วงกต วงศ์อภัย  คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่  wongkot_w@yahoo.com   จากมติชนสุดสัปดาห์

ปีที่ 24 ฉบับที่ 1237   ประจำวันที่ 30 เมษายน พ.ศ. 2547 หน้า 29-30

 ความเป็นประเทศเกษตรกรรมของประเทศไทยนั้น นอกจากจะสร้าง “ข้าวปลา” ที่เป็น ”ของจริง”ให้แก่ชาวไทยและผุ้คนทั่วโลกมายาวนานแล้ว ในแต่ละปี เศษวัสดุเหลือใช้จากการเกษตรหลายชนิดจำนวนมากสามารถนำกลับมาใช้เป็นพลังงานชีวมวลได้ แต่มีไม่มากคนนักที่จะทราบว่า นอกจากเหล่าเศษชีวมวลที่ได้จากการเกษตรแล้ว ภาคเกษตรกรรมยังสร้างชีวมวลอีกประเภทหนึ่ง ที่ได้มาจากการเลี้ยงสัตว์ในรูปของ “ก๊าซชีวภาพ (Biogas)” ที่เปี่ยมด้วยพลังงานที่ให้ค่าที่แน่นอน มีศักยภาพสูงและยังถูกมองข้าม

แหล่งกำเนิดก๊าซชีวภาพที่มีต้นทุนต่ำและมีปริมาณสูงของประเทศ มาจากสองแหล่งหลักคือ ของเสียหรือน้ำเสียจากโรงงานแปรรูปทางการเกษตร เช่น น้ำเสียจากโรงฆ่าสัตว์ หรือ โรงงานผลิตผลไม้หรือเครื่องดื่มกระป๋อง และมาจาก มูลสัตว์ (Animal dung) จากฟาร์มเลี้ยงสัตว์ในภาคเกษตรกรรม

 โลกกับก๊าซชีวภาพ

ย้อนหลังไปประมาณสามพันปีก่อน ประเทศ Assyria ซึ่งเป็นดินแดนในอดีตที่เคยตั้งในแถบตะวันตกของทวีปเอเชียสมัยโบราณ คือประเทศแรกที่ได้มีการนำก๊าซชีวภาพไปใช้ในการให้ความร้อนในการต้มน้ำอาบ หลังจากนั้นพบว่ามีการใช้ก๊าซชีวภาพในลักษณะเดียวกันในแถบเปอร์เซีย ในช่วงประมาณห้าร้อยปีที่ผ่านมา

แต่เมื่อพิจารณาถึงหลักฐานการบันทึกในยุโรป พบว่าในปี พ.ศ.2173 Jan Baptita Van Helmont เป็นบุคคลแรกที่ค้นพบว่ามีก๊าซเกิดขึ้นจากการเน่าเปื่อยของซากสารอินทรีย์ และต่อมาในปี พ.ศ. 2351 Sir Humphrey Davy ได้พบว่าในบ่อปุ๋ยคอกนั้น มีก๊าซมีเธนเกิดขึ้นและน่าจะนำไปใช้ประโยชน์ได้

อย่างไรก็ตาม อินเดียเป็นประเทศแรกที่มีการใช้ก๊าซชีวภาพอย่างเป็นระบบจริงจัง โดยมีรายงานว่าในปี พ.ศ.2402 มีการสร้างระบบที่เรียกว่า Anaerobic digestion (AD) plant เป็นครั้งแรกในนิคมโรคเรื้อน Matunga ที่เมืองบอมเบย์ และนำพลังงานชีวภาพที่ได้ไปใช้งานภายในนิคม หลังจากนั้น แนวคิดการใช้ก๊าซชีวภาพนี้ก็แพร่ไปสู่ประเทศอังกฤษและประเทศอื่นๆทั่วโลกในที่สุด

