ขยะที่ไม่มีใครต้องการกลับกลายเป็นเชื้อเพลิงที่ถูกที่สุดในอุตสาหกรรมการบิน

การบินเป็นภาคการขนส่งที่ยากที่สุดในการลดการปล่อยคาร์บอน แบตเตอรี่มีน้ำหนักมากเกินไปสำหรับการบินระยะไกล ไฮโดรเจนยังต้องใช้เวลาอีกหลายปีกว่าจะผลิตได้ในปริมาณมาก และเชื้อเพลิงที่ยั่งยืนที่ใช้งานได้ในปัจจุบันส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับวัตถุดิบที่มีอยู่อย่างจำกัด ดังนั้นการค้นหาเชื้อเพลิงที่ราคาถูก มีปริมาณมาก และปล่อยคาร์บอนต่ำอย่างแท้จริงจึงยังคงดำเนินต่อไป บริษัทแห่งหนึ่งในบริสตอลคิดว่าคำตอบนั้นอยู่ที่ปลายทางของโรงบำบัดน้ำเสียทุกแห่งทั่วโลก

ไฟร์ฟลาย กรีน ฟิวเอลส์ บริษัทแห่งนี้เปลี่ยนน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดแล้ว ซึ่งในอุตสาหกรรมเรียกว่ากากตะกอนชีวภาพ ให้กลายเป็นเชื้อเพลิงการบินที่ยั่งยืน บริษัทกำลังพัฒนาโรงงานแห่งแรกในสหราชอาณาจักรที่เมืองฮาร์วิช และมีข้อตกลงซื้อขายกับสายการบินวิซซ์แอร์มูลค่าเกือบหนึ่งพันล้านดอลลาร์ วัตถุดิบที่อยู่เบื้องหลังนั้นคือเศษเหลือทิ้งที่คนส่วนใหญ่ไม่อยากนึกถึง

วัตถุดิบที่พบโดยวิธีการคัดออก

บริษัท Firefly Green Fuels เป็นบริษัทใหม่ แต่กระบวนการที่ก่อให้เกิดบริษัทนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่ เจมส์ ไฮเกต ผู้ก่อตั้งและประธานเจ้าหน้าที่บริหารของบริษัท เริ่มต้นบริษัท Green Fuels ในปี 2003 โดยผลิตอุปกรณ์ผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพในกว่า 90 ประเทศ โดยใช้น้ำมันและไขมันเหลือทิ้งเป็นวัตถุดิบ แต่ข้อจำกัดของแหล่งวัตถุดิบนั้นก็ปรากฏชัดเจนตั้งแต่เนิ่นๆ

ไฮเกตเล่าว่าเขาตระหนักตั้งแต่เนิ่นๆ ว่าวัตถุดิบมีจำกัด บริษัทตั้งเป้าหมายอันสูงส่งไว้ว่า “จะลดการปล่อยคาร์บอนในอุตสาหกรรมการบินทั้งหมด” ซึ่งเป็นความท้าทายระดับ “กิกะตัน” “เราพิจารณาของเสียทุกอย่าง เราพิจารณาวัสดุทุกอย่าง กระบวนการทุกอย่าง” เขากล่าว แต่ละทางเลือกนั้นล้มเหลวด้วยเหตุผลสามประการ คือ ต้นทุนการผลิตสูงเกินไป ไม่ผ่านการทดสอบด้านความยั่งยืน หรือกระบวนการซับซ้อนเกินไป

ชีวมวลเปียกปรากฏขึ้นมาเรื่อยๆ ในฐานะตัวเลือกหนึ่ง แนวคิดนี้ทำให้ทีมงานหันไปพิจารณาถึงน้ำเสีย และไฮเกตก็รีบแก้ไขความเข้าใจผิดที่ชัดเจนเกี่ยวกับที่มาของแนวคิดนี้

“ผมไม่ได้นั่งอยู่ในห้องน้ำตอนเช้าแล้วคิดว่า ‘นี่ไง ฉันสามารถเปลี่ยนสิ่งนี้ให้เป็นเชื้อเพลิงได้’ นะครับ” เขากล่าว “จริงๆ แล้วมันเป็นกระบวนการที่ยืดเยื้อและใช้เวลานานมากในการระบุว่านี่คือวัตถุดิบที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการผลิตเชื้อเพลิงอากาศยานยั่งยืนราคาถูกในปริมาณมาก”

เส้นทางกำจัดขยะกำลังจะปิด

กากตะกอนชีวภาพเป็นผลผลิตสุดท้ายของกระบวนการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนในโรงบำบัดน้ำเสีย เป็นเวลานานแล้วที่กากตะกอนเหล่านี้ถูกนำไปใช้ในไร่นาของเกษตรกร แต่ปัจจุบันช่องทางนั้นกำลังจะปิดตัวลง และนี่คือเหตุผลที่ทำให้จังหวะเวลาของโครงการ Firefly เหมาะสมอย่างยิ่ง

