‘ไฮโดรเจน’
พลังงานแห่งอนาคต

ช่วงหลังมีการกล่าวถึงพลังงานไฮโดรเจนมากขึ้น ในฐานะแหล่งพลังงานแห่งอนาคตที่ไม่ทำร้ายโลก และสามารถใช้ได้ไม่มีวันหมดสิ้น แตกต่างกับพลังงานจากฟอสซิลที่ปล่อยก๊าซเรือนกระจก และมีวันหมดไปจากโลก 

ความคืบหน้าที่เป็นรูปธรรมของพลังงานไฮโดรเจน เห็นได้จากการที่ค่ายรถต่างพัฒนายานยนต์พลังงานไฮโดรเจนที่เริ่มใช้งานได้จริงแล้วในหลายประเทศ รวมไปถึงเครื่องบินที่ใช้พลังงานจากไฮโดรเจน

มาทำความรู้จัก ‘ไฮโดรเจน’

‘ไฮโดรเจน’ เป็นธาตุลำดับแรกในตารางธาตุ และพบมากที่สุดในเอกภพ เมื่อไฮโดรเจนเผาไหม้จะสร้างพลังงานในรูปของความร้อน โดยมีน้ำเป็นผลพลอยได้ นั่นหมายความว่า พลังงานจากไฮโดรเจนจะไม่สร้างคาร์บอนไดออกไซด์ที่ทำให้โลกร้อน และไฮโดรเจนยังเป็นองค์ประกอบของน้ำที่มีมากสุดบนโลก จึงเป็นพลังงานที่ไม่มีวันหมดสิ้น

สำหรับการผลิตไฮโดรเจนเชิงพาณิชย์มาจาก 4 แหล่งหลัก ได้แก่ ก๊าซธรรมชาติ น้ำมัน ถ่านหิน และการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า (Electrolysis) ซึ่งหากอยู่ในรูปก๊าซธรรมชาติจะใช้วิธีทำปฏิกิริยากับไอน้ำ (Steam Methane Reforming-SMR) จนได้ออกมาเป็น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์กับไฮโดรเจน  ส่วนในรูปของแข็ง อาทิ ถ่านหิน จะทำปฏิกิริยากับก๊าซออกซิเจนและไอน้ำ (Gasification) ได้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์กับไฮโดรเจน ซึ่งทั้ง 2 วิธีดังกล่าวจะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาด้วย ทำให้ยังไม่ใช่พลังงานที่สะอาดนัก

นอกจากนี้ ยังมีการผลิตไฮโดรเจนผ่านกระบวนการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า (Electrolysis) ซึ่งหากไฟฟ้าที่ใช้ในการผลิตมาจากพลังงานหมุนเวียนหรือพลังงานนิวเคลียร์ ไฮโดรเจนที่ผลิตได้จะเป็นพลังงานสะอาด แต่ก็มีต้นทุนสูงกว่าวิธีอื่น

ไฮโดรเจนหลากเฉดสี

การผลิตไฮโดรเจนแบ่งออกได้เป็นประเภทตามเชื้อเพลิงที่ใช้และการปล่อยคาร์บอนจากกระบวนการผลิต ซึ่งใช้สีระบุความแตกต่าง ดังนี้

ไฮโดรเจนสีเขียว (Green Hydrogen) เป็นการผลิตไฮโดรเจนผ่านกระบวนการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า ซึ่งไฟฟ้าที่ใช้มาจากพลังงานหมุนเวียน เช่น ลม น้ำ และแสงอาทิตย์ ทำให้ไม่มีการปล่อยคาร์บอนในกระบวนการผลิต ถือเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญในการช่วยให้โลกบรรลุเป้าหมายการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์ (Net Zero)

