ที่มาการวิจัย 

การเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ (Climate change) เป็นวิกฤตที่ส่งผลกระทบต่อประชากรทั่วทุกมุมโลก และทางเดียวที่จะลดผลกระทบนี้ได้คือการร่วมมือกันจำกัดและกำจัดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ในการประชุม COP26 ที่จัดขึ้นเมื่อปี 2021 197 ประเทศทั่วโลกได้ร่วมลงนามในความตกลงปารีส ว่าจะยกระดับเป้าหมายการลดก๊าซเรือนกระจกของแต่ละประเทศให้สอดคล้องกับฉากทัศน์ที่อุณหภูมิของโลกจะไม่เพิ่มสูงเกิน 2 องศาเซลเซียส เทียบกับอุณหภูมิเฉลี่ยก่อนปฏิวัติอุตสาหกรรม ซึ่งในการประชุมครั้งนั้น ประเทศไทยได้ประกาศว่าจะเข้าสู่ความเป็นกลางทางคาร์บอนภายในปี 2050 และปล่อยก๊าซเรือนกระจกเป็นศูนย์ภายในปี 2065 อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบัน การลดก๊าซเรือนกระจกของทุกประเทศทั่วโลกมีประสิทธิภาพต่ำกว่าที่คาดหวัง ทำให้ทุกประเทศจำต้องเพิ่มความเข้มข้นในการลดก๊าซเรือนกระจกมายิ่งขึ้น โดยประเทศไทยเองได้ร่าง Nationally Determined Contribution (NDC) 3.0 ขึ้นมาใหม่เพื่อประกาศในการประชุม COP30 ในเดือนพฤศจิกายน 2025 นี้ โดยตั้งเป้าหมายว่าเราจำกัดเพดานการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิ ไม่เกิน 152 ล้านตันคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่า (MtCO₂e) ภายในปี ค.ศ. 2035 หรือลดลง 109.2 ล้านตันจากปีฐาน 2019 ซึ่งเป็นเป้าหมายที่มีความท้าทายอย่างมาก และไม่สามารถใช้กระบวนการที่มีอยู่แล้วในปัจจุบันเพียงอย่างเดียวในการพิชิตเป้าหมายนี้ได้ แต่จะต้องเปลี่ยนกระบวนทัศน์ในภาคพลังงาน การผลิต การขนส่ง และการเกษตร ในทุกมิติ โดยหนึ่งในกระบวนการที่ถูกระบุว่าจะเป็นกลไกสำคัญในการพิชิตเป้าหมาย NDC3.0 ของประเทศไทย คือ เทคโนโลยีการดักจับ ใช้ประโยชน์ และกักเก็บคาร์บอน หรือ Carbon Capture, Utilization, and Storage (CCUS) ซึ่งประกอบไปด้วยกระบวนการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์จากแหล่งปล่อยทางอุตสาหกรรม หรือจากอากาศ เพื่อเพิ่มความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เช่น จากก๊าซไอเสียที่ 5 – 15% เป็นก๊าซ CO₂ เข้มข้นกว่า 95% และนำก๊าซความเข้มข้นนี้สูงไปเพิ่มความดันและลดอุณหภูมิให้อยู่ในสภาวะ supercritical fluid และอัดเก็บลงในแหล่งกักเก็บทางธรณีวิทยาใต้ผืนพิภพ (CCS) หรือนำก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มาแปรรูปเป็นสารเคมีและวัสดุทางอุตสาหกรรมต่อไป (CCU)  

