ทำความรู้จัก "โรงแยกอากาศ" (ASU) ที่แยกก๊าซเพื่ออุตสาหกรรม พร้อมเจาะนวัตกรรมใหม่ที่นำความเย็นเหลือทิ้งจาก LNG มาใช้ ช่วยลดคาร์บอนกว่า 50% มุ่งสู่ Net Zero อย่างยั่งยืน

เคยสงสัยไหมว่าก๊าซต่าง ๆ ที่นำมาใช้ในโรงพยาบาลหรือโรงงานอุตสาหกรรมนั้นมาจากไหน? คำตอบคือมาจาก "โรงแยกอากาศ" หรือ Air Separation Unit (ASU) ซึ่งเป็นโรงงานหรืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่แยกก๊าซที่มีอยู่ในอากาศ เช่น ออกซิเจน ไนโตรเจน และอาร์กอน ออกมาเป็นก๊าซหรือของเหลวบริสุทธิ์ ซึ่งก๊าซเหล่านี้ถูกนำไปใช้ประโยชน์ทั้งในภาคอุตสาหกรรมและการแพทย์ โดยมีบทบาทสำคัญดังนี้:

  • ออกซิเจน: ใช้ในทางการแพทย์ อุตสาหกรรมเหล็ก และการหลอมโลหะ
  • ไนโตรเจน: ใช้ป้องกันการเกิดปฏิกิริยาเคมี การไล่ความชื้นในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี อิเล็กทรอนิกส์ และใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร
  • อาร์กอน: ใช้ในงานเชื่อมโลหะคุณภาพสูง และการผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

กระบวนการทำงานหลักของโรงแยกอากาศเรียกว่า "การกลั่นลำดับส่วนด้วยความเย็น" (Cryogenic Fractionation) โดยเริ่มจากการดูดและอัดอากาศเข้ามาแล้วกรองสิ่งสกปรกออก จากนั้นลดอุณหภูมิอากาศลงอย่างรวดเร็วจนติดลบที่ประมาณ -173 ถึง -193 องศาเซลเซียส เพื่อให้อากาศเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว ท้ายที่สุดจึงนำอากาศเหลวมากลั่นโดยอาศัยคุณสมบัติจุดเดือดที่ต่างกัน ทำให้ก๊าซแต่ละชนิดแยกตัวออกมา

ข้อจำกัดเดิม สู่นวัตกรรมเปลี่ยนโลกด้วยความเย็นจาก LNG

โดยปกติ การจะกลั่นอากาศให้เป็นของเหลวต้องใช้อุณหภูมิที่ติดลบสูงมาก โรงแยกอากาศรูปแบบทั่วไปจึงต้องพึ่งพากระแสไฟฟ้าในการเดินเครื่องทำความเย็นทั้งหมด ซึ่งใช้พลังงานสูง และนำมาซึ่งการปล่อยก๊าซเรือนกระจกปริมาณมหาศาล

เพื่อแก้ปัญหานี้ บริษัท มาบตาพุด แอร์โปรดักส์ จำกัด (MAP) ซึ่งเป็นบริษัทร่วมทุนระหว่าง ปตท. และ บีไอจี ได้นำนวัตกรรมที่เรียกว่า LNG ASSISTED AIR SEPARATION UNIT ซึ่งเป็นเทคโนโลยีการแยกอากาศโดยนำความเย็นเหลือทิ้งจากการแปรสภาพก๊าซธรรมชาติเหลว(LNG)มาช่วยในระบบ

ตามปกติแล้ว LNG ที่นำเข้ามาจากต่างประเทศจะถูกขนส่งในรูปของของเหลวที่มีอุณหภูมิเย็นจัดประมาณ -160 องศาเซลเซียส และก่อนนำไปใช้งานต้องผ่านกระบวนการเปลี่ยนสถานะจากของเหลวให้กลับเป็นก๊าซ (LNG Regasification) ซึ่งขั้นตอนนี้โดยทั่วไปจะมีการปล่อยพลังงานความเย็นทิ้งไปในธรรมชาติอย่างน่าเสียดาย MAP จึงดึงความเย็นเหลือทิ้งนี้มาเป็นพลังงานความเย็นตั้งต้นให้กับโรงแยกอากาศแทน

