การศกษาเปรยบเทยบเทคโนโลยการผลตเอทานอล ของสหรฐอเมรกาและไทย
เสนอตอ กระทรวงการตางประเทศ
สถาบนวจยวทยาศาสตรและเทคโนโลยแหงประเทศไทย (วว.) ศนยเทคโนโลยโลหะและวสดแหงชาต (ศว.)
กระทรวงวทยาศาสตรและเทคโนโลย กระทรวงพลงงาน
กมภาพนธ 2551
การศกษาเปรยบเทยบเทคโนโลยการผลตเอทานอล
ของสหรฐอเมรกาและไทย
เสนอตอ กระทรวงการตางประเทศ
สถาบนวจยวทยาศาสตรและเทคโนโลยแหงประเทศไทย (วว.) ศนยเทคโนโลยโลหะและวสดแหงชาต (ศว.)
กระทรวงวทยาศาสตรและเทคโนโลย กระทรวงพลงงาน
กมภาพนธ 2551
การศกษาเปรยบเทยบเทคโนโลยการผลตเอทานอล ของสหรฐอเมรกาและไทย
ISBN 978-974-9534-38-0 พมพครงท 1 กมภาพนธ 2551 จานวน 300 เลม ผเขยน ธรภทร ศรนรคตร ศรลกษณ นวฐจรรยงค นวงศ ชลคป พงษศกด พรหมกร รวบรวมขอมล ธรภทร ศรนรคตร ศรลกษณ นวฐจรรยงค นวงศ ชลคป พงษศกด พรหมกร จดพมพโดย สถาบนวจยวทยาศาสตรและเทคโนโลยแหงประเทศไทย (วว.)
35 หมท 3 เทคโนธาน ต. คลองหา อ. คลองหลวง จ. ปทมธาน 12120 โทรศพท: 0 2577 9000 โทรสาร: 0 2577 9009 email: [email protected] http://www.tistr.or.th
พมพท พมพพนจ การพมพ
975/3-4 หม 7 ถ. สขมวท ต. สาโรงเหนอ อ. เมองสมทรปราการ จ. สมทรปราการ โทรศพท: 0 2754 1066 โทรสาร: 0 2754 1065
บรรณาธการ
ปฐมสดา สาเรจ
ก
กตตกรรมประกาศ คณะผดาเนนการ ขอขอบคณกระทรวงการตางประเทศ ทใหการสนบสนนงบประมาณภายใตแผนงานงบประมาณการบรหารราชการในตางประเทศ ในการดาเนนโครงการในครงน และขอขอบคณโรงงานผลตเอทานอลของสหรฐอเมรกาและของไทยทกโรงงาน ทใหความอนเคราะหขอมล ใหขอคดเหน และแลกเปลยนประสบการณในการผลตเอทานอล จนทาใหการจดทารายงานฉบบนมเนอหาทเปนประโยชนแกสาธารณะและสาเรจลลวงดวยด
ข
คณะผดาเนนการ กระทรวงวทยาศาสตรและเทคโนโลย
สถาบนวจยวทยาศาสตรและเทคโนโลยแหงประเทศไทย (วว.) 1. นางสาวพศมย เจนวนชปญจกล รองผวาการ (วจยและพฒนา) [email protected] 2. ดร. ธรภทร ศรนรคตร นกวชาการ 10
ฝายเทคโนโลยชวภาพ [email protected]
3. นางพนดา เทพขน นกวชาการ 6 ฝายสงแวดลอม นเวศวทยาและพลงงาน
4. นายยทธนา ฐานมงคล นกวชาการ 6 ฝายสงแวดลอม นเวศวทยาและพลงงาน
สานกงานพฒนาวทยาศาสตรและเทคโนโลยแหงชาต (พว.) 5. นายประยร เชยววฒนา รองผอานวยการ [email protected] ศนยเทคโนโลยโลหะและวสดแหงชาต (ศว.) 6. นายเขมทต สคนธสงห ประธานกรรมการบรหาร [email protected]
7. รศ. ศรลกษณ นวฐจรรยงค ผชวยผอานวยการ [email protected]
8. ดร. นวงศ ชลคป นกวจย 2 [email protected]
สานกนโยบาย และแผนยทธศาสตร สานกปลดกระทรวงวทยาศาสตรและเทคโนโลย 9. นางสาวจฬารตน สหรา เจาหนาทวเคราะห 8ว. [email protected]
กระทรวงพลงงาน กรมพฒนาพลงงานทดแทนและอนรกษพลงงาน 10. นายพงษศกด พรหมกร วศวกรโยธา 5 [email protected]
ค
สารบญ หนา
กตตกรรมประกาศ ก คณะผดาเนนการ ข สารบญ ค สารบญรป ง สารบญตาราง จ 1. บทนา 1
2. เอทานอลในสหรฐอเมรกา 3 2.1 สถานภาพ นโยบาย มาตรการสงเสรม และการใช 3 2.2 วตถดบในการผลต 7 2.2.1 พนทเพาะปลกขาวโพด 7 2.2.2 เทคโนโลยการเพมผลผลตการเพาะปลกขาวโพด 12 2.3 เทคโนโลยการผลต 20
2.3.1 ประสทธภาพการแปลงวตถดบ 21 2.3.2 การผลตเอทานอลจากเซลลโลส 23 2.4 แนวโนมในอนาคตของเอทานอลในสหรฐอเมรกา 25 3. เอทานอลในประเทศไทย 36 3.1 สถานภาพ นโยบาย มาตรการสงเสรม และการใช 36 3.2 วตถดบในการผลต 45 3.3 เทคโนโลยการผลต 48 3.3.1 การเตรยมวตถดบกอนการหมก 49 3.3.2 การเตรยมหวเชอ (Inoculum) และการหมก (Fermentation) 49 3.3.3 การแยกผลตภณฑเอทานอลและการทาใหบรสทธ 51 3.3.4 กระบวนการใชประโยชนจากผลตภณฑรองและของเสยจากโรงงาน 52
3.4 แนวโนมในอนาคตของเอทานอลในประเทศไทย 52
4. สรป 54
5. เอกสารอางอง 55
ง
สารบญรป
หนา รปท 1. แหลงเพาะปลกขาวโพดทสาคญ (Corn belt) ของอเมรกา (บน) และแผนทอเมรกา
แสดงรฐตางๆ (ลาง) 9
รปท 2. แหลงชวมวลในอเมรกา ซงแสดงใหเหนอยางชดเจนถงบรเวณ Corn belt 9 รปท 3. ทตงโรงงานผลตเชอเพลงชวภาพในอเมรกา (ขอมลเมอ 10 เม.ย. 50) ซงมอยอยาง
หนาแนนในบรเวณ Corn belt 10
รปท 4. ราคาเอทานอลเมอเทยบกบนามนเบนซนในชวงป พ.ศ. 2546 – 2549 11 รปท 5. กาลงการผลตและความตองการใชเอทานอลภายในอเมรกาในชวงป พ.ศ. 2542 – 2549 11 รปท 6. การทบซอนกนของพนทเพาะปลกขาวโพดทรองรบกาลงการผลตของโรงงานผลตเอทา
นอลในมลรฐ ไอโอวา 12
รปท 7. แนวทางการใช Gene shuffling ในการดงจนใหแสดงออกตอลกษณะภายนอก 14 รปท 8. ประโยชนของเทคนค Doubled Haploid 15 รปท 9. ลกษณะของ Drought tolerance corn 15 รปท 10. ลกษณะโรคทเกดจากเชอราบนขาวโพด 16 รปท 11. ลกษณะขาวโพดทม GAT และฉลากทางการคา 16 รปท 12. ลกษณะขาวโพดทถกทาลายโดยศตรพช 17 รปท 13. อปกรณเกบขอมลเชงสถตของอากาศและดนเพอใชในระบบ EnClass Technology 18 รปท 14. เครองถายรปอตโนมต ซงเปนหนงในเครองมอทใชใน FAST Corn Technology 18 รปท 15. ลกษณะของพนธขาวโพด high total fermentable (HTF) ทใหปรมาณเอทานอลเพมขน 19 รปท 16. กระบวนการการผลตเอทานอลจากขาวโพดแบบบดแหง (a) และบดเปยก (b) 22 รปท 17. เทคโนโลยการยอยวตถดบเซลลโลสวตถดบเซลลโลส 23 รปท 18. แผนททตงและสถานภาพของโรงงานผลตเอทานอลในสหรฐอเมรกา ป ค.ศ. 2007 25 รปท 19. การเลยงสาหรายในถงพลาสตกดดคารบอนไดออกไซดจากปลองควนโรงไฟฟา ของบรษท
Greenfuel Technology มลรฐแมสซาซเซตส สหรฐอเมรกา 35
รปท 20. ยทธศาสตรการพฒนาพลงงานทดแทน 36 รปท 21. ยทธศาสตรการสงเสรมการใชแกสโซฮอล 37 รปท 22. แผนภมกราฟเสนเปรยบเทยบราคาเอทานอล 39 รปท 23. ราคากากนาตาลทสงออก (บน) และราคามนสาปะหลง มนสด/มนเสน (ลาง) ระหวางป
พ.ศ. 2547-2550 47
รปท 24. แผนผงการผลตเอทานอลจากมนสาปะหลงและออยในโรงงานตนแบบของ วว. 48 รปท 25. ปฏกรยาเคมของการผลตเอทานอล 50
จ
สารบญตาราง
หนา ตารางท 1. งานวจยและพฒนาดานเทคโนโลยเมลดขาวโพดของบรษท Pioneer Hi-Bred
International 13
ตารางท 2. รายชอบรษท สถานทตง กาลงการผลต และวตถดบผลตเอทานอลในประเทศสหรฐอเมรกา
26
ตารางท 3. ศกยภาพชวมวลจากสาหรายและขาวโพด 35 ตารางท 4. ผประกอบการทไดรบอนมตกอสรางโรงงานผลตเอทานอล เพอใชเปน
เชอเพลง 41
ตารางท 5. จานวนโรงงานและกาลงการผลตเอทานอล แบงตามชนดของวตถดบ 43 ตารางท 6. โรงงานทเปดดาเนนการผลตแลว 44 ตารางท 7. ประมาณการความตองการกากนาตาลและมนสาปะหลง เพอใชใน
อตสาหกรรมทเกยวของ 46
1
1. บทนา
การใชพลงงานของประเทศไทยในป พ.ศ. 2549 มมลคาสงถงรอยละ 15.6 ของมลคาผลตภณฑมวลรวมในประเทศ (GDP-Gross Domestic Product) แมวาปรมาณการใชจะลดลงเทยบกบป พ.ศ. 2545 ทมการใชสงถง 16.4% ของ GDP กตาม แตมลคาการนาเขาพลงงานกลบสงขนซงเปนตามราคานามนตลาดโลกทสงขนในรอบ 5 ปทผานมา โดยในป พ.ศ. 2549 มลคาการนาเขาพลงงานของประเทศสงขนถง 873,565 ลานบาท
เนองจากประเทศไทยมการใชพลงงานในภาคการขนสงสงถงรอยละ 36 โดยมการใช
นามนดเซลในภาคการขนสงประมาณ 50 ลานลตรตอวน และนามนเบนซนประมาณ 20 ลานลตรตอวน ในขณะเดยวกน ประเทศไทยมวตถดบทางการเกษตรจานวนมาก ทสามารถใชในการผลตเชอเพลงชวภาพได โดยหากมการใชเชอเพลงชวภาพทดแทนนามนดเซลและเบนซนได จะเปนการลดการพงพาแหลงพลงงานจากตางประเทศ เพมความมนคงและเสถยรภาพของประเทศดานเศรษฐกจและสงคมในภาพรวม