ไฮเกตกล่าวว่า “วิธีการกำจัดขยะแบบเดิมกำลังหายไปเนื่องจากสารเคมีที่คงอยู่ตลอดไป ไมโครพลาสติก และโลหะ ดังนั้นทั่วโลกจึงกำลังทยอยยกเลิกวิธีการนี้ ซึ่งถือเป็นปัญหาขยะอย่างหนึ่ง”

สารปนเปื้อนเหล่านั้นมาจากระบบท่อระบายน้ำทั้งหมด ไม่ใช่จากร่างกายมนุษย์ กากตะกอนชีวภาพจะทำให้สารที่เหลือจากการบำบัดมีความเข้มข้นมากขึ้น ดังนั้น PFAS (สารเคมีที่คงอยู่ตลอดไป) จึงจับตัวกับของแข็ง ไมโครพลาสติกมาจากสิ่งทอสังเคราะห์และบรรจุภัณฑ์ และโลหะส่วนใหญ่มาจากน้ำเสียจากอุตสาหกรรม การตรวจจับในห้องปฏิบัติการที่แม่นยำยิ่งขึ้นและกฎระเบียบที่เข้มงวดขึ้นได้ช่วยรับมือกับความเสี่ยงนี้ และบางเขตอำนาจศาลได้เริ่มดำเนินการแล้ว ห้ามการยื่นขออนุญาตใช้ที่ดินโดยเด็ดขาด เนื่องจากเกรงว่าสารตกค้างจะเข้าสู่ห่วงโซ่อาหาร

ปริมาณที่เกี่ยวข้องมีจำนวนมาก สหราชอาณาจักรผลิต ประมาณ 1.1 ล้านตันของของแข็งแห้ง ในแต่ละปี เยอรมนีซึ่งเป็นผู้ผลิตรายใหญ่ที่สุดของสหภาพยุโรป ผลิตประมาณ 1.85 ล้านตัน สหรัฐอเมริกาผลิตมากกว่านั้นมาก ประมาณ 7 ล้านตันต่อปี ขยะทุกตันเหล่านั้นต้องหาที่กำจัดทิ้ง

ในสหราชอาณาจักร ไฮเกตประเมินว่ากากตะกอนชีวภาพสามารถจัดหาเชื้อเพลิงอากาศยานยั่งยืน (SAF) ได้ประมาณหนึ่งในสามของปริมาณที่กำหนดไว้สำหรับปี 2040 ในต่างประเทศตัวเลขนี้เพิ่มสูงขึ้น บริษัท Synagro ซึ่งเป็นพันธมิตรของ Firefly ในสหรัฐฯ ดำเนินการแปรรูปกากตะกอนชีวภาพถึง 16 ล้านตันต่อปี เขากล่าวว่า “หากคุณสามารถแปลงกากตะกอนเหล่านั้นให้เป็นเชื้อเพลิงเหลวได้ ก็จะสามารถเพิ่มปริมาณการผลิตเชื้อเพลิงอากาศยานยั่งยืนของสหรัฐฯ เป็นสองเท่า”

หากรวมมูลสัตว์และของเสียเปียกอื่นๆ ที่อยู่ภายใต้การควบคุมเข้าไปด้วยแล้ว ขีดจำกัดก็จะสูงขึ้นไปอีก “คุณสามารถลดการปล่อยคาร์บอนในอุตสาหกรรมการบินได้ทั้งหมด ซึ่งเป็นเรื่องที่น่าทึ่งมาก” ไฮเกตกล่าว “โดยพื้นฐานแล้วมีวัสดุเหล่านี้อยู่หลายล้านตัน”

หม้ออัดแรงดันที่เป็นหัวใจสำคัญของเรื่องนี้

กระบวนการแปลงสภาพนี้อาศัยการทำให้เป็นของเหลวด้วยความร้อนสูง หรือ HTL ซึ่งเป็นกระบวนการที่มีมาตั้งแต่ทศวรรษ 1970 ไฮเกตใช้การเปรียบเทียบในชีวิตประจำวันมาอธิบายกระบวนการนี้

“ในรูปแบบที่ง่ายที่สุด มันก็เหมือนกับหม้ออัดแรงดัน” เขากล่าว “ดังนั้น คุณจึงนำวัสดุที่เปียกชื้น เช่น ชีวมวลเปียก เข้าไป แล้วใส่เข้าไปภายใต้แรงดันที่ค่อนข้างสูงและอุณหภูมิปานกลาง จนถึงจุดที่น้ำทำปฏิกิริยาและย่อยสลายวัสดุที่อยู่ข้างใน”

