การกักเก็บคาร์บอน (Carbon Sequestration)

 FYI  Today! พูดถึงสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ล้วนมีพื้นฐานมาจากธาตุคาร์บอน 

      คาร์บอนเป็นส่วนประกอบหลักทางเคมีของสารอินทรีย์ส่วนใหญ่ ตั้งแต่เชื้อเพลิงฟอสซิลไปจนถึงโมเลกุลที่ซับซ้อน (DNA และ RNA) ซึ่งควบคุมการสืบพันธุ์ทางพันธุกรรมในสิ่งมีชีวิต คาร์บอนเป็นธาตุเคมี เช่นเดียวกับไฮโดรเจนหรือไนโตรเจน ซึ่งเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของโมเลกุลชีวภาพ คาร์บอนมีอยู่บนโลกในรูปแบบต่างๆ ทั้งในสถานะของแข็ง ละลาย และก๊าซ ตัวอย่างเช่น คาร์บอนสามารถพบในกราไฟต์ (Graphite) และเพชร แต่ก็สามารถรวมตัวกับโมเลกุลออกซิเจนเพื่อสร้างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ได้เช่นกัน

     คาร์บอนไดออกไซด์ เป็นก๊าซที่สามารถกักเก็บความร้อน ซึ่งเกิดขึ้นทั้งจากกระบวนการทางธรรมชาติและกิจกรรมของมนุษย์ คาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากมนุษย์มาจากการเผาถ่านหิน ก๊าซธรรมชาติ และน้ำมัน เพื่อผลิตพลังงาน ในขณะที่คาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากกระบวนการชีวภาพสามารถมาจากการย่อยสลายของสารอินทรีย์ ไฟป่า และการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินอื่น ๆ

     อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาตามน้ำหนัก คาร์บอนไม่ใช่ธาตุที่มีปริมาณมากที่สุดในเปลือกโลก ในความเป็นจริง เปลือกโลกประกอบด้วยคาร์บอนเพียง 0.032% โดยน้ำหนัก เมื่อเปรียบเทียบกับออกซิเจนและซิลิคอนที่ประกอบด้วย 45.2% และ 29.4% ตามลำดับในหินที่อยู่บนพื้นผิวโลก

     การสะสมของคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซเรือนกระจกอื่นๆ ในบรรยากาศสามารถกักเก็บความร้อนและเป็นปัจจัยที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การเรียนรู้วิธีการดักจับและเก็บกักคาร์บอนไดออกไซด์เป็นหนึ่งในแนวทางที่นักวิทยาศาสตร์ต้องการใช้เพื่อลดผลกระทบจากการอุ่นตัวของบรรยากาศ แนวทางนี้ได้รับการมองว่าเป็นส่วนสำคัญในการแก้ไขปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจากชุมชนวิทยาศาสตร์

                

Types of Carbon Sequestration

      การเก็บกักคาร์บอน (Carbon Sequestration) หมายถึง กระบวนการที่ทำให้คาร์บอนถูกเก็บรักษาและไม่ปล่อยเข้าสู่บรรยากาศเป็นเวลานาน โดยมีหลายวิธีที่สามารถทำได้ ทั้งในธรรมชาติและโดยฝีมือมนุษย์ วิธีหลัก ๆ ในการเก็บกักคาร์บอน ได้แก่:

      1. การเก็บกักคาร์บอนทางชีวภาพ (Biological Carbon Sequestration) การเก็บกักคาร์บอนในระบบชีวภาพ เช่น พืช สัตว์ และดิน ผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น:

• การดูดซับคาร์บอนในพืช: พืชสามารถดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศผ่านกระบวนการสังเคราะห์แสง (photosynthesis) และเก็บคาร์บอนในรูปของสารอินทรีย์ในใบ ลำต้น ราก หรือผลไม้
• การเก็บคาร์บอนในดิน: คาร์บอนที่ถูกเก็บไว้ในดินจากการย่อยสลายของพืชและสัตว์ (organic matter) รวมทั้งการหมุนเวียนของสารอินทรีย์ในระบบดิน
• ป่าไม้และการฟื้นฟูป่า: การปลูกต้นไม้หรือฟื้นฟูป่าเพื่อเพิ่มการดูดซับคาร์บอนจากบรรยากาศ<
• การใช้ที่ดินอย่างยั่งยืน: การทำเกษตรกรรมแบบยั่งยืนหรือการป้องกันการตัดไม้ทำลายป่าเพื่อให้การเก็บกักคาร์บอนในดินและพืชยังคงมีประสิทธิภาพ

      2. การเก็บกักคาร์บอนทางธรณีวิทยา (Geological Carbon Sequestration) การเก็บคาร์บอนในชั้นใต้ดินหรือในโครงสร้างทางธรณีวิทยา เช่น:

