ปัญหาการเผาเศษชีวมวลเหลือทิ้งทางการเกษตรหลังการเก็บเกี่ยว เป็นหนึ่งในสาเหตุสำคัญของมลพิษ ฝุ่น PM2.5 และการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของไทย โดยเฉพาะในพื้นที่ปลูกพืชเศรษฐกิจ เช่น ข้าวโพด อ้อย และปาล์มน้ำมัน การพัฒนา “ไบโอชาร์” หรือถ่านชีวภาพ จึงกลายเป็นอีกหนึ่งทางเลือกสำคัญในการแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อมควบคู่ไปกับการสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับภาคการเกษตร

ด้วยเหตุนี้ ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) สวทช. จึงร่วมมือกับ กรมวิชาการเกษตร พัฒนาและถ่ายทอดเทคโนโลยีการผลิตไบโอชาร์ที่เหมาะสมกับชุมชน โดยมี อาจารย์เชาวนาถ พฤทธิเทพ ผู้อำนวยการกองวิจัยพัฒนาพืชเศรษฐกิจใหม่และการจัดการก๊าซเรือนกระจกสำหรับภาคการเกษตร และ อาจารย์สมคิด ดำน้อย ผู้เชี่ยวชาญด้านระบบการปลูกพืช จากกรมวิชาการเกษตร ร่วมเป็นกำลังสำคัญในการขับเคลื่อนโครงการทั่วประเทศ

จากปัญหาฝุ่นควัน สู่การสร้างมูลค่าเศษชีวมวล
อาจารย์เชาวนาถเผยถึงจุดเริ่มต้นว่า “โครงการนี้มุ่งแก้ไขปัญหาการเผาเศษชีวมวลในพื้นที่เปิดซึ่งเป็นต้นเหตุสำคัญของ PM2.5 โดยเฉพาะพื้นที่ปลูกข้าวโพดในภาคเหนือ ขณะเดียวกันก็เห็นโอกาสในการนำเศษชีวมวลเหลือทิ้งทางการเกษตรมาสร้างมูลค่าเพิ่ม จึงได้คัดเลือกพื้นที่นำร่องตามบริบทของแต่ละภูมิภาค เช่น ภาคเหนือที่มุ่งลดการเผาต้นและซังข้าวโพดเพื่อลดมลพิษทางอากาศ หรืออย่างภาคใต้ที่มุ่งเพิ่มมูลค่าใบทางปาล์มน้ำมัน ซึ่งเป็นชีวมวลปริมาณมากและย่อยสลายยาก ให้เกิดการใช้ทรัพยากรอย่างคุ้มค่า”

นวัตกรรมยกระดับไบโอชาร์สู่มาตรฐานคาร์บอนเครดิต
อาจารย์สมคิดกล่าวว่า “แม้ที่ผ่านมาเกษตรกรจะรู้จักการเผาถ่านอยู่แล้ว แต่ความท้าทายคือ การควบคุมคุณภาพให้ได้มาตรฐาน ทางเอ็มเทค เนคเทค และกรมวิชาการเกษตร จึงได้ร่วมกันพัฒนา เตาผลิตไบโอชาร์ต้นแบบที่ติดตั้งระบบตรวจวัดและบันทึกอุณหภูมิแบบเรียลไทม์ ช่วยเปลี่ยนจากการพึ่งพาประสบการณ์เฉพาะบุคคลหรือการลองผิดลองถูก มาเป็นการใช้ระบบข้อมูลควบคุมกระบวนการผลิต ตั้งแต่วัตถุดิบ อุณหภูมิ จนถึงผลผลิต ทำให้ได้ไบโอชาร์คุณภาพสม่ำเสมอ น่าเชื่อถือ และพร้อมต่อยอดสู่การประเมินคาร์บอนเครดิตในอนาคต”

