Hydrail | Rail Vehicles Use On-Board Hydrogen Fuel as a Source of Energy
“…..รถไฟเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน Hydrogen Fuel Cell Trains จะมีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนผ่านไปสู่ระบบเศรษฐกิจที่ปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ Transition to a Zero Emission Economy …”
ในระบบการขนส่ง Transportation System นั้น ไฮเดรล Hydrail คือ คำทั่วไปที่ใช้อธิบายยานพาหนะในระบบขนส่งทางรางทุกรูปแบบ All Forms of Rail Vehicles ไม่ว่าจะใหญ่ หรือเล็ก ซึ่งใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่บรรจุเก็บไว้บนตัวถัง On-Board Hydrogen Fuel เป็นแหล่งพลังงาน Source of Energy เพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ลากจูง หรืออุปกรณ์ประกอบอื่น หรือร่วมในระบบรูปแบบผสม Hybrid System .. อย่างไรก็ตาม เพื่อให้ง่ายต่อความเข้าใจ บางครั้งก็จะเรียกพวกมันว่า รถไฟไฮโดรเจน Hydrogen Train ก็มิได้ผิด .. ยานพาหนะไฮเดรล Hydrail Vehicles เหล่านี้นั้น ใช้พลังงานเคมีของไฮโดรเจนในการขับเคลื่อน Chemical Energy of Hydrogen for Propulsion ไม่ว่าจะโดยการเผาไหม้ไฮโดรเจนในเครื่องยนต์สันดาปภายในด้วยไฮโดรเจน Hydrogen Internal Combustion Engines หรือโดยการทำปฏิกิริยาไฮโดรเจนกับออกซิเจนในเซลล์เชื้อเพลิง Reacting Hydrogen with Oxygen in a Fuel Cells เพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้า ..
การประยุกต์ใช้ไฮโดรเจนอย่างแพร่หลาย Widespread Use of Hydrogen เพื่อเป็นเชื้อเพลิงหลักในการขนส่งทางราง Fueling Rail Transportation คือ หนึ่งในองค์ประกอบสำคัญพื้นฐานของเศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy ที่เสนอ .. ไฮเดรล Hydrail คำนี้นั้น ถูกใช้โดยนักวิชาการด้านการวิจัย และช่างเทคนิคทั่วโลกในปัจจุบันนั่นเอง ..
จนถึงปัจจุบัน โดยทั่วไป ยานพาหนะไฮเดรล Hydrail Vehicles มักจะเป็นยานพาหนะแบบผสม Hybrid Vehicles ที่มีระบบจัดเก็บพลังงานหมุนเวียน Renewable Energy Storage เช่น ชุดแบตเตอรี่ Batteries หรือตัวเก็บประจุยิ่งยวด Supercapacitors สำหรับการเบรกแบบ Regenerative Braking .. การปรับปรุงประสิทธิภาพ และลดปริมาณการจัดเก็บไฮโดรเจน Hydrogen Storage ที่จำเป็น ส่งผลให้การใช้งานระบบไฮเดรล Hydrail System นั้น เป็นไปได้ และรวมถึงการขนส่งทางรางทุกประเภท ได้แก่ รถไฟโดยสาร Commuter or Passenger Rail, รถไฟบรรทุกสินค้า Goods Train, ระบบรถไฟในภาคอุตสาหกรรม Industrial Railway Systems, รถราง Trams และการโดยสารรถไฟชนิดพิเศษต่าง ๆ ในสวนสาธารณะ และพิพิธภัณฑ์ Special Rail Rides at Parks & Museums เป็นต้น ..
ไฮเดรล Hydrail หรือระบบรางขับเคลื่อนด้วยเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน Hydrogen Fuel Cell ..
รถไฟเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน Hydrogen Fuel Cell Trains จะมีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนผ่านไปสู่ระบบเศรษฐกิจที่ปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ Transition to a Zero Emission Economy .. รถไฟที่ขับเคลื่อนด้วยไฮโดรเจน Hydrogen-Powered Trains พร้อมที่จะพลิกโฉมอุตสาหกรรมรถไฟในฐานะทางเลือกที่คุ้มค่า ประสิทธิภาพสูง และปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ Zero Emission แทนที่หัวรถจักรน้ำมันดีเซล Diesel Fuels locomotive ที่มีอายุการใช้งานมากขึ้นเรื่อย ๆ ..
เกือบทุกเส้นทางรถไฟที่ให้บริการโดยรถไฟดีเซล Diesel Trains สามารถเปลี่ยนไปให้บริการด้วยรถไฟไฮเดรล Hydrail Trains แทนได้ .. ตั้งแต่เส้นทางรถไฟระดับภูมิภาค และเส้นทางรถไฟโดยสารในเมือง ไปจนถึงระบบรางทั้งหมดด้วยการเปลี่ยนแทนเป็นแบบตัวต่อตัว One-to-One Replacement ..
คุณสมบัติที่สำคัญของยานพาหนะระบบรางขับที่เคลื่อนด้วยเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cell Powered Rail ได้แก่ รถไฟเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cell Trains มีความยืดหยุ่น และอเนกประสงค์ เช่นเดียวกับรถไฟที่ใช้น้ำมันดีเซล Flexible & Versatile as Diesel-Powered Trains ซึ่งมีช่วงระยะทางที่ทำได้ใกล้เคียงกัน .. พวกมัน ไม่มีข้อกำหนดสำหรับโครงสร้างพื้นฐานสายไฟฟ้าระโยงระยางเหนือศีรษะ และสถานีไฟฟ้าย่อย Power Substations รวมทั้ง สามารถเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจน Hydrogen Fuels ในเวลาน้อยกว่า 20 นาที และทำงานได้นานกว่า 18 ชั่วโมงสำหรับการเติมเชื้อเพลิงเพียงครั้งเดียว .. ทั้งนี้ สามารถเปิดใช้งานรถไฟที่ใช้พลังงานไฟฟ้าจากเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cell Powered Rail อย่างค่อยเป็นค่อยไป Gradual Electrification หรือค่อย ๆ เปิดใช้งานทีละขบวนโดยวางแผนงานให้สอดคล้องกับงบประมาณที่มีอยู่ One Train at the Time Aligned with Budget Availability ได้อีกด้วย ..
ไฮเดรล Hydrail หรือ รถไฟไฮโดรเจน Hydrogen – Powered Trains ใช้การกำหนดค่าในรูปแบบแบบไฮบริดของเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน Hydrogen Fuel Cells, แบตเตอรี่ Batteries, ตัวเก็บประจุยิ่งยวด Supercapacitors และมอเตอร์ไฟฟ้า Electric Motors .. แหล่งเชื้อเพลิงหลัก คือ ไฮโดรเจน Hydrogen : H2 ซึ่งเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cells จะเปลี่ยนไฮโดรเจนเป็นพลังงานไฟฟ้า Convert the Hydrogen into Electricity ซึ่งจะป้อนแบตเตอรี่ Batteries เพื่อให้แหล่งพลังงานที่เสถียรสำหรับมอเตอร์ลากจูง Traction Motors .. เบรกของรถไฟจะชาร์จแบตเตอรี่ใหม่ Train’s Brakes Recharge the Batteries ด้วยตัวเก็บประจุยิ่งยวด Supercapacitors ซึ่งเก็บพลังงานส่วนเกินไว้ใช้ในภายหลัง และยังช่วยประหยัดเชื้อเพลิงอีกด้วย ..
