การลดคาร์บอน (decarbonization) ในอุตสาหกรรมการบิน

การขนส่งทางอากาศเป็นหนึ่งในกิจกรรมสำคัญของมนุษย์ที่สร้างผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งการปลดปล่อยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) ออกสู่ชั้นบรรยากาศ ซึ่งมีปริมาณสูงถึงปีละ 915 ตัน (ข้อมูลเมื่อปี 2019) ทั้งนี้องค์การการบินพลเรือนระหว่างประเทศ (International Civil Aviation Organization หรือ ICAO) ได้คาดการณ์ว่าปริมาณ CO₂ ที่ถูกปลดปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศจากการขนส่งทางอากาศในปี 2050 จะเพิ่มขึ้นเป็น 3 เท่า เมื่อเทียบกับปริมาณ CO₂ ที่ถูกปลดปล่อยในปี 2015 อันเป็นผลมาจากแนวโน้มการเติบโตขึ้นอย่างต่อเนื่องของการขนส่งทางอากาศในปัจจุบัน ด้วยเหตุนี้ ICAO จึงได้กำหนดแผนการชดเชยและลดคาร์บอนสำหรับการบินระหว่างประเทศ (Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation หรือ CORSIA) โดยมีเป้าหมายเพื่อควบคุมการปลดปล่อยคาร์บอนจากการบินระหว่างประเทศไม่ให้เกินจากระดับที่ปลดปล่อยในปี 2020 นอกจากนี้สมาคมขนส่งทางอากาศระหว่างประเทศ (International Air Transportation Association หรือ IATA) ได้กำหนดเป้าหมายลดการปลดปล่อยคาร์บอนการบินสุทธิ (net aviation carbon emissions) ให้ได้ร้อยละ 50 จากระดับที่ปลดปล่อยเมื่อปี 2005 ภายในปี 2050 อีกด้วย เพื่อตอบสนองต่อเป้าหมายและข้อกำหนดข้างต้น สายการบินต่าง ๆ ทั่วโลกได้เริ่มปรับเปลี่ยนรูปแบบการดำเนินงานและบริการให้สอดคล้องกับแนวคิด “ความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อม” มากขึ้น ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็น 4 รูปแบบ ดังนี้

1. การใช้เชื้อเพลิงการบินยั่งยืน (sustainable aviation fuel หรือ SAF) อันหมายถึงเชื้อเพลิงการบินทางเลือกที่ผลิตขึ้นจากทรัพยากรชีวภาพ (biological resources) ซึ่งใช้แล้วไม่หมดไปเมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงการบินดั้งเดิมที่ผลิตขึ้นจากฟอสซิล หรือเรียกอีกอย่างว่าเชื้อเพลิงการบินชีวภาพ (bio-jet fuels) ที่เป็นไปตามมาตรฐานและได้รับการรับรองจากสมาคมการทดสอบและวัสดุแห่งอเมริกา (American Society for Testing and Materials หรือ ASTM) การใช้ SAF สามารถลดการปลดปล่อยคาร์บอนได้มากถึงร้อยละ 80 เมื่อเทียบกับการใช้เชื้อเพลิงการบินดั้งเดิม

• หนึ่งในบริษัทผู้ผลิตเครื่องบินรายใหญ่ของโลกอย่างแอร์บัสได้ทดสอบการใช้ SAF มาระยะหนึ่งแล้ว โดยในช่วงแรกเป็นการใช้ SAF แบบผสม (ผสม SAF เข้ากับเชื้อเพลิงการบินดั้งเดิม) ในฝูงบิน BELUGA (เครื่องบินขนส่งชิ้นส่วนเครื่องบินเพื่อนำไปประกอบ) ทั้ง 5 ลำตั้งแต่เดือนธันวาคม 2019 ต่อมาแอร์บัสประสบความสำเร็จในการทดสอบการใช้ SAF 100% (ไม่ได้ผสม SAF เข้ากับเชื้อเพลิงการบินดั้งเดิม) กับเครื่องบินทั้งหมด 4 รุ่น คือ [1] A350 ซึ่งเป็นเครื่องบินโดยสารตระกูลใหม่ล่าสุดของแอร์บัสในเดือนมีนาคม 2021 [2] A319neo ซึ่งเป็นเครื่องบินโดยสารขนาดเล็กที่สุดในตระกูล A320 ที่ได้รับการพัฒนาต่อยอดด้วยการติดตั้งเครื่องยนต์รุ่นใหม่ (new engine option หรือ neo) ในเดือนตุลาคมของปีเดียวกัน [3] A380 ซึ่งเป็นเครื่องบินโดยสารที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในโลกในปี 2022 และ [4] A321neo LR (LR ย่อมาจาก long range) ซึ่งเป็นเครื่องบินโดยสารขนาดใหญ่ที่สุดในตระกูล A320 เมื่อต้นเดือนมีนาคม 2023 ที่ผ่านมา
• สายการบิน Emirates ประสบความสำเร็จในการทดสอบการใช้ SAF 100% บนเครื่องบิน BOEING 777-300ER (ER ย่อมาจาก extended range) เมื่อต้นปี 2023 ที่ผ่านมา ซึ่งการทดสอบนี้เป็นส่วนหนึ่งของการตอบสนองต่อเจตนารมณ์ในการขับเคลื่อนประเทศไปสู่ “ความยั่งยืน” ของประธานาธิบดีแห่งสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ที่ได้ประกาศให้ปี 2023 เป็นปีแห่งความยั่งยืน

