'KU-01 จุลสาหร่ายพันธุ์ไทย' พัฒนากลายมาเป็น'น้ำมันเครื่องบิน'

ในภาวะที่อุตสาหกรรมพลังงานของโลกกำลังระส่ำระสาย เพราะผลจากสงครามในตะวันออกกลาง จึงทำให้หลายฝ่ายกำลังหันมามองทางเลือกใหม่ๆในการผลิตพลังงาน เพื่อลดการพึ่งพาพลังงานฟอสซิล ล่าสุดมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ร่วมกับสถาบันค้นคว้าและพัฒนาผลิตผลทางการเกษตรและอุตสาหกรรมเกษตร (KAPI) และภาคเอกชน  พัฒนา “Chlorella vulgaris KU-01” จุลสาหร่ายสายพันธุ์ไทย เพื่อสู่การเป็นวัตถุดิบโปรตีนสูงสำหรับอาหารสัตว์ทดแทนการนำเข้าได้   ที่สำคัญก็คือ เป็นการวัตถุดิบที่สามารถพัฒนาให้เป็นพลังงานชีวภาพและเชื้อเพลิงอากาศยานยั่งยืน(SAF)

ดร.นภัส แก้วตระกูลชัย นักวิจัยจากฝ่ายเทคโนโลยีชีวมวลและพลังงานชีวภาพ สถาบันค้นคว้าและพัฒนาผลิตผลทางการเกษตรและอุตสาหกรรมเกษตร (KAPI) กล่าวว่า จุลสาหร่ายถูกมองว่าเป็นอนาคตของอุตสาหกรรม เนื่องจากเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวที่มีความยั่งยืนสูง ไม่แย่งพื้นที่เพาะปลูก ไม่กระทบความมั่นคงทางอาหาร และสามารถใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในการเจริญเติบโตผ่านการสังเคราะห์แสง พร้อมทั้งปล่อยออกซิเจนกลับสู่บรรยากาศ อีกทั้งยังเติบโตเร็ว เลี้ยงง่าย และมีความหลากหลายของสายพันธุ์ จึงสามารถต่อยอดได้อย่างกว้างขวาง ทั้งโปรตีนทางเลือก พลังงานชีวภาพ และผลิตภัณฑ์มูลค่าสูง ทำให้จุลสาหร่ายถูกมองเป็น แพลตฟอร์มชีวภาพแห่งอนาคต ที่เชื่อมโยงการผลิตโปรตีน พลังงาน และคาร์บอนเครดิตเข้าด้วยกัน

สำหรับสายพันธุ์ KU-01 มีศักยภาพสูง โดยให้ปริมาณน้ำมันประมาณ 25–35% และมีโปรตีนราว 40% อีกทั้งมีความทนทาน สามารถเพาะเลี้ยงซ้ำได้หลายรอบ ภายใต้การทดลองให้ผลผลิตชีวมวล 0.3–0.7 กรัมต่อลิตร และในพื้นที่ 1 ไร่ สามารถเก็บเกี่ยวชีวมวลแห้งได้ประมาณ 400–900 กิโลกรัมต่อรอบการผลิต ทั้งนี้ผลการวิเคราะห์พบว่าน้ำมันจากจุลสาหร่ายมีโครงสร้างกรดไขมันใกล้เคียงน้ำมันปาล์ม จึงสามารถใช้ทดแทนได้อย่างมีประสิทธิภาพ อีกทั้งยังมีคุณค่าทางโภชนาการสูง โดยมีโปรตีนประมาณ 40 กรัม และโพแทสเซียมราว 1,000 มิลลิกรัมต่อ 100 กรัม ทำให้สามารถต่อยอดเป็นผลิตภัณฑ์มูลค่าสูงได้หลากหลาย

ดร.นภัส กล่าวต่อว่า การใช้งาน น้ำมันจุลสาหร่ายสามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมโอลีโอเคมีคอล เช่น สารลดแรงตึงผิว รวมถึงเชื้อเพลิงชีวภาพอย่างไบโอดีเซลและเชื้อเพลิงอากาศยานยั่งยืน ขณะที่กากสาหร่ายซึ่งอุดมด้วยโปรตีนและคาร์โบไฮเดรต สามารถพัฒนาเป็นสารชีวภาพ โพลีแซ็กคาไรด์เชิงหน้าที่ หรือปุ๋ยชีวภาพได้ โดยในอนาคต มุ่งพัฒนาระบบเพาะเลี้ยงขนาดใหญ่เพื่อยกระดับสู่การผลิตจริง พร้อมปรับปรุงสายพันธุ์ให้เหมาะกับการผลิตสารเฉพาะ เช่น โปรตีน กรดไขมัน DHA และสารมูลค่าสูงอื่น ๆ

