ประเทศไทยก้าวสู่การมี “โครงสร้างพื้นฐานข้อมูล” เพื่อสนับสนุนการพัฒนาอุตสาหกรรมพลังงานชีวภาพ เมื่อกระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) โดย ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) เปิดตัวระบบวิเคราะห์และฐานข้อมูล “ชีวมวลและเชื้อเพลิงแข็งชีวภาพ” ซึ่งเป็นเครื่องมือที่รวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูลชีวมวลเหลือใช้ทางการเกษตรทั่วประเทศ เพื่อยกระดับการบริหารจัดการวัตถุดิบชีวภาพ สนับสนุนการลงทุนในอุตสาหกรรมพลังงานสะอาด ลดปัญหาการเผาในที่โล่งที่เป็นสาเหตุของปัญหาฝุ่น PM2.5 และเป็นกลไกสำคัญในการขับเคลื่อนประเทศไทยสู่เป้าหมาย Carbon Neutrality และ Net Zero Emissions ผลงานวิจัยดังกล่าวได้รับการสนับสนุนจากหน่วยบริหารจัดการทุนด้านเทคโนโลยีและนวัตกรรมเพื่ออุตสาหกรรมแห่งอนาคต (บพค.) สำนักงานเร่งรัดการวิจัยและนวัตกรรมเพื่อเพิ่มความสามารถการแข่งขันและการพัฒนาพื้นที่ (องค์การมหาชน) (รวพ.) ผ่านกองทุนส่งเสริมวิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม
ดร.สัญชัย คูบูรณ์ นักวิจัย ทีมวิจัยตัวเร่งปฏิกิริยา กลุ่มวิจัยการเร่งปฏิกิริยาระดับนาโน การดูดซับ และการคำนวณ นาโนเทค สวทช. กล่าวว่า ประเทศไทยมีชีวมวลเหลือใช้ทางการเกษตรกว่า 80 ล้านตันต่อปี จากพืชเศรษฐกิจสำคัญ เช่น ข้าว อ้อย มันสำปะหลัง ข้าวโพด และปาล์มน้ำมัน ซึ่งมีศักยภาพสร้างมูลค่าทางเศรษฐกิจกว่า 100,000 ล้านบาทต่อปี หากได้รับการบริหารจัดการอย่างมีประสิทธิภาพ แต่ปัจจุบันชีวมวลจำนวนมากยังถูกเผาทิ้งหรือปล่อยให้สูญเปล่า ก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม สุขภาพ และทำให้ประเทศสูญเสียโอกาสในการสร้างมูลค่าเพิ่มจากทรัพยากรภายในประเทศ
“ชีวมวลเหลือใช้ทางการเกษตรไม่ควรถูกมองเป็นของเสีย แต่เป็นทรัพยากรที่สามารถพัฒนาเป็นเชื้อเพลิงแข็งชีวภาพและไบโอชาร์ ซึ่งช่วยเพิ่มมูลค่าทางเศรษฐกิจ ลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิล ลดการเผาในที่โล่ง และช่วยกักเก็บคาร์บอน สนับสนุนการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของประเทศ งานวิจัยนี้จึงพัฒนาขึ้นจากแนวคิดในการ “เปลี่ยนปัญหาชีวมวลเหลือใช้ทางการเกษตร” ให้เป็น “โอกาสในการเพิ่มมูลค่าทรัพยากรภายในประเทศ” โดยมุ่งพัฒนาระบบวิเคราะห์และฐานข้อมูลชีวมวลและเชื้อเพลิงแข็งชีวภาพ เพื่อเป็นเครื่องมือสนับสนุนการตัดสินใจด้านการจัดการและใช้ประโยชน์จากชีวมวลอย่างเหมาะสม”
ระบบดังกล่าวประกอบด้วย 2 ส่วนสำคัญ ได้แก่ ระบบวิเคราะห์ชีวมวลและเชื้อเพลิงแข็งชีวภาพ ซึ่งใช้เครื่องมือวิเคราะห์ขั้นสูงในการศึกษาสมบัติของตัวอย่างจริง และฐานข้อมูลชีวมวลและเชื้อเพลิงแข็งชีวภาพ ซึ่งรวบรวมและเชื่อมโยงข้อมูลเชิงพื้นที่ ข้อมูลผลผลิต ข้อมูลสมบัติของชีวมวล และข้อมูลสมบัติของเชื้อเพลิงแข็งชีวภาพ เพื่อประเมินศักยภาพการใช้ประโยชน์และความเหมาะสมในการแปรรูปเป็นพลังงานชีวภาพในแต่ละพื้นที่

