษัทน้ำในสหราชอาณาจักรมุ่งมั่นที่จะลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิให้เป็นศูนย์ ภายในปี 2030 นี้ แต่กลับไม่มีการวัดปริมาณก๊าซมีเทนที่ถูกปล่อยออกมาอย่างกว้างขวาง ด้วยเหตุนี้ พาร์ลอนส์ เบนตาตา จึงกำลังมองหาแหล่งทุนเพิ่มเติมสำหรับดาวเทียมแบบเปิด เพื่อวัดค่ามีเทนได้แม่นยำมากขึ้น ซึ่งเธอหวังว่ามันจะเอื้อให้เกิดการลงทุนสำหรับเทคโนโลยีกำจัดก๊าซมีเทนในระดับโลกมากกว่าที่เป็นอยู่ เพราะถึงแม้ว่า 1 ใน 3 ของปัจจัยที่ทำให้เกิดสภาวะโลกร้อนนั้นมาจากก๊าซมีเทน แต่ก๊าซมีเทนได้รับเงินทุนจากนโยบายด้านการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิกาศเพียง 2% เท่านั้น
ด้านแคโรล เฮลฟ์เตอร์ นักฟิสิกส์สิ่งแวดล้อมที่ศูนย์นิเวศวิทยาและอุทกวิทยาแห่งสหราชอาณาจักร ซึ่งเป็นผู้ศึกษาเรื่องการปล่อยก๊าซมีเทนจากแหล่งน้ำเปิด บอกว่า การปล่อยก๊าซมีเทนจากแหล่งน้ำยังไม่ได้รับการศึกษาเป็นพิเศษ แต่ช่องว่างของความรู้เรื่องนี้กำลังถูกเติมเต็ม
“เมื่อคุณดูงานวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ จะพบว่ามันมีข้อมูลจำนวนมหาศาลที่หลั่งไหลเข้ามา และเริ่มก่อตัวเป็นภาพอย่างช้า ๆ แต่จำนวนการปล่อยก๊าซมีเทนจากแหล่งน้ำนั้น ยังมีความไม่แน่นอนอยู่มาก” เฮลฟ์เตอร์ กล่าว
เขื่อนทุคูรุยซึ่งตั้งอยู่ทางตอนเหนือของประเทศบราซิล
ภาพที่เกิดขึ้นใหม่นี้กำลังชี้ให้เห็นว่า มีก๊าซมีเทนไหลออกจากก๊อกน้ำมากกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้ โดยในช่วงเดือน ก.พ. ที่ผ่านมา มีงานศึกษาของมหาวิทยาพรินซ์ตันในสหรัฐอเมริกาที่ระบุว่า โรงบำบัดน้ำเสียแบบรวมศูนย์มีแนวโน้มปล่อยก๊าซมีเทนเป็นสองเท่า จากรายงานของสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของรัฐบาลสหรัฐฯ ก่อนหน้านี้
จากข้อมูลของเฮล์ฟเตอร์ผู้กำลังพยายามวัดการปล่อยก๊าซมีเทนจากแหล่งน้ำภายในสหราชอาณาจักรจำนวน 3 แห่ง พบว่าข้อมูลที่แม่นยำมากที่สุดนั้นมาจากการวัดค่าปล่อยมลพิษทางตรง โดยใช้เทคนิคทางอุตุนิยมวิทยาจุลภาค เช่น เทคนิคความแปรปรวนร่วมแบบหมุนวน (eddy covariance technic) ซึ่งคำนวณปริมาณก๊าซมีเทนที่ไหลออกจากน้ำสู่ชั้นบรรยากาศโดยตรง
แต่การสุ่มตัวอย่างเช่นนี้ไม่สามารถใช้งานได้ในพื้นที่กว้าง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องสร้างแบบจำลองเชิงคณิตศาสตร์ขึ้นมา หากต้องการคาดการณ์จำนวนการปล่อยมลพิษในระดับภูมิภาคและระดับโลก การสังเกตการณ์ผ่านดาวเทียมตรวจจับมีเทนที่ทันสมัยสามารถช่วยในเรื่องนี้ได้ แต่ยังมีข้อท้าทายว่า การสังเกตการณ์ด้วยเทคโนโลยีดังกล่าวอาจถูกจำกัดพื้นที่ด้วยความถี่ของดาวเทียมที่เคลื่อนที่ผ่านบางภูมิภาคเท่านั้น หรืออาจถูกบดบัดด้วยเมฆ ซึ่งเป็นปัญหาของสหราชอาณาจักร รวมถึงประเทศเขตร้อนส่วนใหญ่
