วันเสาร์, มีนาคม 2, 2024
หน้าแรกCOLUMNISTSSOEC อิเล็กโทรไลเซอร์โซลิดออกไซด์
- Advertisment -spot_imgspot_img
spot_imgspot_img

SOEC อิเล็กโทรไลเซอร์โซลิดออกไซด์

Solid Oxide Electrolyzer Cell : SOEC to Produce Hydrogen Gas & Oxygen

“…..เทคโนโลยีอิเล็กโทรไลซิส SOEC Technology ของ Topsoe ได้รับการคาดหมายว่า พวกมันพร้อมที่จะปฏิวัติภูมิทัศน์ไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen Landscape เมื่อนำไปใช้ในการผลิตไฮโดรเจนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม …”

กระบวนการอิเล็กโทรลิซิส Electrolysis คือ ตัวเลือกที่น่าสนใจที่สุดสำหรับการผลิต “ไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen : H2 ที่ปราศจากคาร์บอนจากกำลังไฟฟ้าแหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน รวมทั้งแหล่งพลังงานนิวเคลียร์ ..

กระบวนอิเล็กโทรลิซิสที่อุณหภูมิสูง High-Temperature Electrolysis คือ อีกรูปแบบหนึ่งของการแยกน้ำด้วยกำลังไฟฟ้าสำหรับผลิตก๊าซไฮโดรเจน Hydrogen : H2 และออกซิเจน Oxygen : O2 ซึ่งเกิดขึ้นได้ด้วยเซลล์อิเล็กโทรไลซิสโซลิดออกไซด์ Solid Oxide Electrolyzer Cells : SOECs ที่ทำให้สามารถผลิตไฮโดรเจนปราศจากคาร์บอน Carbon-Free Hydrogen : H2 Production โดยใช้พลังงานจากกำลังไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียน Renewable Electricity ที่ลดลงได้มากกว่า 30% เทียบกับอัลคาไลน์อิเล็กโทรไลเซอร์ Alkaline Electrolysers .. ประสิทธิภาพ และความสามารถของเทคโนโลยีเซลล์อิเล็กโทรไลเซอร์โซลิดออกไซด์ Solid Oxide Electrolyzer Cells : SOEC Technology ในการปรับขนาดทางอุตสาหกรรมที่ไม่มีใครเทียบได้ กำลังจะกลายเป็นวิธีการที่เหมาะสมในการบรรลุจุดสุดท้ายในอุดมคติ เพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานของโลกโดยไม่มีผลกระทบเชิงลบใด ๆ ต่อสิ่งแวดล้อม ..

Solid Oxide Electrolyzer / Applications & advantages of SOECs | Credit : FCH / FORTH/ICE-HT

เซลล์อิเล็กโทรไลเซอร์โซลิดออกไซด์ Solid Oxide Electrolyzer Cells : SOECs คือ เซลล์เชื้อเพลิงโซลิดออกไซด์ Solid Oxide Fuel Cells : SOFCs ที่ทำงานในโหมดสร้างใหม่ย้อนกลับ Regenerative Mode เพื่อให้เกิดกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสของน้ำ Electrolysis of Water : H2O และ/หรือ คาร์บอนไดออกไซด์ Carbon Dioxide : CO2 โดยใช้โซลิดออกไซด์ Solid Oxide หรือเซรามิก Ceramic Electrolyte เพื่อผลิตก๊าซไฮโดรเจน Hydrogen : H2 และออกซิเจน Oxygen : O2 ..

การผลิตไฮโดรเจนบริสุทธิ์ Pure Hydrogen : H2 Production คือ เรื่องที่น่าสนใจอย่างยิ่ง เนื่องจากพวกมัน หมายถึง เชื้อเพลิงสะอาด Clean Fuel ที่สามารถจัดเก็บไว้ใช้งานในภายหลังได้ ทำให้เป็นทางเลือกที่มีศักยภาพแทนที่แบตเตอรี่ Batteries, มีเทน Methane : CH4 และแหล่งพลังงานอื่นๆ ได้อย่างยอดเยี่ยม .. ปัจจุบันกระบวนอิเล็กโทรไลซิส Electrolysis เป็นวิธีการผลิตไฮโดรเจน Hydrogen : H2 Production ที่มีแนวโน้มมากที่สุดจากน้ำ Water : H2O เนื่องจากมีประสิทธิภาพในการแปลงสูง และความต้องการใช้พลังงานป้อนเข้าค่อนข้างต่ำ เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีทางเทอร์โมเคมี และโฟโตคะตาไลติก Thermochemical & Photocatalytic Methods ..