สำหรับระบบวิเคราะห์ชีวมวลและเชื้อเพลิงแข็งชีวภาพ ดร.บุญรัตน์ รุ่งทวีวรนิตย์ นักวิจัย ทีมวิจัยตัวเร่งปฏิกิริยา กลุ่มวิจัยการเร่งปฏิกิริยาระดับนาโน การดูดซับ และการคำนวณ นาโนเทค สวทช. กล่าวว่า ทีมวิจัยได้พัฒนาระบบสำหรับวิเคราะห์สมบัติของชีวมวลและเชื้อเพลิงแข็งชีวภาพจากตัวอย่างจริง เช่น ความชื้น สารระเหย คาร์บอนคงตัว ปริมาณเถ้า และพฤติกรรมการสลายตัวทางความร้อน รวมถึงการตรวจวัดก๊าซที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการแปรรูปทางความร้อนด้วยเครื่องมือวิเคราะห์ขั้นสูง Thermogravimetric Analysis–Mass Spectrometry (TGA-MS) โดยข้อมูลที่ได้จากการวิเคราะห์นี้จะช่วยให้เข้าใจคุณภาพ ศักยภาพด้านพลังงาน และความเหมาะสมของชีวมวลแต่ละชนิดสำหรับการพัฒนาเป็นเชื้อเพลิงแข็งชีวภาพ ไบโอโคล/ไบโอชาร์
ในขณะที่ ฐานข้อมูลชีวมวลและเชื้อเพลิงแข็งชีวภาพ ซึ่งมี ดร.สุรัฐ ธีรพิทยานนท์ นักวิจัย ทีมวิจัยนาโนสารสนเทศและปัญญาประดิษฐ์ ร่วมพัฒนา ได้นำข้อมูลจากการวิเคราะห์ตัวอย่างชีวมวลจริงในห้องปฏิบัติการมาเชื่อมโยงกับข้อมูลเชิงพื้นที่ ได้แก่ ชนิดของพืชเศรษฐกิจ พื้นที่เพาะปลูก ปริมาณผลผลิต และปริมาณชีวมวลเหลือใช้ทางการเกษตร สมบัติของชีวมวลแต่ละชนิด และสมบัติของเชื้อเพลิงแข็งชีวภาพหลังการแปรรูป รวมถึงข้อมูลตำแหน่งหรือพื้นที่ตั้งของโรงไฟฟ้าชีวมวลและโรงงานเชื้อเพลิงแข็งชีวภาพ เพื่อใช้ประเมินศักยภาพของชีวมวลในแต่ละพื้นที่สำหรับการนำไปใช้ประโยชน์ด้านพลังงานชีวภาพ โดยเฉพาะการผลิตเป็นเชื้อเพลิงแข็งชีวภาพ เช่น ไบโอโคล ตลอดจนการผลิตไบโอชาร์
โดยกระบวนการทำงานของระบบเริ่มจากการรวบรวมข้อมูลทุติยภูมิจากหน่วยงานภาครัฐที่เกี่ยวข้อง รวมถึงข้อมูลจากเอกสารวิชาการและแหล่งข้อมูลที่น่าเชื่อถือ เพื่อนำมาจัดทำฐานข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับพื้นที่เพาะปลูก ปริมาณผลผลิต และปริมาณชีวมวลเหลือใช้ทางการเกษตรในแต่ละพื้นที่ ควบคู่กับการนำข้อมูลจากการวิเคราะห์ตัวอย่างจริงในห้องปฏิบัติการมาประกอบการประเมินสมบัติและศักยภาพด้านพลังงานของชีวมวลและเชื้อเพลิงแข็งชีวภาพ จากนั้นระบบจะนำข้อมูลเหล่านี้มาวิเคราะห์และประมวลผล เพื่อประเมินศักยภาพการใช้ประโยชน์ด้านพลังงาน เช่น ค่าความร้อนสูง หรือ Higher Heating Value (HHV) ซึ่งเป็นตัวชี้วัดสำคัญในการพิจารณาความเหมาะสมของชีวมวลสำหรับการผลิตเชื้อเพลิงแข็งชีวภาพ ไบโอโคล ไบโอชาร์
“ปัจจุบัน ทีมวิจัยได้วิเคราะห์ตัวอย่างชีวมวลและเชื้อเพลิงแข็งชีวภาพแล้วมากกว่า 500 ตัวอย่าง และกำลังพัฒนาฐานข้อมูลให้เป็นโครงสร้างพื้นฐานด้านข้อมูลของประเทศ เพื่อสนับสนุนการตัดสินใจของภาครัฐ ภาคอุตสาหกรรม และนักลงทุนในการวางแผนจัดหาแหล่งวัตถุดิบ การเลือกพื้นที่ลงทุนโรงไฟฟ้าชีวมวลและโรงงานผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ ตลอดจนลดความเสี่ยงด้านโลจิสติกส์และต้นทุนการดำเนินธุรกิจ” ดร.บุญรัตน์กล่าว