• การเก็บกักในชั้นหิน (Geologic storage): คาร์บอนไดออกไซด์ถูกแยกออกจากกระบวนการทางอุตสาหกรรมและถูกบีบอัดแล้วฝังลึกลงไปในชั้นหินใต้ดิน เช่น หินปูนหรือหินทรายที่สามารถเก็บคาร์บอนในช่องว่างใต้ดินได้
• การเก็บในแหล่งน้ำมันและก๊าซที่หมดอายุ (Enhanced Oil Recovery - EOR): ใช้คาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกบีบอัดเพื่อเพิ่มการผลิตน้ำมันจากแหล่งที่ไม่สามารถผลิตได้ด้วยวิธีธรรมชาติ จากนั้นคาร์บอนจะถูกเก็บรักษาในชั้นหินใต้ดิน
• การเก็บในชั้นหินเก่าหรือแหล่งที่ไม่ใช้แล้ว: การฝังคาร์บอนในพื้นที่ที่ไม่มีการใช้งานหรือไม่มีความเสี่ยงที่จะเกิดการปลดปล่อยคาร์บอนออกมา

      3. การเก็บกักคาร์บอนในมหาสมุทร (Ocean Carbon Sequestration) การเก็บคาร์บอนในมหาสมุทรผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น:

• การดูดซับโดยพืชในทะเล (Marine phytoplankton): ฟิโตพลังค์ตอน (plankton) ในทะเลดูดซับคาร์บอนจากบรรยากาศผ่านการสังเคราะห์แสง และสามารถเก็บคาร์บอนในรูปของสารอินทรีย์ได้
• การเก็บในเปลือกหอย (Calcium Carbonate): สิ่งมีชีวิตในทะเลบางชนิด เช่น หอยหรือปะการัง จะเก็บคาร์บอนในรูปของแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO₃) ซึ่งตกตะกอนและสามารถกักเก็บคาร์บอนในตัวมันได้
• การเพิ่มการดูดซับคาร์บอนในมหาสมุทร: นักวิทยาศาสตร์กำลังศึกษาเทคนิคที่สามารถเพิ่มการดูดซับคาร์บอนในมหาสมุทร เช่น การเติมธาตุเหล็กเพื่อกระตุ้นการเจริญเติบโตของฟิโตพลังค์ตอน

      4. การเก็บกักคาร์บอนด้วยเทคโนโลยี (Technological Carbon Sequestration) การใช้เทคโนโลยีต่างๆ เพื่อดักจับและเก็บคาร์บอนไดออกไซด์จากแหล่งกำเนิด เช่น:

• Carbon Capture and Storage (CCS): เทคโนโลยีในการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์จากแหล่งอุตสาหกรรม (เช่น โรงไฟฟ้าพลังงานถ่านหิน) และเก็บมันไว้ในพื้นที่ใต้ดิน
• Direct Air Capture (DAC): เทคโนโลยีที่ดักจับคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศโดยตรงและบีบอัดเพื่อเก็บรักษาหรือใช้ประโยชน์
• Carbon Utilization: การนำคาร์บอนไดออกไซด์ที่จับได้มาใช้ประโยชน์ เช่น การผลิตวัสดุที่มีคาร์บอน หรือใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงสังเคราะห์

5. การเก็บกักคาร์บอนทางเคมี (Chemical Carbon Sequestration) การเก็บคาร์บอนผ่านกระบวนการทางเคมี เช่น:

• การจับคาร์บอนในสารประกอบเคมี: การจับคาร์บอนไดออกไซด์ในสารประกอบที่สามารถเก็บคาร์บอนในรูปของเกลือหรือสารเคมีที่มีความเสถียร
• Carbon Mineralization: กระบวนการที่คาร์บอนไดออกไซด์ทำปฏิกิริยากับแร่ธาตุต่างๆ ในเปลือกโลกเพื่อเปลี่ยนเป็นแร่ที่มีคาร์บอน เช่น แคลไซต์ ซึ่งสามารถเก็บคาร์บอนในรูปที่คงทนได้
• การใช้หลายๆ วิธีร่วมกันอาจเป็นแนวทางที่มีประสิทธิภาพในการลดปริมาณคาร์บอนในบรรยากาศ และช่วยบรรเทาผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

P.S. FYI – For Your Information

เผยแพร่ : ณาดาร์ หมื่นชล
กลุ่มพัฒนาระบบสารสนเทศ (พร.)
กองระบบและบริหารข้อมูลเชิงยุทธศาสตร์การอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (กรข.)
สํานักงานปลัดกระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม

Social Media
Facebook : stkcsociety
Twitter : stkcsociety
Tiktok : stkcsociety
Youtube channel : STKC Society

แหล่งที่มา
GML.NOAA