ผลผลิตที่ได้คือไบโอครูดที่มีคุณสมบัติใกล้เคียงกับน้ำมันดิบจากฟอสซิล รวมทั้งไบโอชาร์และน้ำ จากนั้นไบโอครูดจะผ่านกระบวนการไฮโดรทรีตเมนต์ ซึ่งเป็นขั้นตอนการกลั่นที่อุตสาหกรรมน้ำมันดำเนินการมานานกว่าศตวรรษ ไฮเกตอธิบายกระบวนการทางเคมีนี้ว่าเป็นกระบวนการทางธรรมชาติที่ถูกเร่งให้เร็วขึ้น

“ลองนึกถึงเชื้อเพลิงฟอสซิลดูสิ พวกมันก็คือเชื้อเพลิงชีวภาพนั่นแหละ เพียงแต่ต้องใช้เวลาหลายล้านปีถึงจะเกิดขึ้นได้” เขากล่าว “นี่เป็นวิธีเร่งกระบวนการนั้นให้เร็วขึ้นมาก ๆ”

ผลการวิเคราะห์อิสระจากมหาวิทยาลัยแครนฟิลด์ระบุว่า การประหยัดคาร์บอนอยู่ที่... 92% ต่อต้านเชื้อเพลิงเครื่องบินฟอสซิล เมื่อพิจารณาจากวงจรชีวิต ตัวเลขดังกล่าวไม่รวมการดักจับคาร์บอนใดๆ เนื่องจากไบโอชาร์กักเก็บคาร์บอนคงที่ไว้ และเนื่องจากขั้นตอน HTL ปล่อย CO2 ที่สามารถดักจับได้ ไฮเกตจึงมองเห็นโอกาสเพิ่มเติม “มีศักยภาพที่จะทำให้เชื้อเพลิงนี้เป็นกลางทางคาร์บอนหรือติดลบได้อย่างมีประสิทธิภาพ” เขากล่าว

เหตุใดวัตถุดิบต้นทุนติดลบจึงเปลี่ยนแปลงสมการทางการเงิน

เศรษฐกิจของบริษัทขึ้นอยู่กับว่าวัตถุดิบอยู่ในสถานะใดในปัจจุบัน บริษัทจัดการน้ำต้องจ่ายเงินเพื่อกำจัดกากตะกอนชีวภาพ ดังนั้นผู้ซื้อที่รับวัตถุดิบไปจึงช่วยลดภาระหนี้สินที่กำลังเพิ่มขึ้น ซึ่งทำให้ Firefly ได้วัตถุดิบที่มีต้นทุนติดลบ และป้อนเข้าสู่ผลิตภัณฑ์ที่สายการบินจะซื้อในปริมาณมาก

ความร่วมมือต่างๆ ที่เกิดขึ้นนั้นถูกสร้างขึ้นเพื่อลดความเสี่ยง บริษัทไฟร์ฟลายได้ลงนามในข้อตกลงหนึ่งกับบริษัทดังกล่าว สัญญาซื้อขายล่วงหน้า 15 ปีกับ Wizz Air สำหรับการซื้อเชื้อเพลิงอากาศยานยั่งยืน (SAF) จำนวน 525,000 ตัน ซึ่งมีรายงานว่าเป็นข้อตกลงมูลค่าเกือบหนึ่งพันล้านดอลลาร์ นอกเหนือจากการลงทุนก่อนหน้านี้ 5 ล้านปอนด์จากสายการบิน

กระบวนการกลั่นขั้นปลายน้ำดำเนินการโดยใช้เทคโนโลยีของ Chevron Lummus Global ภายใต้ข้อตกลงพิเศษ

หน่วย HTL ต้นน้ำมาจากบริษัทวิศวกรรม Altaca ของตุรกี

โรงงานเชิงพาณิชย์จะตั้งอยู่ที่โรงกลั่นที่มีอยู่แล้วในเมืองฮาร์วิช ซึ่งเป็นกรรมสิทธิ์ของบริษัทแห่งหนึ่ง ฮัลเทอร์มันน์ คาร์เลสซึ่งไฮเกตประเมินว่าโครงสร้างพื้นฐานกว่า 80% นั้นสร้างเสร็จแล้ว

“เราได้ลดความเสี่ยงด้านเทคโนโลยีลงแล้วโดยการใช้เทคโนโลยีที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว” เขากล่าว โรงงานสาธิตกำลังอยู่ระหว่างการก่อสร้าง และตามคำพูดของเขา “น่าจะเริ่มดำเนินการได้ภายในสิ้นปีนี้” โรงงานฮาร์วิชตั้งเป้าที่จะเริ่มการผลิตเชิงพาณิชย์ประมาณปี 2029 โดยได้รับการสนับสนุนจากเงินทุนรอบ 40 ล้านดอลลาร์สหรัฐ นำโดยกองทุน SkiesFifty ซึ่งมีโบอิ้งเป็นหนึ่งในผู้ลงทุน

วัตถุดิบมาก่อน เชื้อเพลิงตามมาทีหลัง

นโยบายได้เปลี่ยนไปในทิศทางที่เป็นประโยชน์ต่อ Firefly แล้ว ภารกิจ SAF ของสหราชอาณาจักรได้เริ่มขึ้นแล้ว และ... กฎหมายเชื้อเพลิงการบินที่ยั่งยืน กฎหมายดังกล่าวได้รับการบัญญัติไว้ในเดือนมีนาคม 2026 ซึ่งนำมาซึ่งกลไกการรับประกันรายได้ (Revenue Certainty Mechanism) ที่รับประกันราคาซื้อขายคงที่สำหรับผู้ผลิตตลอดระยะเวลา 15 ปี ไฮเกตต้องการโมเดลที่สามารถใช้งานได้โดยไม่ต้องอาศัยการสนับสนุนดังกล่าว เพื่อให้แนวทางนี้สามารถนำไปใช้ได้ในวงกว้าง “มันสามารถทำได้ในตลาดที่มีแรงจูงใจ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญมาก” เขากล่าว

ในมุมมองของเขา สิ่งที่ทำให้ Firefly แตกต่างออกไปคือทิศทางของความต้องการ ในขณะที่บริษัทผลิตเชื้อเพลิงอากาศยานยั่งยืนส่วนใหญ่ต่างแย่งชิงวัตถุดิบที่หายาก แต่ Firefly กลับได้รับการติดต่อจากซัพพลายเออร์ที่ต้องการกำจัดวัตถุดิบเหล่านั้น

ไฮเกตกล่าวว่า “เราขับเคลื่อนด้วยวัตถุดิบ เรามีผู้คนติดต่อเข้ามาเกี่ยวกับการผลิตเชื้อเพลิงอากาศยานยั่งยืน (SAF)” บริษัทสาธารณูปโภคในสหรัฐอเมริกาและละตินอเมริกา รวมถึง Sanepar ของบราซิล ก็เป็นหนึ่งในผู้ที่ให้ความสนใจ “เรามีอยู่เพื่อลดการปล่อยคาร์บอนในอุตสาหกรรมการบิน แต่ที่จริงแล้วเรากำลังแก้ปัญหาความท้าทายด้านการบำบัดน้ำเสียที่มีอยู่”

ไฮเกตเคยเห็นรูปแบบนี้มาก่อนแล้ว บริษัทกรีนฟิวเอลส์เติบโตขึ้นหลังจากคำสั่งในปี 2003 ที่ห้ามใช้น้ำมันปรุงอาหารที่ใช้แล้วเป็นอาหารสัตว์ ทำให้วัสดุเหลือทิ้งถูกนำออกสู่ตลาดในชั่วข้ามคืน เขาให้เหตุผลว่ากากตะกอนชีวภาพก็ใช้หลักการเดียวกันนี้ในขนาดที่ใหญ่กว่ามาก “เราทุกคนสร้างมันขึ้นมาทุกวัน มีปริมาณมหาศาล” เขากล่าว

น้ำหนักที่คุ้มค่าที่จะแบกรับ

เมื่อไฮเกตเห็นปัญหาและแนวทางแก้ไขที่เป็นไปได้แล้ว เขาก็ไม่อาจปล่อยวางได้ “เมื่อคุณรู้แล้วว่าคุณสามารถแก้ไขปัญหาใหญ่หลวงนี้ได้ คุณก็ไม่อาจปล่อยมันไปได้” ไฮเกตกล่าว “มันจะครอบงำคุณอย่างกะทันหัน มันเป็นภาระที่หนักอึ้งมาก”

ธุรกิจการบินเหลือทางเลือกน้อยมาก “คุณทำอะไรกับธุรกิจการบินไม่ได้เลยนอกจากกองทัพสิงคโปร์” เขากล่าว “แต่ในขณะนี้ แทบจะไม่มีกองทัพสิงคโปร์รุ่นที่สองเลย”

หากตัวเลขของ Firefly เป็นไปตามที่คาดการณ์ไว้ ขยะที่เกิดขึ้นทุกวันในทุกประเทศ อาจกลายเป็นแหล่งเชื้อเพลิงเครื่องบินคาร์บอนต่ำที่สำคัญ ในขณะเดียวกันก็ช่วยลดปัญหาการกำจัดขยะของอุตสาหกรรมน้ำได้ วัสดุที่ไม่มีใครต้องการนี้อาจกลายเป็นทางเลือกด้านพลังงานที่สำคัญได้ในอนาคต