• 17 มิถุนายน 2021 สายการบิน JAPAN AIRLINES ได้สาธิตการใช้ SAF บนเครื่องบิน AIRBUS A350-941 ในเที่ยวบินที่ JL515 ด้วยการผสม SAF กว่า 3,132 ลิตรเข้ากับเชื้อเพลิงการบินดั้งเดิม ซึ่งคิดเป็นร้อยละ 1 ของเชื้อเพลิงทั้งหมดที่ใช้ในเที่ยวบินนี้ ซึ่งการสาธิตนี้เป็นการใช้ SAF กับเที่ยวบินที่ให้บริการผู้โดยสารจริงไม่ใช่เที่ยวบินทดสอบแต่อย่างใด

2. การปรับเปลี่ยนโครงสร้างของเครื่องบินเพื่อลดการใช้เชื้อเพลิง

• ในช่วงต้นปีที่ผ่านมา สายการบิน RYANAIR ซึ่งเป็นสายการบินราคาประหยัดของประเทศไอร์แลนด์ ตัดสินใจติดตั้ง Split Scimitar Winglets ซึ่งเป็นปลายปีกรูปแบบใหม่บนเครื่องบิน BOEING 737-800 จำนวนกว่า 400 ลำในฝูงบิน โดยปลายปีกรูปแบบใหม่นี้ช่วยลดแรงต้านที่เกิดขึ้นระหว่างทำการบินได้ อันส่งผลทำให้สายการบินสามารถลดการใช้เชื้อเพลิงลงได้ถึงร้อยละ 5 หรือคิดเป็นการประหยัดเชื้อเพลิงได้สูงถึงปีละ 65 ล้านลิตรและลดการปล่อยคาร์บอนได้มากถึงปีละ 165,000 ตันคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่า

• สายการบิน SWISS เป็นสายการบินแรกของโลกที่ได้ติดตั้งเทคโนโลยีฟิล์ม AeroSHARK บนพื้นผิวลำตัว (fuselage) และกระเปาะเครื่องยนต์ (engine nacelles) ของเครื่องบิน BOEING 777-300ER ซึ่งฟิล์ม AeroSHARK ช่วยลดแรงเสียดทานบนพื้นผิวของเครื่องบินระหว่างทำการบินได้ ส่งผลทำให้สามารถลดการใช้เชื้อเพลิงได้มากกว่าร้อยละ 1 ของปริมาณเชื้อเพลิงที่ใช้ตามปกติ ซึ่งคิดเป็นการประหยัดเชื้อเพลิงได้สูงถึง 4,800 ตันต่อปี และลดการปลดปล่อย CO₂ ได้มากถึงปีละ 15,200 ตันคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่า การติดตั้ง AeroSHARK บนเครื่องบิน BOEING 777-300ER ลำแรกได้ดำเนินการเสร็จสิ้น และเครื่องบินลำดังกล่าวได้กลับมาให้บริการอีกครั้งเมื่อ 14 ตุลาคม 2022 เป็นวันแรก ทั้งนี้สายการบิน SWISS ได้วางแผนติดตั้งฟิล์ม AeroSHARK บนเครื่องบิน BOEING 777-300ER ทั้งหมด 12 ลำในฝูงบิน

3. การให้บริการด้วยบรรจุภัณฑ์ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