Solid Oxide Electrolyzer / Schematic Illustration of Solid Oxide Electrolysis | Credit : ResearchGate

เซลล์อิเล็กโทรไลเซอร์โซลิดออกไซด์ Solid Oxide Electrolyzer Cells : SOECs ทำงาน ณ อุณหภูมิซึ่งจะทำให้ ‘กระบวนอิเล็กโทรไลซิสที่อุณหภูมิสูง High-Temperature Electrolysis’ นั้น เกิดขึ้น โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 500-850°C .. อุณหภูมิในการทำงานเหล่านี้ คล้ายคลึงกับสภาวะย้อนกลับสำหรับ ‘เซลล์เชื้อเพลิงโซลิดออกไซด์ Solid Oxide Fuel Cells: SOFCs’ เพื่อผลิตกำลังไฟฟ้า .. ทั้งนี้ ปฏิกิริยาเซลล์ไฟฟ้าสุทธิ Net Cell Reaction ทำให้เกิดก๊าซไฮโดรเจน Hydrogen : H2 และออกซิเจน Oxygen : O2 และปฏิกิริยา Electrolysis of Water : H2O ของน้ำ 1 โมล One Mole of Water นั้น จะเกิดออกซิเดชันของน้ำที่ขั้วบวก Oxidation of Water Occurring at the Anode และการลดลงของน้ำที่เกิดขึ้นที่แคโทด Reduction of Water Occurring at the Cathode ซึ่งแสดงไว้ในสมการทางเคมีได้ ดังนี้ :-

Anode: 2O2- → O2 + 4 e

Cathode: H2O + 2 e → H2 + O2-

Net Cell Reaction: 2H2O → 2H2 + O2

การแยกน้ำ หรือกระบวนอิเล็กโทรไลซิสของน้ำ Electrolysis of Water : H2O ที่อุณหภูมิ 298oK หรือ 25oC ด้วยเซลล์อิเล็กโตรไลเซอร์โซลิดออกไซด์ Solid Oxide Electrolyzer Cells : SOECs สมการทางเคมีที่แสดงนี้นั้น จะต้องใช้พลังงาน 285.83 กิโลจูลต่อโมล KJ of Energy per Mole จึงจะเกิดขึ้นได้ และปฏิกิริยาจะดูดความร้อนมากขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น .. อย่างไรก็ตาม ความต้องการพลังงาน Energy Demand จะลดลงมากนั้น เนื่องจากการให้ความร้อนที่เกิดขึ้นมาพร้อมด้วยของเซลล์อิเล็กโทรไลซิส Heating of an Electrolysis Cells ซึ่งสามารถนำกลับไปใช้ในกระบวนการแยกน้ำที่อุณหภูมิสูง Water Splitting Process at High Temperatures ได้นั่นเอง .. ทั้งนี้ การวิจัย และพัฒนาปัจจุบัน กำลังดำเนินการผนวกเพิ่มความร้อนจากแหล่งความร้อนภายนอกอีกด้วย เช่น ตัวสะสมความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบรวมศูนย์  Concentrating Solar Thermal Collectors และแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพ Geothermal Sources เป็นต้น เพื่อให้พลังงานป้อนเข้ารวมลดลงได้อีก ..

เซลล์เชื้อเพลิงโซลิดออกไซด์ Solid Oxide Fuel Cells : SOFCs ผลิตกำลังไฟฟ้าจากก๊าซไฮโดรเจน Hydrogen : H2 Gas ที่อุณหภูมิสูงจากปฏิกิริยาย้อนกลับของ SOECs ..

เซลล์เชื้อเพลิงโซลิดออกไซด์ หรือ Solid Oxide Fuel Cells : SOFCs คือ อุปกรณ์แปลงเคมีไฟฟ้า Electrochemical Conversion Devices ที่ผลิตกระแสไฟฟ้าโดยตรงจากการออกซิไดซ์เชื้อเพลิง To Produce Electricity Directly from Oxidizing a Fuel .. เซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cells มีลักษณะเฉพาะด้วยวัสดุอิเล็กโทรไลต์ .. ซึ่ง SOFCs จะใช้โซลิดออกไซด์ Solid Oxide หรืออิเล็กโทรไลต์เซรามิก Ceramic Electrolyte เป็นวัสดุอิเล็กโทรไลต์ Electrolyte Materials เพื่อแปลงเชื้อเพลิงที่เป็นก๊าซไฮโดรเจน Hydrogen : H2 Gas ให้เป็นกำลังไฟฟ้า Electricity ..

