ไฮโดรเจน พลังงานแห่งอนาคต ช่วยลดคาร์บอนไดออกไซด์

วันนี้รายการทันข่าว Today จะพาไปทำความรู้จักไฮโดรเจนให้มากขึ้น เมื่อไฮโดรเจนได้รับการยอมรับว่าจะเป็นหัวใจสำคัญของการเปลี่ยนแปลงที่จะช่วยโลกด้านการลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ลงได้

ด้วยเราสามารถนำไฮโดรเจนไปใช้เป็นเชื้อเพลิงทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลได้ ในภาคคมนาคม สามารถนำมาใช้ในการปรับปรุงคุณภาพน้ำมันปิโตรเลียมสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในหรือใช้เป็นเชื้อเพลิงโดยตรงในรถยนต์ไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง 

รวมถึงรถโดยสารและรถบรรทุก ภาคอุตสาหกรรม กลุ่มอุตสาหกรรมที่มีการใช้พลังงานความร้อนสูง เช่น อุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้า อะลูมิเนียม ซีเมนต์ เคมีภัณฑ์ การกลั่นน้ำมัน และภาคการผลิตไฟฟ้า ใช้เป็นเชื้อเพลิงโดยตรง หรือนำไปผสมกับก๊าซธรรมชาติในการผลิตไฟฟ้าด้วยกังหันก๊าซไฮโดรเจนผ่านกระบวนการเผาไหม้โดยตรงหรือผลิตพลังงานไฟฟ้าจากเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิง

ซึ่งทั่วโลกกำลังเร่งศึกษา พัฒนาการใช้งานอย่างเร่งด่วน เช่น การใช้ไฮโดรเจนแทนน้ำมันดีเซลในเรือขนส่งเชิงพาณิชย์ การนำไปผสมในก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟ้า แต่ด้วยยังมีต้นทุนที่สูง ดังนั้น การนำไปใช้ในแต่ละกิจกรรมจำเป็นต้องคำนึงถึงผลกระทบต่อเนื่อง

การเปลี่ยนผ่านการใช้พลังงาน หรือ Energy Transition ไม่ใช่เรื่องใหม่สำหรับประเทศไทย เพราะครั้งหนึ่งเมื่อกว่า 40 ปีที่แล้ว ไทยเปลี่ยนการใช้น้ำมันเตา น้ำมันดีเซล ใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟ้ามาเป็นก๊าซธรรมชาติ ทั้งเป็นเชื้อเพลิงที่สะอาดกว่า เผาไหม้ได้หมดจด ช่วยลดมลภาวะทางอากาศ และที่สำคัญ เป็นแหล่งพลังงานของประเทศ ที่ช่วยลดการพึ่งพาการนำเข้าจากต่างประเทศแต่เพียงอย่างเดียว

มาทำความรู้จักกับไฮโดรเจนกันเพิ่มเติมสักนิดดีกว่าครับ ไฮโดรเจน หรือชื่อทางวิทยาศาสตร์ H2 ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น มีการเผาไหม้ที่สะอาด และนำไปใช้เป็นพลังงานได้หลากหลาย มีการคิดค้นเพื่อใช้งานตั้งแต่ศตวรรษที่ 18 โดยน้ำ (H2O) เป็นสารประกอบไฮโดรเจนที่มีมากที่สุดในโลก

ไฮโดรเจน มีคุณสมบัติได้ทั้ง 3 สถานะ คือ ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ โดยการเปลี่ยนสถานะ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ และแรงดัน

ไฮโดรเจน ผลิตได้จากแหล่งวัตถุดิบหลายประเภท ซึ่งจะมีการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ในปริมาณที่ต่างกัน จึงมีการกำหนดสีของไฮโดรเจนเพื่อบ่งบอกความสะอาด ดังต่อไปนี้

1) ไฮโดรเจนสีเทา ใช้ก๊าซธรรมขาติ เป็นวัตถุดิบ ผ่านกระบวนการเปลี่ยนรูปสารไฮโดรคาร์บอนด้วยไอน้ำ กระบวนการนี้ มีการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

2) ไฮโดรเจนสีฟ้า ใช้ก๊าซธรรมขาติ เป็นวัตถุดิบ ผ่านกระบวนการเปลี่ยนรูปสารไฮโดรคาร์บอนด้วยไอน้ำ แต่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ได้จากกระบวนการนี้ ไม่มีการปลดปล่อย และจะดักจับและกักเก็บด้วยเทคโนโลยีเรียกว่า Carbon Capture and Storage : CCS

3) ไฮโดรเจนสีชมพู ใช้พลังงานไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ นำมาผ่านกระบวนการแยกไฮโดรเจนออกจากน้ำ หรือเรียกว่า Water Electrolysis กระบวนการนี้ ไม่มีการปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์

4) ไฮโดรเจนสีเขียว ใช้พลังงานไฟฟ้าจาก พลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ หรือ ลม โดยนำมาผ่านกระบวนการแยกไฮโดรเจนออกจากน้ำ

ซึ่งไฮโดรเจนสีเขียว นับเป็นพลังงานสะอาดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม แม้ว่า ปัจจุบันจะมีการผลิตอยู่เพียง ร้อยละ 5 ของปริมาณไฮโดรเจนที่ใช้งานกันทั่วโลก แต่ก็คาดหมายว่า ไฮโดรเจนสีเขียวนี้ จะเริ่มเข้ามามีบทบาทสำคัญอย่างมากในด้านพลังงานหลังปี ค.ศ. 2030 เป็นต้นไป

เมื่อไฮโดรเจนถูกมองว่าเป็นหัวใจสำคัญที่จะช่วยลดคาร์บอนในอนาคตอันใกล้นี้ ด้วยคุณสมบัติเฉพาะตัวที่สามารถใช้งานในภาคส่วนต่าง ๆ ของเศรษฐกิจ หลายประเทศจึงได้ออกนโยบาย และแผนกลยุทธศาสตร์ในการพัฒนาอุตสาหกรรมไฮโดรเจน เพื่อกระตุ้นให้เกิดอุปสงค์และอุปทานภายในประเทศ

ปัจจุบัน มีการใช้งานเทคโนโลยีไฮโดรเจนกว่า 30 ประเทศ ทั่วโลก โดยเฉพาะโซนยุโรป สหรัฐอเมริกา และตะวันออกกลาง ด้วยมีความได้เปรียบเชิงพื้นที่ในการพัฒนาพลังงานหมุนเวียน แต่อีกหลายประเทศ ก็อยู่ระหว่างเร่งเตรียมความพร้อมพัฒนาไฮโดรเจนในการใช้งานภาคต่างๆ 

เช่น เยอรมัน ได้มีการนำรถไฟพลังงานไฮโดรเจน หรือ Coradia iLint อ่านว่า (คอราเดีย ไอลินท์)  จำนวน 14 ขบวน มาวิ่งในรัฐโลเวอร์แซกโซนี โดยรถไฟพลังงานไฮโดรเจนจะไม่ปล่อยมลพิษใด ๆ สู่อากาศ ด้วยการรวมไฮโดรเจนและออกซิเจนเพื่อกลายเป็นพลังงานที่ทำให้รถไฟวิ่งได้ 

สิ่งที่จะถูกปล่อยออกมามีเพียงไอน้ำและความร้อน อีกทั้งความร้อนที่เกิดขึ้นยังสามารถนำกลับมาใช้เป็นพลังงานให้กับระบบปรับอากาศของรถไฟ รถไฟสามารถวิ่งได้ราว 1,000 กิโลเมตรต่อเชื้อเพลิงไฮโดรเจนหนึ่งถัง ด้วยความเร็วสูงสุดที่ 140 กิโลเมตรต่อชั่วโมง 

โดยทางการเยอรมนีมีแผนจะยกเลิกใช้รถไฟดีเซลทั้งหมดเพื่อต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศที่รุนแรงขึ้น โดยรัฐบาลเยอรมนีประกาศว่าจะเป็นผู้นำด้านเทคโนโลยีไฮโดรเจนภายใน 10 ปีอีกด้วย

ญี่ปุ่น ได้สร้างเมืองต้นแบบพลังงานไฮโดรเจน ที่เมืองนามิเอะ จังหวัดฟุกุชิมะ ภายใต้โครงการ “ศูนย์วิจัยพลังงานไฮโดรเจนฟุกุชิมะ” โดยมุ่งเน้นการใช้เทคโนโลยีการผลิตไฮโดรเจนที่มีต้นทุนต่ำเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

สาธารณรัฐฝรั่งเศส บริษัท Pragma Industries ผลิตจักรยานพลังงานไฮโดรเจน และบริษัท Compagnie Fluvial de Transport เริ่มใช้เรือพลังงานไฮโดรเจนในการขนส่งสินค้าเชิงพาณิชย์

สำหรับประเทศไทยนั้น ภาครัฐมีการออกนโยบายส่งเสริมกรใช้พลังงานไฮโดรเจน โดยมีแนวทางการพัฒนาและส่งเสริมการใช้ไฮโดรเจนจองประเทศ สอดคล้องกับยุทธศาสตร์ 4 ด้าน