จุดเด่นของเทคโนโลยี MAP ที่เหนือกว่ารูปแบบเก่า

  • ประหยัดพลังงาน: การนำความเย็นจาก LNG มาใช้ช่วยลดการใช้อุปกรณ์ทำความเย็นที่ใช้พลังงานสูง เช่น Refrigerant compressor และ Booster & Turbo expander
  • เพิ่มเสถียรภาพการผลิต: เมื่อลดอุปกรณ์ขนาดใหญ่ลง อุปกรณ์สนับสนุนต่าง ๆ ก็มีจำนวนลดลงตามไปด้วย จึงเป็นการลดจำนวนอุปกรณ์ที่มีการเคลื่อนไหวออกจากกระบวนการผลิต ส่งผลให้ความน่าเชื่อถือของกระบวนการผลิตเพิ่มมากขึ้น
  • ลดความเสี่ยงในภาวะน้ำแล้ง: เทคโนโลยีนี้สามารถใช้ความเย็นจาก LNG ในการระบายความร้อนของอุปกรณ์ ทำให้ไม่ต้องใช้ระบบน้ำหล่อเย็นแบบโรงแยกอากาศแบบเดิม

จากความสำเร็จของ MAP1 สู่ MAP2 ปักหมุดอนาคต Net Zero

ย้อนกลับไปในปี 2564 โครงการโรงแยกอากาศแห่งแรก (MAP1) ได้เริ่มเดินเครื่องเชิงพาณิชย์ ซึ่งถือเป็นแห่งแรกในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ โครงการนี้พิสูจน์ให้เห็นถึงความสำเร็จด้านสิ่งแวดล้อม โดยสามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้เฉลี่ยกว่า 100,000 ตันคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าต่อปี หรือเทียบเท่าการปลูกต้นไม้ประมาณ 4.5 ล้านต้นต่อปี และปัจจุบันได้ลดคาร์บอนสะสมไปแล้วกว่า 3.7 แสนตัน นอกจากนี้ยังช่วยให้ลูกค้าภาคอุตสาหกรรมสามารถลดการปล่อยคาร์บอนทางอ้อม (Scope 3) ได้อีกด้วย

เมื่อทั่วโลกเร่งเครื่องสู่เป้าหมาย Net Zero ความต้องการใช้ "ก๊าซอุตสาหกรรมคาร์บอนต่ำ" จึงเติบโตขึ้นอย่างก้าวกระโดด นำมาสู่การเดินหน้าลงทุนพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานใน "โครงการโรงแยกอากาศแห่งที่ 2" (MAP2) เพื่อขยายขีดความสามารถซึ่งสามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในกระบวนการผลิตก๊าซอุตสาหกรรมได้มากกว่าร้อยละ 50 เมื่อเทียบกับระบบที่ใช้ไฟฟ้าทำความเย็นทั้งหมด

ความก้าวหน้าครั้งนี้เป็นการสนับสนุนการเปลี่ยนผ่านด้านพลังงาน (Energy Transition) ของไทย สอดคล้องกับวิสัยทัศน์ของ ปตท. และกลยุทธ์ของบีไอจี ในการมุ่งสู่เป้าหมาย Net Zero Emissions ภายในปี 2050 รวมถึงช่วยเสริมศักยภาพอุตสาหกรรมไทย ทั้งปิโตรเคมี ยานยนต์ อิเล็กทรอนิกส์ และอาหาร ด้วยผลิตภัณฑ์ที่ตอบโจทย์แนวโน้มสิ่งแวดล้อมระดับโลกต่อไป

นวัตกรรมโรงแยกอากาศคาร์บอนต่ำด้วยความเย็นจาก LNG เป็นเครื่องยืนยันว่า ภาคอุตสาหกรรมไทยสามารถขับเคลื่อนเศรษฐกิจควบคู่ไปกับการดูแลรักษาสิ่งแวดล้อมได้อย่างเป็นรูปธรรม การต่อยอดจากความสำเร็จของโครงการ MAP1 สู่ MAP2 ไม่เพียงแต่ช่วยลดการใช้พลังงานและลดก๊าซเรือนกระจกอย่างมหาศาล แต่ยังเป็นรากฐานสำคัญที่จะพาสังคมไทยก้าวสู่เศรษฐกิจคาร์บอนต่ำและบรรลุเป้าหมาย Net Zero อีกด้วย