• ตั้งแต่เดือนธันวาคม 2022 สายการบิน SINGAPORE AIRLINES ได้เริ่มทดลองใช้ภาชนะบรรจุอาหารกระดาษที่ผ่านการรับรองจากองค์กรพิทักษ์ป่าไม้ (Forest Stewardship Council หรือ FSC) สำหรับให้บริการผู้โดยสารในชั้นประหยัด (economy) และชั้นประหยัดบริการพิเศษ (premium economy) ของบางเที่ยวบิน เพื่อลดการใช้ภาชนะพลาสติกใช้แล้วทิ้ง ทั้งนี้สายการบินจะรวบรวมความคิดเห็นของผู้โดยสารต่อภาชนะกระดาษนี้ภายในสิ้นเดือนมีนาคม 2023 เพื่อประกอบการตัดสินใจขยายผลการใช้ภาชนะกระดาษนี้บนทุกเที่ยวบินระยะกลางและระยะไกล เนื่องด้วยการใช้ภาชนะบรรจุอาหารกระดาษนี้กำลังอยู่ในช่วงการทดลองใช้ ทางสายการบินจึงยังไม่ได้สรุปตัวเลขการลดลงของคาร์บอนฟุตพริ้นท์

• เมื่อปลายเดือนมกราคม 2023 ที่ผ่านมา สายการบิน Alaska ได้ประกาศยกเลิกการใช้แก้วน้ำพลาสติกบนทุกเที่ยวบินเป็นสายการบินแรกของสหรัฐอเมริกา ซึ่งสามารถลดขยะแก้วน้ำพลาสติกได้มากถึงปีละกว่า 55 ล้านใบ นอกจากนี้ตั้งแต่เดือนพฤษภาคม 2021 สายการบินได้เริ่มปรับเปลี่ยนบรรจุภัณฑ์ขวดน้ำพลาสติกมาเป็นบรรจุภัณฑ์กล่องกระดาษ โดยบรรจุภัณฑ์กล่องกระดาษนี้ผลิตจากพืชในอัตราส่วนที่มากถึงร้อยละ 92 การใช้บรรจุภัณฑ์กล่องกระดาษนี้สามารถลดขยะขวดน้ำพลาสติกได้มากถึงปีละ 2 ล้านขวด และลดคาร์บอนฟุตพริ้นท์ได้มากถึงร้อยละ 36 เมื่อเทียบกับกระบวนการผลิตบรรจุภัณฑ์ขวดพลาสติกแบบเดิม

4. การปรับเปลี่ยนอุปกรณ์ภาคพื้น (ground equipment)

• สายการบิน JAPAN AIRLINES ได้เริ่มใช้ยานพาหนะที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้า (electric-powered vehicles) สำหรับงานบริการภาคพื้นในสนามบินหลายแห่งของประเทศญี่ปุ่น เพื่อแทนที่ยานพาหนะแบบเดิมที่ขับเคลื่อนด้วยเชื้อเพลิงฟอสซิล นอกจากนี้ยังมีการใช้เชื้อเพลิงดีเซลทางเลือก เช่น B-30 (ผสมเชื้อเพลิงไบโอดีเซลจากน้ำมันใช้แล้วจากการประกอบอาหารในอัตราส่วนร้อยละ 30 กับเชื้อเพลิงดีเซลปกติ) ที่สนามบินคุมาโมโตะ และ B-100 (เชื้อเพลิงไบโอดีเซลร้อยละ 100) ที่สนามบินนาริตะ เป็นต้น ซึ่งการปรับเปลี่ยนอุปกรณ์ภาคพื้นนี้เป็นส่วนหนึ่งของการบรรลุเป้าหมาย “การปลดปล่อย CO₂ สุทธิเป็นศูนย์” ในปี 2050

นอกจากนี้ บางสายการบินยังได้ดำเนิน “โครงการที่เกี่ยวข้องกับความยั่งยืน” โดยบางกิจกรรมของโครงการอาจทับซ้อนกับรูปแบบการดำเนินงานและกิจกรรมที่ได้กล่าวไปแล้วข้างต้น

• “โปรแกรม Greenliner” ของสายการบิน ETIHAD ซึ่งได้เริ่มดำเนินงานมาตั้งแต่ปี 2019 โดยมีเน้นการสร้างความร่วมมือและเครือข่ายพันธมิตรในอุตสาหกรรมการบิน เพื่อร่วมกันดำเนินงานและขับเคลื่อน “ความยั่งยืน” ในอุตสาหกรรมการบินทั้งระบบ ปัจจุบันเครือข่ายพันธมิตรที่เข้าร่วมโปรแกรมนี้มีจำนวนไม่น้อยกว่า 25 หน่วยงาน ซึ่งในจำนวนนี้รวมไปถึงบริษัทผู้ผลิตเครื่องบินรายใหญ่ของโลกอย่างโบอิ้ง และบริษัทผลิตเครื่องยนต์เครื่องบินอย่าง General Electric หรือ GE