แนวพระราชดารในพระบาทสมเดจพระเจาอยหวดานพลงงานทดแทนเอทานอล มมานาน
กวา 3 ทศวรรษแลว ทรงพระราชทานเงนทนวจย จานวน 925,500 บาท เพอใชในการจดสรางอาคาร และอปกรณตางๆ ของโครงการคนควานามนเชอเพลง ในโครงการสวนพระองค สวนจตรลดา เมอป พ.ศ. 2528 โดยมพระราชดารสใหศกษาตนทนการผลตเอทานอลจากออย เพราะในอนาคตอาจเกดภาวะขาดแคลนนามน หรอออยมราคาตกตา การนาออยมาแปรรปเปนพลงงานทดแทน จะเปนแนวทางหนงทจะแกปญหานได และมกระแสพระราชดารส พระราชทานแกคณะบคคลทเขาเฝาฯ ถวายพระพรในโอกาสวนเฉลมพระชนมพรรษา ณ ศาลาดสตาลย สวนจตรลดาพระราชวงดสต เมอวนท 4 ธนวาคม 2543 พระองคทรงเนนถงการนาเอทานอลมาผสมกบนามนเบนซนไดเปนนามนแกสโซฮอล ซงสามารถใชทดแทนนามนเชอเพลงในรถยนตไดโดยไมมผลเสยตอเครองยนต และชวยลดมลพษทางอากาศดวย รวมทงเอทานอลกสามารถผลตไดในประเทศจากพชผลทางการเกษตร ซงเปนการชวยเหลอเกษตรกร และเงนทองกหมนเวยนภายในประเทศ 2 ประเทศไทยไดกาหนดเปาหมายใหมการใชเอทานอล ในรปนามนแกสโซฮอล สตร E10 (มสวนผสมของเอทานอลในนามนเบนซน รอยละ 10) เพอทดแทนสาร MTBE (Methyl Tertiary-Butyl Ether) ในนามนเบนซน 95 วนละ 1 ลานลตร ในป 2549 และใหมการใชเอทานอล วนละ 3 ลานลตร เพอทดแทน MTBE ในนามนเบนซน 95 และทดแทนเนอนามนในนามนเบนซน 91 ภายในป 2554 และเมอวนท 12 ธนวาคม 2549 ครม. ไดมมตเหนชอบแนวทางการเปดเสรโรงงานเอทานอล ปจจบนไดมภาคเอกชนขออนญาตกอตงโรงงานผลตเอทานอลแลว รวม 49 ราย
2
กาลงการผลตรวมวนละ 12,595,000 ลตร (สมาคมการคาผผลตเอทานอลไทย, 2550) รวมทงขณะนบรษทผผลตนามนแกสโซฮอลไดเรมการจาหนายนามนแกสโซฮอลสตร E20 (มสวนผสมของเอทานอลในนามนเบนซน รอยละ 20) แลว ขณะเดยวกนไดมการผลตและจาหนายรถยนตรนใหมของหลายคาย อาทเชน ฮอนดา โตโยตา และฟอรด เปนตน ซงสามารถใชนามนแกสโซฮอล สตร E20 ได จากทกลาวมาขางตน ไดเกดความตองการเอทานอลเพมขน เนองจากเปนการผลตเอทานอลในเชงพาณชย แนนอนวาจะเกดการแขงขนทางเทคโนโลยสาหรบผผลตแตละรายเพอใหการผลตของตนเองมประสทธภาพสงสดเหนอกวาผผลตรายอนๆ การผลตเอทานอลในประเทศไทยไดนาเขาหลากหลายเทคโนโลยจากตางประเทศ เชน เทคโนโลยจากประเทศจน อนเดย ฝรงเศส ออสเตรย รวมทงเทคโนโลยจากประเทศสหรฐอเมรกา แมวาเทคโนโลยพนฐานของทกประเทศจะเหมอนกน แตยงมความแตกตางในเรองการบรหารจดการการผลตและวตถดบ อปกรณเครองจกรโรงงาน ซงอาจจะกลาวโดยรวมไดวาหากนาเขาเทคโนโลยมาจากยโรปและอเมรกาโดยทวไปจะมคณภาพเหนอกวาเอเชย ดงนนการเดนทางไปศกษาดงานทประเทศสหรฐอเมรกาครงนจงตองการทจะเรยนรเทคโนโลย การบรหารจดการในรปสหกรณ การวจยและพฒนาในอนาคต ตลอดจนการแลกเปลยนความคดกบหนวยงานดานนโยบายของมลรฐมนนโซตาและไอโอวา เพอนามาเปรยบเทยบกบของประเทศไทย
รายงานฉบบน ไดรวบรวมผลการสารวจ จากการศกษาดงานโรงงานผลตเอทานอล
หนวยงานทมหนาทเกยวของดานนโยบาย การออกมาตรการสงเสรมการผลตและการใชเอทานอลในรปแกสโซฮอล สหกรณการเกษตร มหาวทยาลยทมการวจยและพฒนาดานเอทานอล และบรษทผผลตเทคโนโลยของมลรฐมนนโซตาและไอโอวา ประเทศสหรฐอเมรกา รวมถงหนวยงานทมหนาทดานนโยบาย การวจยและพฒนาเทคโนโลยของไทย ไดแก กระทรวงพลงงาน กระทรวงวทยาศาสตรและเทคโนโลย สถาบนการศกษาตางๆ รายงานฉบบนจงครอบคลมถงการศกษานโยบาย และมาตรการสงเสรมการผลตและการใชเอทานอล วตถดบและเทคโนโลยการผลตของทงสองประเทศ
3
2. เอทานอลในสหรฐอเมรกา
2.1 สถานภาพ นโยบาย มาตรการสงเสรม และการใช
สหรฐอเมรกาเปนหนงในประเทศมหาอานาจทมการตนตวดานพลงงานสง เนองจากเปนประเทศทมขนาดใหญ และประชากรจานวนมาก ตดอนดบตนๆ ของโลก การรกษาใหไดมาซงความมนคงดานพลงงานจงเปนปจจยทสาคญมากของสหรฐอเมรกา ทงนตองอาศยการวางแผนยทธศาสตร นโยบายดานพลงงานทรอบคอบและตอเนอง เพอเปนการรองรบถงสถาณการณดานพลงงานทไดมการคาดการณไวในอนาคต โดยรายละเอยดตอไปนจะเปนการนาเสนอนโยบายทสาคญดานเชอเพลงเอทานอลในสหรฐอเมรกา ซงไดรวบรวมไวทสานกงานนโยบายและแผนพลงงาน กระทรวงพลงงาน ในภาพรวม สหรฐอเมรกาเปนสมาชกขององคการพลงงานระหวางประเทศ (International Energy Agency: IEA) และยงเปนสมาชกในกลมความรวมมอทางเศรษฐกจในภมภาคเอเชยแปซฟก หรอ เอเปค (Asia-Pacific Economic Co-operation: APEC) อกดวย เมอพจารณาศกยภาพทางดานพลงงานของประเทศสหรฐอเมรกาแลว จดวาสหรฐอเมรกาเปนประเทศทสามารถพงพาพลงงานจากแหลงภายในประเทศไดเกอบทงหมด โดยสามารถผลตพลงงานไดเองถงรอยละ 73 ของปรมาณการใชโดยรวม ยกเวน นามนและกาซธรรมชาต ทตองนาเขาในอตรารอยละ 52 และรอยละ 15-16 ของปรมาณการใชของแตละชนด ตามลาดบ นโยบายพลงงานของสหรฐอเมรกา ในอดตทผานมาขาดความรอบคอบในการวางแผนใหครอบคลมในระยะยาว สงผลใหการพฒนาโครงสรางพนฐานดานพลงงานของประเทศไมเพยงพอกบความตองการ และมการพงพาพลงงานจากตางประเทศมากขน ประธานาธบด จอรจดบเบลย บชจงไดใหมการพจารณาทบทวนนโยบายพลงงานของสหรฐอเมรกาใหละเอยดรอบดาน โดยไดมการแตงตงคณะทางานการจดทานโยบายพลงงานแหงชาตขน หรอทรจกในนามของ National Energy Policy Development Group ซงมรองประธานาธบด ดค เชนย เปนประธานคณะทางาน ซงในรายงานของคณะทางานดงกลาวไดนาเสนอประเดนทเปนสงทาทายตอการดาเนนนโยบายพลงงานของสหรฐอเมรกาใน 3 ประเดนหลกคอ
1. การใชพลงงานอยางชาญฉลาดมากขน 2. การปรบปรงและขยายโครงสรางพนฐานดานพลงงาน 3. การเพมการจดหาพลงงานใหเพยงพอกบความตองการ
โดยคานงถงการรกษาคณภาพสงแวดลอมเปนสาคญ
4
โดยมองคประกอบนโยบายพลงงานของสหรฐอเมรกาบนหลกการพนฐาน 3 ประการ คอ
1. ตองเปนกลยทธทครอบคลมในระยะยาว 2. ตองใชเทคโนโลยสมยใหมและเปนมตรตอสงแวดลอม 3. ตองเปนการเพมมาตรฐานคณภาพชวตใหแกประชาชน
ซงหลกการพนฐานของนโยบายพลงงานน จะนาไปสการกาหนดเปาหมายทางดานพลงงานของประเทศ 5 ประการคอ
1. ตองมการอนรกษพลงงานทมความทนสมย 2. ตองมโครงสรางพนฐานดานพลงงานทมความทนสมย 3. ตองมการจดหาพลงงานเพมมากขน 4. ตองเรงใหมการปกปองและปรบปรงคณภาพสงแวดลอม 5. ตองเพมความมนคงดานพลงงานใหแกประเทศ
นอกจากนในรายงานของคณะทางานการจดทานโยบายพลงงานแหงชาตของสหรฐอเมรกาไดใหขอเสนอแนะ เพอใหบรรลเปาหมายดงกลาวขางตน ในแตละเปาหมายไวดงน 1. การอนรกษพลงงานทมความทนสมย เพอเพมการใชพลงงานอยางมประสทธภาพโดยการ
ประยกตใชเทคโนโลยใหมๆ ในการเพมผลผลต ลดกากของเสย และลดตนทน รวมทง ชวยในการปรบปรง คณภาพสงแวดลอม โดยมขอเสนอแนะใหมการดาเนนการดงน 1.1. สงการใหหนวยงานของรฐบาลกลาง (Federal Government) ดาเนนการอนรกษพลงงาน
ในหนวยงานของตนอยางเหมาะสม 1.2. เพมเงนกองทนเพอการวจยและพฒนา พลงงานหมนเวยน และการเพมประสทธภาพการ
ใชพลงงาน 1.3. ใหการลดหยอนภาษเงนไดเพอสงเสรมการซอยานพาหนะทใชเซลลเชอเพลงและ
พลงงานผสมผสาน (Hybrid) เปนเชอเพลง 1.4. ขยายแผนงานเพมประสทธภาพการใชพลงงานของกระทรวงพลงงานออกไปสโรงเรยน
ธรกจรายยอย สถานพยาบาล และครวเรอน รวมทง ขยายการตดฉลาก ”Energy Star” ใหแกผลตภณฑและอปกรณเครองใชไฟฟาเพมเตมจากเดม
1.5. ใหเงนอดหนนแกรฐบาลกลางสาหรบแผนงานพฒนาระบบการขนสงทใชเซลลเชอเพลงและเชอเพลงสะอาด
5