ระบบผลิตก๊าซชีวภาพแบบ AD จะอาศัยเทคโนโลยีที่ทำให้กลุ่มจุลินทรีย์ชนิดที่ไม่ต้องการออกซิเจนในการย่อยสลายสารอินทรีย์หลายชนิด ทำหน้าที่หมักย่อยสารอินทรีย์ที่ได้จากแหล่งต่างๆ เช่น จากน้ำเสียที่ได้จากโรงงาน หรือน้ำมูลสัตว์ที่ได้จากฟาร์มเลี้ยงสัตว์ ให้มาอยู่ในรูปของเหลวในสภาพไร้อากาศ ทำให้สารอินทรีย์จากของเสียดังกล่าวนั้น ถูกย่อยสลายลดปริมาณลง และเปลี่ยนรูปไปเป็นมีเธนและคาร์บอนไดอ๊อกไซด์ในระยะเวลาประมาณ 1 เดือน ระบบ AD นี้เป็นระบบที่นิยมใช้ในปัจจุบัน

สิ่งที่ทำให้ก๊าซชีวภาพมีความสำคัญในเชิงพลังงานคือ ปริมาณส่วนประกอบของ “มีเธน” ที่มีอยู่ประมาณ 55-70% ในก๊าซชีวภาพ (ที่เหลือจะประกอบด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 25-35% และเป็นไนโตรเจนและไฮโดรเจนซัลไฟด์ในส่วนที่เหลือ) และเป็นก๊าซมีเธนที่มีในปริมาณสูงนี่เอง ที่ทำให้ก๊าซชีวภาพมีคุณสมบัติที่ใกล้เคียงกับก๊าซธรรมชาติ ซึ่งเป็นก๊าซสะอาด นั่นหมายความว่า หากมีการนำก๊าซชีวภาพไปใช้ในเชิงพลังงาน เช่น การนำไปใช้ในการหุงต้ม การเผาไหม้ของก๊าซชีวภาพที่เกิดขึ้นจะติดไฟได้ดี และปล่อยมลพิษในระดับที่ต่ำกว่าการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลทั่วไปมาก

 สถานการณ์มูลสัตว์ในประเทศไทย

จากข้อมูลของ กรมปศุสัตว์ พบว่า ในปี พ.ศ. 2543 ประเทศไทยมีปริมาณโค กระบือ สุกร เป็ด ไก่ และช้าง รวมกันกว่า 214 ล้านตัว มูลของสัตว์ทั้ง 6 ชนิดนี้เป็นประเภทที่มีศักยภาพเพียงพอที่จะสามารถนำมาใช้ผลิตก๊าซชีวภาพ โดยกรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน (พพ.) ได้ประเมินศักยภาพของพลังงานที่ได้จากมูลสัตว์ดังกล่าว โดยได้พิจารณาถึงความเป็นไปได้ในการเก็บหรือนำมูลสัตว์เหล่านั้นกลับมาใช้ตามสภาพความเป็นจริง เช่น โคเนื้อ กระบือ เป็ด และช้าง ซึ่งเป็นสัตว์ที่เลี้ยงในพื้นที่เปิด จะมีอัตราส่วนของมูลที่น่าจะเก็บได้ไม่เกิน 50% ในขณะที่โคนม สุกร และไก่ ซึ่งจะมีลักษณะการเลี้ยงที่มิดชิดในฟาร์มหรือโรงเลี้ยงที่เป็นระบบมากกว่า อาจสามารถเก็บมูลมาใช้ได้มากถึง 80% ของมูลที่ถ่ายออกมาทั้งหมด อีกทั้งฟาร์มเลี้ยงสัตว์จะเป็นสาเหตุของน้ำเสียจำนวนมาก ซึ่งหากมีการออกแบบระบบที่เหมาะสม จะสามารถผลิตก๊าซชีวภาพได้จากทั้งมูลสัตว์และน้ำเสียได้เป็นจำนวนมาก