ข้อดีของเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cells ประเภทนี้ ได้แก่ ประสิทธิภาพความร้อน และพลังงานรวมที่สูง High Combined Heat & Power Efficiency, ความเสถียรในระยะยาว Long-Term Stability, ความยืดหยุ่นของเชื้อเพลิง Fuel Flexibility, การปล่อยมลพิษต่ำ Low Emissions และต้นทุนที่ค่อนข้างต่ำ Relatively Low cost .. ข้อเสียที่ใหญ่ที่สุดของพวกมัน คือ อุณหภูมิในการทำงานที่สูง High Operating Temperature ซึ่งส่งผลให้เวลาสตาร์ทอุปกรณ์นานขึ้น Longer Start-Up Times และปัญหาในประเด็นความเข้ากันได้ทางกลศาสตร์ และเคมี Mechanical & Chemical Compatibility Issues ..

เซลล์เชื้อเพลิงโซลิดออกไซด์ Solid Oxide Fuel Cells : SOFCs คือ เซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cells ประเภทหนึ่งที่มีคุณลักษณะเฉพาะโดยใช้วัสดุโซลิดออกไซด์ Solid Oxide Materials เป็นอิเล็กโทรไลต์ Electrolyte .. SOFCs ใช้อิเล็กโทรไลต์ออกไซด์ที่เป็นของแข็ง Solid Oxide Electrolyte เพื่อนำไอออนออกซิเจนที่เป็นลบ Negative Oxygen Ions : O2- จากแคโทด Cathode ไปยังขั้วบวก Anode .. ปฏิกิริยาออกซิเดชันเคมีไฟฟ้า Electrochemical Oxidation ของไฮโดรเจน Hydrogen : H2 , คาร์บอนมอนอกไซด์ Carbon Monoxide : CO หรือตัวกลางอินทรีย์สารอื่น ๆ โดยไอออนออกซิเจน Oxygen Ions : O2- จึงเกิดขึ้นที่ด้านแอโนด Anode Side .. เมื่อเร็ว ๆ นี้ SOFCs ที่เป็นสื่อนำโปรตอน Proton-Conducting : PC-SOFCs กำลังได้รับการพัฒนา ซึ่งขนส่งโปรตอนแทนไอออนออกซิเจนผ่านอิเล็กโทรไลต์ Transport Protons Instead of Oxygen Ions through the Electrolyte โดยมีข้อดี คือ สามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า Traditional SOFCs แบบดั้งเดิม ..

เซลล์เชื้อเพลิงโซลิดออกไซด์ Solid Oxide Fuel Cells : SOFCs มีการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่การใช้เป็นหน่วยพลังงานเสริมบนยานพาหนะไปจนถึงการผลิตกำลังไฟฟ้าแบบอยู่กับที่ Stationary Power Generation ที่มีกำลังตั้งแต่ 100 W ถึง 2 MW .. ก่อนหน้านี้ บริษัทฯ สัญชาติออสเตรเลีย ผลิตเซลล์เชื้อเพลิงเซรามิก Ceramic Fuel Cells ที่ประสบความสำเร็จในด้านประสิทธิภาพของอุปกรณ์ผลิตกำลังไฟฟ้าโซลิดออกไซด์ SOFCs ซึ่งสูงถึง 60% ตามทฤษฎี .. ทั้งนี้ อุณหภูมิในการทำงานที่สูงขึ้น ทำให้ SOFCs เหมาะสำหรับการใช้งานกับอุปกรณ์นำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ได้ของเครื่องยนต์ความร้อน Heat Engine Energy หรือการผนวกรวมความร้อน และกำลังไฟฟ้า Combined Heat & Power ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงโดยรวมเพิ่มเติม Increases Overall Fuel Efficiency ..

อย่างไรก็ตาม เซลล์เชื้อเพลิงโซลิดออกไซด์ Solid Oxide Fuel Cells : SOFCs นั้น ประกอบด้วย 4 ชั้น โดย 3 ชั้นเป็นเซรามิก จึงเป็นที่มาของชื่อ .. เซลล์เดียว Single Cell ที่ประกอบด้วย 4 ชั้นซ้อนกัน มักจะมีความหนาเพียงไม่กี่มิลลิเมตร Millimeters .. เซลล์เหล่านี้ หลายร้อยเซลล์ เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรม เพื่อสร้างสิ่งที่คนส่วนใหญ่เรียกว่า “SOFC Stack” .. เซรามิก Ceramics ที่ใช้ใน SOFCs จะไม่ทำงานด้วยกำลังไฟฟ้า และ Ionically Active จนกว่าจะถึงอุณหภูมิที่สูงมาก และด้วยเหตุนี้ แต่ละชั้นของ Stack จึงต้องทำงานที่อุณหภูมิตั้งแต่ 500-1,000 °C ..