ปรับปรุงดิน สู่การทำเกษตรคาร์บอนต่ำ
ไบโอชาร์มีคุณสมบัติช่วยปรับปรุงโครงสร้างดิน เพิ่มการอุ้มน้ำ และกักเก็บธาตุอาหาร โดยเฉพาะในพื้นที่ดินทรายหรือดินเสื่อมโทรม เมื่อใช้ร่วมกับปุ๋ยอินทรีย์และจุลินทรีย์จะยิ่งเพิ่มประสิทธิภาพผลผลิต ที่สำคัญ ไบโอชาร์มีโครงสร้างคาร์บอนที่เสถียรสูง จึงสามารถกักเก็บคาร์บอนไว้ในตัวเองได้ยาวนาน และมีส่วนช่วยเพิ่มคาร์บอนในอินทรียวัตถุดิน จึงนับเป็นอีกหนึ่งตัวเลือกในการขับเคลื่อน “เกษตรคาร์บอนต่ำ” ที่ช่วยลดก๊าซเรือนกระจกและสร้างโอกาสรายได้ใหม่ให้เกษตรกร อย่างไรก็ตาม อาจารย์สมคิดได้กล่าวย้ำถึงหัวใจสำคัญในการประยุกต์ใช้ว่า “ไบโอชาร์ไม่ใช่คำตอบเดียวของทุกปัญหา แต่เป็นหนึ่งในเครื่องมือที่จะช่วยให้เกษตรกรบริหารจัดการทรัพยากรได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น หากนำไปใช้อย่างเหมาะสมควบคู่กับองค์ความรู้ด้านการจัดการดิน การใช้ปุ๋ย และแนวทางการผลิตที่สอดคล้องกับบริบทของแต่ละพื้นที่”

ผนึกกำลังสร้างต้นแบบความยั่งยืนสู่อนาคต
ความสำเร็จของโครงการนี้เกิดจากการบูรณาการองค์ความรู้ภาคสนามของกรมวิชาการเกษตร เข้ากับความเชี่ยวชาญเทคโนโลยีของเอ็มเทคและเนคเทค จนได้นวัตกรรมที่ตอบโจทย์การใช้งานจริงของเกษตรกร ผ่านการพัฒนาเตาผลิตไบโอชาร์ต้นแบบ ที่ควบคุมอุณหภูมิและติดตามผลแบบ Real-time ด้วยระบบ dMRV และ B-IoT ซึ่งพิสูจน์ความสำเร็จแล้วทั้งในการลดการเผาตอซังข้าวโพดเพื่อแก้ปัญหาฝุ่น PM2.5 ในภาคเหนือ และการเปลี่ยนก้านทางใบปาล์มน้ำมันเป็นไบโอชาร์ปรับปรุงดินในภาคใต้ ในอนาคต หน่วยงานยังจะเตรียมขยายผลไปยังพื้นที่อื่นๆ ทั่วประเทศ พร้อมเดินหน้าวิจัยการใช้ไบโอชาร์กับพืชและสภาพดินที่หลากหลายเพิ่มเติม เพื่อวางรากฐานการบริหารจัดการชีวมวลอย่างยั่งยืน ลดผลกระทบสิ่งแวดล้อม และขับเคลื่อนประเทศไทยสู่สังคมคาร์บอนต่ำอย่างเป็นรูปธรรม

ในยุคที่โลกกำลังขับเคลื่อนด้วยเศรษฐกิจหมุนเวียนและมาตรการสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวด “ไบโอชาร์” (Biochar) หรือถ่านชีวภาพ ได้กลายมาเป็นนวัตกรรมสำคัญที่ช่วยแก้ไขปัญหาเศษวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรอย่างยั่งยืน ทว่าความท้าทายสำคัญในภาคปฏิบัติการคือ จะทำอย่างไรให้กระบวนการเผาไหม้ได้มาตรฐานสากลและสามารถตรวจสอบได้อย่างโปร่งใสเพื่อรองรับการทวนสอบและรับรองคาร์บอนเครดิต

ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) จึงได้เดินหน้าผสานความร่วมมือกับเครือข่ายวิจัยและปราชญ์ชาวบ้าน เพื่อถ่ายทอดเทคโนโลยีที่เปลี่ยนผลงานวิจัยให้เป็นรายได้และการพัฒนาชุมชนฐานรากให้เติบโตอย่างเป็นรูปธรรม แต่สิ่งที่จะทำให้เทคโนโลยีนี้เดินหน้าไปได้ไกลในระดับสากลคือ “ความน่าเชื่อถือทางวิทยาศาสตร์” การพัฒนาออกแบบจึงไม่เพียงหยุดแค่ตัวเตาเผา หากแต่เป็นการวางระบบนิเวศการตรวจสอบที่แม่นยำ เพื่อสร้างมาตรฐานใหม่ให้เกษตรกรไทยสามารถเข้าถึงการเปลี่ยนปริมาณคาร์บอนที่กักเก็บให้กลายเป็นมูลค่าทางเศรษฐกิจหรือคาร์บอนเครดิตได้อย่างแท้จริง

หัวใจหลักที่เข้ามาเติมเต็มระบบตรวจสอบนี้คือ นวัตกรรมระบบ “IoT Box” ซึ่งเอ็มเทคได้ร่วมกับศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (เนคเทค) พัฒนาขึ้น โดยระบบ IoT Box จะเปลี่ยนการเผาถ่านแบบดั้งเดิมที่อาศัยความชำนาญส่วนบุคคล มาสู่การเก็บข้อมูลดิจิทัลแบบเรียลไทม์  เพื่อควบคุมและยืนยันว่ากระบวนการเผาไหม้รักษาอุณหภูมิได้สูงกว่า 350 องศาเซลเซียส ต่อเนื่องไม่น้อยกว่า 1 ชั่วโมงตามมาตรฐาน ข้อมูลดิจิทัลในรูปแบบ Temperature Profile นี้ จึงเป็นหลักฐานเชิงประจักษ์ที่โปร่งใสและตรวจสอบได้  ตอบโจทย์ความต้องการของหน่วยงานทวนสอบคาร์บอนเครดิต

และเพื่อให้เทคโนโลยีนี้เกิดการใช้งานจริงในภาคสนาม เอ็มเทคจึงได้ผนึกกำลังร่วมกับภาคเอกชนอย่างห้างหุ้นส่วนจำกัด พงษ์พัฒน์ แอนด์ ฐีรวัฒน์ เอ็นจิเนียริ่ง โดยมี “ช่างโต้ง” คุณเพชร ชัยกมล ปราชญ์ชาวบ้านผู้เชี่ยวชาญด้านวิศวกรรมเตาเผาถ่านระดับแนวหน้าของไทยเข้ามาเป็นกำลังหลักในการขยายผล ช่างโต้งได้เปิดเผยความรู้สึกตอนเริ่มต้นว่า ตนเองทราบดีอยู่แล้วว่า เอ็มเทคเป็นองค์กรวิจัยขนาดใหญ่ที่มีความน่าเชื่อถือทั้งในระดับประเทศและต่างประเทศ เมื่อทางทีมวิจัยเอ็มเทคเข้ามาติดต่อเรื่องเตาเผาไบโอชาร์และได้ร่วมแลกเปลี่ยนแนวคิด จึงพบว่าทุกคนมีวิสัยทัศน์ตรงกันที่อยากจะผลักดันนวัตกรรมนี้ให้ไปได้ไกลที่สุด จึงตัดสินใจเข้าร่วมโครงการวิจัยและนำระบบ IoT Box  ไปบูรณาการเข้ากับเตาผลิตของบริษัทเพื่อทำการขยายผลและทดลองใช้งานจริงในระดับชุมชน โดยครอบคลุมการทดสอบกับชีวมวลที่หลากหลาย ซึ่งปัจจุบันได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางจากเกษตรกรทั่วประเทศ

