นวัตกรรมพลาสติกย่อยสลายได้จากสาหร่าย

Algaeventure Systems (AVS) เป็นหนึ่งในบริษัทสตาร์ทอัพนวัตกรรมมากมายที่เข้าร่วมโครงการให้คำปรึกษาของแผนก ARPA-E AVS ก่อตั้งขึ้นในปี 2008 และได้รับเงินทุน 5.9 ล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2009 เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีที่มุ่งเน้นการผลิตพลาสติกจากสาหร่าย อย่างไรก็ตาม เรื่องราวของ AVS เริ่มต้นขึ้นก่อนหน้านั้น เมื่อบริษัทแม่Univentureตัดสินใจที่จะค้นหาทางเลือกหมุนเวียนเพื่อทดแทนพลาสติกแบบดั้งเดิมที่ผลิตจากปิโตรเลียม

การวิจัยและพัฒนาพลาสติกจากสาหร่าย

ระหว่างปี 2004 ถึง 2008 Univenture ระบุถึงความจำเป็นในการค้นหาทางเลือกอื่นแทนพลาสติกทั่วไป เนื่องจากธุรกิจหลักของบริษัทลดลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้จากซีดีและดีวีดี สิ่งนี้ทำให้พวกเขาต้องตรวจสอบแหล่งที่มาของชีวมวลต่างๆ และพบว่าสาหร่ายเป็นทรัพยากรที่น่าหวัง สาหร่ายไม่เพียงแต่มีวงจรชีวิตสั้นที่ช่วยให้เติบโตได้อย่างรวดเร็ว แต่ยังไม่ต้องการพื้นที่อุดมสมบูรณ์หรือน้ำจืด เพื่อหลีกเลี่ยงการแข่งขันกับพืชอาหาร ซึ่งแตกต่างจากพลาสติกชีวภาพอื่นๆ ที่ทำจากข้าวโพดและอ้อย

สาหร่ายเป็นทางเลือกที่น่าสนใจไม่เพียงเพราะมีอัตราการเจริญเติบโตที่รวดเร็ว แต่ยังเพราะสามารถลดการใช้พลังงานในกระบวนการผลิตได้อีกด้วย การผลิตพลาสติกจากสาหร่ายมีประสิทธิภาพสูงกว่าวิธีการแบบดั้งเดิมที่ใช้เครื่องเหวี่ยงแยกซึ่งใช้พลังงานมากกว่าในการแยกชีวมวลออกจากน้ำ AVS ได้ทุ่มเทความพยายามในการปรับปรุงเทคโนโลยีการแปรรูปเพื่อลดต้นทุนการผลิตพลาสติกชีวภาพชนิดใหม่นี้ โดยมุ่งเน้นแก้ไขปัญหาทางเทคนิคหลักในการเก็บเกี่ยวและการทำให้สาหร่ายแห้ง

ข้อดีด้านสิ่งแวดล้อมของพลาสติกสาหร่าย

การพัฒนาพลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพจากสาหร่ายไม่เพียงแต่เป็นทางเลือกที่ยั่งยืนในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากอุตสาหกรรมพลาสติกทั่วไปเท่านั้น เทคโนโลยีที่อยู่เบื้องหลังนวัตกรรมนี้ยังช่วยสร้างระบบนิเวศทางทะเลได้ เนื่องจากการเพาะเลี้ยงสาหร่ายอย่างมีความรับผิดชอบในฟาร์มในมหาสมุทรที่ได้รับการควบคุมจะช่วยลดความเป็นกรดของมหาสมุทรและก่อให้เกิดความหลากหลายทางชีวภาพ ตามโครงการปัจจุบันบางโครงการ เช่น SeaweedPack การเปลี่ยนพลาสติกแบบเดิมเพียงหนึ่งตันด้วยพลาสติกชีวภาพสาหร่ายสามารถช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้มากถึง 2 ตันต่อปี

นอกจากนี้ ต่างจากพลาสติกชีวภาพชนิดอื่นๆ ที่ต้องใช้สภาวะทางอุตสาหกรรมเฉพาะในการย่อยสลาย พลาสติกชีวภาพที่ทำจากสาหร่ายสามารถย่อยสลายได้ 100% ที่บ้านซึ่งหมายความว่า เมื่อทิ้งแล้ว สามารถเปลี่ยนเป็นปุ๋ยหมักได้โดยไม่ต้องใช้โรงงานที่ซับซ้อน ช่วยเสริมวงจรเศรษฐกิจหมุนเวียนให้สมบูรณ์ยิ่งขึ้น

การวิจัยในปัจจุบันและความท้าทายในอนาคต

ปัจจุบันโครงการวิจัยหลายโครงการกำลังพัฒนาการใช้สาหร่ายเพื่อผลิตพลาสติกชีวภาพที่มีศักยภาพในเชิงพาณิชย์ โครงการหนึ่งคือ SEABIOPLAS ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการเพาะเลี้ยงสาหร่ายในระบบเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบบูรณาการหลายระดับชั้น สามารถผลิตพลาสติกชีวภาพและในทางกลับกันก็ผลิตผลิตภัณฑ์พลอยได้ที่มีประโยชน์ เช่น อาหารปลา ระบบที่ได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสมนี้ช่วยให้ปริมาณน้ำตาลในชีวมวลเพิ่มขึ้นถึงสี่เท่า ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตพลาสติกชีวภาพ

อีกหนึ่งเทคโนโลยีที่น่าสนใจคือการใช้แบคทีเรีย Haloferax mediterraneiซึ่งสามารถย่อยสลายคาร์โบไฮเดรตในสาหร่ายเพื่อผลิตโพลีไฮดรอกซีอัลคาโนเอต (PHA) ซึ่งเป็นโพลีเอสเตอร์ธรรมชาติที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ วิธีนี้พัฒนาโดยมหาวิทยาลัยเทลอาวีฟ โดยใช้จุลินทรีย์มาแทนที่กระบวนการทางเคมีที่ก่อให้เกิดมลพิษ และสร้างพลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพอย่างสมบูรณ์ ซึ่งจะสลายตัวภายในเวลาประมาณหนึ่งปี

นอกจากนี้ บริษัทหลายแห่งยังเริ่มทำงานกับพลาสติกที่ทำจาก สาหร่ายทะเล เช่น บริษัท Sway ซึ่งได้พัฒนาระบบผลิตถุงที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพจากสาหร่ายทะเลที่เพาะปลูกอย่างมีความรับผิดชอบ โซลูชันประเภทนี้ไม่เพียงแต่แสดงถึงความก้าวหน้าไปสู่รูปแบบเศรษฐกิจหมุนเวียนเท่านั้น แต่ยังช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากพลาสติกใช้แล้วทิ้งอีกด้วย

โดยสรุป โครงการริเริ่มต่างๆ เช่น AVS, Univenture และหน่วยงานระดับนานาชาติอื่นๆ กำลังแสดงให้เห็นว่าการใช้สาหร่ายในการผลิตพลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพนั้นเป็นมากกว่าทฤษฎี พลาสติกชีวภาพจากสาหร่ายไม่เพียงแต่เป็นทางเลือกที่ยั่งยืน แต่ด้วยการพัฒนาที่เหมาะสม พวกมันอาจกลายเป็นทางออกหลักสำหรับพลาสติกแบบดั้งเดิม ลดการพึ่งพาน้ำมัน และเป็นทางออกที่แท้จริงในการจัดการกับขยะพลาสติก