เทคโนโลยีสำคัญของระบบขับเคลื่อนไฮโดรเจน Hydrogen Propulsion System ทั่วไป คือ เซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cells .. อุปกรณ์นี้ แปลงพลังงานเคมี Chemical Energy ที่บรรจุอยู่ภายในไฮโดรเจน Hydrogen : H2 เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า เช่นเดียวกับน้ำ และความร้อน .. เซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cells จะทำงานในลักษณะที่ตรงกันข้ามกับกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส Inverse to the Electrolysis Process ที่ใช้สร้างเชื้อเพลิง หมายถึง การใช้ไฮโดรเจนบริสุทธิ์เพื่อผลิตกำลังไฟฟ้าแทนที่จะใช้พลังงานไฟฟ้าเพื่อผลิตไฮโดรเจน ..
แม้ว่าจะเกิดการสูญเสียพลังงานในระดับหนึ่งในการแลกเปลี่ยน และประสิทธิภาพการแปลงไฟฟ้าให้เป็นไฮโดรเจน รวมทั้งเปลี่ยนกลับมาเป็นกำลังไฟฟ้าใหม่ จะต่ำกว่า 30% ใกล้เคียงกับเครื่องยนต์ดีเซลทั่วไป Contemporary Diesel Engines แต่น้อยกว่าการลากจูงด้วยกำลังไฟฟ้าทั่วไปโดยใช้สายไฟฟ้าเหนือศีรษะ อย่างไรก็ตาม เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน Hydrogen Fuel Cells ให้กำลังขับเคลื่อนที่เหนือชั้นด้วยพลังงานจำเพาะ Specific Energy ที่สูงกว่ามาก .. กำลังไฟฟ้าที่ผลิตโดยเซลล์เชื้อเพลิงบนยานพาหนะในระบบราง Electricity Produced by the Onboard Fuel Cells จะถูกป้อนเข้าสู่มอเตอร์เพื่อขับเคลื่อนรถไฟ .. ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งระบบไฟฟ้าเหนือศีรษะอยู่ที่ประมาณ 2 ล้านยูโร/กม. ดังนั้น ข้อไขในการใช้พลังงานไฟฟ้าแบตเตอรี่ และรถไฟไฮโดรเจน Hydrogen-Powered Trains หรือไฮเดรล Hydrail จึงกลายเป็นทางเลือกที่น่าสนใจอย่างยิ่งในปัจจุบัน และอนาคตหากราคาไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen Cost ลดลงได้อีก ..
เอกสารศึกษาของกลุ่มวิศวกรในภาคอุตสาหกรรมรถไฟ ชี้ว่า การขยายตัวของพลังงานแสงอาทิตย์ Solar Energy และพลังงานลม Wind Energy ทำให้บางประเทศมีพลังงานไฟฟ้าส่วนเกินในช่วงเวลากลางคืน และแนวโน้มนี้สามารถนำเสนอพลังงานไฟฟ้าที่มีต้นทุนต่ำ และพร้อมใช้งานสูงมากขึ้น ซึ่งส่งผลให้การผลิตไฮโดรเจน Hydrogen : H2 Production สามารถทำได้อย่างสะดวกสบายด้วยกระแสไฟฟ้าส่วนเหลือเกินเหล่านี้ .. ในลักษณะดังที่กล่าว เชื่อกันว่า การผลิตไฮโดรเจนโดยใช้กำลังไฟฟ้านอกจุดสูงสุดที่มีจำหน่ายจากโครงข่ายระบบสายส่งของประเทศต่าง ๆ น่าจะเป็นหนึ่งในแนวทางปฏิบัติที่ประหยัดที่สุด .. ไฮโดรเจนที่ผลิตโดยกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสโดยทั่วไปมีราคาใกล้เคียงกับก๊าซธรรมชาติ Natural Gas และเท่ากับเกือบ 2 เท่าของน้ำมันดีเซล Diesel Fuel อย่างไรก็ตาม ไม่เหมือนกับเชื้อเพลิงจากฟอสซิลเหล่านี้ การขับเคลื่อนด้วยไฮโดรเจนทำให้การปล่อยมลพิษจากยานพาหนะเป็นศูนย์ Hydrogen Propulsion Produces Zero Vehicle Emissions .. ทั้งนี้ หากไฮโดรเจน Hydrogen : H2 ถูกผลิตขึ้นโดยกระบวนปฏิรูปก๊าซมีเทนด้วยไอน้ำ Steam Methane Reforming การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ Carbon Dioxide : CO2 ในภาพรวมการใช้ Hydrail ก็จะยังคงต่ำกว่ารถไฟดีเซล Diesel Trains ถึง 45% อยู่ดีอีกด้วยเช่นกัน ..
จากข้อมูลของ Rail Engineer และบริษัท Alstom ชี้ให้เห็นว่า ฟาร์มกังหันลม Rind Farm ขนาด 10 MW สามารถผลิตไฮโดรเจน Hydrogen : H2 ได้ 2.5 ตันต่อวันอย่างสบายๆ เพียงพอที่จะขับเคลื่อนขบวนรถไฟ iLint จำนวน 14 ขบวนได้ด้วยระยะทางมากกว่า 600 กม.ต่อวัน .. การผลิตไฮโดรเจนทั่วโลก Production of Hydrogen Worldwide ได้ขยายปริมาณ และความพร้อมจำหน่าย ซึ่งเพิ่มความน่าดึงดูดใจในฐานะเชื้อเพลิงสะอาด Green & Clean Fuels ที่ให้กำลังขับสูง อย่างไรก็ตาม ความจำเป็นในโครงสร้างพื้นฐาน และเครือข่ายการกระจายไฮโดรเจน Distribution Infrastructure & Network for Hydrogen ที่มีศักยภาพ ซึ่งอาจจำเป็นต้องลงทุนจำนวนมาก มีแนวโน้มที่จะยับยั้งการเติบโตของรถไฟไฮโดรเจน Hydrogen-Powered Trains หรือไฮเดรล Hydrail อย่างน้อยในระยะสั้นได้ ..
แต่ในระยะยาว คาดหมายได้ว่า ไฮโดรเจนปริมาณมหาศาล Large Volumes of Hydrogen จะสามารถถูกซื้อขายกันได้ในตลาดระหว่างประเทศ และในตลาดระดับเล็กย่อยลงไปจนถึงการซื้อขายระดับชุมชน และครัวเรือน เช่นเดียวกับการจ่ายค่าไฟฟ้า ค่าน้ำ ค่าแก๊ส ในระบบสาธารณูปโภค ภายในสิ้นทศวรรษนี้ ขณะที่อุปสรรคต่าง ๆ กำลังได้รับการแก้ไขให้ลุล่วงไปได้ในไม่ช้า รวมทั้งอีกไม่นานนี้ ต้นทุนของไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen ได้รับการคาดหมายว่าจะลดลงได้อีกอย่างน้อย 2-3 เท่าจากนี้ไป ซึ่งหมายถึง รถไฟไฮโดรเจน Hydrogen-Powered Trains หรือไฮเดรล Hydrail คือ ทางเลือกที่น่าสนใจสำหรับการปล่อยมลพิษจากยานพาหนะระบบรางเป็นศูนย์ Hydrogen Propulsion Train Produces Zero Emissions ในระบบขนส่งสาธารณะซึ่งจะทำให้หัวรถจักรดีเซล Diesel Trains ที่เคยยิ่งใหญ่ในยุคอุตสาหกรรมอาจหายจากโลกใบนี้ไปตลอดกาล ..
สังเกตได้ว่า โดยทั่วไป ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีอุตสาหกรรมรถไฟนั้น ล่าช้ามาก ในอดีตในการนำเทคโนโลยีใหม่ ๆ มาใช้ ดูเสมือนแนวคิดของบุคลากรในระบบขนส่งจะค่อนข้างอนุรักษ์นิยมในมุมมองด้านการพัฒนา .. อย่างไรก็ตาม การนำเทคโนโลยีไฮโดรเจน Hydrogen Technologies เหล่านี้ไปใช้งานในกรอบใหญ่ที่ประสบความสำเร็จโดยผู้เริ่มใช้ในช่วงแรกจะกลายปัจจัยชี้ขาดในการเอาชนะทัศนคติที่ไม่เต็มใจ และแนวคิดอนุรักษนิยมของผู้เกี่ยวข้อง .. นอกจากนี้ อาจมีประโยชน์อย่างมากในการเปลี่ยนจากหัวรถจักรดีเซลเดิมไปเป็นระบบขับเคลื่อนไฮเดรล Transitioning from Diesel to Hydrail Propulsion รุ่นใหม่ ..
จากผลการศึกษาที่ดำเนินการโดยกลุ่มบริษัทฯ ของ Hitachi Rail Europe, University of Birmingham และ Fuel Cell Systems Ltd พบว่า ไฮเดรล Hydrail หรือ รถไฟไฮโดรเจน Hydrogen-Powered Trains สามารถลดการใช้พลังงานได้อย่างมาก ซึ่งตามรายงาน แบบจำลองระบุว่า ประหยัดได้มากถึง 52% บนเส้นทางจากนอริช Norwich ถึงเชอริงแฮม Sheringham ในสหราชอาณาจักร เมื่อเทียบกับการลากจูงธรรมดาจากหัวรถจักรดีเซล Diesel Trains .. ประเด็นปัญหาหลักยังคงอยู่ที่จากนี้ไปราคาของไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen Cost จะลดลงได้รวดเร็วเพียงใดเท่านั้นนั่นเอง ..
ไฮเดรล Hydrail หรือ รถไฟพลังไฮโดรเจน Hydrogen Powered Trains ได้รับการทดสอบทดลอง และกำลังเริ่มเปิดให้บริการกระจายไปแล้วทั่วโลก ..
ประเทศเยอรมนี เปิดตัวขบวนรถไฟโดยสารที่ใช้พลังงานไฮโดรเจนขบวนแรกของโลก World’s First Fleet of Hydrogen-Powered Passenger Trains แทนที่รถไฟดีเซล Diesel Trains จำนวน 15 ขบวนที่เคยวิ่งบนรางแบบไม่ใช้ไฟฟ้าในรัฐแซกโซนีตอนล่าง State of Lower Saxony รวมทั้งเชื่อมั่นว่า จะสามารถลดการปล่อย CO2 ได้อย่างน้อย 4,400 ตัน/ปี ด้วยการเปลี่ยนจากรถไฟดีเซล Diesel Trains ไปเป็นรถไฟไฮโดรเจน Hydrogen-Powered Trains หรือไฮเดรล Hydrail 15 ขบวนนี้ ..
เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน Hydrogen Fuel Cells คือ วิธีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นในการให้พลังงานแก่ยานพาหนะในระบบขนส่งทางราง ซึ่งเดิมมีต้นทุนที่เป็นอุปสรรค .. แต่จนถึงวันนี้ ทุกอย่างเริ่มเปลี่ยนไปแล้ว โดยเฉพาะในวันที่ผู้โดยสารชาวเยอรมันได้ขึ้นรถไฟที่ใช้พลังงานไฮโดรเจนเป็นขบวนแรกของโลก The World’s First Hydrogen Powered Trains ซึ่งเริ่มให้บริการแล้ว ตั้งแต่เดือนสิงหาคม ปี 2565 ที่ผ่านมา ..
นาย Stefan Schrank ผู้จัดการโครงการของบริษัท Alstom ซึ่งสร้างหัวรถจักรไฮโดรเจน กล่าวในการให้สัมภาษณ์กับ Agence France-Presse : AFP ชี้ให้เห็นว่า “แน่นอนว่า การจัดซื้อรถไฟไฮโดรเจน Hydrogen Train นั้น ค่อนข้างแพงกว่ารถไฟดีเซล Diesel Train หากแต่ว่าการเดินรถ และการจัดการทางธุรกิจด้วยไฮเดรล Hydrail หรือ รถไฟพลังไฮโดรเจน Hydrogen Powered Trains นั้น มีต้นทุนรวมที่ถูกกว่ารถไฟดีเซล Diesel Train” ..
ในประเทศเยอรมนีวันนี้ รถไฟพลังไฮโดรเจน Hydrogen Powered Trains รุ่นใหม่ ขนส่งผู้โดยสารไปตามเส้นทาง 100 กิโลเมตร หรือ 62 ไมล์ และสามารถเดินทางได้ไกลถึง 1,000 กิโลเมตร หรือ 621 ไมล์ ด้วยไฮโดรเจนเพียงถังเดียว โดยมีความเร็วสูงสุด 140 กิโลเมตรต่อชั่วโมง หรือ 87 ไมล์ต่อชั่วโมง ..
เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน Hydrogen Fuel Cells ผลิตกระแสไฟฟ้าโดยการรวมไฮโดรเจน H2 กับออกซิเจน O2 และผลพลอยได้เพียงอย่างเดียว คือ น้ำ ทำให้พวกมัน เป็นแหล่งพลังงานที่มีแนวโน้มปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ และมีเสียงรบกวนน้อยมากอย่างยิ่ง ..
แม้ว่าจะยังคงอาจมีราคาแพง แต่เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน Hydrogen Fuel Cells ก็มีข้อได้เปรียบเหนือชุดแบตเตอรี่ Batteries ตัวอย่างเช่น แทนที่จะต้องชาร์จประจุใหม่ พวกเขาสามารถเติมเชื้อเพลิงได้เหมือนที่เติมให้กับเครื่องยนต์แก๊ส หรือดีเซล Gas or Diesel Engine และเนื่องจากตารางเดินรถไฟสามารถคาดการณ์ได้แน่นอน รวมทั้งการจัดวางโครงสร้างพื้นฐานในการเติมเชื้อเพลิงนั้น ง่ายกว่ามาก เป็นต้น ..
สหราชอาจักร United Kingdom : UK ก็มีแนวคิดในลักษณะเดียวกัน ขบวนรถไฟไฮโดรเจนขบวนแรกของพวกเขาเข้าสู่เส้นทางหลักสำหรับการให้บริการเชิงพาณิชย์แล้วเช่นกัน ซึ่งนับเป็นก้าวสำคัญในการลดคาร์บอนของขบวนรถไฟของอังกฤษ Major Step Towards Decarbonising Britain’s Railways ..
การทดลองรถไฟที่เรียกว่า HydroFLEX ซึ่งได้รับการสนับสนุนด้วยทุน 750,000 ปอนด์จาก Department for Transport สำหรับงานพัฒนาเกือบ 2 ปี และการลงทุนมากกว่า 1 ล้านปอนด์ ทั้งจาก University of Birmingham และ บริษัท Porterbrook : British Railway Rolling Stock Leasing ..
รถไฟที่ใช้ไฮโดรเจน Hydrogen-Powered Trains ไม่ปล่อยก๊าซมลพิษที่เป็นอันตราย ซึ่งแตกต่างจากรถไฟดีเซล Diesel Trains .. พวกมัน คือ รถไฟที่ใช้ไฮโดรเจน และออกซิเจนในการผลิตไฟฟ้า น้ำ และความร้อนแทน .. นอกจากนี้ เทคโนโลยีล้ำสมัยที่อยู่เบื้องหลังรถไฟ ซึ่งเปิดใช้งานแล้ว เมื่อมิถุนายน ปี 2566 ที่ผ่านมานี้ เพื่อดัดแปลงรถไฟที่ให้บริการในปัจจุบันให้เป็นรถไฟพลังไฮโดรเจนด้วยจำนวนเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ซึ่งจะช่วยลดคาร์บอนในเครือข่ายรถไฟ Decarbonise the Rail Network รวมทั้งทำให้การเดินทางด้วยรถไฟเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และมีประสิทธิภาพมากขึ้น ..
ในแคนาดา รถไฟพลังไฮโดรเจนขบวนแรกของอเมริกาเหนือเปิดให้บริการแล้วด้วยเช่นกัน พวกมันสามารถขนส่งผู้โดยสารได้หลายร้อยคนโดยไม่มีการปล่อยมลพิษ ..
เมื่อวันที่ 17 มิถุนายน 2566 บริษัทอัลสตอม Alstom ผู้ผลิตรถไฟไฮโดรเจน ร่วมมือกับรัฐบาลควิเบก Government of Quebec, Chemin de fer Charlevoix, Train de Charlevoix, Harnois Énergies, HTEC และ Accelera by Cummins เพื่อพาผู้โดยสารหลายร้อยคนขึ้นรถไฟ Coradia iLint สำหรับการเดินทางด้วยรถไฟไฮโดรเจนครั้งแรกบนแผ่นดินดินอเมริกาเหนือ โดยให้บริการเดินรถไฟแล่นจาก Parc de la Chute-Montmorency ใน Quebec City ไปยัง Baie-Saint-Paul ระยะทาง 90 กิโลเมตร ..
รถไฟ Coradia iLint ของพวกเขา ขับเคลื่อนด้วยเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน Hydrogen Fuel Cells ที่ปล่อยเฉพาะไอน้ำระหว่างการทำงาน นอกจากนี้ ยังมีสภาพแวดล้อมที่เงียบกว่าสำหรับผู้โดยสาร และผู้ที่อาศัยอยู่ใกล้กับเส้นทางระบบราง ทำให้การขับเคลื่อนเป็นไปได้อย่างยอดเยี่ยม สะอาด และปล่อยมลพิษทางเสียงน้อยลง ..
รถไฟไฮโดรเจน Hydrogen Train เหล่านี้ ทำความเร็วสูงสุดได้ 140 กม./ชม. พร้อมอัตราเร่ง และการเบรกที่เทียบได้กับรถไฟดีเซลมาตรฐานในระดับภูมิภาค Standard Regional Diesel Train ..
นาย Keroullé ประธานอัลสตอม อเมริกา President of Alstom Americas กล่าวว่า “เทคโนโลยีไฮโดรเจน นำเสนอทางเลือกทดแทนน้ำมันดีเซล และแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการจัดหาข้อไขการสัญจรที่ยั่งยืนมากขึ้นให้กับลูกค้า หน่วยงาน ผู้ประกอบการ ตลอดจนผู้โดยสารของพวกเขาทดแทนหัวรถจักรดีเซลที่มีสภาพเก่าใช้งานมานาน และใกล้สิ้นสภาพ นอกจากนี้ยังจะเป็นเรื่องที่ยอดเยี่ยมสำหรับระบบนิเวศไฮโดรเจนสีเขียวของควิเบก Quebec’s Green Hydrogen Ecosystem ซึ่งอยู่ระหว่างการพัฒนา” ..
จีน เป็นอีกประเทศที่เปิดตัวรถไฟพลังงานไฮโดรเจนในเมืองขบวนแรกเชิงพาณิชย์มาตั้งแต่เดือนพฤษภาคม 2566 เป็นต้นมา .. ก่อนหน้านี้ ในเดือนธันวาคม 2565 บริษัท CRRC ผู้ผลิตหัวรถจักรของจีน ได้เปิดตัวรถไฟพลังไฮโดรเจน Hydrogen – Powered Train ในเมืองเฉิงตู เมืองหลวงของมณฑลเสฉวนทางตะวันตกเฉียงใต้ของจีน .. รถไฟชนิดนี้เป็นรถไฟพลังงานไฮโดรเจนที่เร็วที่สุดในโลกด้วยความเร็ว 160 กม./ชม. หรือ 100 ไมล์ต่อชั่วโมง ตามรายงานของหนังสือพิมพ์ท้องถิ่น Chengdu Daily ..
บริษัทอุปกรณ์รถไฟของจีนเปิดตัวรถไฟในเมือง Hydrogen-Powered Urban Train ที่ใช้พลังงานไฮโดรเจนขบวนแรก ในงาน China Brand Day เมื่อพฤษภาคม 2566 ที่เซียงไฮ้ Shanghai ..