ช่างโต้งได้ให้ข้อมูลว่า “การทดสอบหน้างานจริงกับเศษวัสดุทั้ง ไม้ไผ่ ฟางข้าว และใบอ้อย โดยบูรณาการองค์ความรู้ด้านวิศวกรรมความร้อนร่วมกับทีมวิจัยของเอ็มเทค สามารถช่วยขยายขีดความสามารถให้กับโครงการที่ทำร่วมกันได้เป็นอย่างดี ทีมวิจัยระบบอัตโนมัติสำหรับกระบวนการทางวัสดุได้ทำการตรวจวัดอุณหภูมิเพื่อวิเคราะห์ Temperature Profile ถึง 9 จุด เพื่อติดตามพฤติกรรมความร้อนอย่างใกล้ชิด ทำให้สามารถระบุแนวทางการพัฒนาและยกระดับประสิทธิภาพการทำงานของเตา จนปัจจุบันช่างโต้งและทีมวิจัยสามารถร่วมกันจัดทำสูตรหรือขั้นตอนการดำเนินงานมาตรฐาน (SOP) สำหรับชีวมวลแต่ละชนิดได้สำเร็จ เช่น การคำนวณน้ำหนักวัตถุดิบและปริมาณเชื้อเพลิงที่ต้องใช้ เพื่อเลี้ยงความร้อนให้ได้ตามเกณฑ์มาตรฐานและประยุกต์ใช้ได้ง่ายในวิถีชุมชน”

ช่างโต้งได้กล่าวเสริมอีกว่า “ความสำเร็จนี้ยังนำไปสู่การจัดตั้ง “ศูนย์เรียนรู้เพื่อถ่ายทอดเทคโนโลยีสู่ชุมชน” ณ บริษัท เพชรลดา ไบโอชาร์ ฟาร์มสเตย์ จำกัด อำเภอทุ่งฝน จังหวัดอุดรธานี โดยช่างโต้ง เพื่อเปิดเป็นพื้นที่สาธิตให้เกษตรกรทั่วประเทศได้เข้ามาศึกษาดูงานกระบวนการผลิตไบโอชาร์คุณภาพสูงแบบครบวงจร ตั้งแต่การเผาที่ได้มาตรฐานไปจนถึงการนำไปปรับใช้ในแปลงเกษตรจริง”

นอกจากประสิทธิภาพของตัวไบโอชาร์แล้ว ช่างโต้งยังกล่าวถึงศักยภาพด้านการจัดการพลังงานและสิ่งแวดล้อมของเตาเผาชุดนี้ว่า “ระบบได้รับการออกแบบให้นำความร้อนเหลือทิ้งจากห้องเผาไหม้ที่มีอุณหภูมิสูงถึง 300-800 องศาเซลเซียส วิ่งผ่านระบบท่อเพื่อนำไปใช้ประโยชน์ในตู้อบชีวมวลชั้นใน ทำหน้าที่ไล่ความชื้นออกจากเศษวัสดุเกษตรที่มีความชื้นสูงก่อนเข้าสู่กระบวนการเผาจริง ซึ่งช่วยประหยัดพลังงานเชื้อเพลิงและย่นเวลาการทำงานให้เสร็จสิ้นได้เร็วขึ้น ยิ่งไปกว่านั้น ระบบยังได้รับการติดตั้งนวัตกรรม Wet Scrubber หรือระบบบำบัดอากาศแบบเปียกขนาดเล็ก ซึ่งจะสร้างม่านน้ำดักจับฝุ่นละอองขนาดใหญ่ และใช้หัวฉีดสเปรย์ฝอยละเอียดเพื่อดักจับฝุ่นละอองขนาดเล็กได้ ช่วยลดมลพิษทางอากาศ ควัน และกลิ่นรบกวนได้อย่างมีประสิทธิภาพ บรรเทาปัญหากรณีการถูกร้องเรียนเรื่องควันไฟในพื้นที่เกษตรกรรมที่มีชุมชนล้อมรอบ เช่น ในภาคเหนือและภาคกลางได้อย่างตรงจุด”