เมื่อพิจารณาระดับความพร้อมของเทคโนโลยี CCUS ในระดับโลก จะพบว่าเทคโนโลยีการดักจับและกักเก็บคาร์บอน (CCS) มีความพร้อมทางเทคโนโลยีในระดับสูง และมีการใช้จริงในระดับอุตสาหกรรมแล้วในหลายประเทศทั่วโลก โดยเฉพาะในทวีปยุโรปและสหรัฐอเมริกา ส่วนเทคโนโลยี CCU มีความพร้อมในระดับกลาง เนื่องจากกระบวนการแปรรูป CO₂ เป็นผลิตภัณฑ์ต้องใช้พลังงานสูง และในบางผลิตภัณฑ์จำต้องใช้ก๊าซไฮโดรเจนเป็นสารตั้งต้น ทำให้มีข้อจำกัดเชิงเศรษฐศาสตร์ของเทคโนโลยีค่อนข้างมาก สำหรับประเทศไทย ในปี 2022 ได้มีการร่างแผนที่นำทางของเทคโนโลยี CCUS (CCUS Technology roadmap) ขึ้นมาครั้งแรก ภายใต้การดำเนินการของศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติและพันธมิตร ซึ่งระบุว่าประเทศไทยจะต้องผลักดันให้เกิดการสาธิตเทคโนโลยีภายในปี 2030 ที่ 1-10 ล้านตันต่อปี และเข้าสู่การทำ CCUS เชิงพาณิชย์ให้ได้ภายในปี 2040 ที่เป้าหมาย 10 – 50 ล้านตันต่อปี และขยายขนาดให้เป็นระดับภูมิภาคที่ 50 – 150 ล้านตันต่อปี โดยในปัจจุบัน เทคโนโลยี CCS กำลังอยู่ในระหว่างการศึกษาและผลักดันให้เกิดการสาธิตในระดับไพลอท โดย บริษัท ปตท. สำรวจ และ ผลิต ปิโตรเลียม จำกัด (มหาชน) (ปตท. สผ.) แต่กระบวนการ CCS ต้องใช้เม็ดเงินลงทุนสูง และต้องมีกฎหมายรองรับจากภาครัฐ ทำให้การผลักดันให้เกิดเทคโนโลยี CCS ในประเทศไทยมีความล่าช้า และคาดว่าจะพร้อมดำเนินการภายหลังปี 2028 เป็นต้นไป  

เมื่อพิจารณาจากแผนที่นำทางจะพบว่า ขณะนี้ความก้าวหน้าของเทคโนโลยี CCUS ในประเทศไทย มีความล่าช้ากว่าแผนงาน เพราะยังต้องรอการส่งเสริมทางนโยบายจากรัฐ ทำให้ขาดผู้ลงทุนทางเทคโนโลยีจากภาคเอกชน ที่ไม่สามารถแบกรับต้นทุนของเทคโนโลยีโดยที่ไม่มีกำไรได้ ด้วยเหตุนี้ คณะวิจัยจึงเล็งเห็นว่ามีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องพัฒนากระบวนการ CCUS ในระดับต้นแบบขนาดใหญ่ ที่กำลังการผลิตที่มีนัยสำคัญเชิงอุตสาหกรรม ให้เกิดขึ้นเป็นที่ประจักษ์ในประเทศไทย ประกอบกับการผลักดันให้เกิดการร่วมมือกันจากผู้มีส่วนได้ส่วนเสีย ทั้งภาครัฐ เอกชน และภาควิชาการวิจัย เพื่อช่วยกันผลักดันให้เกิดการพัฒนาเทคโนโลยี CCUS อย่างเป็นรูปธรรมและเกิดประโยชน์สูงสุดกับประเทศไทย 

ภาคีเครือข่ายพันธมิตรด้านการดักจับ การใช้ประโยชน์ และการกักเก็บคาร์บอนแห่งประเทศไทย (Thailand CCUS Alliance: TCCA) จัดตั้งขึ้นเพื่อเป็นกลไกความร่วมมือระหว่างภาครัฐ ภาคอุตสาหกรรม ภาคการศึกษา และพันธมิตรที่เกี่ยวข้อง ในการขับเคลื่อนการพัฒนาและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี Carbon Capture, Utilization and Storage (CCUS) ของประเทศไทย ปัจจุบันมีสมาชิก 89 หน่วยงาน และยังคงขยายตัวอย่างต่อเนื่อง สะท้อนถึงความร่วมมือที่เพิ่มขึ้นของภาคส่วนต่าง ๆ และความเชื่อมั่นต่อบทบาทของเครือข่ายในการสนับสนุนการขับเคลื่อนประเทศไทยสู่การบรรลุเป้าหมาย Net Zero 

การพัฒนาเทคโนโลยี CCUS ในประเทศไทยยังอยู่ในระยะเริ่มต้น โดยยังขาดองค์ความรู้ โครงสร้างพื้นฐาน กลไกความร่วมมือ และการลงทุนที่จำเป็นต่อการดำเนินโครงการในระดับอุตสาหกรรม จากผลการศึกษาภายใต้โครงการจัดทำแผนที่นำทางเทคโนโลยี CCUS ของประเทศไทย จึงมีข้อเสนอให้จัดตั้งเครือข่ายความร่วมมือเพื่อบูรณาการการวิจัย การพัฒนาเทคโนโลยี และการกำหนดนโยบายที่เกี่ยวข้อง 