1.6. ใหกระทรวงคมนาคมพจารณาทบทวนและกาหนดมาตรฐานของหนวยงานทชอ “Corporate Average Fuel Economy: CAFE” เพอเพมประสทธภาพของหนวยงาน ในการกาหนดมาตรฐานความคมคาในทางเศรษฐศาสตรของเชอเพลง โดยใชหลกการวเคราะหบนพนฐานทางวทยาศาสตรอยางเหมาะสม
2. การพฒนาโครงสรางพนฐานดานพลงงานทมความทนสมย เพอใหมนใจวาการจดหาพลงงาน
จะเปนไปอยางปลอดภย มความมนคง และมราคาทเหมาะสมไปสผบรโภค โดยมขอเสนอแนะใหมการดาเนนการดงน 2.1. ออกระเบยบใหหนวยงานของรฐบาลกลาง เรงรดการอนญาต และการประสานให
หนวยงานของรฐบาลกลาง หนวยงานของมลรฐ และหนวยงานทองถน เรงพจารณาการอนมตโครงการทเกยวของดานพลงงาน โดยคานงถงผลประโยชนโดยรวมของประเทศและสภาพแวดลอม
3. การจดหาพลงงานเพมขน โดยการกระจายแหลงพลงงานและทางเลอกเชอเพลงเพอเสรมสราง
ความมนคงดานพลงงาน และเพอการปรบปรงคณภาพสงแวดลอม โดยมขอเสนอแนะใหมการดาเนนการดงน 3.1. ออกระเบยบใหหนวยงานของรฐบาลกลางชแจงผลกระทบเชงลบดานพลงงานโดย
ละเอยดเมอมการนาเสนอมาตรการกากบดแลใดๆ กตามทอาจจะสงผลตอการจดหาพลงงานของประเทศเปนอยางมาก และใหเสนอทางเลอกอนๆ หากไมใชมาตรการทนาเสนอ
3.2. จดสรรเงนชวยเหลอจานวน 1.2 พนลานเหรยญสหรฐอเมรกา ทไดจากการใหสมปทานการสารวจและผลตพลงงานในเขตสงวนพนธสตวปาในเขตอารคตก เพอใชในการศกษาวจยพลงงานหมนเวยนและพลงงานทางเลอกซงรวมถงพลงงานลม แสงอาทตย ชวมวล และความรอนใตพภพ
3.3. ใหมการออกกฎหมาย เพอขยายการใหสงจงใจทางดานภาษ แกการใชพลงงานทดแทน ทใชบงคบอยในปจจบน ใหครอบคลมถงการผลตไฟฟาจากการฝงกลบขยะ ซงเปนการลดการปลอยกาซมเทน การผลตไฟฟาจากพลงงานลมและชวมวล ตลอดจนการขยายการใหสงจงใจแกผผลตทใชแหลงพลงงานชวมวลทไดจากปาไม การเกษตร และชมชนเมอง
4. การปกปองและปรบปรงคณภาพสงแวดลอม เปนแนวความคดในการผสมผสานผลประโยชน
ระหวางนโยบายทางดานสงแวดลอม นโยบายเศรษฐกจทเขมแขง และนโยบายจดหาพลงงานใหเพยงพอเขาไวดวยกน โดยมขอเสนอแนะใหมการดาเนนการดงน
6
4.1. เพมการสงออกเทคโนโลยทเปนมตรตอสงแวดลอม และมความพรอมทางดานการตลาดเพอเพมประสทธภาพการใชพลงงาน และเสรมสรางสภาพแวดลอมทสะอาด
4.2. ใหมการกาหนดแนวทางการปฏบตใหมเพอลดไอเสยจากรถบรรทก ณ จดจอดรถบรรทก 5. การเพมความมนคงดานพลงงาน ตองใหความสาคญตอนโยบายการคาและนโยบายตางประเทศ
เพอสรางความเชอมนออกไปสตวแทนในตางประเทศ และเสรมสรางความสมพนธทแนนแฟนกบประเทศผผลตพลงงาน รวมทงการปรบปรงดานการคาและการลงทน เพอใหมการจดหาพลงงานทมความมนคง โดยมขอเสนอแนะใหมการดาเนนการดงน 5.1. จดสรรเงนทนกอนใหมใหแกแผนงานชวยเหลอดานพลงงานแกครวเรอนทมรายไดนอย
(LIHEAP) จากเงนคาภาคหลวง เพอชวยเหลอคาใชจายดานพลงงานแกผมรายไดนอย เมอราคานามนและกาซธรรมชาตมราคาสงขนเกนกวาปกต
5.2. ใหหนวยงานบรหารการจดการกรณเกดภาวะฉกเฉนของรฐบาลกลาง (Federal Emergency Management Agency) เตรยมความพรอมทางดานพลงงานหากเกดกรณฉกเฉนขน
สหรฐอเมรกาสามารถผลตพลงงานจากแหลงภายในประเทศไดเกอบเพยงพอกบปรมาณความตองการใช แตกยงคงตองนาเขานามนและกาซธรรมชาต ดงนน แนวนโยบายพลงงานของสหรฐอเมรกา จงเปนไปในทศทางเดยวกนกบประเทศนาเขาพลงงานอนๆ นนกคอ การคานงถงเรองความมนคงดานพลงงาน (Energy Security) รวมทง การเนนกลไกตลาด เพอนาไปสการพฒนาเทคโนโลยของกาซธรรมชาต ถานหนสะอาด นวเคลยร และพลงงานทดแทน อยางมประสทธภาพ ซงจะทาใหการจดหาพลงงานมประสทธภาพและมความมนคง ในขณะทราคาพลงงานจะตองอยในระดบทเหมาะสมเพอสนบสนนการเจรญเตบโตทางเศรษฐกจของสหรฐอเมรกาและของโลกดวย นอกจากน ราคานามนทเพมสงขนไดสงผลกระทบตอภาคการผลตสาขาตางๆ ของสหรฐอเมรกาเชนเดยวกบประเทศนาเขานามนอนๆ เชนเดยวกน แตทงนสหรฐอเมรกามแผนงานชวยเหลอคาใชจายดานพลงงานใหแกครอบครวทมรายไดนอย ซงจดสรรมาจากคาภาคหลวงในการใหสมปทานการสารวจและผลตพลงงานจากแหลงภายในประเทศ ในขณะเดยวกนกใหเรงรดการสารวจและพฒนาแหลงพลงงานจากภายในประเทศใหมากขนควบคไปกบการใชพลงงานอยางมประสทธภาพโดยเนนการใชเทคโนโลยททนสมย นอกจากปญหาเรองราคาพลงงานแลว สหรฐอเมรกาประสบปญหาการขาดแคลนพลงงานในบางพนทเนองมาจากการพฒนาระบบโครงสรางพนฐานดานพลงงานไมเพยงพอกบความตองการ เชน การเกดปญหาไฟฟาดบในบางมลรฐ เปนตน สหรฐอเมรกาจงใหความสาคญตอการแกไขกฎหมายและระเบยบตางๆ ทเปน
7
อปสรรคตอการพฒนาโครงสราง พนฐานใหสามารถพฒนาระบบโครงสรางพนฐานเพมมากขน เพอสนองตอความตองการพลงงานทสงขน โดยคานงถงผลกระทบตอสงแวดลอม โดยหนงในกฎหมายทสาคญคอพระราชบญญตนโยบายพลงงาน ค.ศ. 2005 พระราชบญญตนโยบายพลงงาน ค.ศ. 2005 พระราชบญญตนโยบายพลงงานฉบบลาสดของสหรฐอเมรกา ผานความเหนชอบของรฐสภาเมอวนท 29 กรกฎาคม 2548 และไดรบการลงนามเปนกฎหมายมผลบงคบใชเมอวนท 8 สงหาคม 2548 กฎหมายฉบบนมความยาว 1,700 หนา ระบถงมาตราตางๆ ทตองการแกไขปญหาดานพลงงาน การใหแรงจงใจดานภาษและอนมตเงนกสาหรบการผลตและพฒนาพลงงานรปแบบอนๆ ซงพระราชบญญตฉบบนนบเปนพระราชบญญตดานพลงงานทสาคญ หลงจากพระราชบญญตดานพลงงานลาสดออกมาตงแตป 2535 ความพยายามกอนหนาจะเกดพระราชบญญตฉบบนมมาตงแตชวงรฐบาลสมยแรกของประธานาธบดบช โดยเสนอรางพระราชบญญตพลงงานครงแรกในป 2544 ซงหนงในมาตรการคอการเพมปรมาณการใชเอทานอลในฐานะเชอเพลงทดแทนเพอลดการพงพานามน
2.2 วตถดบในการผลต
2.2.1 พนทเพาะปลกขาวโพด
การผลตเอทานอลในอเมรกานน สวนใหญจะไดมาจากขาวโพด ซงปลกมากในแนว Corn belt หรอบรเวณ Midwest ซงประกอบดวยมลรฐหลกๆ คอ ไอโอวา, อนดแอนา, อลลนอยส และ โอไฮโอ ซงหากรวมจานวนขาวโพดทปลกภายในมลรฐทง 4 แลวจะมสดสวนราวๆ 50% ของปรมาณขาวโพดทปลกในอเมรกาทงหมด นอกจากมลรฐทง 4 แลว Corn belt ยงครอบคลมบางสวนของมลรฐอนๆ ไดแก เซาทดาโคตา, เนแบรสกา, แคนซส, มนนโซตา, วสคอนซน, มชแกน, มสซร และ แคนทกก (ดงทแสดงไวในรปท 1) ซงจะเหนไดวาบรเวณ Corn belt นสอดคลองกบแหลงชวมวลของอเมรการ (ตามท National Renewable Energy Laboratory: NREL ไดทาการสารวจไวในรปท 2) จงไมเปนทนาแปลกใจทจะมโรงงานผลตเอทานอลในบรเวณ Corn belt นมาก (ดงรปท 3) โดยอกกวาครงหนงของจานวนโรงงานทมอยในปจจบน (76 จาก 130 โรงงาน) กาลงอยในชวงการกอสราง
8
รปท 1. แหลงเพาะปลกขาวโพดทสาคญ (Corn belt) ของอเมรกา (บน) และแผนทอเมรกาแสดง
มลรฐตางๆ (ลาง) ทมา: Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Grain_Belt
9
รปท 2. แหลงชวมวลในอเมรกา ซงแสดงใหเหนอยางชดเจนถงบรเวณ Corn belt
ทมา: National Renewable Energy Laboratory (US), http://www.nrel.gov
รปท 3. ทตงโรงงานผลตเชอเพลงชวภาพในอเมรกา (ขอมลเมอ 10 เม.ย. 50) ซงมอยอยาง
หนาแนนในบรเวณ Corn belt ทมา: Renewable Fuel Association, http://www.ethanolrfa.org
10
อยางไรกตาม เนองจากวกฤตการณราคานามนดบในตลาดโลกเพมขนเรอยๆ สงผลใหมการใชเชอเพลงชวภาพมากขนโดยเฉพาะเอทานอล เพอทดแทนการใชนามนเบนซน เมอเกดอปสงคของเอทานอลเพมขน ราคาของเอทานอลกเพมตาม (ดงรปท 4) ประกอบกบมาตรการจงใจทางภาษในการผลตเชอเพลงทดแทน ทาใหเกดแรงจงใจเชงเศรษฐศาสตรสาหรบผประกอบการในการสรางโรงงานผลตเอทานอล แมกระนนกตามในปจจบนกาลงการผลตเอทานอลภายในอเมรกาเองยงไมเพยงพอตอความตองการภายในประเทศ (ดงรปท 5) และไดมการคานวณวาหากนาขาวโพดทผลตไดทงหมดอเมรกามาทาเอทานอล จะสามารถทดแทนการใชนามนเบนซนภายในประเทศไดเพยง 12%