รถไฟสีเขียวคาร์บอนต่ำ Green & Low-Carbon Train ซึ่งสร้างโดย China Railway Rolling Stock Corporation : CRRC สามารถวิ่งได้เร็วถึง 160 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ด้วยระยะทาง 600 กิโลเมตร .. เทคโนโลยีหลักของรถไฟบางส่วนยืมมาจากรถไฟหัวกระสุน Fuxing Bullet Train หรือที่เรียกว่า “Rejuvenation” ซึ่งเป็นรถไฟหัวกระสุนความเร็วสูงที่ดำเนินการโดย China Railway Corporation ..
ในฝรั่งเศสนั้น Nestlé Waters France คือ บริษัทแรกในยุโรปที่ใช้รถไฟบรรทุกสินค้าที่ใช้พลังงานไฮโดรเจน Hydrogen Powered Freight Train .. ระบบเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน Hydrogen Fuel Cell System ที่เป็นนวัตกรรมใหม่ซึ่งพัฒนาโดย Alstom และ ENGIE จะใช้งานโดย Nestlé Waters France สำหรับการขนส่งสินค้าระบบรางด้วยรถไฟไฮโดรเจน Hydrogen Trains ตั้งแต่ปี 2568 เป็นต้นไป ..
ทั้งนี้ Nestlé Waters จะกลายเป็นบริษัทแรกในยุโรปที่ได้รับประโยชน์จากข้อไขการใช้งานเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนสำหรับการขนส่งสินค้าทางรางปริมาณมหาศาล Massified Rail Freight รวมถึงการจัดหาไฮโดรเจนหมุนเวียน Renewable Hydrogen Supply ซึ่งพัฒนาโดยบริษัท Alstom และ ENGIE .. คาดหมายว่า โครงการนี้ จะสามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้อย่างน้อย 10,000 ตันต่อปี ในระยะยาวจะนำไปสู่การลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในปัจจุบันถึง 90% ซึ่งเทียบเท่ากับการปล่อยก๊าซเรือนกระจกมากกว่า 30,000 ครั้งต่อปี โดยรถยนต์จากปารีส Paris ไปนีซ Nice ..
ญี่ปุ่น เป็นอีกชาติหนึ่งซึ่งเร่งพัฒนาไฮเดรล Hydrail ยานพาหนะระบบรางที่ใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนเป็นแหล่งพลังงาน เพื่อมุ่งเข้าสู่เศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy ให้ได้ภายในสิ้นทศวรรษนี้ .. รถไฟไฮบริดที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฮโดรเจน Hydrogen-Powered Hybrid Train ขบวนแรกของญี่ปุ่น ใช้ระบบการปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ Zero-Emissions System ที่พัฒนาร่วมกันระหว่าง ฮิตาชิ Hitachi และโตโยต้ามอเตอร์ Toyota Motor รวมทั้งบริษัทฯ ซึ่งมีชื่ออย่างเป็นทางการว่า East Japan Railway ได้เริ่มทดสอบความปลอดภัยบนรถไฟ Hybari Train จำนวน 2 ตู้ เมื่อต้นปีที่ผ่านมานี้ และมีแผนจะเริ่มให้บริการเชิงพาณิชย์อย่างจริงจัง ภายในปี 2573 ..
รถไฟ Hybari Train ของญี่ปุ่น ขับเคลื่อนด้วยเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน Hydrogen Fuel Cells และชุดแบตเตอรี่ Battery Packs .. ไฮโดรเจน Hydrogen: H2 ถูกจ่ายจากถังไปยังระบบเซลล์เชื้อเพลิง และทำปฏิกิริยาเคมีกับออกซิเจน Oxygen : O2 ในอากาศทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า .. ชุดแบตเตอรี่จะจัดเก็บพลังงานที่สร้างขึ้น เมื่อมีการใช้เบรกมาพร้อมอีกด้วย ..
นายโชอิจิ โออิซึมิ Shoichi Oizumi จากศูนย์วิจัย และพัฒนาของ JR East Group’s Research & Development Center กล่าวว่า “รถไฟที่ขับเคลื่อนด้วยชุดแบตเตอรี่เท่านั้น จะมีระยะทางสั้น ดังนั้น JR East จึงพิจารณาใช้ไฮโดรเจน Hydrogen : H2 เป็นแหล่งพลังงาน ซึ่งได้มีการดำเนินงานเชิงพาณิชย์สำหรับรถยนต์มาแล้ว” ..
รถไฟ Hybari Train ของญี่ปุ่น พัฒนาด้วยต้นทุนประมาณ 4 พันล้านเยน หรือ 34.8 ล้านเหรียญสหรัฐฯ ด้วยความเร็วสูงสุด 100 กิโลเมตรต่อชั่วโมง และสามารถเดินทางได้ไกลถึง 140 กิโลเมตรด้วยการเติมไฮโดรเจนแรงดันสูง High-Pressure Hydrogen เพียงครั้งเดียว ..
เมื่อเปรียบเทียบกับการขนส่งด้วยรถบรรทุก และรูปแบบการขนส่งอื่น ๆ แล้ว การขนส่งทางรางด้วยรถไฟ อาจไม่ถือเป็นแหล่งกำเนิดมลพิษขนาดใหญ่มากนัก และคิดเป็นสัดส่วนเพียง 4% ของการปล่อยมลพิษในภาคการขนส่งในญี่ปุ่นเท่านั้น แต่ JR East มีหัวรถจักรดีเซล Diesel Trains ประมาณ 440 คัน ซึ่งมีสภาพเก่าใช้งานมานานใกล้สิ้นสภาพ ซึ่ง Shoichi Oizumi ยืนยันว่า “เป็นความจำเป็นที่จะต้องเปลี่ยนพวกมันใหม่ Replacing Them Is Necessary ด้วยเทคโนโลยีสะอาดที่เหนือชั้นกว่า” ..
ทั้งนี้ ในภาพรวมนั้น ไฮเดรล Hydrail หรือ รถไฟพลังไฮโดรเจน Hydrogen Powered Trains ได้รับการทดสอบทดลอง และกำลังเริ่มเปิดให้บริการเชิงพาณิชย์อย่างจริงจังกระจายไปทั่วโลกแล้ว .. ประเด็นสำคัญที่ต้องได้รับการพัฒนา ยังคงอยู่ที่โครงสร้างพื้นฐานเศรษฐกิจไฮโดรเจน และเรื่องของราคา .. คาดหมายได้ว่า ไฮโดรเจนปริมาณมหาศาล Large Volumes of Hydrogen จะสามารถถูกซื้อขายกันได้ในตลาดระหว่างประเทศ และในตลาดระดับเล็กย่อยลงไปจนถึงการซื้อขายระดับชุมชน และครัวเรือน เช่นเดียวกับการจ่ายค่าไฟฟ้า ค่าน้ำ ค่าแก๊ส ในระบบสาธารณูปโภค ภายในสิ้นทศวรรษนี้ ขณะที่อุปสรรคต่าง ๆ กำลังได้รับการแก้ไขให้ลุล่วงไปได้ในไม่ช้า รวมทั้งอีกไม่นานนี้ หากต้นทุนของไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen ลดลงได้อีกอย่างน้อย 2-3 เท่าจากนี้ไป เชื่อว่า “ไฮโดรเจน Hydrogen : H2 และเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cells รวมทั้ง Hydrogen Gas Grids จะกลายเป็นส่วนสำคัญในชีวิตประจำวันของมนุษยชาติ และหากเราจริงจังกับการลดคาร์บอนไดออกไซด์ Carbon Dioxide : CO2 ในบรรยากาศ เราก็ไม่มีทางเลือกอื่น นอกจากไฮโดรเจน Hydrogen : H2” ..
นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก ชี้ให้เราได้เห็นชัดเจนว่า Hydrogen Society & Hydrogen Economy คือ ทางเลือกที่ฉลาดที่สุดของเรา ซึ่งหมายถึง ระบบเศรษฐกิจ และสังคมของมนุษยชาติ จะไม่ถูกผูกขาดโดยเชื้อเพลิงฟอสซิล Fossil Fuels ที่เป็นน้ำมันดิบ ก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน และ Shale Gas & Oil ที่เป็นอันตรายต่อโลกของเราเช่นในปัจจุบันอีกต่อไป ..
คาดการณ์ตลาดไฮเดรล Hydrail หรือรถไฟเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนทั่วโลก Global Hydrail or Hydrogen Fuel Cell Train Market ..
อ้างอิงข้อมูลการตรวจสอบตลาดของ Allied Market Research พบว่า ขนาดธุรกิจในตลาดรถไฟไฮเดรล Hydrail หรือรถไฟเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนทั่วโลก Global Hydrail or Hydrogen Fuel Cell Train Market คาดหมายได้ว่า อุตสาหกรรมรถไฟเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน Hydrogen Fuel Cell Train Industry ทั่วโลกจะมีมูลค่า 2.67 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2568 และจะเติบโตสูงขึ้นอีกแตะระดับ 26.41 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ภายในปี 2578 .. ทั้งนี้ คาดหมายว่า อัตราเติบโตเฉลี่ยต่อปี Compound Annual Growth Rate : CAGR หมายถึง อัตราผลตอบแทนสำหรับตลาดรถไฟไฮเดรล Hydrail หรือรถไฟเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนทั่วโลก Global Hydrail or Hydrogen Fuel Cell Train Market ที่เติบโตจากยอดดุลเริ่มต้นไปถึงยังยอดดุลสิ้นสุด รวมสมมติฐานว่ากำไรจะถูกนำกลับมาลงทุนหมุนเวียนใหม่ทุกสิ้นปีของช่วงอายุการลงทุน อยู่ที่ค่า CAGR 28.2% ในช่วงระยะเวลาที่คาดการณ์ ปี 2569-2578 ..
การเพิ่มการลงทุนในการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานทางการขนส่งระบบราง Investments in Railway Infrastructure Development พุ่งสูงขึ้นจากข้อกังวลด้านสิ่งแวดล้อม และความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับบริการขนส่งสาธารณะ คือ ประเด็นสำคัญที่ผลักดันการเติบโตของตลาดรถไฟเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนทั่วโลก Growth of the Global Hydrogen Fuel Cell Train Market .. อย่างไรก็ตาม ความต้องการเงินลงทุนที่สูงลิ่วสำหรับการพัฒนารถไฟเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน และการปรับปรุงขบวนรถใหม่ที่มีอยู่นั้น คาดว่าจะเป็นอุปสรรคต่อการเติบโตของอุตสาหกรรมนี้ .. ในทางกลับกัน การเพิ่มขึ้นของกิจกรรมการวิจัย และพัฒนาที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน และความต้องการรถไฟสำหรับการขนส่งผู้โดยสารที่เพิ่มขึ้นคาดว่าจะสามารถสร้างโอกาสที่ยิ่งใหญ่ให้กับตลาดในช่วงระยะเวลาคาดการณ์ ..
เมื่อพิจารณาในแง่มุมการใช้งานแล้ว กลุ่มรถไฟโดยสาร Passenger Train คาดว่าจะครองส่วนแบ่งตลาดสูงสุดในปี 2568 คิดเป็นเกือบ 2 ใน 3 ของตลาดรถไฟเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนทั่วโลก และคาดว่าจะรักษาสถานะความเป็นผู้นำตลอดระยะเวลาที่คาดการณ์ เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของผู้ใช่บริการ ซึ่งเป็นที่ต้องการหลักของการขนส่งสาธารณะทั่วโลก อย่างไรก็ตาม หมวดรถไฟบรรทุกสินค้า คาดว่าจะมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีสูงสุด อยู่ที่ค่า CAGR 29.3% ในช่วงปี 2569-2578 เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของการค้าระหว่างประเทศ และการขนส่งสินค้าทางรถไฟข้ามพรมแดนที่เพิ่มขึ้น ..
North America’s First Hydrogen-Powered Passenger Train Made its Debut this Month on a Route from Quebec City to Baie-Saint-Paul | Credit : Alstom
ในมุมมองด้านเทคโนโลยี ส่วนของเซลล์เชื้อเพลิงแบบเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน Proton Exchange Membrane Fuel Cells คาดว่าจะครองส่วนแบ่งตลาดสูงสุดในปี 2568 ซึ่งคิดเป็นเกือบ 2 ใน 5 ของตลาดรถไฟเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนทั่วโลก และคาดว่าจะรักษาสถานะความเป็นผู้นำตลอดระยะเวลาที่คาดการณ์ไว้ ยิ่งไปกว่านั้น ส่วนเดียวกันนี้คาดว่าจะแสดง CAGR สูงสุดที่ 29.5% จากปี 2569-2578 เนื่องจากมีการใช้เซลล์เชื้อเพลิงเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน เพิ่มขึ้นเป็นแหล่งพลังงานในรถไฟเพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก หรือ Reduce CHE Emissions รวมทั้ง เซลล์เชื้อเพลิงกรดฟอสฟอริก Phosphoric Acid Fuel Cells มีแนวโน้มเติบโตขึ้นได้ดีอย่างมีนัยสำคัญมาพร้อมด้วย ..
อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาจากภูมิภาคแล้ว ยุโรป ได้รับการคาดหมายว่าจะครองส่วนแบ่งการตลาดสูงที่สุดในแง่ของรายได้ ในปี 2568 ซึ่งคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 1 ใน 3 ของตลาดรถไฟเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนทั่วโลก Global Hydrogen Fuel Cell Train Market .. ยิ่งไปกว่านั้น ภูมิภาคเดียวกันนี้ คาดว่าจะมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีที่เร็วที่สุด อยู่ที่ค่า CAGR 30.2% ระหว่างปี 2569-2578 เนื่องจากการสนับสนุนจากภาครัฐที่เพิ่มขึ้นสำหรับเทคโนโลยีการปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ของสหภาพยุโรป และตามมาด้วยภูมิภาคอเมริกาเหนือ North America, เอเชียแปซิฟิก Asia Pacific และภูมิภาค Latin America, Middle East & Africa : LAMEA ..
