'E-methanol' คืออะไร ทำไมลดคาร์บอนในอุตสาหกรรม-การขนส่งทางเรือ

ทั่วโลก ผู้กําหนดนโยบายและผู้นําอุตสาหกรรมกําลังเร่งการลดคาร์บอนของภาคส่วนที่ "ยากที่จะลด" เช่น การขนส่งและอุตสาหกรรมเคมี

ในขณะที่การใช้พลังงานไฟฟ้าได้พัฒนากระบวนการนี้สําหรับรถยนต์นั่ง อาคาร และอุตสาหกรรมบางอย่าง แต่ก็ยังเป็นสิ่งที่ท้าทายสําหรับการใช้งานที่มีพลังงานหนาแน่นและอุณหภูมิสูง

จุดที่ electro-methanol (e-methanol) โดดเด่น

E-methanol (electro-methanol) คือ เมทานอลสังเคราะห์ ที่ผลิตโดยใช้พลังงานหมุนเวียน กระบวนการผลิตมักใช้ไฮโดรเจนสีเขียว (green hydrogen) ซึ่งได้จากการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า (electrolysis) และคาร์บอนไดออกไซด์ที่จับจากแหล่งกำเนิดหรือจากอากาศ (carbon capture หรือ direct air capture – DAC)

เนื่องจาก e-methanol ผลิตจากแหล่งพลังงานที่ยั่งยืนและไม่มีการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลโดยตรง จึงถูกมองว่าเป็นเชื้อเพลิงที่ช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมการเดินเรือและอุตสาหกรรมหนัก ซึ่งการลดคาร์บอนเป็นเรื่องท้าทาย

การแข่งขันต่อต้านการปล่อยมลพิษ

ปัจจุบันการขนส่งทั่วโลกคิดเป็นประมาณ 3% ของการปล่อยคาร์บอนทั่วโลก โดยมีศักยภาพที่จะเพิ่มขึ้นหากไม่มีการดําเนินการที่แข็งแกร่งมากขึ้น องค์การการเดินเรือระหว่างประเทศ (IMO) ได้ตอบสนองด้วยกลยุทธ์ก๊าซเรือนกระจกในปี 2566 โดยเรียกร้องให้ลดการปล่อยมลพิษทางเรือลง 20% ภายในปี 2573 เพิ่มขึ้นเป็น 70-80% ภายในปี 2583

ในขณะเดียวกัน อุตสาหกรรมเคมีซึ่งพึ่งพาเมทานอลเป็นสารตั้งต้นของผลิตภัณฑ์จํานวนมาก เป็นตัวแทนของภาคที่มีการปล่อยมลพิษสูงอีกภาคหนึ่งที่ต้องทําความสะอาดห่วงโซ่อุปทานอย่างรวดเร็ว

บทบาทคู่ของ E-methanol ในฐานะเชื้อเพลิงทางทะเลและวัตถุดิบทางเคมีสอดคล้องกับความต้องการเร่งด่วนเหล่านี้อย่างสมบูรณ์แบบ ความเก่งกาจทําให้เป็นโซลูชันระยะสั้นที่จับต้องได้ซึ่งสามารถรวมเข้ากับโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในท่าเรือและศูนย์กลางการผลิตสารเคมี

เส้นทางการผลิตและด้านสิ่งแวดล้อม

การผลิต E-methanol โดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับสามขั้นตอนสําคัญดังนี้

1. การผลิตไฮโดรเจนสีเขียว: อิเล็กโทรไลซิสของน้ําที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานหมุนเวียนสร้างวัตถุดิบไฮโดรเจน
2. การดักจับคาร์บอน : คาร์บอนไดออกไซด์ถูกดักจับจากก๊าซไอเสียอุตสาหกรรม (เช่น โรงงานเหล็กหรือโรงงานปูนซีเมนต์) หรือโดยตรงจากอากาศ ลดการปล่อยมลพิษโดยรวมที่แหล่งกําเนิด
3. การสังเคราะห์เมทานอล : ไฮโดรเจนและ CO2 รวมกันในเครื่องปฏิกรณ์ตัวเร่งปฏิกิริยาภายใต้แรงดัน ทําให้เกิดเมทานอลที่มีผลพลอยได้น้อยที่สุด

การประเมินสิ่งอํานวยความสะดวกเชิงพาณิชย์ยุคแรก ๆ เช่น FlagshipONE ในสวีเดนแสดงให้เห็นว่าอีเมทานอลสามารถปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สุทธิได้ต่ำถึง 1.3 กิโลกรัม ต่อเชื้อเพลิงหนึ่งกิโลกรัมด้วยเครดิตการดักจับคาร์บอน ทําให้มีคาร์บอนติดลบ แม้ในขณะที่พิจารณาการขนส่งและการเผาไหม้ วิธีการประเมินการปล่อยมลพิษแบบ "well-to-wake"  e-methanol ยังคงสะอาดกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิล

ตัวขับเคลื่อนความต้องการ

อุตสาหกรรมการขนส่งถูกกําหนดให้เป็นผู้ใช้รายใหญ่รายแรกของ e-methanol ด้วยความหนาแน่นของพลังงาน 19.9 เมกะจูลต่อกิโลกรัม มันทํางานในเครื่องยนต์ทางทะเลที่ดัดแปลงและเหมาะกับเส้นทางระยะไกล การติดตั้งเพิ่มเติมทําให้เจ้าของเรือสามารถอัพเกรดระบบเชื้อเพลิงได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนเรือที่มีค่าใช้จ่ายสูง

คําสั่งซื้อเรือที่ใช้เชื้อเพลิงเมทานอลเพิ่มขึ้น 88% ในปี 2023 ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความเชื่อมั่นที่เพิ่มขึ้นในภาคนี้ ผู้เล่นรายใหญ่อย่าง Maersk ได้มอบหมายเรือคอนเทนเนอร์หลายลําที่จะวิ่งด้วยเมทานอลแล้ว แต่ละลําคาดว่าจะลดการปล่อย CO2 ต่อปีลงประมาณ 1 ล้านตัน

ยิ่งไปกว่านั้น โครงการริเริ่มที่ได้รับทุนสนับสนุนจาก Horizon Europe เช่น POSEIDON แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพการเผาไหม้ที่เกือบสมบูรณ์และลดการปล่อยไนโตรเจนออกไซด์ลงอย่างมาก ซึ่งเน้นย้ำถึงโปรไฟล์ด้านสิ่งแวดล้อมที่มีแนวโน้มของเชื้อเพลิง

การคาดการณ์

ชี้ให้เห็นว่ากําลังการผลิต e-methanol อาจขยายตัวได้มากกว่า 20% ต่อปีในทศวรรษหน้า ขับเคลื่อนโดยอาณัตินโยบาย การปรับปรุงเทคโนโลยี และความต้องการที่เพิ่มขึ้นจากอุตสาหกรรมการขนส่งและเคมี

ภายในปี 2578 ผู้เชี่ยวชาญคาดการณ์ว่า e-methanol สามารถตอบสนองความต้องการเมทานอลของภาคเคมีได้ 60% หากการกําหนดราคาคาร์บอนและการลงทุนด้านโครงสร้างพื้นฐานยังคงทัน

อย่างไรก็ตาม ความสําเร็จขึ้นอยู่กับนวัตกรรมอิเล็กโทรไลเซอร์ การดักจับคาร์บอน และการประสานงานห่วงโซ่อุปทาน ในระยะยาว การรวมพลังงานหมุนเวียน การดักจับคาร์บอน และการผลิตเมทานอลเป็นกุญแจสําคัญในการลดต้นทุนและเพิ่มผลประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมให้สูงสุด

การเกิดขึ้นของ e-methanol อาจทันเวลาในการแข่งขันเพื่อให้บรรลุศูนย์สุทธิผ่านการเปลี่ยนแปลงพลังงานที่ยุติธรรมและครอบคลุม

ด้วยความร่วมมือที่แน่นแฟ้นระหว่างรัฐบาล อุตสาหกรรม และสถาบันวิจัย e-methanol สามารถปรับขนาดได้ไกลกว่านักบินเพื่อกลายเป็นกลไกการเปลี่ยนแปลงที่ทรงพลังสําหรับภาคส่วนที่มีการปล่อยมลพิษมากที่สุด

ที่มา : ICODOS GmbH