รปท 4. ราคาเอทานอลเมอเทยบกบนามนเบนซนในชวงป พ.ศ. 2546 – 2549
ทมา: Energy Information Administration, US. Department of Energy, http://www.eia.doe.gov
11
รปท 5. กาลงการผลตและความตองการใชเอทานอลภายในอเมรกาในชวงป พ.ศ. 2542 – 2549
ทมา: Energy Information Administration, US. Department of Energy, http://www.eia.doe.gov แตเนองจากพนทเพาะปลกขาวโพดทมอยอยางจากด ปญหาทพบกคอการทบซอนกนของพนทเพาะปลกขาวโพดทรองรบกาลงการผลตของโรงงานผลตเอทานอล ซงจะนาไปสการแยงวตถดบในการผลตเอทานอล ดงทแสดงในรปท 6 สาหรบพนทในมลรฐไอโอวา ดงนนทางประเทศสหรฐอเมรกาจงจาเปนตองมการพฒนาเพอเพมประสทธภาพในการปลกขาวโพด (productivity)
12
รปท 6. การทบซอนกนของพนทเพาะปลกขาวโพดทรองรบกาลงการผลตของโรงงานผลต
เอทานอลในมลรฐไอโอวา ทมา: Initiative for Renewable Energy and the Environment (IREE), University of Minnesota,
http://www1.umn.edu/iree/
2.2.2 เทคโนโลยการเพมผลผลตการเพาะปลกขาวโพด
เนองจากขาวโพดเปนพชไรทสามารถปลกไดจากเมลดโดยไมมการกลายพนธไปมาก จงมการพฒนาเพอเพมผลผลตการเพาะปลกขาวโพดโดยเทคโนโลยเมลด (Seed technology) ซงอาศยววฒนาการและความกาวหนาทางเทคโนโลยชวภาพ (Biotechnology) เนนวศวพนธกรรมศาสตร (Genetic Engineering) เปนอยางมาก โดยหนงในบรษทยกษใหญทมทงดานการผลตและการวจยเมลดขาวโพดคอ บรษท Pioneer Hi-Bred International ซงเปนบรษทในเครอ Dupont และมสานกงานใหญตงอยทเมอง Johnson มลรฐไอโอวา ซงเปนแหลงการปลกขาวโพดใน Corn belt อกทงยงมสาขาในประเทศไทยดวย แตเนองจากประเทศไทยมการปลกขาวโพดนอยกวาพชเศรษฐกจอนๆ เชน ขาว, ออย, ยางพารา และปาลมนามน ทางสาขาบรษท Pioneer Hi-Bred International จงไมไดมหนวยวจยทเนนการพฒนาพนธขาวโพดในประเทศไทย การวจยและพฒนาเพอเพมผลผลตขาวโพดดวยเทคโนโลยเมลดของบรษท Pioneer Hi-Bred International น ไดมการวางกลยทธเชงพาณชยเพอจดลาดบความใกลตลาด (near market) ของงานวจยตางๆ แบงเปนระยะเปนเฟสๆ ดงตารางท 1
63
Sac
Linn
Lee
Ida
Tama
Clay Kosuth
Jasper
Lyon
Page
Storyr Jones
Fayette
Adair
Bentonn
Wapello
Pocahontas
Osceola
Jefferson
Audubon
Washington
BuenaVista
BlackHawk
Appanoose
CerroGordo
VanBuren
Mucatine
Dickenson
DesMoines
Winnebago
Montgomery
PoweshiekPolk
BooneGreeneCarrollCrawford
Plymouth
O’Brien
Woodbury
Monona
Harrison Shelby
Wright Franklin
Floyd Chickasaw
Webster Hardin
Louisa
Emmet
Palo Alto Hancoc
k
Worth Mitchell HowardWinneshiek Allamakee
BremerButler
Hamilton GrundyBuchanan
Delaware
Dubuque
Jackson
Clintonn
Guthrie Dallas
Johnson
Marshall
Pottawattamie
Mills
Fremont
Madison
Warren Marion Mahaska
Keokuk
Adams Union Clarke Lucas Monroe
Taylor Ringgold
Cherokee
Calhoun
Decatur Wayne Davis
Henry
Scott
Humboldt
Clayton
Cedar
Sioux
Cass
Iowa*
**
*
*
*
*
* **
*
**
**
*
*
**
**
*
*
**
*
*
*
*
**
**
*
**
*
*
**
** * **
Sac
Linn
Lee
Ida
Tama
Clay Kosuth
Jasper
Lyon
Page
Storyr Jones
Fayette
Adair
Bentonn
Wapello
Pocahontas
Osceola
Jefferson
Audubon
Washington
BuenaVista
BlackHawk
Appanoose
CerroGordo
VanBuren
Mucatine
Dickenson
DesMoines
Winnebago
Montgomery
PoweshiekPolk
BooneGreeneCarrollCrawford
Plymouth
O’Brien
Woodbury
Monona
Harrison Shelby
Wright Franklin
Floyd Chickasaw
Webster Hardin
Louisa
Emmet
Palo Alto Hancoc
k
Worth Mitchell HowardWinneshiek Allamakee
BremerButler
Hamilton GrundyBuchanan
Delaware
Dubuque
Jackson
Clintonn
Guthrie Dallas
Johnson
Marshall
Pottawattamie
Mills
Fremont
Madison
Warren Marion Mahaska
Keokuk
Adams Union Clarke Lucas Monroe
Taylor Ringgold
Cherokee
Calhoun
Decatur Wayne Davis
Henry
Scott
Humboldt
Clayton
Cedar
Sioux
Cass
Iowa*
**
*
*
*
*
* **
*
**
**
*
*
**
**
*
*
**
*
*
*
*
**
**
*
**
*
*
**
** * **
*
Sac
Linn
Lee
Ida
Tama
Clay Kosuth
Jasper
Lyon
Page
Storyr Jones
Fayette
Adair
Bentonn
Wapello
Pocahontas
Osceola
Jefferson
Audubon
Washington
BuenaVista
BlackHawk
Appanoose
CerroGordo
VanBuren
Mucatine
Dickenson
DesMoines
Winnebago
Montgomery
PoweshiekPolk
BooneGreeneCarrollCrawford
Plymouth
O’Brien
Woodbury
Monona
Harrison Shelby
Wright Franklin
Floyd Chickasaw
Webster Hardin
Louisa
Emmet
Palo Alto Hancoc
k
Worth Mitchell HowardWinneshiek Allamakee
BremerButler
Hamilton GrundyBuchanan
Delaware
Dubuque
Jackson
Clintonn
Guthrie Dallas
Johnson
Marshall
Pottawattamie
Mills
Fremont
Madison
Warren Marion Mahaska
Keokuk
Adams Union Clarke Lucas Monroe
Taylor Ringgold
Cherokee
Calhoun
Decatur Wayne Davis
Henry
Scott
Humboldt
Clayton
Cedar
Sioux
Cass
Iowa*
**
*
*
*
*
* **
*
**
**
*
*
**
**
*
*
**
*
*
*
*
**
**
*
**
*
*
**
** * **
Sac
Linn
Lee
Ida
Tama
Clay Kosuth
Jasper
Lyon
Page
Storyr Jones
Fayette
Adair
Bentonn
Wapello
Pocahontas
Osceola
Jefferson
Audubon
Washington
BuenaVista
BlackHawk
Appanoose
CerroGordo
VanBuren
Mucatine
Dickenson
DesMoines
Winnebago
Montgomery
PoweshiekPolk
BooneGreeneCarrollCrawford
Plymouth
O’Brien
Woodbury
Monona
Harrison Shelby
Wright Franklin
Floyd Chickasaw
Webster Hardin
Louisa
Emmet
Palo Alto Hancoc
k
Worth Mitchell HowardWinneshiek Allamakee
BremerButler
Hamilton GrundyBuchanan
Delaware
Dubuque
Jackson
Clintonn
Guthrie Dallas
Johnson
Marshall
Pottawattamie
Mills
Fremont
Madison
Warren Marion Mahaska
Keokuk
Adams Union Clarke Lucas Monroe
Taylor Ringgold
Cherokee
Calhoun
Decatur Wayne Davis
Henry
Scott
Humboldt
Clayton
Cedar
Sioux
Cass
Iowa*
**
*
*
*
*
* **
*
**
**
*
*
**
**
*
*
**
*
*
*
*
**
**
*
**
*
*
**
** * **
*
*
*
* * *
*
*
*
*
66 Planned + current in Iowa11 Just across the borders
*
*
**
Figure 1
*
*
*
63
Capacity: 129% of 2006 crop
13
1. เฟสการคนพบจน/ลกษณะทางพนธกรรมทสาคญ (Phase 0: Discovery Gene/ Trait Identification)
2. เฟสการพสจนความคด (Phase 1: Proof of Concept) 3. เฟสการพฒนารเรม (Phase 2: Early Development) 4. เฟสการพฒนาขนสง (Phase 3: Advanced Development) 5. เฟสกอนเขาตลาด (Phase 4: Pre-Launch)
ตารางท 1. งานวจยและพฒนาดานเทคโนโลยเมลดขาวโพดของบรษท Pioneer Hi-Bred International เทคโนโลย \ เฟส คนพบ พสจน
ความคด เรม
พฒนา พฒนาขนสง
เขาตลาด