การลดออกซิเจน Oxygen : O2 ให้เป็นไอออนของออกซิเจน O2- หรือ Reduction of Oxygen into Oxygen Ionsเกิดขึ้นที่แคโทด Cathode .. ไอออน Ions เหล่านี้ สามารถแพร่กระจายผ่านอิเล็กโทรไลต์โซลิดออกไซด์ Solid Oxide Electrolyte ไปยังขั้วบวก Anode ซึ่งสามารถออกซิไดซ์เชื้อเพลิงด้วยเคมีไฟฟ้า Electrochemically Oxidize the Fuel ได้ .. ในปฏิกิริยานี้ ผลพลอยที่เป็นน้ำ Water : H2O จะถูกปล่อยออกมาพร้อมกับอิเล็กตรอน Electron 2 ตัว ด้วยสมการทางเคมี H2 + O2- → H2O + 2e จากนั้น อิเล็กตรอน Electrons เหล่านี้จะไหลผ่านวงจรภายนอกซึ่งสามารถทำงานได้ วงจรไฟฟ้าจะเกิดซ้ำเมื่ออิเล็กตรอน Electrons เหล่านั้นเข้าไหลสู่วัสดุแคโทด Cathode Material อีกครั้งนั่นเอง ..

Solid Oxide Fuel Cells: SOFCs / The Fuel Cells that Characterized by Electrolyte Material; a Solid Oxide or Ceramic Electrolyte | Credit : Wikipedia

ทั้งนี้ ในประเด็นของเซลล์อิเล็กโทรไลเซอร์โซลิดออกไซด์ Solid Oxide Electrolyzer Cells : SOECs ที่ใช้งานได้ดีในปัจจุบันนั้น พวกมัน มีโครงสร้างแบบเดียวกันของเซลล์เชื้อเพลิงโซลิดออกไซด์เซลล์เชื้อเพลิงโซลิดออกไซด์ หรือ Solid Oxide Fuel Cells : SOFCs ซึ่งประกอบด้วยอิเล็กโทรดเชื้อเพลิง Fuel Electrode หรือ แคโทด Cathode, อิเล็กโทรดออกซิเจน Oxygen Electrode หรือ แอโนด Anode และอิเล็กโทรไลต์โซลิดออกไซด์ Solid-Oxide Electrolyte โดยทำงานลักษณะเดียวกันด้วยปฏิกิริยาย้อนกลับด้วยประสิทธิภาพสูงที่อุณหภูมิอยู่ที่ประมาณ 700°C ..

ตัวอย่างอิเล็กโทรไลเซอร์โซลิดออกไซด์ Solid Oxide Electrolyzers : SOEs ล่าสุดที่ประสิทธิภาพสูงกว่า 85% ..

กลุ่มความร่วมมือ Hydrogen Consortium ได้เปิดตัวอิเล็กโทรไลเซอร์โซลิดออกไซด์ Solid Oxide Electrolyzers : SOEs ประสิทธิภาพสูงแตะระดับ อยู่ที่มากกว่า 85% .. ทั้งนี้ ตัวอย่างที่โดดเด่นในยุโรป เมื่อปลายปี 2566 ที่ผ่านมา บริษัท Elcogen และ Convion Ltd. ที่มีฐานในฟินแลนด์ Finland เปิดเผยผลการทดสอบอุปกรณ์อิเล็กโทรไลเซอร์โซลิดออกไซด์รุ่นใหม่ New Solid Oxide Electrolyzer ของพวกเขาที่มีประสิทธิภาพทางไฟฟ้าสูง High Electrical Efficiency และสามารถอำนวยการผลิตกำลังไฟฟ้าได้ อยู่ที่ 39 KWh ต่อกิโลกรัมของไฮโดรเจนสีเขียว Kilogram of Green Hydrogen : H2 ..

Elcogen & Convion have Revealed their New Solid Oxide Electrolyzer with an Electrical Efficiency above 85 % | Credit : PV Magazine / Elcogen & Convion