อัตราส่วนของมูลที่สามารถเก็บได้นี้มีความสำคัญมาก เพราะหากกสิกร หรือเกษตรกร สามารถจัดทำระบบโรงเลี้ยงที่เอื้ออำนวยต่อการไหล และถ่ายเทของมูลสัตว์ที่ถูกขับถ่ายออกมา จะทำให้ปริมาณก๊าซชีวภาพที่ได้มีปริมาณเพิ่มขึ้นเป็นเงาตามตัว

ศักยภาพที่ทาง พพ.ได้ประเมินพบว่า ในปี 2543 เพียงปีเดียว ประเทศไทยมีศักยภาพของพลังงานจากมูลสัตว์ถึง 11,750 ล้านล้านจูล ตัวเลขในเชิงพลังงานนี้เทียบเท่ากับพลังงานความร้อนที่ได้จากน้ำมันดิบถึง 278 ล้านตัน หรือ เทียบเท่าน้ำมันดีเซลหมุนเร็วปริมาณ 322 ล้านลิตร ซึ่งคิดเป็นเกือบครึ่งหนึ่งของน้ำมันดีเซลที่ใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมทั่วประเทศในปีเดียวกัน

 ประโยชน์ของก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์

ก๊าซชีวภาพที่ได้จากการมูลสัตว์ สามารถก่อประโยชน์ได้หลายลักษณะ ดังนี้

หนึ่ง นำไปใช้ในการให้ความร้อน เช่น การนำก๊าซที่ได้จากฟาร์มเลี้ยงสัตว์ไปใช้แทนก๊าซหุงต้ม (LPG) ในการประกอบอาหาร หรือ นำไปใช้ในการกกลูกสุกรในฟาร์มสุกรได้

สอง นำไปใช้ผลิตกระแสไฟฟ้า โดยฟาร์มเลี้ยงสัตว์ต่างๆจะต้องมีการติดตั้งชุดกำเนิดไฟฟ้าพิเศษที่ใช้ก๊าซชีวภาพเป็นเชื้อเพลิง โดยอาจดัดแปลงมาจากชุดกำเนิดไฟฟ้าที่เคยใช้น้ำมันดีเซล เพื่อลดต้นทุน เนื่องจากจะมีราคาที่ไม่สูงนักที่ประมาณ 5 แสนบาทต่อชุดกำเนิดไฟฟ้าขนาด 90 kW แต่อายุงานจะสั้น (ประมาณ 25,000 ชั่วโมง) หรือ อาจใช้ชุดที่ออกแบบมาเพื่อใช้กับก๊าซชีวภาพโดยตรง ซึ่งราคาจะสูงกว่าแบบแรกประมาณ 4 เท่า แต่จะได้ขนาดเครื่องที่ใหญ่กว่า และมีอายุงานยาวนานกว่าที่ประมาณ 80,000 ชั่วโมง (ข้อมูลจากมูลนิธิพลังงานเพื่อสิ่งแวดล้อม )

