โซลาร์เซลล์ทางเลือกเพื่ออนาคตที่ยั่งยืน

จากรายงานสถิติของทบวงการพลังงานระหว่างประเทศ (International Energy Agency: IEA) พบว่าปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศโลกในปี 2564 นี้มีแนวโน้มพุ่งสูงขึ้น โดยมีการเตือนว่าภายใน 10 ปีนี้ ทั่วโลกต้องร่วมกันลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกให้ได้ประมาณ 45% เพื่อจำกัดไม่ให้โลกร้อนเกิน 1.5 องศาเซลเซียส (เทียบกับอุณหภูมิยุคก่อนอุตสาหกรรม) ซึ่งตอนนี้อุณหภูมิโลกร้อนขึ้นแล้ว 1.1 องศาเซลเซียส หมายความว่าทั่วโลกจะต้องเริ่มเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วเพื่อลดไม่ให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเพิ่มสูงขึ้นมากเกินไปเพื่อหลีกเลี่ยงระดับความร้อนที่เป็นอันตราย 

หลายประเทศจึงได้เริ่มนโยบายในการบริหารจัดการทรัพยากรให้เกิดประโยชน์สูงสุดด้วยแนวคิดเศรษฐกิจหมุนเวียน นักวิจัยได้มุ่งเน้นการพัฒนาเทคโนโลยีและนวัตกรรมพลังงานทดแทนจากแหล่งเชื้อเพลิงที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษและยั่งยืนกว่าในการผลิต “พลังงานแสงอาทิตย์” ก็เป็นหนึ่งในพลังงานหมุนเวียนที่ได้รับความนิยม แต่ถึงแม้ว่าในปัจจุบันจะมีแนวโน้มการใช้งานเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์หรือโซลาร์เซลล์เพิ่มมากขึ้นในการผลิตพลังงานไฟฟ้า ไม่ว่าจะเป็นในรูปแบบของวัสดุทางเลือก เช่น ฟิล์มสำหรับติดบนกระจกใส เซลล์เพอรอฟสไกต์ หรือความเค็มจากเกลือ เป็นต้น แต่ส่วนใหญ่ยังพบข้อจำกัดตรงที่ว่า เป็นการใช้งานทรัพยากรที่ใช้แล้วหมดไป หรือต้องใช้ระยะเวลาในการทดแทนขึ้นใหม่ บางครั้งอาจพบว่ากลายเป็นขยะอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งยากต่อการนำไปย่อยสลาย 

ไม่นานมานี้ คาร์วีย์ เอห์เรน ไมก์ (Carvey Ehren Maigue) นักศึกษาวิศวกรรมศาสตร์ชาวฟิลิปปินส์ได้รับรางวัลชนะเลิศ James Dyson Awards สาขาการสร้างความยั่งยืน จากการออกแบบผลงาน “AuREUS” แผงโซลาร์เซลล์จากเศษผักเหลือทิ้งทางการเกษตร วัสดุโปร่งแสงที่สามารถดูดคลื่นพลังงานจากรังสียูวี เพื่อเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าแม้ไม่ได้เผชิญกับแสงแดดโดยตรง จึงส่งผลให้ผลิตไฟฟ้าในแต่ละวันได้มากกว่าโซลาร์เซลล์ทั่วไป โดยคาร์วีย์ได้แรงบันดาลใจในการออกแบบมาจาก “แสงเหนือ หรือ ออโรร่า บอเรลลีส (Aurora Borealis)” อนุภาคเรืองแสงบนชั้นบรรยากาศที่ดูดซับอนุภาคพลังงานสูง เช่นรังสียูวีหรือรังสีแกมมาก่อนสลายตัวเป็นแสงสว่างในยามค่ำคืน ผนวกเข้ากับแนวความคิดที่ต้องการช่วยเหลือเกษตรกรที่ได้รับผลกระทบจากวิกฤตสภาพอากาศที่รุนแรง ทำให้สูญเสียผลผลิตไปโดยเปล่าประโยชน์ จึงได้เริ่มศึกษาและทดสอบพืชในท้องถิ่นกว่า 80 ชนิด และพบว่า มีพืช 9 ชนิดที่มีศักยภาพสูงสำหรับการใช้งานในระยะยาว จึงนำมาสกัดเป็นอนุภาคเรืองแสงและผสมเข้ากับเรซิน ก่อนขึ้นรูปได้เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีความทนทาน โปร่งแสง สามารถนำไปเป็นทั้งวัสดุตกแต่งอาคารเนื่องจากขึ้นรูปได้หลายรูปร่างรวมถึงสีสัน และทำหน้าที่กรองรังสียูวีที่จะเข้าตัวอาคารได้ในเวลาเดียวกัน 

ส่วนอีกหนึ่งนวัตกรรมพลังงานทางเลือกที่ได้รับการจดสิทธิบัตรแล้ว เป็นของ อาดัน รามิเรซ ซันเชซ (Adán Ramirez Sánchez) นักเทคโนโลยีชีวภาพชาวเม็กซิกัน ที่เพิ่งได้รับรางวัลนวัตกรผู้สร้างนวัตกรรมละตินอเมริกาอายุต่ำกว่า 35 ปี ประจำปี 2019 โดยสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) สำหรับการสร้างสรรค์แผง โซลาร์เซลล์ชีวภาพ (Biopanels) จากสาหร่ายขนาดเล็กและนาโนเทคโนโลยี ที่ทำหน้าที่ฟอกอากาศและผลิตกระแสไฟฟ้าได้ในเวลาด้วยกัน โดยใช้หลักการเดียวกับกระบวนการทางธรรมชาติที่คุ้นเคยอย่าง “การสังเคราะห์แสง” ภายใต้รูปทรงเรขาคณิต สามเหลี่ยมด้านเท่า สีเขียวกึ่งโปร่งใส จึงเหมาะจะนำไปตกแต่งภายในอาคารที่ได้รับแสงแดดโดยตรง เพราะนอกจากจะสวยงามและใช้งานได้จริงแล้ว อุปกรณ์ทั้งหมดยังสามารถย่อยสลายทางชีวภาพ และนำกลับมาใช้ใหม่ได้ด้วย  

นี่เป็นเพียงนวัตกรรมตัวอย่างสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์เท่านั้น ที่สะท้อนให้เห็นการเพิ่มขึ้นของขีดจำกัดด้านเทคโนโลยีในการสร้างสรรค์สิ่งใหม่ให้มีประสิทธิภาพ และยิ่งไปกว่านั้น หากเราร่วมมือช่วยกันใส่ใจดูแลรักษาสิ่งแวดล้อมให้มากขึ้นแล้ว อนาคตที่ยั่งยืนจะไม่เป็นเพียงแค่ความหวังอีกต่อไป

ที่มาภาพ : Adán Ramirez Sánchez/GreenFluidics

ที่มา: 

บทความ “Carbon emissions to soar in 2021 by second highest rate in history” จาก theguardian.com
บทความ “Solar panels made from food waste win inaugural James Dyson Sustainability Award” โดย Jennifer Hahn จาก dezeen.com และ
บทความ “‘Innovator of the Year’ Creates Biodegradable Algae Solar Panels That Clean The Air” โดย Andrea D. Steffen จาก intelligentliving.co

เรื่อง : มนต์นภา พานิชเกรียงไกร

บทความนี้สนับสนุนโดยคณะกรรมการกำกับกิจการพลังงาน (กกพ.) www.erc.or.th