บริษัท Elcogen และ Convion ได้สรุประยะเวลาการทดสอบ 2,000 ชั่วโมงสำหรับเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์ Convion Solid Oxide ที่ถือว่าเป็นเครื่องเชิงพาณิชย์รุ่นแรกของโลกที่ติดตั้งด้วยเทคโนโลยีเซลล์ไฟฟ้าของ บริษัท Elcogen เมื่อปีที่ผ่านมา .. การทดสอบประกอบด้วยการทำงานในสภาวะคงที่ และรอบกำลังที่รวดเร็ว 1,000 รอบ .. ทั้งนี้ บริษัท Elcogen และ Convion ชี้ว่า “ประสิทธิภาพของระบบที่ใช้ตัวอย่างอิเล็กโทรไลเซอร์โซลิดออกไซด์ Solid Oxide Electrolyzer สูงมากโดยมีประสิทธิภาพทางไฟฟ้ามากกว่า 85% เท่ากับ 39 KWh ของพลังงานไฟฟ้าต่อกิโลกรัมของไฮโดรเจนสีเขียว Kilogram of Green Hydrogen: H2 ที่ผลิตได้ และในบริบทของอิเล็กโทรไลซิส Electrolysis นั่นจะทำให้กำลังไฟฟ้าป้อนเข้าน้อยลง 20-30% เมื่อเปรียบเทียบกับ Proton Exchange Membrane : PEM Electrolyzer และเทคโนโลยีอัลคาไลน์ Alkaline Technologies ของคู่แข่ง” .. ปัจจุบัน เครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์แบบ Steam Electrolyser นั้น ใช้เทคโนโลยีเซลล์โซลิดออกไซด์ และสแต็ค Solid Oxide Cell & Stack Technology ของ Elcogen ซึ่งใช้ในแพลตฟอร์มระบบ Steam Electrolyser ของบริษัท Convion ..

สมาคมพลังงานไฮโดรเจนสหราชอาณาจักร UK Hydrogen Energy Association : HEA ได้เปิดตัวแผนงาน และโครงการไฮโดรเจนที่เข้าถึงได้ฟรี Free to Access Hydrogen Projects แห่งแรกของสหราชอาณาจักร United Kingdom .. สมาคมการค้าไฮโดรเจน Hydrogen Trade Association ได้รวบรวมโครงการไฮโดรเจนทั่วทั้งห่วงโซ่คุณค่า Value Chain เข้าด้วยกันเป็นครั้งแรก .. ทั้งนี้ Hydrogen Energy Association : HEA ได้จัดทำโครงการผลิตไฮโดรเจนคาร์บอนต่ำ มากกว่า 70 โครงการที่กำลังจะดำเนินการ หรือกำลังเร่งดำเนินงานให้รวดเร็วขึ้นอีก เพื่อการตัดสินใจลงทุนขั้นสุดท้ายของภาครัฐ และเอกชน รวมทั้งยืนยันว่า “โครงการไฮโดรเจนอิเล็กโทรไลติกขนาดใหญ่ Large-Scale Electrolytic Hydrogen Projects ระลอกแรก จะเริ่มดำเนินการได้เต็มที่ในปี 2568 .. โครงการ Aberdeen H2 Hub ขนาด 400 MW, Cromarty Hydrogen Hub ขนาด 300 MW, โรงงานผลิตไฮโดรเจน Lowestoft ขนาด 200 MW และ Hybont ขนาด 250 MW คือ บางส่วนของโครงการบุกเบิกเหล่านี้ในยุโรป” ..

นอกจากนั้น บริษัท Topsoe ของราชอาณาจักรเดนมาร์ก หนึ่งในผู้นำระดับโลกด้านเทคโนโลยีลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน Carbon Emission Reduction Technologies ได้รับเงินสนับสนุน 94 ล้านยูโร EUR จากกองทุนนวัตกรรมของสหภาพยุโรปสำหรับโรงงานเซลล์อิเล็กโทรไลเซอร์โซลิดออกไซด์ Solid Oxide Electrolyzer Cells : SOECs Factory ที่ก้าวหน้าที่สุดของบริษัทฯ ..

หัวใจหลักของโครงการอันทะเยอทะยานนี้ คือ การผลิตอิเล็กโทรไลเซอร์ SOECs ขั้นสูง และประหยัดพลังงาน .. อิเล็กโทรไลเซอร์ Electrolyzers เหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการผลิตไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen : H2 และอนุพันธ์ของพวกมัน .. คณะกรรมาธิการสหภาพยุโรป EU Commission ตระหนักถึงความสำคัญของอิเล็กโทรไลเซอร์ Electrolyzers ในการลดคาร์บอนสำหรับกลุ่มอุตสาหกรรมที่ใช้พลังงานมาก Decarbonizing Energy-Intensive Industries จึงได้เสนอให้มีการติดตั้งอิเล็กโทรไลเซอร์ไฮโดรเจน Hydrogen Electrolyzer ขนาด 40 GW เพื่อผลิตไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen : H2 ปริมาณอย่างน้อย 10 ล้านตันต่อปี ให้เกิดขึ้นได้ในยุโรป ..