1) ด้านการพัฒนาตลาดและสร้างแรงจูงใจให้กับผู้ใช้
2) ส่งเสริมการวิจัยและพัฒนาอุตสาหกรรม
3) พัฒนาโครงสร้างพื้นฐาน
4) ปรับปรุงกฎระเบียบและมาตรฐาน

แบ่งการดำเนินงานเป็น 3 ระยะ ได้แก่

• ระยะสั้น ช่วงเตรียมความพร้อม ตั้งแต่ ปี ค.ศ. 2020 - ค.ศ. 2030 ประกอบด้วย โครงการนำร่อง จัดทำมาตรฐานความปลอดภัย จัดทำแผนและศึกษารูปแบบธุรกิจใหม่ ทดสอบ ปรับปรุง ระบบกักเก็บและขนส่ง

• ระยะกลาง ช่วงพัฒนาไฮโดรเจนเชิงพาณิชย์ ในภาคพลังงาน ค.ศ. 2031 - 2040 ผสมไฮโดรเจน 10-20% ในระบบท่อ และรถยนต์ FCEV พัฒนาโครงสร้างพื้นฐาน และขยายสถานีไฮโดเจน ส่งเสริมการลงทุนและสิทธิประโยชน์ด้านภาษี จัดทำกฎระเบียบมาตรฐานคุณภาพก๊าซฯ และสถานีกักเก็บ

• ระยะยาว มุ่งสู่ Carbon Neutrality และ  Net Zero Emissions  ปี ค.ศ. 2041 - 2050 เพิ่มอัตราส่วนผสมไฮโดเจน 25 - 75%  ในระบบท่อ และรถยนต์ FCEV กำหนดโครงสร้างราคา  พัฒนาแพลตฟอร์มและการซื้อขายคาร์บอน พัฒนาโครงสร้างพื้นฐานและขยายสถานีไฮโดรเจน สร้างโครงข่าย RE-Power รองรับไฮโดรเจนสีเขียว กำหนด มาตรฐานการขนส่ง FCEV และสถานีเติมไฮโดรเจน

ความก้าวหน้าของภาคส่วนต่างๆ ในประเทศไทย ที่เร่งเตรียมความพร้อมรองรับการยกระดับการใช้เชื้อเพลิงสะอาดไฮโดรเจน เช่น มีการจัดตั้ง Hydrogen Thailand Club โดยรวบรวมพันธมิตรทั้งภาครัฐและเอกชน ร่วมกันผลักดันเทคโนโลยีไฮโดรเจน ปัจจุบันมีสมาชิก 54 บริษัท

การริเริ่มติดตั้งสถานีนำร่อง Hydrogen Station สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิงแห่งแรกของประเทศ ณ อำเภอบางละมุง จ.ชลบุรี เพื่อศึกษาการใช้ไฮโดรเจนใสภาคคมนาคมขนส่ง

การพัฒนาโครงการไฮโดรเจนสีเขียว ที่ประเทศโอมาน การพัฒนาและทดสอบการผสมไฮโดรเจนในก๊าซธรรมชาติ และการพัฒนาห้องปฏิบัติการของสถาบันนวัตกรรม ปตท.

การผลักดันการใช้ไฮโดรเจนเพื่อลดการปลดปล่อยก๊าซเรือนกระจกนั้น จำเป็นต้องมีนโยบายสนับสนุนตลอดทั้งห่วงโซ่อุปทาน โดยเฉพาะการเชื่อมโยงยุทธศาสตร์ระดับประเทศ การพัฒนาโครงสร้างพื้นฐาน การกำหนดมาตรฐานการดำเนินงานในส่วนที่เกี่ยวข้อง ตลอดจน กลไกด้านราคาคาร์บอน เพื่อให้ประเทศไทยเป็นส่วนหนึ่งของการดูแล มุ่งไปสู่ ความเป็นกลางทางคาร์บอนต่อไป

แข็งแรงร่วมกับสังคมไทย และเติบโตในระดับโลกอย่างยั่งยืน

วันนี้เราได้รู้จักประโยชน์ของไฮโดรเจนเพิ่มขึ้น เพราะการดูแลสิ่งแวดล้อม เป็นหน้าที่ของทุกคน ที่ต้องช่วยกันดูแลโลกใบนี้ ให้งดงามตลอดไป

รับชมวิดีโอ : https://youtu.be/sQccjhK7i-A?si=IC-iyizma8AWw2P4