เทคโนโลยี Carbon Capture Storage and Utilization (CCUS)

เทคโนโลยี Carbon Capture Storage and Utilization (CCUS) หรือการดักจับ กักเก็บ และนำคาร์บอนไดออกไซด์ไปใช้ประโยชน์ เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่มีส่วนสำคัญ ในการจำกัดปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเพื่อให้บรรลุเป้าหมายข้อตกลงปารีส (Paris Agreement) ในการควบคุมอุณหภูมิเฉลี่ยของโลกไม่ให้เพิ่มขึ้นเกิน 1.5 - 2 องศาเซลเซียส

ปัจจุบันภาคอุตสาหกรรมกำลังพยายามปรับเปลี่ยนกระบวนการผลิตเพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก อย่างไรก็ดี การปรับเปลี่ยนกระบวนการผลิตเพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในบางอุตสาหกรรมจำเป็นต้องใช้เงินลงทุนสูง เช่น อุตสาหกรรมโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิล เหล็ก ซีเมนต์ เคมีภัณฑ์ เป็นต้น ซึ่งในการบรรลุเป้าหมายข้อตกลงปารีส หากไม่มีการใช้เทคโนโลยี CCUS ทั่วโลกจำเป็นต้องเลิกผลิตไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงถ่านหินและก๊าซธรรมชาติก่อนกำหนด 23 และ 17 ปี ตามลำดับ

เทคโนโลยี CCUS ประกอบด้วย 3 ขั้นตอน

1. การดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) สามารถจำแนกเทคโนโลยีการดักจับได้เป็น 3 ประเภท

Post-Combustion การดักจับ CO₂ จากก๊าซหลังกระบวนการเผาไหม้ ซึ่งได้รับความนิยมในปัจจุบัน เนื่องจากสามารถติดตั้งเทคโนโลยีดักจับเพิ่มเติมจากกระบวนการผลิตเดิม

Pre-Combustion การดักจับ CO₂ จากเชื้อเพลิงฟอสซิลก่อนกระบวนการเผาไหม้ เช่น การดักจับ CO₂ จากก๊าซมีเทนเพื่อผลิตไฮโดรเจนไปใช้ในการเผาไหม้แทน

Oxy-Fuel Combustion การใช้ก๊าซออกซิเจนบริสุทธิ์ในการเผาไหม้เพื่อให้ปริมาณ CO₂ เข้มข้นสูงในก๊าซเผาไหม้ ซึ่งจะง่ายต่อการดักจับ

Direct Air Capture (DAC) การดักจับ CO₂ โดยตรงจากอากาศ

2. การขนส่ง CO₂ คล้ายกับการขนส่งก๊าซ ซึ่งต้องมีกระบวนการแปลงสภาพ CO₂ ในสถานะของเหลว โดยสามารถขนส่งได้ทั้งทางท่อ รถบรรทุก และเรือขนส่ง

3. การกักเก็บหรือการนำไปใช้ประโยชน์ การกักเก็บ CO₂ ในปัจจุบันทำโดยการอัด CO₂ ไปยังแหล่งขุดเจาะปิโตรเลียมและชั้นหินใต้ดินที่มีศักยภาพ ขณะที่การนำ CO₂ ไปใช้ประโยชน์ในภาคอุตสาหกรรมได้หลากหลาย เช่น การนำ CO₂ ไปใช้เพิ่มประสิทธิภาพในกระบวนการขุดเจาะปิโตรเลียม (Enhanced Oil Recovery) การผลิตก๊าซมีเทน /วัสดุก่อสร้าง/ สารประกอบเคมีภัณฑ์ เป็นต้น

โครงการ CCUS ที่เริ่มดำเนินการแล้วมีปริมาณการดักจับ CO₂ ได้ 42.5 ล้านตัน CO₂ ต่อปี และปริมาณการดักจับ CO₂ ของโครงการที่อยู่ระหว่างการก่อสร้างและกำลังพัฒนาอีก 199 ล้านตันต่อปี โดยโครงการ CCUS ที่ดำเนินการแล้วส่วนใหญ่อยู่ในประเทศสหรัฐฯ แคนาดา และสหภาพยุโรป

ที่มา: IEA tracking and Global CCS Institute data.