เทคโนโลยีอิเล็กโทรไลซิส SOEC Technology ของ Topsoe ได้รับการคาดหมายว่า พวกมันพร้อมที่จะปฏิวัติภูมิทัศน์ไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen Landscape เมื่อนำไปใช้ในการผลิตไฮโดรเจนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม .. อุปกรณ์อิเล็กโทรไลเซอร์ Electrolyzers เหล่านี้ คาดว่าจะลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ประมาณ 7.5 ล้านตันเทียบเท่ากับตลอดระยะเวลา 10 ปีแรกของการดำเนินงาน เมื่อเทียบกับไฮโดรเจน Hydrogen : H2 ที่ผลิตขึ้นจากก๊าซธรรมชาติ Natural Gas ..

โรงงาน SOECs ซึ่งตั้งอยู่ในเมืองเฮิร์นนิง Herning ประเทศเดนมาร์ก Denmark มีกำลังการผลิตเริ่มต้นที่ 500 MW ของอิเล็กโตรไลเซอร์ SOECs พร้อมทางเลือกสำหรับการขยายกำลังผลิตในอนาคต .. โรงงานแห่งนี้ เปิดดำเนินการมาตั้งแต่ต้นปี 2567 แล้ว และกำหนดให้จ้างงานเต็มจำนวน 200 คน ไซต์ขนาด 23,000 ตารางเมตรนี้ ตั้งอยู่ในทำเลยุทธศาสตร์ที่ Haldor Topsøes Vej 2, 7400 Herning ประเทศเดนมาร์ก Denmark ..

Topsoe Secures EUR 94 M Grant from EU’s Innovation Fund for SOEC Factory in Herning, Denmark | Credit : Topsoe

ในสหรัฐฯ ก็เช่นกัน .. บริษัท Bloom Energy หรือ NYSE : BE ได้เริ่มผลิตไฮโดรเจนจากการติดตั้งอิเล็กโทรไลเซอร์โซลิดออกไซด์ Solid Oxide Electrolyzer ขนาดใหญ่ที่สุดในโลก ณ ศูนย์วิจัย NASA’s Ames Research Center ที่ Moffett Field Research Facility อันเก่าแก่ในเมืองเมาเทนวิว Mountain View รัฐแคลิฟอร์เนีย California .. อุปกรณ์อิเล็กโทรลิซิสอุณหภูมิสูง High-Temperature Electrolysis ที่มีประสิทธิภาพสูง High-Efficiency นี้ ผลิตไฮโดรเจน Hydrogen : H2 Production ได้ 20-25% ไฮโดรเจนต่อเมกะวัตต์ MW มากกว่ากำลังผลิตเชิงพาณิชย์ด้วยอิเล็กโทรไลเซอร์อุณหภูมิต่ำกว่า Lower Temperature Electrolyzers เช่น Proton Exchange Membrane: PEM Electrolyzer หรือเทคโนโลยีอัลคาไลน์ Alkaline Technologies ..

การสาธิตเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์ Electrolyzer นี้ แสดงให้เห็นถึงความสมบูรณ์ ประสิทธิภาพ และความพร้อมเชิงพาณิชย์สำหรับเทคโนโลยีโซลิดออกไซด์ Solid Oxide Technology ของบริษัท Bloom Energy Corp .. การผลิตไฮโดรเจนที่สะอาดขนาดใหญ่ด้วย Bloom Electrolyzer™ ขนาด 4 MW ซึ่งให้ปริมาณไฮโดรเจน Hydrogen : H2 มากกว่า 2.4 เมตริกตันต่อวัน Metric Tons per Day ถูกสร้างขึ้น ติดตั้ง และดำเนินการภายในระยะเวลา 2 เดือน เพื่อแสดงให้เห็นถึงความรวดเร็ว และความง่ายในการใช้งาน .. พวกเขา แสดงให้เห็นได้ว่า Bloom Electrolyzer™ ผลิตไฮโดรเจนได้ อยู่ที่ 37.7 KWh ต่อไฮโดรเจน 1 กิโลกรัม Kg ซึ่งเหนือชั้นกว่า เทคโนโลยีอิเล็กโทรไลเซอร์อื่นๆ Other Electrolyzer Technologies ที่ความจุพิกัด 100% Rated Capacity ได้อย่างยอดเยี่ยม ..

ตัวอย่างการผลิต และใช้งานอิเล็กโทรไลเซอร์โซลิดออกไซด์ Solid Oxide Electrolyzer : SOEs ในประเทศญี่ปุ่น เป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นไม่แพ้กัน .. บริษัทเด็นโซ Denso ผู้ผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ของ Toyota กำลังวางแผนที่จะผลิต และนำอุปกรณ์อิเล็กโทรไลเซอร์โซลิดออกไซด์ Solid Oxide Electrolyzers : SOEs ออกสู่ตลาด ตั้งแต่ปี 2568 เป็นต้นไป ..