Anthracnose Stalk Rot Resistance Fungal Disease Resistance Optimum™ GAT™ * Triple-Mode Herbicide Tolerance Corn Rootworm Resistance II Corn Rootworm Resistance III Corn Borer Resistance II Corn Borer Resistance III Drought Tolerance I Drought Tolerance II Nitrogen Use Efficiency Increased Yield I Increased Yield II Increased Ethanol Production II Increased Ethanol Production III Improved Feed II Improved Feed III Seed Production Technology * proprietary pioneer glyphosate + ALS tolerance trait
ทมา : Pioneer Hi-Bred International, http://www.pioneer.com
14
ซงจะเหนไดวาครอบคลมตงแตการตกแตงจนทางพนธกรรมเพอใหไดเมลดขาวโพดตามคณสมบตทตองการ จนถงการใชเทคโนโลยมาชวยในการเกบขอมลการปลกเพอหาสภาวะภมอากาศทเหมาะสมในการปลก โดยอาจจะจดกลมงานวจยออกไดเปน 3 กลมดงน
1. เทคนคดานพนธวศวกรรม เพอคนหาลกษณะ/คณสมบตทดของขาวโพดไวเพอการขยายพนธ ตลอดจนยงใชเปนวธเพอยนระยะเวลาในการทดลองเพอพสจนสมมตฐานทวางไว เชน 1.1. Gene Sequencing/Shuffling เปนเทคนคขนพนฐานทสาคญมากตอการคนหาจน (DNA
Sequence) ททาใหเกดลกษณะเฉพาะทตองการศกษา โดยจะมการรวบรวมขอมลไวบนแผนทจน (Genetic map) เพอใชในการศกษาและคนควาในอนาคต ตลอดจนวธการนาจนทสนใจไปใสในเมลดพนธเพอใหลกษณะเฉพาะนนๆ แสดงออกมา (รปท 7)
รปท 7. แนวทางการใช Gene shuffling ในการดงจนใหแสดงออกตอลกษณะภายนอก
ทมา: Pioneer Hi-Bred International, http://www.pioneer.com
1.2. Doubled Haploids เปนเทคนคเพอยนระยะเวลาในการคดเลอกสายพนธทตองการ โดยใชวธ Inbred เพอใหไดพอพนธ แมพนธบรสทธทตองการ ซงอาจตองใชเวลาถง 7-10 รนตามวธทางธรรมชาต เหลอเพยงแค 2 รนเทานน อกทงยงใชเปนเครองมอในการยนระยะเวลาทใชตดตามและตรวจสอบยนทสนใจ (รปท 8)
15
รปท 8. ประโยชนของเทคนค Doubled Haploid
ทมา: Pioneer Hi-Bred International, http://www.pioneer.com
1.3. Drought Tolerance Corn เปนการพฒนาพนธขาวโพดใหมความสามารถทนความแหงแลวไดเพมขน เพอลดความสญเสยทเกดจากภาวะแหงแลง (รปท 9)
รปท 9. ลกษณะของ Drought tolerance corn
ทมา: Pioneer Hi-Bred International, http://www.pioneer.com
16
1.4. Fungal Disease Resistance เปนการพฒนาพนธขาวโพดใหมความสามารถทนตอ
เชอรา เชน Colletotrichum graminicola หรอทรจกกนในนาม Anthracnose stalk rot, Diplodia ear rot, Fusarium verticillioides และ Gibberella zeae (รปท 10)
รปท 10. ลกษณะโรคทเกดจากเชอราบนขาวโพด
ทมา: Pioneer Hi-Bred International, http://www.pioneer.com
1.5. Optimum™ GAT™ Trait (Glyphosate ALS tolerance) เปนการพฒนาพนธขาวโพดใหมความสามารถทนตอสารกาจดวชพช เชน Glyphosate และ ALS (รปท 11)
รปท 11. ลกษณะขาวโพดทม GAT และฉลากทางการคา ทมา: Pioneer Hi-Bred International, http://www.pioneer.com
17
1.6. Herculex® RW/XTRA เปนการพฒนาพนธขาวโพดใหมความสามารถทนตอศตรพช เชน corn rootworm, corn borer, bean cutworm, corn earworm (รปท 12)
รปท 12. ลกษณะขาวโพดทถกทาลายโดยศตรพช
ทมา: Pioneer Hi-Bred International, http://www.pioneer.com
1.7. Nitrogen Use Efficiency โดยพฒนาพนธขาวโพดใหใชไนโตรเจนจากดนใหนอยลง โดยทไมสงผลกระทบตอผลตผลมากนก
1.8. Seed Production Technology โดยการพฒนาแมพนธทไมตองมการ detasseling เพอรอละอองเกสรดอกไมจากพอพนธ ซงเปนการลดตนทนไดมากเพราะกระบวนการ detasseling นนโดยปกตจะเปน labor-intensive process
2. เทคโนโลยพนฐานทจาเปนรวมกบการพฒนาเมลดพนธ
2.1. MAS (Marker-Assisted Selection) จดวาเปนเทคนคพนฐานทจาเปนมากตอเทคโนโลยพนธวศวกรรม เพราะจาเปนตองทาเครองหมายจน (genetic marker) เพอใชในการตดตามเกบขอมล
2.2. EnClass® System Technology เปนระบบทถกพฒนาขนโดยอาศยขอมลทางภมอากาศในอดต เพอชวยในการตดสนใจวาจะใชเมลดพนธชนดไหนปลกทไหนเพอใหไดผลผลตมากทสด ตามสภาวะภมอากาศเหมาะสม ซงจะแบงได 5 กรณคอ Temperate, Temperate dry, Temperate humid, High latitude และ Subtropical (รปท 13)
18
รปท 13. อปกรณเกบขอมลเชงสถตของอากาศและดนเพอใชในระบบ EnClass Technology
ทมา: Pioneer Hi-Bred International, http://www.pioneer.com
2.3. FAST (Functional Analysis System for Traits) Corn Technology ซงเปนเทคโนโลยเพอชวยยนเวลาในการตดตามผลของจนตางๆ ทมผลตอลกษณะของขาวโพด หนงในเครองมอทใชสาหรบ FAST corn technology คอ Automated digital imagining ซงสามารถวดลกษณะเฉพาะของกลาขาวโพดไดอยางรวดเรวและถกตอง (รปท 14)
รปท 14. เครองถายรปอตโนมต ซงเปนหนงในเครองมอทใชใน FAST Corn Technology
ทมา: Pioneer Hi-Bred International, http://www.pioneer.com
19
3. ลกษณะเฉพาะพเศษทตองการจากผลผลต เพอปอนสภาคอตสาหกรรมนนๆ เชน 3.1. High extractable starch (HES) เพอเพมปรมาณแปงในกระบวนการ wet milling ซงทาง
บรษทไดพสจนแลววาปรมาณแปงทสามารถดงออกมากได (extractable starch) เปนปจจยทสาคญกวาปรมาณแปงทงหมด (total starch content) ในการดงแปงออกจากการผลตผลขาวโพด ซงสามารถเพมผลผลตแปงไดมากถง 1 ปอนด/Bushel ในเมลดขาวโพดอนๆ
3.2. High total fermentable (HTF) เพอเพมปรมาณเอทานอลทไดจากการหมกขาวโพด ซงจะชวยเพมปรมาณเอทานอลได 2-4% (รปท 15)
รปท 15. ลกษณะของพนธขาวโพด high total fermentable (HTF) ทใหปรมาณเอทานอลเพมขน
ทมา: Pioneer Hi-Bred International, http://www.pioneer.com
3.3. High available energy (HAE) เพอเพมปรมาณพลงงานทไดจากใชขาวโพดเปนอาหารสตวในหมและไก ตลอดจนสารอาหารทเปนประโยชน
20
2.3 เทคโนโลยการผลต
ในสหรฐอเมรกา วตถดบหลกทใชในการผลตเอทานอลคอ แปงจากพช โดยรอยละ 90 เปนธญพช เชน ขาวโพด การเลอกวตถดบจะขนอยกบผลผลตหลกในแตละพนท กระบวนการผลตระหวางเอทานอลทใชเปนเครองดมและเอทานอลทใชเปนเชอเพลงหรอเชอเพลงเอทานอลนนมความคลายคลงกนมาก ในขณะทโรงงานผลตเชอเพลงเอทานอลเรมตนพฒนามาจากเทคโนโลยของอตสาหกรรมผลตสรา ในสหรฐอเมรกาโรงงานเชอเพลงเอทานอลเลยนแบบกระบวนการผลตมาจากโรงงานเอทานอลทใชเปนเครองดมแตตางกนทมกระบวนการแยกนา (dehydration) เพมเขามา ดวยความกาวหนาทางเทคโนโลยประกอบกบภาวะการตลาดทมนคงระหวางทศวรรษ 1980 ทาใหอตสาหกรรมเอทานอลเตบโตอยางรวดเรว
สาหรบกระบวนการผลตเอทานอลจากขาวโพดนน เทคโนโลยนยงคงเตบโตตอไป
จนกระทงราคาเอทานอลมแนวโนมลดตาลง ซงแสดงใหเหนถงความแตกตางกนมากระหวางเอทานอลเชอเพลงและเอทานอลเครองดมซงผลตมานานจนมความคงทดานคณภาพและกลนรสของผลตภณฑ ปจจยอน ๆ เชน ผลผลตแอลกอฮอล ประสทธภาพดานพลงงาน แรงงาน เปนตน มไดเปนตวแปรทสาคญเหนอไปกวาความมนคงทางเศรษฐกจ สาหรบการกลนเพอเปนเครองดมนน การลดคาใชจายดานกลนรสและคณภาพเปนวธทสวนทางกบการผลตทมคณภาพและสวนแบงทางการตลาด ผลตภณฑทมคณภาพมความสาคญมาก โดยผลกาไรมความสอดคลองกบการเปลยนแปลงกระบวนการซงจะตองรบมอกบความเสยงในทางธรกจได ซงอาจกลายเปนความหายนะถาตองบมแอลกอฮอลเปนเวลานานหลายๆ ป รวมทงความแตกตางทางดานราคาเนองจากการพฒนาเทคโนโลยใหมเพอใหเชอเพลงเอทานอลมราคาตา
ผผลตเชอเพลงเอทานอลพยายามกาหนดใหผลตภณฑมคณภาพตาสด เพอใหพอดกบ