ภาพรวมการลงทุนในเทคโนโลยี CCUS

การลงทุนในเทคโนโลยี CCUS ในปี 2564 มีมูลค่า 2,343 ล้านเหรียญสหรัฐฯ เพิ่มขึ้น 3 เท่าจากปี 2561 โดยมีการลงทุนสะสมระหว่างปี 2561 – 2564 เป็นมูลค่า 7,035 ล้านเหรียญสหรัฐฯ ส่วนใหญ่เป็นการลงทุนในภาคอุตสาหกรรม โรงงานผลิตไฟฟ้า และการขนส่งและกักเก็บ CO₂

โครงการ CCUS ในกลุ่มโรงไฟฟ้า มีมูลค่าการลงทุนมากกว่า 1,000 ล้านเหรียญสหรัฐฯ เป็น

ส่วนใหญ่และมีปริมาณการดักจับ CO₂ ต่อโครงการได้มากกว่า 1 ล้านตัน CO₂ ต่อปี ในขณะที่โครงการ CCUS ในกลุ่มอุตสาหกรรม ส่วนใหญ่เป็นโครงการขนาดเล็ก มูลค่าการลงทุนน้อยกว่า 200 ล้านเหรียญสหรัฐฯ และมีปริมาณการดักจับ CO₂ ต่อโครงการน้อยกว่า 1 ล้านตัน CO₂ ต่อปี

ที่มา: BloombergNEF, คำนวณโดยศูนย์วิจัยกสิกรไทย

ที่มา: CCUS database BloombergNEF, Global CCS Institute, MIT, ZeroCO2

ความพร้อมของเทคโนโลยีการดักจับ CO₂

ปัจจุบันเทคโนโลยีที่มีความพร้อมมากที่สุดคือการดักจับ CO₂ ด้วยปฏิกิริยาทางเคมีหลังกระบวนการเผาไหม้ (Post-combustion) หลายอุตสาหกรรมมีการนำกระบวนการดักจับ CO₂ มาใช้ เช่น การผลิตแอมโมเนีย การแยกก๊าซธรรมชาติ โรงไฟฟ้าถ่านหินและก๊าซธรรมชาติ เป็นต้น ส่วนการดักจับด้วยเทคโนโลยี Oxy-Fuel มีการนำมาปรับใช้กับโรงไฟฟ้าถ่านหิน อุตสาหกรรมเหล็ก อุตสาหกรรมซีเมนต์ แต่ยังอยู่ในขั้นทดลอง ในขณะที่เทคโนโลยี DAC ยังเป็นโครงการต้นแบบ สามารถดักจับ CO₂ ได้ในปริมาณน้อยและมีต้นทุนสูง

ต้นทุนในการดักจับ CO₂

การที่โรงงานไฟฟ้าถ่านหินและก๊าซธรรมชาติ มีการลงทุนในเทคโนโลยี CCUS เพื่อดักจับ CO₂ ด้วยปฏิกิริยาเคมี แบบ Post-combustion จะทำให้ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าสูงขึ้น โดยโรงไฟฟ้าถ่านหินจะมีต้นทุนการผลิตไฟฟ้าต่อหน่วยสูงขึ้น 57% หรือ 67 เหรียญสหรัฐฯ ต่อตัน ในขณะที่โรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติจะมีต้นทุนการผลิตไฟฟ้าสูงขึ้น 47% หรือ 83 เหรียญสหรัฐฯ ต่อตัน ขณะที่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการดักจับเพื่อลดปริมาณการปล่อย CO₂ จากกระบวนการผลิตได้ถึง 85 – 86%

ที่มา: Edward S. Rubin, John E. Davison, Howard J. Herzog, The cost of CO2 capture and storage 2015.

นโยบายการส่งเสริมเทคโนโลยี CCUS

นโยบายของภาครัฐมีส่วนสำคัญในการส่งเสริมให้เกิดการลงทุนในเทคโนโลยี CCUS ซึ่งมีต้นทุนสูง โดยเฉพาะนโยบายให้เงินทุนสนับสนุน โดยสหภาพยุโรปและสหราชอาณาจักรมีการจัดตั้งกองทุนเพิ่อสนับสนุนการลงทุนในเทคโนโลยี CCUS อย่าง EU Innovation Fund และ UK CCS Infrastructure Fund ขณะที่ในสหรัฐฯ The U.S. Department of Energy มีการสนับสนุนงบประมาณสำหรับโครงการศึกษา วิจัยเทคโนโลยี CCUS รวมถึงกฎหมาย Inflation Reduction Act ที่ปรับปรุงหลักเกณฑ์การให้เครดิตภาษีแก่กิจการที่ใช้เทคโนโลยี CCUS เป็นจำนวน 60 – 85 USD/tCO₂ และกิจการที่ใช้เทคโนโลยี DAC เป็นจำนวน 130 – 180 USD/tCO₂ ซึ่งเป็นมูลค่าใกล้เคียงกับต้นทุนในการดักจับ CO₂ รวมถึงมาตรการกำหนดราคาคาร์บอนอย่าง EU-ETS ที่กำหนดให้อุตสาหกรรมที่ปล่อย CO₂ สูงจะต้องซื้อใบอนุญาตเพื่อปล่อย CO₂ (ราคา ณ สิ้นเดือนกุมภาพันธ์เท่ากับ 105.56 เหรียญสหรัฐฯ ต่อตัน ) ทำให้ผู้ประกอบการมีแรงจูงใจในการลงทุนเพื่อลดปริมาณการปล่อย CO₂ นอกจากนี้สหภาพยุโรปอยู่ระหว่างการเสนอกฎหมาย Net-Zero Industry Act ซึ่งจะให้เงินสนับสนุนแก่โครงการเทคโนโลยีสะอาดรวมถึงเทคโนโลยี CCUS ด้วย

