กากปฏิกูล ของเสียสีเขียว และของเหลือจากการผลิตจากอุตสาหกรรมอาหาร ฟางข้าว และอุจจาระของสัตว์ในปริมาณมาก กำลังจะถูกใช้เพื่อในกระบวนการนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ได้มากกว่าที่คิด นักวิทยาศาสตร์ที่เยอรมนีได้เปลี่ยนกากอินทรีย์เหล่านี้เป็นพลังงานไฟฟ้า ความร้อน แก๊สสะอาด น้ำมันเครื่องยนต์ และถ่านหินชีวภาพคุณภาพสูง

โรงงานแก๊สชีวภาพเป็นส่วนสำคัญของแหล่งพลังงานทางเลือก โรงงานเหล่านี้ผลิตแหล่งพลังงานหมุนเวียนและชดเชยพลังงานกังหันลมและพลังงานแสงอาทิตย์ได้ โรงงานเหล่านี้ผลิตไฟฟ้าในเยอรมนีได้รวมกัน 3.75 กิกะวัตต์ เทียบเท่ากับโรงงานนิวเคลียร์สามแห่งรวมกัน แต่อย่างไรก็ตาม โรงงานเหล่านี้ก็มีข้อเสียคือ สามารถผลิตได้ในขอบเขตสารอินทรีย์ต้นทางได้จำกัด และก็ยังต้องแข่งกับการสร้างโรงงานเพื่อผลิตอาหารอีก

ล่าสุด นักวิทยาศาสตร์ที่ UMSICHT เยอรมนี ประสบความสำเร็จในการปรับปรุงประสิทธิภาพของโรงงานแก๊สเชื้อเพลิงชีวภาพ โดยกระบวนการไบโอแบตเตอรี่เหล่านี้ไม่เพียงแต่ให้พลังงานไฟฟ้า แต่ยังได้มาซึ่งผลผลิตคุณภาพสูงจำพวกแก๊ส น้ำมัน และคาร์บอนชีวภาพ สามารถนำมาใช้ได้ได้เมื่อต้องการ ใช้เพื่อผลิตไฟฟ้า เป็นน้ำมันเรือหรือเครื่องบิน เป็นเชื้อเพลิง หรือเป็นปุ๋ยได้ ในอนาคต อาจะเปลี่ยนเป็นวัตถุดิบตั้งต้นในอุตสาหกรรมเคมีได้ด้วย

ไบโอแบตเตอรี่เหล่านี้มีความจำเพาะและเป็นเทคโนโลยีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ประกอบไปด้วยโรงงานแก๊สชีวภาพ แหล่งเก็บความร้อน คาร์บูเรเตอร์ และเครื่องยนต์ที่จะผลิตกระแสไฟฟ้า กุญแจสำคัญที่เป็นหัวใจของเทคโนโลยีนี้คือ Thermo-catalytic reforming หรือ TCR ที่สามารถดึงคาร์บอนออกจากวัสดุอินทรีย์ เช่น ของเหลือจากการหมักจากโรงงานแก๊สชีวภาพหรือจากการผลิตเอทานอล ของเหลือจากอุตสาหกรรมชีวภาพ สิ่งปฏิกูล ฟางข้าว เศษไม้ และอุจจาระของสัตว์ ออกมาได้ ผลที่ได้ก็คือน้ำมัน แก๊ส และถ่านหินชีวภาพ

"ข้อดีของไบโอแบตเตอรี่คือว่า เราสามารถใช้วัตถุดิบได้หลากหลายประเภท ที่ก่อนหน้านี้เราคงจะนำมันไปกำจัดโดยเสียค่าใช้จ่ายมหาศาล" ศาสตราจารย์อันเครียส ฮอร์นุง ผู้อำนวยการของ UMSICHT เผย

นักวิจัยยังได้นำหลักการนี้ไปใช้จริงในโรงงานต้นแบบที่สามารถผลิตแก๊สจากของเหลือได้ถึง 30 กิโลกรัมต่อชั่วโมง วัตถุดิบนั้นจะถูกป้อนเข้ามาผ่านช่องระบายน้ำโดยไม่มีออกซิเจนก่อนจะไหลต่อไป จากนั้น ก็ทำให้ร้อนและถูกแยกออกเป็นถ่ายหินและไอระเหย ไอจะถูกทำให้ร้อนอีกครั้งหนึ่งและทำให้เย็นตัวลงมาอีกครั้ง กระบวนการนี้จะทำให้กลายเป็นของเหลวที่ประกอบไปด้วยน้ำมันชีวภาพและน้ำ นักวิจัยก็แยกเอาน้ำคุณภาพสูงเอาไว้และนำกลับมาใช้ใหม่ ส่วนแก๊สที่ได้ก็จะทำให้บริสุทธิ์และจัดเก็บเอาไว้

ของเหลว แก๊ส และของแข็งสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้หลายทาง น้ำมันก็จะเข้ากระบวนการทำให้ใช้เป็นน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับเรือและเครื่องบินได้ และนำไปใช้ในโรงไฟฟ้าได้ เช่นเดียวกับแก๊สก็นำไปใช้เพื่อผลิตไฟฟ้าและความร้อนได้ด้วย น้ำที่แยกตัวออกมานั้นมีคาร์บอนที่ย่อยสลายได้ตามธรรมชาติ สามารถนำไปป้อนเข้าสู่โรงงานแก๊สชีวภาพเพื่อให้ได้มีเธนออกมามากขึ้น ส่วนถ่านชีวภาพนั้นก็ถือว่าเป็นตัวปรับแต่งดินที่ดีเยี่ยม

"โรงงานนี้เปลี่ยนพลังงาน 75 เปอร์เซ็นต์ของทั้งหมดให้เป็นแหล่งพลังงานคุณภาพสูงที่มีความคงทน เป็นกระบวนการต่อเนื่อง และหากนำเครื่องเก็บความร้อนแฝงเข้ามาใช้ ประสิทธิภาพก็จะมากขึ้นไปอีก" ฮอร์นุงอธิบาย

ข้อดีอย่างหนึ่งของไบโอแบตเตอรี่นี้คือ ระบบสามารถนำไปขยายได้เรื่อยๆ ซึ่งฮอร์นุงชี้ว่า "นี่เป็นสิ่งที่น่าสนใจมากในทางการเงิน ไม่ต้องใช้เงินลงทุนสูงในตอนแรก และคอนเซปท์ของไบโอแบตเตอรี่ก็กำลังถูกนำไปใช้งานในโรงงานต้นแบบของบริษัทพาร์ทเนอร์ในเยอรมนีและต่างประเภทอีกด้วย"

อ้างอิง: Fraunhofer-Gesellschaft. (2015, February 27). The biobattery: Turning sewage sludge into electricity and engine oil. ScienceDaily. Retrieved March 1, 2015 from www.sciencedaily.com/releases/2015/02/150227112539.htm