ด้านพลังงานเชื้อเพลิง ผศ. ดร.ภาณุมาศ อรุณเดชาวัฒน์ จากภาควิชาวิศวกรรมการบินและอวกาศ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ระบุว่า ภารกิจหลักของทีมวิศวกรรมคือการผลักดันเทคโนโลยีให้สามารถนำไปใช้ได้จริงในระดับอุตสาหกรรม โดยมุ่งเน้น 2 ประเด็นสำคัญ ได้แก่ การพัฒนามาตรฐานของเชื้อเพลิง และการเพิ่มขีดความสามารถในการผลิตในปริมาณมาก อย่างไรก็ตาม ความท้าทายสำคัญอยู่ที่การจัดการระบบโลจิสติกส์ให้มีประสิทธิภาพเพียงพอ เพื่อรองรับการผลิตในระดับอุตสาหกรรมได้อย่างราบรื่น

 อย่างไรก็ตามในบริบทของโลกปัจจุบันที่เผชิญกับวิกฤตหลายด้าน ทั้งความขัดแย้งระหว่างประเทศ การเพิ่มขึ้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และการขาดแคลนน้ำมัน จึงยิ่งตอกย้ำความจำเป็นในการพัฒนาเครื่องจักรทางอุตสาหกรรมรูปแบบใหม่ ที่มีอุตสาหกรรมสาหร่ายเป็นฐาน เพื่อสร้างมูลค่าในหลากหลายด้าน ไม่ว่าจะเป็นพลังงาน อาหารสำหรับมนุษย์และสัตว์ รวมถึงผลิตภัณฑ์มูลค่าสูงอื่น ๆ

ผศ. ดร.ภาณุมาศ กล่าวถึงมาตรฐานการผลิต จุลสาหร่ายสายพันธุ์ Chlorella vulgaris KU-01 ว่า ที่มีศักยภาพโดดเด่นในการผลิตน้ำมัน โดยให้ผลผลิตต่อพื้นที่สูงกว่าปาล์มน้ำมันถึง 16 เท่า และสูงกว่าถั่วเหลืองถึง 213 เท่า อีกทั้งยังมีปริมาณโปรตีนสูงถึง 50–70% ของน้ำหนักแห้ง ทำให้สามารถต่อยอดไปสู่อุตสาหกรรมที่หลากหลาย   ส่วนชีวมวลจุลสาหร่ายแห้งยังสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างครอบคลุม ไม่ว่าจะเป็นการผลิตอาหารสัตว์ ผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร เครื่องสำอาง ไบโอพลาสติก หรือสารชีวภัณฑ์ทางการเกษตร ขณะที่น้ำมันดิบจากจุลสาหร่ายสามารถใช้เป็นวัตถุดิบสำคัญในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ รวมถึงเชื้อเพลิงอากาศยานยั่งยืน (SAF) ได้อย่างครบวงจร

ผศ. ดร.ภาณุมาศ กล่าวอีกว่า จุดเด่นสำคัญของจุลสาหร่ายในฐานะแหล่งพลังงานอยู่ที่ความสามารถในการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้สูงถึง 80–96% ในกระบวนการเพาะเลี้ยง และเมื่อแปรรูปเป็นเชื้อเพลิงอากาศยานแล้ว ยังสามารถลดการปล่อยคาร์บอนได้เกือบ 60% โดยมีค่าการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์อยู่ที่ประมาณ 31.5–36.1 กรัมต่อเมกะจูล ซึ่งสอดคล้องกับเกณฑ์มาตรฐานของเชื้อเพลิงอากาศยานยั่งยืน

ในด้านต้นทุนการผลิต ผศ. ดร.ภาณุมาศ กล่าวว่า ปัจจุบันสามารถผลิตน้ำมันดิบจากสาหร่ายได้ที่ประมาณ 38 บาทต่อกิโลกรัม อย่างไรก็ตาม ทีมวิจัยยังคงเดินหน้าพัฒนาเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง เพื่อลดต้นทุนให้ต่ำลงควบคู่ไปกับการเพิ่มกำลังการผลิตสู่ระดับอุตสาหกรรม ในระยะต่อไป มีการตั้งเป้าหมายขยายกำลังการผลิตน้ำมันจากสาหร่ายให้ได้ประมาณ 300,000 ลิตรต่อวัน โดยมุ่งพัฒนาไปสู่เชื้อเพลิงอากาศยานที่ได้มาตรฐานสากล ผ่านกระบวนการ HEFA (Hydroprocessed Esters and Fatty Acids) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีแปรรูปน้ำมันดิบจากสาหร่ายให้มีคุณสมบัติเหมาะสมสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมการบิน

ผศ.เริงทิวา ทิพยศักดิ์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์  กล่าวว่า การพัฒนาระบบโลจิสติกส์ เพื่อรองรับการขนส่งวัตถุดิบจากฟาร์มสาหร่ายไปยังโรงสกัด  แนวคิดหลักคือไม่ให้ภาคเอกชนลงทุนในระบบขนส่งทั้งหมด แต่เปิดโอกาสให้ประชาชนในพื้นที่มีส่วนร่วม ผ่านการใช้รถขนส่งท้องถิ่น  ยังมีการวิเคราะห์ความอ่อนไหวของต้นทุน  ซึ่งพบว่าปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบคือปริมาณผลผลิตต่อรอบการเก็บเกี่ยว โดยเฉพาะในกรณีที่ผลผลิตลดลง เช่น จากสภาพอากาศแห้งแล้ง จะทำให้ต้นทุนการขนส่งต่อหน่วยเพิ่มสูงขึ้น ดังนั้น การบริหารจัดการการผลิตให้มีความสม่ำเสมอและเสถียร จึงถือเป็นหัวใจสำคัญของความสำเร็จในภาพรวม