สำหรับประเทศไทย สำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมการลงทุน (BOI) ยกเว้นภาษีเงินได้นิติบุคคลเป็นระยะเวลา 8 ปี สำหรับกิจการผลิตภัณฑ์ปิโตรเคมี และโรงแยกก๊าซธรรมชาติ ที่ใช้เทคโนโลยี CCUS รวมถึงองค์การบริหารจัดการก๊าซเรือนกระจกให้การรับรองคาร์บอนเครดิตที่ได้จากโครงการ CCUS เพื่อให้นำคาร์บอนเครดิต (Premium T-VER) มาซื้อขายตลาดคาร์บอนภาคสมัครใจ โดยกำไรที่ได้จากการขายคาร์บอนเครดิตจะได้รับยกเว้นภาษีจากกรมสรรพากร

แนวโน้มการลงทุน CCUS ในประเทศไทย

ผู้ประกอบการในประเทศไทยเริ่มให้ความสนใจการนำเทคโนโลยี CCUS มาใช้ร่วมกับกระบวนการผลิตเพื่อบรรลุเป้าหมาย Net-Zero โดยเฉพาะกิจการในกลุ่มปิโตรเลียม โรงไฟฟ้า เคมีภัณฑ์ และซีเมนต์ โดยกิจการในกลุ่มปิโตรเลียมและโรงไฟฟ้าเริ่มศึกษาความเป็นไปได้ในการนำ CO₂ ที่ได้จากกระบวนการการผลิตไปกักเก็บในแหล่งขุดเจาะปิโตรเลียมทั้งบนบกและอ่าวไทย หรือชั้นหินใต้ดินที่มีศักยภาพ ในขณะที่กิจการในกลุ่มเคมีภัณฑ์และซีเมนต์ให้ความสนใจในการนำ CO₂ มาแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้ในภาคครัวเรือนและภาคอุตสาหกรรม รวมถึงมีการศึกษาความเป็นไปได้ในการจัดตั้ง CCUS Hub เพื่อให้การลงทุน CCUS เกิดการประหยัดต่อขนาด (Economy of Scale) โดยคาดว่าจะใช้เงินลงทุนประมาณ 26,500 ล้านบาท

ศูนย์วิจัยกสิกรไทยประเมินว่าในระยะปานกลางการลงทุนในเทคโนโลยี CCUS จะค่อยเป็นค่อยไป โดยจะเริ่มในกิจการปิโตรเลียมและโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ก่อน เนื่องจากปัจจุบันต้นทุนของเทคโนโลยี CCUS ยังค่อนข้างสูง ต้องพึ่งพาเทคโนโลยีจากต่างประเทศ และมาตรการของรัฐบาลอาจยังไม่เพียงพอในการจูงใจให้เกิดการลงทุนจากภาคเอกชน อย่างไรก็ดี ในระยะยาว เทคโนโลยี CCUS มีแนวโน้มที่จะเกิดการพัฒนาและทำให้ต้นทุนของเทคโนโลยีลดลงจนสามารถนำมาใช้ในกับภาคอุตสาหกรรมอย่างแพร่หลาย เนื่องจากการให้เงินทุนสนับสนุนอย่างต่อเนื่องจากมาตรการในต่างประเทศ รวมถึงมาตรการกำหนดราคา CO₂ ที่จะเพิ่มต้นทุนสำหรับสินค้าที่ปล่อย CO₂ สูง เช่น การลดใบอนุญาตให้เปล่าในการปล่อย CO₂ ของ EU-ETS ตั้งแต่ปี 2026 ซึ่งจะทำให้ราคาคาร์บอนเครดิตสูงขึ้น มาตรการ EU-CBAM ที่ผู้ประกอบการจะต้องจ่ายค่าธรรมเนียม CO₂ สำหรับสินค้านำเข้าไปยังสหภาพยุโรปตั้งแต่ปี 2026 เป็นต้น ดังนั้น ผู้ประกอบการในอุตสาหกรรมที่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสูง ควรเริ่มศึกษาและลงทุนในเทคโนโลยีลดการปล่อย CO₂ เพื่อไม่ให้สูญเสียความสามารถในการแข่งขันและช่วยให้ประเทศสามารถบรรลุเป้าหมาย Net-Zero ในอนาคต