บริษัทเด็นโซ Denso ประเทศญี่ปุ่น ซึ่งมีโตโยต้า Toyota ยักษ์ใหญ่ด้านยานยนต์เป็นเจ้าของ ประกาศว่า บริษัทฯ จะพัฒนาระบบ Solid Oxide Electrolyzers : SOEs ในโรงงาน อาคาร และในครัวเรือน หรือ In-House SOEs เมื่อต้นปี 2566 และเริ่มการสาธิตครั้งแรกที่โรงงานฮิโรเสะ Hirose Plant ตั้งแต่เดือนกรกฎาคม 2566 ที่ผ่านมาแล้ว ..

การสาธิตนี้ คือ การใช้ Green Hydrogen : H2 จากอิเล็กโทรไลเซอร์โซลิดออกไซด์ Solid Oxide Electrolyzer : SOEs แทนที่การส่งจ่ายไฮโดรเจนสีเทา Grey Hydrogen Supply บางส่วน ซึ่งปัจจุบัน นอกจากจะใช้เป็นแหล่งพลังงานในอาคารโรงงาน สถานที่ทำงาน และในครัวเรือนแล้ว ยังใช้เป็นส่วนประกอบของอินเวอร์เตอร์ Inverters สำหรับการขับเคลื่อนมอเตอร์ของรถยนต์ไฮบริด หรือรถยนต์ไฟฟ้า Hybrid or Electric Vehicles : EVs อีกด้วย ..

SOECs / Toyota Supplier Plans Commercial Launch of Solid – Oxide Electrolyser for Green Hydrogen Production from 2025 | Credit : Toyota / Denso

อิเล็กโทรไลเซอร์โซลิดออกไซด์ Solid Oxide Electrolyzer : SOEs ของ Denso จะแยกน้ำ Water : H2O ที่อุณหภูมิ 700°C ออกเป็น H2 และ O2 ซึ่งผู้ผลิตกล่าวว่า พวกมัน ใช้พลังงานน้อยกว่าในการผลิตไฮโดรเจน Less Power to Produce Hydrogen : H2 เมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีเมมเบรนแบบอัลคาไลน์ และการแลกเปลี่ยนโปรตอน Alkaline & Proton Exchange Membrane : PEM Technologies ซึ่งโดยทั่วไปจะทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ 60°C ..

อย่างไรก็ตาม แม้ว่า อิเล็กโทรไลเซอร์โซลิดออกไซด์ Solid Oxide Electrolyzer : SOEs จะมีประสิทธิภาพมากกว่าในแง่ของกำลังไฟฟ้าป้อนเข้า แต่ข้อกำหนดสำหรับน้ำร้อนจัด Extremely Hot Water ของระบบนี้ หมายความว่าต้องมีแหล่งความร้อนภายนอกอยู่ หรือใช้กำลังไฟฟ้ามากขึ้นเพื่อให้ความร้อนแก่อิเล็กโทรไลเซอร์ More Electricity to Heat the Electrolyser .. ดังนั้น ผู้ผลิต SOEs หลายรายจึงแนะนำให้ใช้อิเล็กโทรไลเซอร์ของตนสำหรับการผลิตไฮโดรเจนซึ่งตั้งอยู่ร่วมกับกระบวนการทางอุตสาหกรรมแบบคายความร้อน Using their Electrolysers for Hydrogen Production Co-Located with Exothermic Industrial Processes เช่น การสังเคราะห์แอมโมเนีย Ammonia Synthesis หรือแหล่งพลังงานที่ผลิตไอน้ำจำนวนมหาศาลอยู่แล้ว เช่น เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ Nuclear Reactors บางชนิด เป็นต้น ..

นอกจากนี้ การออกแบบของ Denso ยังรวมฉนวนกันความร้อนเข้ากับเซลล์อิเล็กโทรไลเซอร์ Electrolyser Cells เพื่อให้ทั้งระบบมีขนาดกะทัดรัด แทนที่จะประกอบส่วนประกอบทั้งสองนี้แยกจากกัน ซึ่งผู้ผลิตอ้างว่ามักทำเพื่อให้การใช้งานส่วนใหญ่ของอิเล็กโทรไลเซอร์โซลิดออกไซด์ Solid Oxide Electrolyzers : SOEs มีประสิทธิภาพสูงกว่า อยู่ที่ 85-90% เทียบกับเซลล์อิเล็กโทรไลเซอร์ทั่วไป Conventional Electrolysers ก่อนหน้านี้ ซึ่งมีประสิทธิภาพเฉลี่ยอยู่ที่เพียง 70% เท่านั้น ..