ประเทศไทยได้ยกระดับเป้าหมายการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกภายใต้ NDC 3.0 ซึ่งมุ่งสู่การบรรลุ Net Zero ภายในปี ค.ศ. 2050 การบรรลุเป้าหมายดังกล่าวจำเป็นต้องอาศัยเทคโนโลยีที่สามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากภาคพลังงานและอุตสาหกรรมหนักได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะเทคโนโลยี CCUS ดังนั้นเครือข่าย TCCA จึงมีบทบาทสำคัญในการเชื่อมโยงผู้เชี่ยวชาญและหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง เครือข่าย TCCA มีบทบาทในการขับเคลื่อนการดำเนินงานด้าน CCUS ของประเทศอย่างบูรณาการ โดยมุ่งสร้างความเข้มแข็งของเครือข่ายผู้มีส่วนเกี่ยวข้อง พัฒนาองค์ความรู้และฐานข้อมูลด้าน CCUS จัดทำข้อเสนอเชิงนโยบายและยุทธศาสตร์ ตลอดจนส่งเสริมความร่วมมือระหว่างประเทศและผลักดันโครงการสาธิตเทคโนโลยีสู่การใช้งานจริง ทั้งนี้ การดำเนินงานของเครือข่ายขับเคลื่อนอย่างเข้มแข็งผ่าน 4 มิติสำคัญ ได้แก่ โครงสร้างและกลไกการขับเคลื่อน (Structural dimension and driving mechanisms) การพัฒนาองค์ความรู้และฐานข้อมูล (Knowledge base and database) การจัดทำข้อเสนอเชิงนโยบายและแผนยุทธศาสตร์ (Policy recommendation and master plan) และการพัฒนาโครงการสาธิตในระดับนำร่อง (Pilot-scale demonstration) เพื่อสนับสนุนการพัฒนาและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี CCUS ของประเทศ และมุ่งสู่การบรรลุเป้าหมาย Net Zero อย่างเป็นรูปธรรม 

วัตถุประสงค์ 

1. พัฒนาต้นแบบกระบวนดักจับ และใช้ประโยชน์คาร์บอนไดออกไซด์ (CCU) ในระดับภาคสนาม ทั้งห่วงโซ่ เพื่อให้สามารถใช้งานได้แบบอรรถประโยชน์ ได้แก่ 1) การใช้งานในส่วนของการพัฒนางานวิจัยแบบ open innovation เพื่อให้เกิดการต่อยอดจากงานวิจัยจากภาคส่วนต่างๆ ทั้งมหาวิทยาลัย หน่วยงานรัฐ และภาคเอกชน และ 2) การแสดงความเป็นไปได้ในการใช้งานเทคโนโลยีในอุตสาหกรรมโดยการติดตั้งโดยตรงที่แหล่งปล่อยแก๊ส จากอุตสาหกรรม โดยการติดตั้งที่ภาคอุตสาหกรรมโดยตรง (onsite demonstration) เพื่อยกระดับความพร้อมด้านเทคโนโลยี CCU ของประเทศ 

2. เพื่อขับเคลื่อนเทคโนโลยี นโยบาย กฎหมาย กฎระเบียบ กำลังคน การลงทุน และการสร้างเครือข่ายกับต่างประเทศ ที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยี CCUS ในทุกมิติ เพื่อขับเคลื่อน CCUS สู่แนวทางให้เกิดการนำไปใช้จริงในภาคอุตสาหกรรม ผ่านการจัดตั้งภาคีเครือข่ายพันธมิตร ด้านการดักจับ ใช้ประโยชน์ และกักเก็บคาร์บอนแห่งประเทศไทย (Thailand CCUS Alliance; TCCA)  