คาใชจายดานการผลตทตาสด ทาใหเหลอกาไรเพยงเลกนอย อกทงราคาเอทานอลทตกตาลงกลางทศวรรษ 1980 สงผลใหผผลตเชอเพลงเอทานอล สวนใหญตองปดกจการเหตเพราะกจการเหลานสญเสยคาแรงและคาใชจายดานพลงงานสงแตไดผลผลตตา (Madson, 1990)
การออกแบบโรงงานเชอเพลงเอทานอลทจะประสบผลสาเรจจาเปนตองมความเขาใจ
กลไกทางเศรษฐกจอยางแจมแจง จากการประเมนราคาการดาเนนการของโรงงานเชอเพลงเอทานอลแบบบดแหง (dry milling) เผยใหเหนวาราคาวตถดบคดเปนรอยละ 60 ของคาใชจายทงหมด (Hill et al., 1986) ในการใชพลงงานอยางคมคาจะตองพฒนาเทคโนโลยใหสามารถใชพลงงานเพยง 40,000 บทยตอแกลลอนเอทานอล ซงเปนจดทคมคาตอการลงทน สงสาคญขณะนคอ ประสทธภาพการแปลงวตถดบ คาแรง ตนทน ระยะเวลาการผลตและความเปนมตรกบผใช
21
2.3.1 ประสทธภาพการแปลงวตถดบ
เนองจากผผลตเชอเพลงเอทานอลไมสามารถควบคมราคาวตถดบได ดงนนจดมงหมายขนตนคอ ตองผลตใหไดปรมาณสงสด กอนทอตสาหกรรมการผลตเชอเพลงเอทานอลจะไดรบการพฒนา พบวาประสทธภาพของการผลตเอทานอลทใชเปนเครองดมและเอทานอลอตสาหกรรม เทากบ 5 แกลลอนของเอทานอลบรสทธ 190oUS proof ตอวตถดบ 1 บชเชล (gallon per bushel; gpb) แตในอตสาหกรรมการผลตเชอเพลงเอทานอลจะไดเอทานอล 2.375 gpb ชวงตนทศวรรษ 1980 ไดมการพฒนาเทคโนโลยใหมของอตสาหกรรมการผลตเอทานอลเชอเพลงทาใหสามารถผลตเอทานอลได 2.55 gpb สาหรบโรงงานแบบบดแหง และ 2.45 gpb สาหรบโรงงานแบบบดเปยก (wet milling) และเมอเรวๆ น โรงงาน แบบบดแหงสามารถผลตไดถง 2.8 gpb เนองจากความแตกตางของกระบวนการผลตของแตละโรงงาน นนคอ ผลผลตจะขนอยกบปรมาณธญพชทซอมาและเอทานอลทขายได ตวเลขเหลานในทางการตลาด หมายถง กาไรตอหนวยของธญพชทซอมา อะไรททาใหผลผลตเพมขน อนดบแรกเปนผลมาจากความกาวหนาอยางมากของโรงงานแบบบดแหง อนเนองมาจากความหลากหลายของเทคโนโลยทนามาใช และประสบการณ ปจจยทมผลตอการออกแบบระบบคอ ขนตอนการตมแปง (cooking) ไมเฉพาะแคการตมแปง แตยงรวมทงการกาจดแบคทเรยเพอทจะรกษาสภาวะปลอดเชอตลอดกระบวนการ (Kemmerling, 1989) เนองจากสภาวะปลอดเชอตางจากการตมแปง จงตองพจารณาปจจยอนดวย การตมแปงจะดาเนนไปโดยเกดการละลายนอยทสดเพอทจะเกดปฏกรยาการยอนกลบนอยทสด นาตาลจะตองถกปลดปลอยออกมาระหวางขนตอน liquefraction, saccharification และการหมก เพอใหเกดการเปลยนแปลงเปนเอทานอลอยางสมบรณ รวมทงนาตาลทถกตรงอยในระหวางเสนใย การละลายเรวเกนไปของแปงจะเสยงตอการเกดปฏกรยาขางเคยงทจะทาใหเกดแปงและและนาตาลทไมสามารถใชหมกไดเพราะอณหภมสงและมนากบสวนประกอบอนททาใหเกดปฏกรยา ปฏกรยาเหลานอาจงายเหมอนปฏกรยายอนกลบของแปงหรอซบซอนเหมอนปฏกรยาระหวางกรดอะมโนกบคารโบไฮเดรต กระบวนการการผลตเอทานอลจากขาวโพด แสดงดงรปท 16
22
(a)
(b)
รปท 16. กระบวนการการผลตเอทานอลจากขาวโพดแบบบดแหง (a) และบดเปยก (b) ทมา: http://www.ethanolrfa.org/resource/made/
23
2.3.2 การผลตเอทานอลจากเซลลโลส
รปท 17. เทคโนโลยการยอยวตถดบเซลลโลสวตถดบเซลลโลส
ทมา: ดดแปลงจากเอกสารนาเสนอโดย Todd Reubold, Initiative for Renewable Energy and the Environment (IREE), University of Minnesota, August 27, 2007
การผลตเชอเพลงเอทานอลดวยวตถดบประเภทเซลลโลสดงทแสดงไวในรปท 17 ยงไมได
ดาเนนการในเชงพาณชย ขณะนอยในขนของการพฒนา แตมการสนบสนนและสงเสรมโดยรฐบาลสหรฐอเมรกา แลวซงจะขอกลาวใหรายละเอยดในหวขอแนวโนมในอนาคต อยางไรกตามในหวขอนจะขอกลาวถงเทคโนโลยการผลตโดยสงเขปดงน กระบวนการพนฐานของเทคโนโลยการผลตเอทานอลจากวตถดบประเภทเซลลโลส แบงออกเปน 3 วธ ไดแก การไฮโดรไลซสดวยกรด การไฮโดรไลซสดวยเอนไซม และการใชเคมทอณหภมสง วธทใชทวไปคอการไฮโดรไลซสดวยกรด กรดทกชนดสามารถนามาใชไดแตกรดทใชทวๆ ไป ไดแก กรดซลฟวรกหรอกรดกามะถนเพราะมราคาถก 1. การไฮโดรไลซสดวยกรด กระบวนการใชกรด แบงเปน 2 ประเภท ไดแก กรดเจอจาง และกรดเขมขน
การใชกรดเจอจาง กระบวนการนจะใชอณหภมและความดนสง ระยะเวลาของปฏกรยาจะเปนวนาทหรอนาท เหมาะตอกระบวนการแบบตอเนอง ตวอยางเชน การใชกรดซลฟวรกรอยละ 1 ในถงปฏกรณทมการไหลอยางตอเนองเปนเวลา 0.22 นาท และอณหภม 237oซ. (458oฟ.) โดยการใชเซลลโลสบรสทธ และใหผลผลตนาตาลมากกวารอยละ 50 ในกรณนถาใชไมแหง 0.9 ตนจะใหผลผลตเอทานอลบรสทธ 189 ลตร (50 แกลลอน) การใชกรดรวมกบอณหภมและความดนสงจาเปนตองใชวสดพเศษสาหรบสรางถงปฏกรณ ทาใหมคาใชจายแพง การใชกรดเขมขน กระบวนการนจะใชอณหภมตา และจะมการใชความดนเฉพาะเมอตองการปมสงถายของจากถงหนงไปยงอกถงหนงเทานน
24
2. การไฮโดรไลซสดวยเอนไซม วธพนฐานอกอยางในการไฮโดรไลซส คอ การไฮโดรไลซสดวยเอนไซม เอนไซมเปนโปรตนในพชทเกดขนในธรรมชาตซงจะเกดปฏกรยาเคมเฉพาะท อยางไรกตามการทเอนไซมจะทางานไดตอเมอถกนาไปใสในโมเลกลของวสดทเอนไซมจะไฮโดรไลซ กระบวนการไฮโดรไลซสดวยเอนไซมทมประสทธภาพจะตองมขนตอนการแตกโครงสรางทเปนผลกของลกโนเซลลโลสและแยกลกนนออก เพอจะเปดโมเลกลของเซลลโลสและเฮมเซลลโลส ตวอยางของกระบวนการไฮโดรไลซสดวยเอนไซมกาลงไดรบการพฒนาโดยหองปฏบตการพลงงานหมนเวยนแหงชาตสหรฐอเมรกา หรอ NREL หลงจากขนตอนการปรบสภาพดวยกรดเจอจางแลว ของเหลวหนดจะถกขจดความเปนพษเพอทจะแยกวสดซงจะเปนพษตอจลนทรยทจะใชในกระบวนการออก บางสวนของของเหลว (จานวนนอย) จะถกสงไปยงถงแยกซงใชเลยงจลนทรยในการผลตเอนไซมเซลลเลสสาหรบใชในกระบวนการ บางสวนของของเหลวจะถกสงไปยงถงทใชเลยงและรกษาปรมาณเชอจลนทรยสาหรบการหมก ในกระบวนการของ NREL ทงเอนไซมและเชอจลนทรยทใชในการหมกจะเตมไปในของเหลวทเวลาเดยวกน และการเปลยนแปลงนาตาลและการหมก จะเกดขนพรอมๆ กนในกระบวนการ ซงเราเรยกวา Simultaneous Saccharification and Co-fermentation หรอ SSCF เนองจากโครงสรางของผลกทเหนยว การยอยโดยใชเอนไซมทมในปจจบนเพอใหไดผลดจะกนระยะเวลาหลายวน โดยทระยะเวลาทยาวนานของกระบวนการผกโยงกบเวลาทของเหลวอยในถงปฏกรณ ดงนนถงเหลานจงมขนาดใหญมาก หรอถาเปนถงเลกกตองใชจานวนหลายใบ วธนจงมตนทนสง รวมทงราคาของเอนไซมในปจจบนกสงเกนไป ดงนนการวจยจงมความพยายามทจะลดราคาของเอนไซมลง
3. กระบวนการใชเคมทอณหภมสง กระบวนการผลตเอทานอลซงใชปฏกรยาเคมทอณหภมสงในปจจบน ม 2 แบบ
แบบแรก เปนระบบทใชเคมทอณหภมสงรวมกบการใชจลนทรย ตวอยางหนงทกาลงไดรบการพฒนาโดย Biochemical Resources ใน Fayetteville มลรฐอารคนซอ เปนการทาวสดชวมวลใหเปนกาซกอนดวยการใชเคมทอณหภมสง กาซสงเคราะห (SynGas) ซงเปนของผสมระหวางไฮโดรเจนกบคารบอนไดออกไซด จะลอยเปนฟองในถงหมกทออกแบบเฉพาะ จากนนใสจลนทรยซงมความสามารถในการเปลยนกาซสงเคราะหเขาไปในถงหมกภายใตสภาวะกระบวนการเฉพาะเพอใหเกดการหมกเปนเอทานอล แบบทสอง เปนการใชเคมทอณหภมสงโดยไมมการใชจลนทรย ในกระบวนการนวสดชวมวลจะถกทาใหเปนกาซดวยการใชเคมทอณหภมสงกอน และกาซสงเคราะหทเกดขนจะไหลผานถงปฏกรณทใสตวเรงปฏกรยาหรอคะตาลสต (Catalysts) ไว จากนนกาซจะถกเปลยนไปเปนเอทานอล มความพยายามทจะพฒนากระบวนการนในเยอรมนระหวางสงครามโลกครงทสอง รวมทงในอกหลายๆ แหงทตองการเหนกระบวนการนเกดขนในเชงพาณชย
25
2.4 แนวโนมในอนาคตของเอทานอลในสหรฐอเมรกา ในสหรฐอเมรกาเกดการแขงขนกนของอตสาหกรรมผลตเชอเพลงเอทานอลกบอตสาหกรรมอาหารทใชเปนวตถดบเดยวกนคอ ขาวโพด เพราะปกตขาวโพดถกนามาใชเปนวตถดบในการผลตอาหารสาหรบทงคนและสตว ขณะทป ค.ศ. 2007 สหรฐอเมรกา มโรงงานผลตเอทานอลทงหมด 117 โรง (รปท 18) กาลงการผลตรวม ปละ 10,409 ลานแกลลอน หรอประมาณ 39,450 ลานลตร (1 แกลลอน เทากบ 3.79 ลตร) รายชอโรงงานเอทานอลทงหมด สถานทตง วตถดบทใช และกาลงการผลต ดงแสดงในตารางท 2 และคาดวาจานวนโรงงานจะเพมเปนกวา 180 โรงภายในป 2008 พรอมกบมกาลงการผลตเอทานอลรวม 11.4 พนลานแกลลอนตอป ขณะท ประธานาธบดจอรจ ดบเบลย บช กลาวสนทรพจน เมอเดอนมกราคม 2007 เรยกรองใหอเมรกาเพมการใชเชอเพลงหมนเวยนใหใด รอยละ 20 (35 พนลานแกลลอน หรอ ประมาณ 133 พนลานลตร) ภายใน 10 ป (ค.ศ. 2017 หรอ พ.ศ. 2560) เรยกนโยบายนวา “Twenty in Ten” ขณะทในป ค.ศ. 2005 ผลผลตเอทานอลรวมของโลกอยท 9.66 พนลานแกลลอนตอป บราซลซงผลตเอทานอลจากออย ครองสวนแบงทรอยละ 45.2 ขณะทสหรฐอเมรกา ซงผลตเอทานอลจากขาวโพดครองสวนแบงนถงรอยละ 44.5
รปท 18. แผนททตงและสถานภาพของโรงงานผลตเอทานอลในสหรฐอเมรกา ป ค.ศ. 2007
ทมา: Ethanol PRODUCER MAGAZINE, 2007
26
ตารางท 2 รายชอบรษท สถานทตง กาลงการผลต และวตถดบผลตเอทานอลในประเทศสหรฐอเมรกา
มลรฐ ชอบรษท เมอง กาลงการผลต
(ลานแกลลอน/ป) วตถดบ
แอรโซนา (Arizona)
Pinal Energy LLC Maricopa 55 Corn
แคลฟอรเนย (California )
Golden Cheese Co. of California Corona 5 Cheese whey
Pacific Ethanol Inc. Madera 35 Corn
Parallel Products R.Cucamonga 4 Beverage waste
Phoenix Bio Industries Goshen 25 Corn
โคโลราโด (Colorado)
Front Range Energy LLC Windsor 40 Corn
Merrick/Coors Golden 3 Beverage waste
Stening Ethanol LLC Sterling 48 Corn
Sun Energy LLC walsh 3 Corn
ฟลอรดา (Florida )
Parallel Products Bartow 4 Beverage waste
ไอโอวา (Iowa)
Absolute Energy LLC St. Ansgar 100 Corn
Amaizing Energy LLC Denison 40 Corn
Archer Daniels Midland Cedar Rapids 1100^ Corn
Archer Daniels Midland Clinton ^ Corn
Big River Resources LLC west
Burlington 52/92 Corn
Cargill Icn. Eddyville 35 Corn
Corn LP Goldfield 50 Corn
Frontier Energy LLC Gowrie 60 Corn
Golden Grain Energy LLC Mason City 40/80 Corn
27
มลรฐ ชอบรษท เมอง กาลงการผลต
(ลานแกลลอน/ป) วตถดบ
Grain Processing Corp. Muscatine 10 Corn
Green Plains Renewable Energy Inc.
Shenamdoah 50 Corn
Hawkeye Renewables Fairbank 100 Corn
Hawkeye Renewables lowa Falls 95 Corn
Horizon Ethanol LLC Jewell 60 Corn
Iowa Ethanol LLC Hanlontown 55 Corn
Lincolnwat Energy LLC Nevada 50 Corn
Little Sioux Corn Processors LP Marcus 52/92 Corn
Manildra Ethanol Corporation Hamburg 8 Corn/wheat starch
Midwest Grain Processors LLC Lakota 100 Corn
Otter CreekEthanol LLC Ashton 55 Corn
Permeate Refining Inc. Hopkinton 1.5 Sugars/starches
pinal Lake Corn Processors LP Steamboat
Rock 20 Corn
Pinnacle Ethanol LLC Corning 60 Corn
Platinum Ethanol LLC Arthur 110 Corn
Quad-County Corn Processors Galva 25 Corn
Standard Ethanol & Livestock Co-op
Sioux Center 25/65 Corn
Superior Ethanol LLC Superior 50 Corn
Tall Corn Ethanol LLC Coon Rapids 49 Corn
U.S.Bio Albert city Albert City 100 Corn
U.S.Bio Dyersville Dyersville 100 Corn
VeraSun Charles City LLC Charles city 110 Corn
VeraSun Fort Dodge Fort Dodge 110 Corn
VeraSun Hartley LLC Hartley 110 Corn
Voyager Ethanol LLC Emmetsburg 50 Corn
Xethanol Biofuels LLC Blairstown 5.5/35 Corn
28
มลรฐ ชอบรษท เมอง กาลงการผลต
(ลานแกลลอน/ป) วตถดบ
ไอดาโฮ (Idaho)
Idaho Ethanol Peocessing LLC Caldwell 5 Potato waste/corn
J.R. Simplot Compant Heyburn 3 Potato waste
อลลนนอยส (Illinois)
Adkins Energy LLC Lena 40 Corn
Archer Daniels Midland Decatur ^ Corn
Archer Daniels Midland Peoria ^ Corn
Aventine Renewable Energy Ine. Pekin 160 Corn
Center Ethanol Company LLC Sauget 50 Seed corn/whey
Center Illinois Energy Co-op Canton 37 Corn
Illinois River Energy LLC Rochelle 50 Corn
Lincolnland Agri-Energy LLC Robinson 40 Corn
Manildra Ethanol LLC Hennepin 100 Corn
MGP Ingrwdients Inc. Pekin 65 Corn/wheat starch
Patriot Penewable Fuels LLC Annawan 100 Corn
อนดแอนา (Indiana)
The Andersons Clymers Ethanol LLC
Clymers 110 Corn
ASA Linden LLC Linden 100 Corn
Center Indiana Ethanol LLC Morris 40 Corn
Grain Processing Corp. washington 20 Corn
Indiana Bio-Energy LLC Bluffton 101 Corn
Iroquois Bio-Energy Company LLC
Rensselaer 40 Corn
New Energy Corp South Bend 100 Corn
Premier Ethanol LLC portland 60 Corn
แคนซส (Kansas)
Abengoa Bioenergy Corporation Colwich 20 Corn/milo
Arkalon Energy LLC Liberral 110 Corn/milo
29
มลรฐ ชอบรษท เมอง กาลงการผลต
(ลานแกลลอน/ป) วตถดบ
Bonanza BioEnergy LLC Garden City 55 Corn/milo
E Caruso LLC Goodland 20 Corn
East Kansas Agri-Energy LLC Garnett 35 Corn
ESE Alcohol Leoti 1.5 Seed corn
Gateway Ethanol LLC Pratt 55 Corn
MGP Ingrwdients Inc. Atchison 25 Corn/wheat starch
Prairie Horizon Agri-Energy LLC Phillipsbsburg 40 Corn/milo
Reeve Agri-Energy Garden City 12 Corn/milo
U.S.Energy partners LLC Russell 40 Milo/wheat starch
Western Plains Energy LLC Oakley 40 Corn/milo
เคนทกก (Kentucky)
Commonwealth agri-Energy LLC Hopkinsville 33 Corn
Parallel Products Louisville 4 Beverage waste
มชแกน (Michigan)
The Andersons Albion Ethanol LLC
Albion 55 Corn
Michigan Ethanol LLC Caro 50 Corn
Midwest Grain Processors LLC Riga 57 Corn
U.S.Bio Woodbury Lake Odessa 45 Corn
มนนโซตา (Minnesota)
Agri-Energy LLC Luverne 21 Corn
Al-Corn Clean Fuel Claremont 36 Corn
Archer Daniels Midland Marshall ^ Corn
Biofuel Energy LLC Fairmont 110 Corn
Brshmills Ethnol LLC Atwater 45 Corn
Central Minnesota Dthanol Co-op Little Falls 20.5 Corn
Chippewa valley Ethanol Company LLLP
Benson 45 Corn
Corn Plus Winnebago 44 Corn
DENCO LLC Morris 24 Corn
30
มลรฐ ชอบรษท เมอง กาลงการผลต
(ลานแกลลอน/ป) วตถดบ
Ethanlo 2000 LLP Bingham Lake 30 Corn
EXOL Albert Lea 45 Corn
Granite Fall Energy LLC Granite Falls 50 Corn
Heartland Corn Products Winthrop 95 Corn
Heron Lake BioEnergy LLC Huron Lake 50 Corn
Melrose Dairy Proteins LLC Melrose 3 Cheese whey
Minnesota Energy Buffaio Lake 18 Corn
Northstar Ethanol LLC Lake Crysyal 50 Corn
Otter Tail Ag Enterprises LLC Fergus Falls 57.5 Corn
Puo-Con LLC preston 46 Corn
VeraSun Welcome LLC Welcom 110 Corn
มสซร (Missouri)
Golden Triangle Energy Co-op Inc.