• “โครงการ ANA Future Promise” ของสายการบิน ANA เพื่อบรรลุเป้าหมาย SDGs โดยหนึ่งในหมุดหมายสำคัญคือลดการปลดปล่อยคาร์บอนการบินสุทธิให้เป็นศูนย์ภายในปี 2050 ซึ่งกิจกรรมที่เริ่มดำเนินงานไปแล้ว เช่น การใช้ SAF การใช้ภาชนะบรรจุอาหารที่ทำจากกระดาษเพื่อลดการใช้พลาสติกใช้แล้วทิ้ง การเสิร์ฟอาหารที่ทำมาจากพืช (plant-based food) บนเที่ยวบิน และการปรับเปลี่ยนสื่อสิ่งพิมพ์บนเที่ยวบินให้เป็นรูปแบบดิจิดัลเพื่อลดการใช้กระดาษ เป็นต้น

ทั้งนี้การดำเนินงานและบริการเหล่านี้สอดคล้องกับเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน (Sustainable Development Goals หรือ SDGs) โดยเฉพาะอย่างยิ่งเป้าหมายที่ 7 การเข้าถึงพลังงานสะอาด, 12 การบริโภคและผลิตอย่างมีความรับผิดชอบ, 13 การรับมือกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และ 14 การอนุรักษ์และใช้ประโยชน์จากมหาสมุทร ทะเล และทรัพยากรทางทะเลอย่างยั่งยืน นอกจากนี้ยังสอดคล้องกับแนวทางการขับเคลื่อนการพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมของประเทศไทยในปัจจุบันอย่าง BCG (ย่อมาจาก Bio-Circular-Green) Economy

อย่างไรก็ตาม การบรรลุเป้าหมายด้านการลดการปลดปล่อยคาร์บอน (decarbonization) ยังคงเป็นเรื่องท้าทายอย่างยิ่งสำหรับอุตสาหกรรมการบินของประเทศไทย ทำให้อุตสาหกรรมดังกล่าวต้องเร่งปรับตัวเพื่อเตรียมพร้อมรับมือกับประเด็นสำคัญข้างต้น โดยคณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ได้พัฒนาหลักสูตรวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต (ปริญญาโท) สหสาขาวิชานวัตวิศวกรรมเพื่อความยั่งยืน (Innovative Engineering for Sustainability) ซึ่งเป็นหลักสูตรที่เปิดกว้างสำหรับผู้สนใจศึกษาต่อในด้านสิ่งแวดล้อมและความยั่งยืน นอกจากนี้ยังได้จัดตั้ง สถาบันคาร์บอนเพื่อความยั่งยืน (Carbon Institute for Sustainability) เพื่อให้คำปรึกษาด้านการบริหารจัดการคาร์บอนและความยั่งยืนขององค์กร นำไปสู่การเตรียมความพร้อมในการรับมือกับเรื่องดังกล่าวอีกด้วย

บทความโดย:

• ดร.วุฒิวงศ์ วิมลศักดิ์เจริญ ภาควิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
• ศาสตราจารย์ ดร.พิสุทธิ์ เพียรมนกุล เลขานุการรัฐมนตรีว่าการกระทรวงพลังงาน

ข้อมูลและรูปภาพบางส่วนที่ได้นำเสนอในบทความนี้รวบรวมมาจากข่าวสารที่ได้เผยแพร่บนเฟซบุ๊กแฟนเพจ Outsider’s Aviation (https://www.facebook.com/outsidersaviation) ซึ่งนำเสนอข้อมูลข่าวสารด้านการบินที่ “ทุกคน” สามารถเข้าถึงได้ เพื่อให้ “การบิน” เป็นเรื่องใกล้ตัวของทุกคน โดยก่อตั้งเมื่อ 19 กรกฎาคม 2018 จากผู้ที่รักและชื่นชอบการบิน แต่มิได้ทำงานเกี่ยวข้องกับการบินแต่อย่างใด จึงเป็นที่มาของชื่อ “Outsider” หรือคนนอก (วงการบิน) นั่นเอง