นอกจากนี้ เฮล์ฟเตอร์ยังอธิบายเพิ่มเติมว่า “เพียงเพราะมีมีเทนละลายอยู่ในน้ำ ไม่ได้หมายความว่ามันจะหลุดรอดไปยังชั้นบรรยากาศได้ เพราะมันยังอยู่ในสถานะสารละลาย” แต่เมื่อใดก็ตามที่เขื่อนไฟฟ้าพลังงานน้ำเริ่มเดินเครื่องกังหัน มันจะทำให้เกิดฟองอากาศในน้ำ และปลดปล่อยก๊าซมีเทนออกมา
มีเทนคือเงิน เงิน และก็เงิน
“เราไม่ควรคิดแค่ว่า [ก๊าซมีเทนที่ละลายอยู่ในน้ำ] คือปัญหาใหญ่ แต่มันคือทรัพยากรแหล่งใหม่ต่างหาก” พาร์ลอนส์ เบนตาตา ผู้ต้องการสร้างมูลค่าเพิ่มจากก๊าซที่ถูกปล่อยทิ้ง บอกกับบีบีซี
เนื่องจากเขื่อนเป็นแหล่งก๊าซมีเทนขนาดใหญ่ที่สุด รองลงมาจากแหล่งน้ำ นี่จึงอาจเป็นจุดเริ่มต้นที่ดีสำหรับบลูมีเทน ทีมงานของพวกเขาจึงกำลังตรวจวัดก๊าซมีเทนในเขื่อนพลังงานน้ำจำนวน 20 แห่ง ตั้งแต่บราซิลไปจนถึงแคเมอรูน เพื่อระบุจุดฮอตสปอต (hotspot) ที่อาจได้รับประโยชน์จากเทคโนโลยีดักจับก๊าซมีเทน
ทะเลสาบคิวูเคยปลดปล่อยก๊าซจำนวนมหาศาลเป็นประวัติการณ์ และคุกคามความปลอดภัยของคนในท้องถิ่น
การสร้างรายได้จากการดักจับก๊าซมีเทนยังเป็นโอกาสสำคัญในหลายประเทศ เช่น บราซิล เนื่องจากเป็นประเทศที่ผลิตไฟฟ้าจากเขื่อนพลังงานน้ำเป็นหลัก ขณะนี้ ทางบลูมีเทนได้ร่วมมือกับแพลตฟอร์มซอฟต์แวร์ที่ชื่อว่า โอเพนไฮโดร (Open Hydro) เพื่อช่วยคำนวณการปล่อยก๊าซมีเทนในเขื่อนทุคูรุยและลดคาร์บอนในระบบน้ำจืด
กรอบการทำงานใหม่ของพวกเขาคือ กลไกดักจับก๊าซมีเทนในอ่างเก็บน้ำ ซึ่งสร้างขึ้นเพื่อผู้ประกอบการไฟฟ้าพลังงานน้ำในบราซิล นั่นหมายความว่าการผลิตไฟฟ้าพลังงานน้ำจะสามารถปลดล็อกศักยภาพการลงทุนและสร้างแรงจูงใจทางการเงินอย่างเป็นรูปธรรม ยกตัวอย่างเช่น ขายคาร์บอนเครดิตด้วยการดักจับก๊าซมีเทน โดยไม่ต้องแบกรับความเสี่ยงจากการซื้อเทคโนโลยีใหม่ ๆ
ก๊าซมีเทนจำนวนมากติดอยู่ก้นทะเลสาบคิวูซึ่งตั้งอยู่บริเวณพรมแดนประเทศรวันดาและสาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโก
ทะเลสาบแห่งนี้ได้ชื่อว่า “ทะเลสาบเพชฌฆาต” เนื่องจากมันเสี่ยงระเบิดก๊าซมีเทนออกมาจากกิจกรรมทางธรณีวิทยาใต้แผ่นเปลือกโลก โดยการปะทุลิมนิกหรือการพลิกกลับของทะเลสาบเช่นนี้เป็นสิ่งที่หาได้ยาก มันจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อน้ำอิ่มตัวไปด้วยก๊าซที่ละลายในน้ำ เช่น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และมีเทน ก่อนจะปลดปล่อยไอออกมา ส่งผลกระทบต่อประชากรที่อาศัยอยู่รอบ ๆ ทะเลสาบ
มีบริษัทพลังงาน 5 แห่งได้พยายามสกัดก๊าซมีเทนจากทะเลสาบคิวูเพื่อนำมาใช้เป็นแหล่งพลังงาน โดยในปี 2016 คิวูวัตต์ โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนได้นำก๊าซมีเทนมาใช้เป็นเชื้อเพลิง และเริ่มผลิตไฟฟ้าจำนวนมากขนาด 26 ล้านเมกะวัตต์ โดยนำก๊าซมีเทนจากทะเลสาบมาใช้