Craig 20 Corn
Mid-Missouri Energy Malta Bend 40 Corn
Missouri Ethanlo LLC Laddonia 45 Corn
Northeast Missouri Grain LLC Macon 40 Corn
นอรท ดาโคตา (North Dakota)
Alchem LLC Grafton 10.5 Corn
Archer Daniels Midland Walhalla ^ Corn
Blue Flint Ethanol Underwood 50 Corn
Red Trail Energy LLC Richardton 50 Corn
U.S.Bio Hankinson Hankinson 100 Corn
เนแบรสกา (Nebraska)
Abengoa Bioenergy of Rarenna Ravenna 88 Corn
Advanced BioEnergy LLC Fairmont 100 Corn
Ag Processing Inc. Hastings 52 Corn
Archer Daniels Midland Columbus ^ Corn
ASA Albion LLC Albion 100 Corn
31
มลรฐ ชอบรษท เมอง กาลงการผลต
(ลานแกลลอน/ป) วตถดบ
Biofuel Energy LLC Wocd River 115 Corn
Cargill Icn. Blair 85 Corn
Chief Ethanol Fuels Inc. Hastings 62 Corn
Cornhusker Energy Lexington LLC
Lexington 40 Corn
E3 BioEuels LLC Mead 20 Corn
E Energy Adams LLC Adams 50 Corn
Elkhorn Valley Ethanol LLC Norfolk 40 Corn
Husker Ag LLC Plaiview 27/67 Corn
KAAPA Ethnol LLC Minden 40 Corn
Midwest Renewable Energy LLC Sutherland 15 Corn
Nebraska Energy LLC Aurora 50 Corn
NEDAK Ethanol LLC Atkinson 44 Corn
Siouxland Ethanol LLC Jackson 50 Corn
Standard Ethanol Cambridge LLC
Cambridge 44 Corn
Standard Ethanol Madrid LLC Madrid 44 Corn
Trerton Agri Products LLC Trenton 40 Corn/milo
U.S.Bio Ord Ord 45 Corn
U.S.Bio Platte Valley Central city 96 Corn
นวแมกซโก (New Mexico)
Abengoa Bioenergy Corporation Portales 30 Milo
Abengoa Bioenergy Corporation york 50 Corn
นวยอรก (New York)
Northeast Biofuels LLC Volney 100 Corn
Western New York Energy LLC Shelby 50 Corn
โอไฮโอ (Ohio)
The Andersons Marathon Ethanol LLC
Greenville 110 Corn
32
มลรฐ ชอบรษท เมอง กาลงการผลต
(ลานแกลลอน/ป) วตถดบ
ASA Bloomingburg LLC Blocmingburg 100 Corn
Costocton Ethanol LLC Coshocton 60 Corn
Greater Ohio Ethanol LLC Lima 54 Corn
Liquid Resources of Ohio LLC Medina 6 Beverage waste
Summit Ethanol LLC Leipsic 60 Corn
Dean CEG LLC Burns Flat 2 Milo/molasses/
Corn ออรกอน (Oregon)
Cascade Grain Products LLC Clatskanie 108 Corn
Pacific Ethanol Columbia LLC Boardman 35 Corn
เซาทดาโคตา (South Dakota)
Broin Enterprises Inc. Scotland 9 Corn
Dakota Ethanol LLC wentworth 50 Corn
Glacial Lakes Energy LLC Watertown 50/100 Corn
Great Plains Ethanol LLC Chancellor 50/100 Corn
Heartland Grain Fuels LP Aberdeen 8/48 Corn
Heartland Grain Fuels LP Huron 30 Corn
James Valley Energy LLC Groton 50 Corn
Millennium Ethanol LLC Marion 100 Corn
North Country Ethanol LLC Rosholt 20 Corn
Northern Lights Ethanol LLC Big Stone City 50/75 Corn
Prairie Ethanol LLC Loomis 60 Corn
Red Trail Energy LLC Redfield 50 Corn
Sioux River Ethanol LLC Hudson 55 Corn
VeraSun Energy Aurora 120 Corn เทนเนสซ (Tennessee)
Tate & Lyle Loudon 60 Corn
เทกซส (Texas)
Panda Ethanol Hereford LP Hereford 100 Corn
33
มลรฐ ชอบรษท เมอง กาลงการผลต
(แกลลอนตอป) วตถดบ
Plainview BioEnergy LLC Plainview 100 Corn/milo
White Ethanol Hereford LLC Hereford 100 Corn/milo
วสคอนซน (Wisconsin)
Ace Ethanol LLC Stanley 30 Corn
Badger State Ethanol LLC Morroe 52 Corn
Castle Rock Renewable Fuels LLC
Necedah 50 Corn
Central Wisconsin Alcohol plover 7 Corn
Didion Ethanol LLC Couttland 50 Corn
Renew Energy LLC Jefferson 130 Corn
United Ethanol LLC Milton 42 Corn
Unisted Wisconsin Grain Producers LLC
Friesland 40 Corn
Utoca Energy LLC Utica 52 Corn
Western Wisconsin Energy LLC Boyceville 40 Corn ไวโอมง (Wyoming)
Wyoming Ethanol Torrington 12 Corn
นโยบายเพมสดสวนเชอเพลงชวมวลของสหรฐอเมรกา ทาใหเกดกระแสความตกใจไปทวแวดวงผผลตและผคาอาหาร เพราะสหรฐอเมรกา นนเปนผผลตขาวโพดรายใหญของโลกมสดสวนการผลตถงรอยละ 40 และครงหนงกสงออกไปขายตางประเทศ เมอชวงเดอนมนาคม 2007 ทผานมา ราคาขาวโพดในตลาดลวงหนาขนไปสงถง 4.38 เหรยญ/บเชล (1 บเชล เทากบ 8 แกลลอน) ซงเปนอตราทสงทสดในรอบ 10 ป และมการคาดการณวาการเตบโตของอตสาหกรรมเอทานอลของสหรฐอเมรกา จะตองใชขาวโพดถงครงหนงของทผลตไดในประเทศ ผลอกประการของเรองนกคอ มเกษตรกรหนมาปลกขาวโพดกนมากขนทาใหมการใชพนทของพชชนดอนๆ มาปลกขาวโพดมากยงขน รายงานของรอยเตอรเองเมอเรวๆ น กชวาปรมาณขาวโพดทผลตไดหนงในสามสวนของสหรฐอเมรกา จะถกนามาใชเปนวตถดบในการผลตเอทานอล ผลทเกดกคอ พวกประเทศกาลงพฒนาทยากจนจะเจอกบภาวะราคาอาหารพงสง มการประเมนวา การเตมเอทานอล 100 เปอรเซนตจนเตมถงนามนขนาด 25 แกลลอนของรถแบบ SUV ตองใชขาวโพดถง 450 ปอนด ซงขาวโพดจานวนเทานมปรมาณแคลอรทพอเพยงสาหรบเลยงคนๆ หนงไดนาน 1 ป การหนมาเพมผลผลตเอทานอลของสหรฐอเมรกาน จะทาใหราคาอาหารทใชขาวโพดหรอแปงขาวโพด
34
เปนวตถดบเพมสงขนยงไปทวทงโลก ยงถาเจอกบภาวะนามนราคาสงขนอกกจะยงสงผลตอภาวะความยากจนและความมนคงดานอาหารของโลก
อยางไรกตาม สหรฐอเมรกาไดเตรยมโครงการผลตเอทานอลจากวตถดบทางเลอกเซลลโลส
ไวรองรบปญหาน ลกโนเซลลโลส (Lignocelluloses) ปกตจะไมใชเปนอาหาร มอยอยางกระจดกระจายในธรรมชาต เชน ปาไมมประมาณรอยละ 80 ของชวมวลของโลก รวมทงสวนทเปนของเหลอทง/เหลอใช หรอของเสยจากการเกษตร ไดแก ฟางขาว กากออย ซงขาวโพด ชานออย ขเลอย เปนตน นอกจากนยงมพวกวชพชทมราคาถกและปรมาณมากพอใชตลอดป ซงใหเอทานอลตอหนอยวตถดบคอนขางสง เชน 350 ลตรเอทานอลตอ 1ตนตนขาวโพดแหง
โดยกระทรวงพลงงานของสหรฐอเมรกา หรอ DOE ไดเรมตนโครงการเซลลโลสเอทานอล
ในเดอน กมภาพนธ 2549 เพอสนองนโยบาย “Twenty in Ten” ของประธานาธบด จอรจ ดบเบลย บช ไดออกประกาศ เมอปลายเดอน กมภาพนธ 2550 วารฐบาลจะลงทน 385 ลานเหรยญสหรฐฯ (ประมาณ 13,475 ลานบาท) สาหรบ 6 โครงการภายใน 4 ป เมอรวมเงนลงทนในสวนของภาคอตสาหกรรม จะคดเปนการลงทนรวม 1.2 พนลานเหรยญสหรฐฯ (ประมาณ 42,000 ลานบาท) ในการพฒนากระบวนการผลตในระดบโรงงานตนแบบ กระจายใน 6 มลรฐ โดยรายชอ 6 โครงการทไดรบคดเลอกจากกระทรวงพลงงานของสหรฐอเมรกา ไดแก 1. Abengoa Bioenergy Biomass of Kansas LLC, Colwich มลรฐแคนซส โดยใชเทคโนโลย
Thermochemical and biochemical processing 2. ALICO Inc., LaBelle มลรฐฟลอรดาโดยใชเทคโนโลย Thermochemical gasification/
fermentation 3. BlueFire Ethanol Inc., Southern California มลรฐแคลฟอรเนย โดยใชเทคโนโลย
Concentrated acid hydrolysis 4. Poet LLC, Emmetsburg มลรฐไอโอวาโดยใชเทคโนโลย Biochemical process integrated
into corn dry-mill infrastructure 5. Iogen Biorefinery Partners LLC, Shelley มลรฐไอดาโฮโดยใชเทคโนโลย Biochemical
process 6. Range Fuels Inc., Soperton มลรฐจอรเจย โดยใชเทคโนโลย Thermochemical
conversion นอกจากนสหรฐอเมรกา ยงมองเหนศกยภาพของสาหรายซงเปนพชเซลลเดยว สามารถ
ขยายไดรวดเรว ในจานวนมากๆ มระยะเวลาเกบเกยวสนมากเมอเทยบกบพชทวไป ใชพนท
35
เพาะลยงไมมาก ใหผลผลตทงในแงของชวมวล และนามน สามารถใชเปนวตถดบทางเลอกในการผลตเชอเพลงชวภาพ ทงเอทานอล และไบโอดเซล ตวอยางดานศกยภาพและภาพงานวจย ดงตารางท 3 และรปท 19 ตารางท 3. ศกยภาพชวมวลจากสาหรายและขาวโพด
ขาวโพด สาหราย
- ใหนามน 4%, แปง 68% - ใหนามน 25%, แปง 50% - พนทเพาะปลก 120,000 เอเคอร
• ไดเอทานอล 54 ลานแกลลอน/ป
• ไดไบโอดเซล 5 ลานแกลลอน/ป
- พนทเพาะปลก 3,750 เอเคอร
• ไดเอทานอล 54 ลานแกลลอน/ป
• ไดไบโอดเซล 25 ลานแกลลอน/ป - ราคาปจจบน 150 เหรยญสหรฐฯ/ตน
- ราคาปจจบน 50 เหรยญสหรฐฯ/ตน
ทมา: ดดแปลงจากเอกสารของ Byrne &Company Limited, http://www.byrneltd.com
รปท 19. การเลยงสาหรายในถงพลาสตกดดคารบอนไดออกไซดจากปลองควนโรงไฟฟา ของ
บรษท Greenfuel Technology มลรฐแมสซาซเซตส สหรฐอเมรกา ทมา: National Geographic, October 2007