สาม ได้ปุ๋ยอินทรีย์จากกระบวนการผลิตก๊าซชีวภาพ ซึ่งสามารถนำไปจำหน่ายได้

สี่ ลดมลภาวะทางกลิ่น ปัญหาแมลงวัน หรือ ลดปริมาณน้ำเสียในฟาร์มได้ด้วย

ตัวอย่างโรงเลี้ยงสัตว์ที่ได้ติดตั้งระบบก๊าซชีวภาพที่มีประสิทธิภาพคือที่ วีระชัยฟาร์ม ที่อำเภอปากท่อ ราชบุรี โดยได้นำมูลจากสุกรกว่า 55,000 ตัว และน้ำเสียจากฟาร์มที่มีปริมาณ 1,500 ลูกบาศก์เมตรต่อวันมาผลิตก๊าซชีวภาพ โดยใช้เวลาในการย่อยสลายในบ่อเพื่อให้เกิดก๊าซประมาณ 20 ถึง 30 วัน จากนั้นจะนำก๊าซทั้งหมดที่ผลิตได้วันละ 6,400 ลูกบาศก์เมตรไปผลิตไฟฟ้า โดยติดตั้งชุดกำเนิดไฟฟ้าซึ่งสามารถทดแทนได้วันละ 8,955 กิโลวัตต์-ชั่วโมง (ยูนิต) คิดเป็นมูลค่าประหยัดได้วันละ 31,345 บาท หรือ ปีละกว่า 11 ล้านบาท นอกจากนี้ ยังได้ปุ๋ยอินทรีย์จากระบบอีกปีละ 2,340 ตัน คิดเป็นมูลค่าอีกกว่า 1 ล้านบาท

ในการลงทุนติดตั้งระบบผลิตก๊าซชีวภาพขนาด 8,000 ลบ.ม.ของวีระชัยฟาร์มนี้ ใช้เงินลงทุนรวมประมาณ 30 ล้านบาท โดยสำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน (สนพ.) ได้ให้การสนับสนุนประมาณ 9 ล้านบาท โดยมีระยะเวลาคืนทุนประมาณ 1 ปี 8 เดือน

 อนาคตของก๊าซชีวภาพ

ฟาร์มสุกร ที่มีกระจายทั่วประเทศนั้น ควรที่จะเป็นเป้าหมายหลักในการผลิตก๊าซชีวภาพก่อนฟาร์มประเภทอื่น ทั้งนี้เนื่องจาก สภาพที่เอื้ออำนวยต่อการจัดการเพื่อนำมูลสุกรมาใช้ในการผลิตก๊าซชีวภาพ ทำให้สามารถลงทุนติดตั้งระบบเพิ่มในราคาไม่สูงนัก อีกทั้งภาครัฐยังให้การสนับสนุนด้านการเงินแก่เจ้าของฟาร์มสุกรอยู่แล้ว โดย สนพ. ในขณะที่ฟาร์มเลี้ยงไก่นั้น เจ้าของฟาร์มอาจได้ประโยชน์จากนำมูลไก่ไปใช้ในการเลี้ยงปลาที่ว่ายอยู่ใต้โรงเลี้ยงไก่มากกว่า

หากพิจารณาในระดับประเทศ สนพ. ได้มอบหมายให้มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ดำเนินการจัดทำแผนที่ก๊าซชีวภาพ (Biogas map) ของประเทศ พบว่า มีศักยภาพในฟาร์มสุกรขนาดกลางและขนาดใหญ่อีกกว่า 1,500 แห่ง ซึ่งมีจำนวนสุกรรวมกว่า 5.4 ล้านตัว ซึ่งหากได้ดำเนินการผลิตก๊าซสำเร็จเพียงแค่ 2 ล้านตัว จะสามารถทดแทนไฟฟ้าได้ 957 ล้านยูนิต และ ก๊าซหุงต้มได้กว่า 130 ล้านกิโลกรัม คิดเป็นมูลค่าพลังงานกว่า 5,000 ล้านบาทในระยะเวลา 15 ปี

นอกจากนี้ ยังช่วยลดปริมาณน้ำเสียได้กว่า130 ล้านลิตร และผลิตปุ๋ยอินทรีย์ได้กว่า 1 ล้านตัน ซึ่งคิดเป็นมูลค่าประมาณ 800 ล้านบาทอีกด้วย

จะเห็นได้ว่า มูลสัตว์ อันเป็นที่น่ารังเกียจของคนทั่วไป หากได้มีการจัดการอย่างถูกต้องเหมาะสมแล้วนั้น มูลสัตว์นั้นสามารถก่อให้เกิดประโยชน์ได้สูงอย่างไม่น่าเชื่อ

คำว่า “บางสิ่งที่มองเห็น อาจไม่เป็นอย่างที่คิด” ยังคงใช้ได้เสมอ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในแวดวงพลังงานหมุนเวียน