เรื่องโดย รวิศ ทัศคร
ในอดีตจนถึงช่วงก่อนยุคอุตสาหกรรม คนเราไม่ได้คิดมากเกี่ยวกับขยะที่เราก่อขึ้น เนื่องจากชุมชนยุคโบราณใช้ของเหลือใช้เป็นอาหารสัตว์ ข้าวของที่ชำรุดก็มักจะซ่อมแซมใช้งานให้นานที่สุด อย่างที่ทราบกันว่าคนรุ่นเก่า ๆ เห็นคุณค่าของสิ่งของ แนวทางใช้ทรัพยากรในยุคนั้นจึงเป็นระบบเศรษฐกิจหมุนเวียน (circular economy) แบบที่แทบไม่สร้างขยะเลย แต่เมื่อสังคมมนุษย์เราดำเนินมาถึงยุคอุตสาหกรรม สินค้าผลิตได้มากในราคาถูก ทำให้พฤติกรรมคนเปลี่ยนไป กลายเป็นใช้เสร็จแล้วทิ้ง จึงทำให้เกิดปริมาณขยะมหาศาล มีการประมาณคร่าว ๆ ว่า หากยังใช้ทรัพยากรกันแบบนี้ต่อไป เราอาจต้องการโลกถึง 5 ใบ เพื่อให้พอกับปริมาณที่เราต้องการ
ด้วยเหตุนี้จึงเกิดแนวคิดขยะเหลือศูนย์ หรือ Zero Waste ขึ้น แนวคิดนี้ไม่ใช่แค่การจัดการขยะที่ปลายทาง แต่เป็นแนวทางแบบองค์รวมที่พิจารณาตลอดวงจรชีวิตของผลิตภัณฑ์ ตั้งแต่การสกัดทรัพยากรธรรมชาติ การออกแบบ การผลิต ไปจนถึงการกำจัด เป้าหมายสูงสุดของ Zero Waste คือ การไม่มีขยะถูกส่งไปยังหลุมฝังกลบ (Zero Landfill) และสามารถนำทรัพยากรกลับมาใช้ใหม่ได้ทั้งหมด เป็นการเลียนแบบวัฏจักรของธรรมชาติที่ไม่มีสิ่งใดสูญเปล่า
บางทีสิ่งที่ทำให้สังคมปัจจุบันเริ่มต้นหันมาให้ความสำคัญกับ Zero Waste ก็คือ ปัญหาขยะของชุมชนเมืองขนาดใหญ่ที่มาพร้อมกับวิถีชีวิตคนเราในปัจจุบันนั่นเอง ในปัจจุบันปัญหานี้ไม่ได้จำกัดอยู่แค่ในสถานกำจัดขยะอีกต่อไป แต่การทิ้งขยะผิดกฎหมายในที่สาธารณะ ป่าไม้ หรือแหล่งน้ำ กำลังสร้างผลกระทบรุนแรงต่อระบบนิเวศและสุขภาพของมนุษย์ ขยะเหล่านี้ได้แก่ของใช้ในครัวเรือน เครื่องใช้ไฟฟ้า วัสดุก่อสร้าง ยางรถยนต์ และเศษพืชผลเกษตร
เมื่อเผชิญกับวิกฤตขยะ หลายประเทศได้หันมาใช้เทคโนโลยีเปลี่ยนขยะเป็นพลังงาน (Waste-to-Energy : WTE) หรือใช้เตาเผาขยะความร้อนสูงเพื่อผลิตไฟฟ้า ในประเทศสวีเดน ขยะกว่าร้อยละ 99 ถูกนำไปรีไซเคิลและเผาเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้าและระบบทำความร้อน อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีความร้อน WTE ไม่ใช่การแก้ปัญหาที่ยั่งยืน เนื่องจากการเผาขยะจะปล่อยสารพิษที่อันตราย เช่น ไดออกซิน (dioxin) ฟิวแรน (furan) ซึ่งก่อมะเร็งและสร้างปัญหาต่อพัฒนาการของมนุษย์ สารเหล่านี้ยังตกค้างในสิ่งแวดล้อมได้เป็นเวลานาน โรงไฟฟ้าเตาเผายังมีต้นทุนแพงมาก หากจะให้คุ้มทุน โรงงานต้องดำเนินการต่อเนื่อง 30 ปี และต้องการขยะมาป้อนตลอดเวลาซึ่งขัดแย้งกับเป้าหมายลดขยะโดยหลัก Zero Waste อย่างสิ้นเชิง
ในความพยายามหลีกเลี่ยงการเผาขยะด้วยความร้อนสูง โลกอุตสาหกรรมจึงใช้วิธีเปลี่ยนมุมมองต่อขยะ จากสิ่งที่ไม่มีค่ากลายเป็นทรัพยากรและวัตถุดิบในการนำไปทำประโยชน์และสร้างกำไรแทน จนมีคำกล่าวที่เป็นปรัชญาของเทคโนโลยีสะอาด (clean technology) ว่า “มลพิษ คือ กำไรที่เราควรได้แทนที่จะสูญเสียไปกับอากาศ น้ำ และดิน” ประโยคนี้เป็นการตีความใหม่ของแนวคิดที่คล้ายกันของริชาร์ด บักมินสเตอร์ ฟูลเลอร์ (Richard Buckminster Fuller) นักคิด นักประดิษฐ์ และนักอนาคตศาสตร์ชาวอเมริกันซึ่งเคยมองว่า “มลพิษไม่ใช่สิ่งอื่นใด ทว่าเป็นทรัพยากรที่เรายังไม่ได้เก็บเกี่ยวมาใช้งาน”
แนวคิดนี้ได้แตกแขนงออกเป็นแนวคิดด้านอุตสาหกรรมอย่างเศรษฐกิจหมุนเวียน (circular economy) อุตสาหกรรมเชิงนิเวศ (industrial ecology) แนวคิดขยะเหลือศูนย์ และเทคโนโลยีสะอาด ซึ่งนำเอาเทคโนโลยีชีวภาพมาใช้ร่วมด้วยเพื่อให้บรรลุผล เป็นต้นว่า การผลิตพลังงานชีวภาพจากขยะ (bioenergy production) ขยะอินทรีย์ เช่น เศษอาหาร ขยะจากอุตสาหกรรมนม แป้ง และน้ำตาล มีองค์ประกอบของคาร์โบไฮเดรต โปรตีน และไขมันสูง จึงเป็นแหล่งพลังงานชั้นดี อาจนำมาผลิตแก๊สชีวภาพ (biogas) โดยอาศัยการย่อยสลายแบบไร้ออกซิเจน (anaerobic digestion: AD) ซึ่งเป็นกระบวนการที่จุลินทรีย์ช่วยย่อยสลายขยะอินทรีย์ในสภาวะที่ไม่มีออกซิเจน โดยแบ่งเป็นขั้นตอนการไฮโดรไลซิส (hydrolysis) แอซิโดเจเนซิส (acidogenesis) อะซีโตเจเนซิส (acetogenesis) และเมทาโนเจเนซิส (methanogenesis) สิ่งที่ได้จากกระบวนการนี้ คือ แก๊สมีเทนสำหรับใช้เป็นเชื้อเพลิง และกากที่เหลือ (digestate) ก็นำไปทำปุ๋ยชีวภาพได้ ข้อดีของการนำขยะมาผลิตแก๊สชีวภาพ คือ ช่วยลดการปล่อยแก๊สมีเทนจากหลุมฝังกลบเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ โดยมีเทนกักเก็บความร้อนได้ดีกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 84 เท่า
ไบโอเอทานอลและไบโอไฮโดรเจนเป็นพลังชีวภาพที่ได้จากการนำขยะเหลือทิ้งจำพวกชีวมวลลิกโนเซลลูโลส เช่น ฟางข้าว ซังข้าวโพด ชานอ้อย ไปย่อยสลายด้วยเอนไซม์เซลลูเลส (cellulase) และลิกนินเพอร์ออกซิเดส (lignin peroxidase) เพื่อให้ได้น้ำตาล จากนั้นนำไปหมักด้วยยีสต์ (เช่น Saccharomyces cerevisiae) เพื่อผลิตไบโอเอทานอลใช้เป็นเชื้อเพลิงทางเลือกทดแทนน้ำมันเบนซิน นอกจากนี้ยังมีกระบวนการหมักแบบมืด (dark fermentation) โดยแบคทีเรียกลุ่ม Clostridium ที่เปลี่ยนขยะอินทรีย์ให้เป็นไบโอไฮโดรเจนซึ่งเป็นเชื้อเพลิงสะอาดที่เผาไหม้แล้วได้น้ำออกมาเท่านั้น
ส่วนน้ำมันทำอาหารใช้แล้วก็สามารถนำมาผ่านกระบวนการทางเทคโนโลยีชีวภาพเพื่อผลิตไบโอดีเซล สารหล่อลื่นชีวภาพ (biolubricant) สารลดแรงตึงผิวชีวภาพ (biosurfactant) และไขมันที่ได้จากจุลินทรีย์ (microbial lipid) ซึ่งช่วยลดทั้งต้นทุนและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมได้เช่นกัน
การผลิตพลังงานชีวภาพด้วยกระบวนการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน
การทำ Zero Waste จึงไม่ได้หมายถึงแค่การลดขยะ แต่รวมถึงการทำความสะอาดระบบนิเวศอย่างยั่งยืนด้วย โดยทั่วไปขยะและน้ำเสียจากอุตสาหกรรมมักปนเปื้อนด้วยสารพิษอันตราย เช่น โลหะหนัก สีย้อม สารกำจัดศัตรูพืช ไมโครพลาสติก จึงต้องหาวิธีบำบัดที่เหมาะสมเพื่อไม่ให้ส่งผลกระทบต่อทั้งคน สัตว์ และสิ่งแวดล้อม
การบำบัดโลหะหนัก (heavy metals) เช่น สารหนู ตะกั่ว แคดเมียม ปรอท เป็นสารก่อมะเร็งที่อันตรายมาก มีการใช้จุลินทรีย์ (microbial remediation) พวกแบคทีเรีย เชื้อรา รวมถึงสาหร่ายดักจับโลหะหนักผ่านกระบวนการดูดซับทางชีวภาพหรือการตกตะกอนนอกเซลล์ และยังมีวิธีการบำบัดด้วยพืช (phytoremediation) เช่น การให้พืชดูดซับสารพิษไปสะสมไว้ที่ใบและลำต้น เป็นวิธีที่ประหยัดและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
การบำบัดสีย้อมสังเคราะห์ที่อุตสาหกรรมสิ่งทอปล่อยลงสู่แหล่งน้ำทำให้เกิดความเป็นพิษ จุลินทรีย์โดยเฉพาะเชื้อราเส้นใย (white-rot fungi) สามารถผลิตเอนไซม์แล็กเคส (laccase) และเพโรซิเดส (peroxidase) ที่เข้าไปย่อยสลายโครงสร้างทางเคมีของสีย้อมเหล่านี้ให้หมดสภาพความเป็นพิษได้
การบำบัดขยะพลาสติกในทะเล เช่น พวก PE, PET, และ PS ถูกย่อยสลายโดยเอนไซม์จากจุลินทรีย์ (เช่น คูติเนส (cutinase) ไลเปส (lipase)) โดยแบคทีเรียจะสร้างไบโอฟิล์มเกาะบนพลาสติก แล้วค่อย ๆ ทำลายโครงสร้างพอลิเมอร์ให้เป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย นำเข้าสู่เซลล์เพื่อเผาผลาญ และเปลี่ยนเป็นพลังงานและแร่ธาตุคืนสู่ธรรมชาติ
การบำบัดน้ำเสียชุมชนและอุตสาหกรรม ปัจจุบันมีการใช้สาหร่ายขนาดเล็ก (microalgae) ซึ่งมีศักยภาพสูงและสามารถดูดซับไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และลดค่า COD/BOD ในน้ำเสีย พร้อมทั้งตรึงแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศ แถมมวลชีวภาพของสาหร่ายที่ได้ยังนำไปสกัดเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพหรือปุ๋ยได้อีกด้วย
การเปลี่ยนผ่านสู่เศรษฐกิจชีวภาพแบบหมุนเวียน
เพื่อขับเคลื่อนแนวคิด Zero Waste ให้เป็นจริงในระดับอุตสาหกรรม การเปลี่ยนผ่านสู่เศรษฐกิจชีวภาพแบบหมุนเวียน (Circular Bioeconomy) จึงเป็นสิ่งจำเป็น แนวคิดนี้ผสมผสานระหว่างเศรษฐกิจหมุนเวียนกับเศรษฐกิจชีวภาพ โดยมีเป้าหมายคือ การใช้ทรัพยากรชีวภาพอย่างคุ้มค่าสูงสุด ลดการปล่อยแก๊สเรือนกระจก และนำของเสียกลับมาสร้างมูลค่า
หัวใจสำคัญของระบบเศรษฐกิจแบบนี้ คือ โรงกลั่นชีวภาพ (biorefinery) ซึ่งทำงานคล้ายโรงกลั่นน้ำมันปิโตรเลียม แต่ใช้ชีวมวลหรือขยะแทนน้ำมันดิบ และใช้กระบวนการทางชีวเคมีและความร้อนเพื่อแยกส่วนประกอบของขยะออกมาเป็นผลิตภัณฑ์หลากหลายสาย ตั้งแต่เชื้อเพลิงชีวภาพ พลาสติกชีวภาพ สารเคมีมูลค่าสูง ไปจนถึงปุ๋ย และพลังงานความร้อน การประเมินทางเศรษฐศาสตร์เป็นสิ่งสำคัญในการทำให้ระบบนี้อยู่รอดได้จริง โดยต้องพิจารณาทั้งต้นทุนทางการเงิน ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและผลกระทบต่อสังคมเพื่อหารูปแบบที่คุ้มค่าและยั่งยืนที่สุด
ด้วยเหตุนี้อุตสาหกรรมอาหารทั่วโลกจึงตื่นตัวและเร่งปรับตัวเข้าสู่เป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืนที่เรียกว่า Sustainable Development Goals (SDGs) ขององค์การสหประชาชาติ โดยเฉพาะเป้าหมายที่ 12 ว่าด้วยการผลิตและการบริโภคที่ยั่งยืน และการลดขยะอาหารลงครึ่งหนึ่งภายในปี ค.ศ. 2030 แนวคิดหลักที่ถูกนำมาใช้เพื่อขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงนี้ประกอบด้วย แนวคิดขยะเหลือศูนย์ การลดของเสีย และเศรษฐกิจหมุนเวียน ซึ่งเน้นการใช้ทรัพยากรอย่างคุ้มค่าสูงสุด การนำผลิตผลพลอยได้กลับมาใช้ใหม่ และการผสานเทคโนโลยีขั้นสูงเพื่อสร้างระบบอาหารที่ยืดหยุ่นและยั่งยืน
การเปลี่ยนของเสียให้กลายเป็นทรัพยากรกำลังกลายเป็นทิศทางสำคัญของอุตสาหกรรมอาหารยุคใหม่ ที่มุ่งใช้ทรัพยากรอย่างคุ้มค่า ลดการสูญเสียให้มากที่สุด และก้าวสู่สังคมไร้ขยะอย่างแท้จริง การจะทำให้สำเร็จได้นั้นต้องอาศัยนวัตกรรมและเทคโนโลยีอีกหลายด้าน ติดตามได้ในตอนต่อไปครับ
About Author