สำหรับก้าวต่อไปในอนาคต ความร่วมมือนี้กำลังขยายตัวไปสู่ระดับนโยบายและการพัฒนาเชิงพาณิชย์ที่ใหญ่ขึ้น เอ็มเทคได้ร่วมลงนามบันทึกความเข้าใจ (MOU) กับกรมวิชาการเกษตร ในการพัฒนาต้นแบบเตาผลิตไบโอชาร์ระดับชุมชนที่มีมาตรฐาน ขณะเดียวกัน ช่างโต้งก็เปิดเผยถึงความพร้อมที่จะผลักดันโครงการร่วมวิจัยและจ้างวิจัยพัฒนา  ผ่านโปรแกรมสนับสนุนอย่าง ITAP เพื่อขยายขนาดห้องเผาไหม้ไปสู่เตาขนาดใหญ่ 3,000 ลิตร รวมถึงการพัฒนาขีดความสามารถในการนำความร้อนเหลือทิ้งไปผลิตกระแสไฟฟ้าต่อไป ช่างโต้งยังกล่าวชื่นชมต่อนโยบายของเอ็มเทคที่มุ่งเน้นการเผยแพร่องค์ความรู้และแบบแปลนระบบเตาเผานี้สู่สาธารณชน ถือเป็นวิทยาทานทางเทคโนโลยีที่ช่วยขับเคลื่อนสังคม โดยชุมชนและผู้ประกอบการสามารถนำไปจัดสร้างและขยายผลได้ทันที เปิดกว้างสำหรับการพัฒนาต่อยอดเชิงพาณิชย์โดยไม่มีข้อจำกัดด้านลิขสิทธิ์

สุดท้ายนี้ ช่างโต้งได้ฝากแง่คิดทิ้งท้ายถึงผู้ประกอบการและเกษตรกรรายอื่นไว้อย่างน่าสนใจว่า “ความสำเร็จในยุคนี้เกิดจากการเปิดใจยอมรับแนวทาง เทคโนโลยี และความคิดใหม่ๆ การทำงานเชิงเดี่ยวแบบต่างคนต่างทำอาจไม่ทันต่อการเปลี่ยนแปลงของโลก การกล้าที่จะก้าวเข้ามาพูดคุยและสร้างความร่วมมือกับหลากหลายหน่วยงานวิจัยอย่างเช่นเอ็มเทค จะช่วยให้เราเปิดมุมมองใหม่ๆ และมองเห็นโอกาสในการพัฒนาเทคโนโลยีต้นแบบที่ตอบโจทย์ทั้งการเติบโตทางธุรกิจ การสร้างความมั่งคั่งให้แก่เศรษฐกิจฐานราก และการรักษาสิ่งแวดล้อมของประเทศไทยให้ยั่งยืนไปพร้อมๆ กัน”

ข้อมูลเพิ่มเติมและประสานความร่วมมือ:
ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค): คุณกิตติคุณ ประเสริฐกาญจน์ (นักวิจัย) ทีมวิจัยระบบอัตโนมัติสำหรับกระบวนการทางวัสดุ โทร. 0 2564 6500 ต่อ 4703
ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (เนคเทค): คุณธีรเชษฐ์ สูรพันธุ์ (นักวิจัย) ทีมวิจัยเทคโนโลยีและนวัตกรรมการลดคาร์บอน โทร. 0 2564 6900 ต่อ 2452
ห้างหุ้นส่วนจำกัด พงษ์พัฒน์ แอนด์ ฐีรวัฒน์ เอ็นจิเนียริ่ง / เพชรดา ไบโอชาร์ ฟาร์มสเตย์: คุณเพชร ชัยกมล (ช่างโต้ง) โทร. 094 818 1195, 062 874 8855