ผลการดำเนินงาน 

1. ลงนามความร่วมมือระหว่างหน่วยงานสถาบันวิจัย เอกชน และภาครัฐ ในรูปแบบ MOU ในช่วงเดือนมีนาคม 2568 ซึ่งปัจจุบันมีการประสานหน่วยงานภาคีเครือข่ายที่เกี่ยวข้องในการเชิญร่วมลงนามในหนังสือยืนยันเข้าร่วมโครงการจัดตั้งภาคีเครือข่ายพันธมิตร ด้านการดักจับ ใช้ประโยชน์ และกักเก็บคาร์บอนแห่งประเทศไทย (Thailand CCUS Alliance, TCCA) จำนวน 40 หน่วยงาน (ณ วันที่ 30 กันยายน 2568) 

2. ฐานข้อมูลผู้เชี่ยวชาญเครือข่ายนักวิจัยด้านเทคโนโลยี CCUS จากหน่วยงานวิจัยภาครัฐ เอกชน และบุคคลทั่วไปเข้าถึงได้ อย่างน้อย 1 ฐานข้อมูล จำนวน 110 คน (ณ วันที่ 30 กันยายน 2568) 

3. พัฒนาวัสดุดักจับ 2 ต้นแบบ ได้แก่  

• ต้นแบบวัสดุดักจับ MOF ที่มีประสิทธิภาพสูงในการดักจับ CO₂ สูง ที่สภาวะที่มีความดันต่ำ ใช้การสังเคราะห์ด้วยน้ำเป็นตัวทำละลายแทนสารเคมี มีอัตราการผลิตได้สูงเพื่อรองรับในระดับอุตสาหกรรม และสามารถดูดซับแก๊สซ้ำได้มากกว่า 200 ครั้ง โดยที่ประสิทธิภาพไม่ลดลง พร้อมทั้งขึ้นรูปเพื่อการขยายการผลิต และการนำไปใช้ในระดับอุตสาหกรรมต่อไป 
• ต้นแบบวัสดุดักจับ MOF ชนิด ของ CALF-20, FeBTC และ MIL-100 (Fe) ที่มีผลประสิทธิภาพการดูดซับ CO₂ (@25 ^oC, 1 bar) เท่ากับ 3.39 mmol/g, 1.48 mmol/g  และ 2.83 mmole/g ตามลำดับ ทั้งสามารถขยายสเกลการผลิตได้อย่างต่อเนื่อง 

4. พัฒนาเทคโนโลยี CO2 utilization เพื่อเปลี่ยน CO2 เป็นผลิตภัณฑ์ ได้แก่ 

• แก๊สสังเคราะห์ (syngas) ประกอบด้วย CO และ H₂ ผ่านการเร่งปฏิกิริยา 3 แบบ ได้แก่ 
  (1) การเร่งปฏิกิริยาเคมีความร้อนของแก๊สชีวภาพ ด้วยกระบวนการรีฟอร์มมิ่งแบบแห้ง (Dry reforming) 
  (2) ปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าของแก๊สไอเสีย ด้วยกระบวนการ electrochemical CO₂ reduction และ 
  (3) ปฏิกิริยาเคมีเชิงแสง (photocatalysis) 
• เมทานอล (methanol) ผ่านกระบวนการไฮโดรจีเนชันของ CO2 ด้วย H2 (CO2 hydrogenation) 
• กราฟิติกคาร์บอน (graphitic carbon) ได้แก่ Carbon nanotubes และ graphene ด้วยเทคนิค Molten-salt electrolysis และ Liquid Metal Catalysis  

5. Policy recommendation 1 ฉบับ คือ ข้อเสนอแนะเชิงนโยบายที่สนับสนุนการขับเคลื่อนเทคโนโลยีการดักจับ ใช้ประโยชน์ และกักเก็บคาร์บอน ที่ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก และสนับสนุนการบรรลุเป้าหมาย Net-Zero Emissions ทั้งมิติการสนับสนุนจากภาครัฐด้วยนโยบาย โครงสร้างพื้นฐานที่เหมาะสม การลงทุนของเทคโนโลยี เพื่อให้สามารถลดต้นทุนและเพิ่มประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่องและระยะยาว 

ภาพ และกราฟฟิก (Images and Graphics)

หัวหน้าโครงการ :

ดร.ขจรศักดิ์ เฟื่องนวกิจ 

• ทีมวิจัยตัวเร่งปฏิกิริยา (CAT) 
• กลุ่มวิจัยการเร่งปฏิกิริยาระดับนาโนการดูดซับและการคำนวณ (NCAS) 
• ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (NANOTEC) 
• อีเมล: kajornsak@nanotec.or.th