ไฮโดรเจนสีฟ้า (Blue Hydrogen) เป็นการผลิตแบบ SMR โดยใช้ก๊าซธรรมชาติ แต่จะเพิ่มการดักจับและกักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไว้ใต้ดิน ทำให้เป็นกลางคาร์บอน แต่ก็ยังมีการรั่วไหลของก๊าซเรือนกระจก (Fugitive Emissions)

ไฮโดรเจนสีเทา (Grey Hydrogen) เป็นไฮโดรเจนที่ได้จากกระบวนการ SMR โดยใช้ก๊าซธรรมชาติ คล้ายกับ Blue Hydrogen แต่ไม่มีการดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ 

ไฮโดรเจนสีชมพู (Pink Hydrogen) มาจากกระบวนการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า แต่ใช้พลังงานนิวเคลียร์ที่ไม่ปล่อย คาร์บอนไดออกไซด์ แม้จะมีกากกัมมันตรังสีที่ต้องจัดเก็บอย่างปลอดภัย

ไฮโดรเจนสีเหลือง (Yellow Hydrogen) มาจากกระบวนการแยกน้ำด้วยพลังงานไฟฟ้าจากสายส่ง 

ไฮโดรเจนสีฟ้าน้ำทะเล (Turquoise Hydrogen) เป็นกระบวนการแยกมีเทนออกเป็นคาร์บอนและไฮโดรเจน ซึ่งวิธีนี้เพิ่งเริ่มต้น และยังไม่ได้ดำเนินการเชิงพาณิชย์

ไฮโดรเจนสีน้ำตาล (Brown Hydrogen) ผลิตโดยใช้ถ่านหินผ่านกระบวนการทำปฏิกิริยากับก๊าซออกซิเจนและไอน้ำ

โลกเร่งเครื่องการพัฒนา

รายงานของ ‘ไฮโดรเจน ยุโรป’ ระบุเมื่อปลายปี 2564 ว่า กว่า 30 ประเทศทั่วโลกได้เริ่มวางกลยุทธ์ไฮโดรเจนของตนเองแล้ว ซึ่งมีเป้าหมายหลักอยู่ที่ลดการปล่อยมลพิษ โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมที่ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้ยาก และบางประเทศมีแผนชัดเจนในการผลิตไฮโดรเจนสีเขียวเพิ่มขึ้นภายในปี 2583

ทว่า ขณะนี้ยังไม่มีโครงสร้างพื้นฐานรองรับ รวมไปถึงตลาดซื้อขาย และกฎระเบียบควบคุม ไฮโดรเจนส่วนใหญ่ยังถูกใช้ใน การผลิตเคมีภัณฑ์ เช่น แอมโมเนียและเมทานอล

ด้าน ‘GlobalData’ ชี้ว่า ก่อนเกิดสงครามรัสเซีย-ยูเครน มี 3 ประเทศที่เป็นผู้นำด้านนี้ ทั้งรัสเซีย ยูเครน และออสเตรเลีย ขณะที่สถานการณ์ในปัจจุบันมีความไม่แน่นอนสูง 

ผลพวงจากสงครามยังทำให้บางประเทศ เช่น เยอรมนีหันมาเร่งเครื่องพัฒนาพลังงานทางเลือกที่รวมถึงไฮโดรเจน เพราะได้รับผลกระทบจากการพึ่งพาพลังงานจากรัสเซียอย่างมาก

แม้ไฮโดรเจนจะมีข้อดีมากมาย แต่ก็มีข้อจำกัดที่ทำให้ยังไม่สามารถใช้อย่างแพร่หลาย ทั้งต้นทุนสูง จัดเก็บและขนส่ง ยาก ความไม่พร้อมเรื่องโครงสร้างพื้นฐาน แต่ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี ประกอบกับความพยายามผลักดันของหลาย ประเทศ ทำให้ยังมีความหวังว่าการเปลี่ยนผ่านไปสู่พลังงานแห่งอนาคตชนิดนี้จะอยู่ไม่ไกล

รูปโดย: user6702303

---