การวิจัยและพัฒนานี้ช่วยยกระดับชีวมวลเหลือใช้ทางการเกษตรจาก “ของเหลือใช้” ให้เป็น “ทรัพยากรเชิงยุทธศาสตร์” ที่สร้างประโยชน์ทั้งต่อเกษตรกร ชุมชน ภาคอุตสาหกรรม ภาครัฐ และประเทศโดยรวม ทั้งในมิติด้านเศรษฐกิจ สังคม สิ่งแวดล้อม และความมั่นคงทางพลังงาน โดยมีระบบวิเคราะห์ชีวมวลและเชื้อเพลิงแข็งชีวภาพเป็นกลไกในการสร้างข้อมูลเชิงวิทยาศาสตร์ที่น่าเชื่อถือ และมีฐานข้อมูลชีวมวลและเชื้อเพลิงแข็งชีวภาพเป็นเครื่องมือสนับสนุนการวางแผนและการตัดสินใจในระดับพื้นที่และระดับประเทศ
“จากการดำเนินการในระยะแรก เราคาดหวังว่า ผู้ใช้งานฐานข้อมูลจะเป็นกลุ่มนักวิชาการ นักวิจัยที่ศึกษาหรือทำวิจัยด้านนี้ ภาคเอกชนที่ต้องการข้อมูลเพื่อวางแผนงาน หรือการลงทุนด้านการใช้ชีวมวล ภาครัฐที่ต้องการข้อมูลเพื่อเป็นเครื่องมือสนับสนุนและวางแผนนโยบายบริหารจัดการและใช้ประโยชน์จากชีวมวลอย่างเหมาะสม รวมถึงประชาชนที่สนใจ สามารถเข้ามาใช้ระบบฐานข้อมูลนี้ได้ฟรี และมีแผนจะขยายสู่รูปแบบของระบบสมาชิก (Subscription Fee) ในระยะต่อไปที่จะมีข้อมูลเชิงลึกมากขึ้น มีการเชื่อมโยงและวิเคราะห์ขั้นสูง ซึ่งเราจะขยายฐานข้อมูลจากระดับจังหวัดสู่ระดับอำเภอและตำบล พร้อมเชื่อมโยงข้อมูลภาคสนามและข้อมูลเชิงวิทยาศาสตร์ เพื่อรองรับการวางแผนพลังงานชีวภาพของประเทศ และต่อยอดสู่เทคโนโลยี Bioenergy with Carbon Capture and Storage (BECCS) ซึ่งเป็นหนึ่งในกลไกสำคัญของการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและการสร้างความสามารถในการแข่งขันของประเทศไทยภายใต้เศรษฐกิจสีเขียวในอนาคต” นักวิจัยนาโนเทค สวทช. ย้ำ
งานวิจัยนี้ดำเนินการภายใต้โครงการ “ระบบศึกษาการเปลี่ยนแปลงมวลสารของวัสดุ สมบัติเชิงเคมีและความร้อน และการวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์แก๊สที่เกิดขึ้นจากการให้ความร้อนในสภาวะเสมือนจริงแบบครบวงจร สำหรับเทคโนโลยีการลดการปลดปล่อยคาร์บอน” ประจำปีงบประมาณ พ.ศ. 2566 สนับสนุนโดย หน่วยบริหารจัดการทุนด้านเทคโนโลยีและนวัตกรรมเพื่ออุตสาหกรรมแห่งอนาคต (บพค. : PMU-B) ผ่านกองทุนส่งเสริมวิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม เพื่อผลักดันผลงานวิจัยสู่การใช้ประโยชน์ในการยกระดับอุตสาหกรรมพลังงานชีวภาพและสนับสนุนการเปลี่ยนผ่านสู่เศรษฐกิจคาร์บอนต่ำของประเทศไทย
สำหรับผู้ที่สนใจข้อมูลด้านชีวมวลและเชื้อเพลิงแข็งชีวภาพ สามารถไปที่ https://beccs.nstda.or.th/ เพื่อเข้าสู่ระบบฐานข้อมูล และศึกษาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับศักยภาพของชีวมวลเหลือใช้ทางการเกษตร ตลอดจนข้อมูลสมบัติของเชื้อเพลิงแข็งชีวภาพที่เกี่ยวข้องกับการนำไปใช้ประโยชน์ด้านพลังงานในแต่ละพื้นที่