รศ.ดร.เกียรติทวี ชูวงษ์โกมล จากคณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ กล่าวถึงจุลสาหร่ายถือเป็นซูเปอร์ฟู้ด ที่มีโปรตีนสูง อุดมด้วยวิตามิน เช่น C, E, K และแร่ธาตุสำคัญอย่างเหล็ก แมกนีเซียม สังกะสี และโพแทสเซียมนอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติทางชีวภาพที่โดดเด่น ทั้งการดูดซับสารพิษ เสริมภูมิคุ้มกัน ต้านมะเร็ง และช่วยดูแลระบบหัวใจและหลอดเลือด โดยช่วยลดความดัน คอเลสเตอรอล และควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด รวมถึงทำหน้าที่เป็นพรีไบโอติกที่ดีต่อสุขภาพลำไส้

ดร.เกียรติทวี กล่าวต่อว่า ในงานวิจัยยังพบจุลสาหร่ายช่วยลดการอักเสบจากฝุ่น PM2.5 และยับยั้งเซลล์มะเร็งลำไส้ได้ในระดับหนึ่ง จึงมีศักยภาพพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร เช่น ผง แคปซูล หรืออาหารฟังก์ชันนอลขณะเดียวกันยังสามารถต่อยอดสู่อุตสาหกรรมความงาม ด้วยคุณสมบัติชะลอวัย ฟื้นฟูผิว เพิ่มความชุ่มชื้น และกระตุ้นคอลลาเจน พัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์ได้หลากหลาย เช่น เซรั่ม ครีมกันแดด และมอยส์เจอไรเซอร์

ดร.ดำรงค์ ศรีพระราม อธิการบดี มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ กล่าวว่า โครงการพัฒนาจุลสาหร่าย Chlorella vulgaris KU-01 สะท้อนศักยภาพของ มหาวิทยาลัยในการต่อยอดงานวิจัยสู่ การใช้งานจริง โดยได้ปรับปรุงสาย พันธุ์จนมีประสิทธิภาพสูง และพร้อม ขยายสู่ระดับอุตสาหกรรม จุดเด่น สำคัญคือการพัฒนาแบบครบวงจร ตั้งแต่ต้นน้ำถึงปลายน้ำ เริ่มจากการเพาะเลี้ยงที่ใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ร่วมกับ นวัตกรรมดูดจับคาร์บอนจากไบโอชาร์ที่ผลิตจากวัสดุเหลือใช้ทางการ เกษตร เพื่อนำกลับมาใช้เร่งการเจริญ เติบโตของสาหร่าย

“จุลสาหร่ายชนิดนี้มีคุณค่าเด่นทั้งเป็นแหล่ง โปรตีนสูง และมีน้ำมันที่สามารถสกัด เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพคุณภาพสูงได้ ขณะที่กากที่เหลือยังนำไปใช้เป็น อาหารสัตว์คุณภาพ ช่วยเพิ่มมูลค่าได้ อย่างครบวงจร ตั้งแต่การดูดซับ คาร์บอน การผลิตพลังงาน ไปจนถึง ภาคเกษตร ทั้งนี้ประเทศไทยยังมี ศักยภาพสูงในการเพาะเลี้ยงจุล สาหร่าย เนื่องจากมีช่วงแสงที่ยาวและ สภาพภูมิอากาศเหมาะสม การส่งเสริมการเพาะเลี้ยงในระดับประเทศ “

ศ. ดร.ยศชนัน วงศ์สวัสดิ์ รองนายก รัฐมนตรี และรัฐมนตรีว่าการกระทรวง การอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและ นวัตกรรม (อว.) กล่าวว่า โครงการนี้เป็น ตัวอย่างเด่นของนวัตกรรมที่สามารถ นำไปใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย ทั้ง ในด้านอาหาร อาหารสัตว์ และ พลังงาน โดยเฉพาะการผลิตเชื้อเพลิง ชีวภาพ เช่น ไบโอดีเซล ซึ่งเป็นทาง เลือกสำคัญในการพัฒนาพลังงาน ทดแทน ยังสะท้อนถึงความสำเร็จของ การบูรณาการความร่วมมือระหว่าง หลายหน่วยงาน ที่มีเป้าหมายร่วมกัน และสามารถต่อยอดไปสู่การผลิตใน ระดับอุตสาหกรรมได้ โดยต้องคำนึงถึงมาตรฐาน ความปลอดภัย การควบคุมต้นทุน และการประเมินผลกระทบในทุกขั้นตอน