สรุปส่งท้าย ..
ในอีกไม่นาน คาดหมายได้ว่า ไฮโดรเจน Hydrogen : H2 และเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cells จะกลายเป็นส่วนสำคัญในชีวิตประจำวันของมนุษยชาติ และหากเราจริงจังกับการมุ่งลดคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศแล้ว เราก็ไม่มีทางเลือกอื่น นอกจาก ไฮโดรเจน Hydrogen : H2 ..
เทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน Hydrogen Fuel Cell Technology ถือเป็นความก้าวหน้าสำคัญที่มาจากเทคโนโลยีโครงการอวกาศจาก NASA .. พวกมันชี้ให้เห็นชัดเจนว่า “การสันดาปปลอดมลพิษนั้น เป็นไปได้” โดยไม่ต้องแม้มีการจุดระเบิดในเครื่องยนต์เผาไหม้ภายใน ..
การปล่อยก๊าซเรือนกระจกในภาคการขนส่งทั่วโลก Global Transport Sector’s Greenhouse Gas Emissions ประมาณ 40% ซึ่งเท่ากับประมาณ 5.1% ของการปล่อย CO2 จากเชื้อเพลิงฟอสซิลทั่วโลกทั้งหมด All Global Fossil Fuel .. การมีส่วนร่วมที่ไม่สมส่วนกับการปล่อยมลพิษซึ่งทำให้การขนส่งทางรางกลายเป็นหนึ่งในเป้าหมายสำหรับนโยบายพลังงานภาครัฐในทุกประเทศ ..
หากประชาคมโลก Global Community กำลังจะมุ่งมั่นให้บรรลุเป้าหมายในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก Reduce Greenhouse Gas Emissions และจำกัดผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ Limit the Impact of Climate Change แล้ว การลดการปล่อยคาร์บอนสู่บรรยากาศอย่างรวดเร็วในภาคส่วนการขนส่ง Rapid Decarbonisation of the Transport Sector จะต้องมีความสำคัญเป็นลำดับแรกในระบบขนส่งทางรางไปพร้อมด้วย .. ดังนั้น คาดหมายว่า วันของรถไฟบรรทุกเครื่องยนต์สันดาปภายในด้วยเชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น หัวรถจักรน้ำมันดีเซล Diesel Trains จึงใกล้จะสิ้นสุดลงแล้ว และวันของรถไฟไฮโดรเจน Hydrogen-Powered Trains หรือไฮเดรล Hydrail ที่ใช้พลังงานไฮโดรเจน และเซลล์เชื้อเพลิง Hydrogen Fuel Cells กำลังจะมาถึง และเข้ามาแทนที่พวกมันได้ในเร็ววันนี้ ..
ข้อมูลเชิงประจักษ์ในประเด็นทางวิศวกรรมนั้น พลังงานจำเพาะของก๊าซไฮโดรเจน Specific Energy of Hydrogen : 142 MJ/kg หรืออยู่ที่เท่ากับ 39.4444 KWh/Kg .. พลังงานจำเพาะของไฮโดรเจนเหลว Specific Energy of Liquid Hydrogen : 32.4 MJ/Kg หรือเท่ากับ 8.9 KWh/Kg .. พลังงานจำเพาะน้ำมันดีเซล คือ 45 MJ/Kg หรือเท่ากับ 12.5 KWh/Kg .. พลังงานจำเพาะของแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออน Specific Energy of Lithium Ion Battery: 100-265 Wh/Kg หรือเท่ากับเพียง 0.36-0.875 MJ/Kg เท่านั้น ..
อย่างไรก็ตาม แม้ว่าพลังงานจำเพาะของแบตเตอรี่ลิเธี่ยม Lithium Ion Batteries จะดูต่ำกว่ามาก แต่ในทางปฏิบัตินั้น ยังถือได้ว่ามิได้น้อยเกินไปนัก พวกมันสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าเพื่อตอบสนองความต้องการกำลังไฟฟ้าอย่างเพียงพอได้หลากหลายรูปแบบในชีวิตประจำวันของผู้คน และพวกมันมีใช้งานอยู่ทั่วไปไม่เฉพาะในรถยนต์ไฟฟ้า Electric Vehicles : EVs เท่านั้น .. อย่างไรก็ตาม เมื่อเทียบกับพลังงานจำเพาะของไฮโดรเจน Specific Energy of Hydrogen แล้ว มันเทียบกันไม่ได้เลย ..
เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน Hydrogen Fuel Cells เอง ก็มีหลากหลายรูปแบบเช่นกัน ช่วงย่านที่พิจารณาใช้งานสำหรับพลังงานจำเพาะของเซลล์เชื้อเพลิง Specific Energy of Fuel Cell คือ จากระบบเซลล์เชื้อเพลิงทั่วไปที่ใช้งานกันอยู่ในปัจจุบัน ตั้งแต่ 1.6 KWh/Kg ไปจนถึงระบบเซลล์เชื้อเพลิงน้ำหนักเบาในอนาคตรุ่นล่าสุดที่มีขนาดความจุพลังงานต่อน้ำหนักสูงถึง 8 KWh/Kg .. ดังนั้น พลังงานจำเพาะของเซลล์เชื้อเพลิง จะอยู่ในช่วงระหว่าง 1.6-8 KWh/Kg .. หมายถึง พลังงานจำเพาะของ Fuel Cells มีค่าเฉลี่ยสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธี่ยม Lithium Ion Batteries อยู่ถึงประมาณ 30 เท่า และแม้จะต่ำกว่าน้ำมันดีเซลอยู่เล็กน้อย แต่ก็เหมาะสมสำหรับการใช้งานหนักบนระบบรางได้เป็นอย่างดีไม่มีข้อสงสัย ..
ไฮโดรเจน Hydrogen : H2 ไม่เป็นพิษ ไม่มีสี และไม่มีกลิ่น .. พลังงานจำเพาะของก๊าซไฮโดรเจน Specific Energy of Hydrogen Gas นั้น คือ พลังงานที่กักเก็บไว้พร้อมจะปลดปล่อยออกมาต่อน้ำหนัก คือ 142 MJ/Kg ซึ่งถือเป็นเชื้อเพลิงที่มีระดับพลังงานจำเพาะ Specific Energy สูงที่สุดในบรรดาเชื้อเพลิง และอุปกรณ์จ่ายพลังงานที่ใช้งานได้จริง … ระดับพลังงานจำเพาะของไฮโดรเจนนั้น มากกว่า 3 เท่าของพลังงานจำเพาะน้ำมันเบนซิน คือ 46 MJ/Kg และพลังงานจำเพาะน้ำมันดีเซล คือ 45 MJ/Kg รวมทั้งมากกว่า 200 เท่าของพลังงานจำเพาะแบตเตอรี่ลิเธี่ยม คือ ประมาณเพียง 0.6 MJ/kg หรือเท่ากับ 166 Wh/Kg เท่านั้น ..