“เราไม่ใช่แค่บริษัทพลังงานสะอาดที่ทำงานอย่างรวดเร็วเท่านั้น เรากำลังปลดล็อกคุณค่าที่แท้จริงของทรัพยากรอันทรงคุณค่า” กล่าวโดย มารีอา อูบิเออร์นา ผู้ก่อตั้งโอเพนไฮโดร ซึ่งเป็นบริษัทวิเคราะห์การปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากอ่างเก็บน้ำด้วย โดยเธอเชื่อว่าแนวทางนี้จะเร่งให้เกิดความเปลี่ยนแปลงด้านพลังงานสีเขียวได้
เมื่อน้ำก๊าซมีเทนที่ออกมาจากน้ำได้แล้ว เราสามารถนำมันมาใช้เป็นก๊าซชีวภาพเพื่อผลิตไฟฟ้า หรืออัปเกรดเป็นก๊าซธรรมชาติ “สีเขียว” ซึ่งสามารถนำไปใช้ให้ความร้อน สร้างกระแสไฟฟ้า และให้พลังงานกับยานพาหนะได้ อีกทางเลือกหนึ่งคือ ก๊าซมีเทนยังสามารถเปลี่ยนเป็นไฮโดรเจนหรือใช้เป็นเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า โดยในปัจจุบันไฮโดรเจนส่วนใหญ่ของโลกมาจากก๊าซมีเทน
เฮล์ฟเตอร์ค้นพบ “ความเข้มข้นของมีเทนที่สูงเป็นพิเศษ” ในทะเลสาบเปิดของเมืองบังกาลอร์ ประเทศอินเดีย ซึ่งได้มาจากสิ่งปฏิกูลของประชากรนับล้านที่ยังไม่ผ่านกระบวนการบำบัดของเสีย
การใช้ก๊าซมีเทนจากโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำ เช่น การเผาหรือแปลงมันเป็นไฮโดรเจน ยังคงปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศ แต่ไม่มากไปกว่าก๊าซที่ถูกปล่อยจากอินทรียวัตถุที่สลายตัวอยู่ด้านล่างของอ่างเก็บน้ำ
แม้ว่าการดักจับก๊าซมีเทนจากทะเลสาบคิวูของแอฟริกาเป็นตัวอย่างที่สุดโต่ง แต่เฮลฟ์เตอร์มองว่านี่คือศักยภาพอันมหาศาลสำหรับเทคโนโลยีของบลูมีเทน ซึ่งกำลังจะเปิดตัวในประเทศกำลังพัฒนา ล่าสุดเธอยังค้นพบ “ความเข้มข้นของมีเทนที่สูงเป็นพิเศษ” ในทะเลสาบเปิดของเมืองบังกาลอร์ ประเทศอินเดีย ซึ่งได้มาจากสิ่งปฏิกูลของประชากรนับล้านที่ยังไม่ผ่านกระบวนการบำบัดของเสีย
แม้ว่าสิ่งนี้จะฟังดูแล้วไม่ปกติ แต่มันควรเป็นสัญญาณเตือนอย่างหนึ่ง โดยเฮลฟ์เตอร์บอกว่า “มันกำลังส่งสัญญาณเตือนว่า หนึ่งในทะเลสาบเหล่านี้ ผลิตก๊าซมีเทนมากจนบางครั้งก็ทำให้มันติดไฟ แต่ในสถานที่เช่นนี้ หากคุณสามารถเก็บเกี่ยวตักตวงก๊าซมีเทนปริมาณมากเหล่านี้ได้ คุณจะสามารถผลิตพลังงานและลดความเสี่ยงจากการเกิดไฟไหม้ได้ด้วย”
เนื่องจากเธอกังวลว่า การพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานด้านการจัดการน้ำเสียในอินเดียและแอฟริกานั้น “อาจเติบโตไม่ทันเท่ากับความเจริญของเมือง” ส่งผลให้การปล่อยก๊าซมีเทนอาจสร้างปัญหามากขึ้นในอนาคต หากได้รับการจัดการที่ไม่เหมาะสม
https://www.bbc.com/thai/articles/cg67qxq0lldo