ดังนั้น ด้วยเหตุและผลที่อ้างถึงเหล่านี้ ได้ข้อค้นพบว่า หากต้องการยานพาหนะบนระบบรางซึ่งต้องรองรับงานหนัก Electric Train for Heavy Duty .. Hydrail ที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน Hydrogen Fuel Cells ได้กลายเป็นทางเลือกที่เหมาะสมกว่าสำหรับงานหนักด้วยมูลค่าการลงทุนที่สมเหตุสมผล .. พวกมันสะอาด และเหนือชั้นกว่ารถไฟไฟฟ้าที่ใช้กำลังไฟฟ้าจากระบบสายส่งเหนือหัว หรือหัวรถจักรที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลที่เป็นน้ำมันดีเซล Diesel และก๊าซธรรมชาติ Compressed Natural Gas : CNG ทั้งด้านสมรรถนะ และในหลายแง่มุมอื่น ๆ อีกด้วย ซึ่งทำให้รถไฟที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน Hydrogen Fuel Cell Trains น่าสนใจอย่างยิ่งในตลาดรถไฟไฮโดรเจน Hydrogen-Powered Trains จากนี้ไป ..
การใช้ไฮโดรเจน Hydrogen : H2 และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเป็นเชื้อเพลิงสำหรับรถไฟมีประโยชน์อย่างมากมาย รวมถึงสนับสนุนเป้าหมายคาร์บอนเป็นศูนย์ Zero Carbon Goals ในฐานะแหล่งพลังงานสะอาด Clean Energy Source และให้ผลผลิตพลังงานที่ทรงพลัง และมีประสิทธิภาพมากกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิล More Powerful & Efficient Energy Output than with Fossil Fuels ..
ไฮเดรล Hydrail หรือ รถไฟไฮโดรเจน Hydrogen – Powered Trains คือ อนาคตระบบขนส่งทางรางที่สะอาด มีประสิทธิภาพ ทรงพลัง และปลอดภัย .. การเข้ามาแทนที่หัวรถจกรดีเซล Diesel Trains และรถไฟไฟฟ้าที่ใช้แหล่งกำลังไฟฟ้าจากสายไฟระโยงระยางเหนือหัวของพวกมันนั้น ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามิใช่เรื่องที่ยุ่งยากแต่อย่างไรอีกต่อไป ..
คุณลักษณะสำคัญประการหนึ่งของเศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy คือ การผลิต และการใช้พลังงานในระบบขนส่งด้วยยานพาหนะที่ใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงหลัก เช่นเดียวกับระบบขนส่งแบบเดิมที่ใช้กับเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอน หรือ Fossil Fuels ที่เป็นน้ำมันเบนซิน ดีเซล และน้ำมันก๊าด สำหรับเครื่องยนต์เผาไหม้ภายในปัจจุบัน .. สิ่งอำนวยความสะดวกขนาดใหญ่แบบรวมศูนย์ หรือแบบกระจายพร้อมกับประสิทธิภาพที่ดีขึ้น สิ่งเหล่านี้ จะช่วยให้มีความเป็นไปได้ของเทคโนโลยีไฮโดรเจน Hydrogen Technologies สำหรับระบบเศรษฐกิจรูปแบบใหม่ของมนุษยชาติ เช่น ระบบขนส่งสาธารณะ Public Transportation ทั้งบนท้องถนน และระบบราง, การจัดเก็บไฮโดรเจน Hydrogen Storage, โรงไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง Hydrogen Fuel Cell Power Plants, เซลล์เชื้อเพลิงในครัวเรือน Home Fuel Cells, โครงข่ายระบบท่อส่งผ่านก๊าซไฮโดรเจนสู่ครัวเรือน Hydrogen Pipeline Network to Homes และระบบผลิตไฮโดรเจนด้วยอิเล็กโทรไลเซอร์ Electrolyzer ขนาดต่าง ๆ หรืออาจใช้แผนการผลิตพลังงานรูปแบบกระจาย Distributed Energy Generation เช่น แหล่งพลังงานหมุนเวียนขนาดเล็ก ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับสถานีไฮโดรเจน Hydrogen Stations .. อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีพลังงานไฮโดรเจน Hydrogen Energy Technologies เหล่านี้ ได้ส่งสัญญาณชัดเจนว่า โลกพร้อมแล้วสำหรับ Hydrogen Economy ในอนาคตอันใกล้ ..
……………………………
คอลัมน์ : Energy Key
By โลกสีฟ้า ..
สนับสนุนคอลัมน์ โดย E@ บริษัท พลังงานบริสุทธิ์ จำกัด (มหาชน)
ขอบคุณเอกสารอ้างอิง :-
Hydrail | Wikipedia :-
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Hydrail
Alstom Plans to Trial Hydrogen Train in Saudi Arabia this Year | Zawya :-
German Railway Firm Ushers in New Era for Hydrogen Trains | Deutsche Welle :-
https://www.dw.com/en/german-railway-firm-ushers-in-new-era-for-hydrogen-trains/a-64070343
Canada’s First Hydrogen Train is Taking Passengers :-
https://www.cbc.ca/news/science/hydrogen-train-quebec-city-1.6888891
Germany has Unveiled the World’s First Hydrogen Powered Train | World Economic Forum :-
UK’s First Hydrogen Train Takes to the Mainline Marking Major Step towards Decarbonizing Britain’s Railways | University of Birmingham :-
North America’s First Hydrogen Train to Start Operations | Business Insider :-
China Unveils the World’s First Hydrogen – Powered Urban Train | Tomorrow’s World Today :-
Nestlé Waters France to be First Company in Europe to Use Hydrogen Powered Freight Train | Global Railway Review :-
Japan’s First Hydrogen Hybrid Train Gears up for Trial Runs | Nikkei Inc. :-
Hydrogen Fuel Cell Train Market to Reach $26.41 Billion, Globally, by 2035 at 28.2 % CAGR | Allied Market Research :-
The Hydrogen Electrolyzer :-
https://photos.app.goo.gl/EWWvPggM2TyhWorW6
Fuel Cell | Power to Change our World :-
https://goo.gl/photos/gvMt2jvfVa5U3FwC8
Hydrogen Economy | Hydrogen as the Nature’s Fuel | Album :-
https://goo.gl/photos/JxzFyxD8PVCeSK9k8
Hydrail : Hydrogen Fuel Cell Powered Rail :-