คาดการณ์ตลาดเซลล์อิเล็กโทรไลซิสโซลิดออกไซด์ และอิเล็กโทรไลเซอร์ทั่วโลก Global Solid Oxide Electrolysis Cell : SOEC & Electrolyzer Market ..

โซลิดออกไซด์อิเล็กโทรไลเซอร์ Solid Oxide Electrolyzers : SOEs คือ อุปกรณ์เคมีไฟฟ้า Electrochemical Device ที่แปลงกำลังไฟฟ้า Electrical Power ให้เป็นพลังงานเคมี Chemical Energy โดยใช้วัสดุโซลิดออกไซด์ Solid Oxide Materials .. พวกมัน ทำงานคล้ายกับเซลล์เชื้อเพลิงด้วยปฏิกิริยาย้อนกลับ Fuel Cell in Reverse โดยใช้พลังงานไฟฟ้าเพื่อขับเคลื่อนกระบวนการทางเคมี Electricity to Drive a Chemical Process โดยสร้างก๊าซไฮโดรเจน Hydrogen : H2 Gas และก๊าซออกซิเจน Oxygen : O2 Gas จากน้ำ Water : H2O แทนที่จะผลิตพลังงานจากปฏิกิริยาเคมี Chemical Reaction ..

เมื่อเดือนเมษายน ปี 2565 ที่ผ่านมา บริษัท Bloom Energy Corporation ผู้ผลิตอิเล็กโทรไลเซอร์ในสหรัฐฯ U.S.-Based Electrolyzer Manufacturer ได้ประกาศการนำอิเล็กโทรไลเซอร์โซลิดออกไซด์อุณหภูมิสูง High-Temperature Solid Oxide Electrolyzer เข้าสู่ตลาดเพื่อให้นำไปใช้งานในระดับสากล .. ความสำเร็จเชิงพาณิชย์ในตลาดของ Bloom ElectrolyzerTM เริ่มต้นด้วยการติดตั้งระบบผลิตไฮโดรเจนด้วยโซลิดออกไซด์อิเล็กโทรไลเซอร์ Solid Oxide Electrolyzers : SOEs นี้ ณ เมืองกูมิ Gumi ประเทศเกาหลีใต้ South Korea ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญในการดำเนินธุรกิจมุ่งสู่ระบบเศรษฐกิจที่ใช้พลังงานไฮโดรเจนที่น่าตื่นเต้น Bloom Energy’s Pursuit of a Hydrogen-Fueled Economy .. อิเล็กโทรไลเซอร์อุณหภูมิสูง High-Temperature Solid Oxide Electrolyzer ของ Bloom Energy ให้การผลิตไฮโดรเจน Hydrogen : H2 Production ที่ไซต์งานด้วยประสิทธิภาพมากกว่า เมื่อเทียบกับเซลล์แลกเปลี่ยนโปรตอน Proton Exchange Membrane : PEM Cells และอิเล็กโทรไลเซอร์อัลคาไลน์ Alkaline Electrolyzers ที่อุณหภูมิต่ำกว่า .. การทำงานที่อุณหภูมิสูง ต้องใช้พลังงานน้อยกว่าในการสลายโมเลกุลของน้ำ และสร้างไฮโดรเจน Hydrogen : H2 ซึ่งช่วยเพิ่มความประหยัดในการผลิตไฮโดรเจน Economics of Hydrogen Generation และส่งเสริมการยอมรับที่โดดเด่นเหนือชั้นในตลาดให้เติบโตขึ้นด้วยความเร่งจากนี้ไป ..

H2 Production with the World’s Most Efficient Electrolyzer & Largest Solid Oxide System | Credit : Bloom Energy / NASA’s Ames Research Center

อ้างถึงข้อมูลการตรวจสอบตลาดอิเล็กโทรไลเซอร์โซลิดออกไซด์ Solid Oxide Electrolyzers : SOEs ของ Global Market Estimates พบว่า ขนาดธุรกิจในตลาดเซลล์อิเล็กโทรไลซิสโซลิดออกไซด์ทั่วโลก Global Solid Oxide Electrolysis Cell : SOEC Market คาดว่า อัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี Compound Annual Growth Rate : CAGR หมายถึง อัตราผลตอบแทนสำหรับการลงทุนในตลาดเซลล์อิเล็กโทรไลซิสโซลิดออกไซด์ทั่วโลก Global Solid Oxide Electrolysis Cell : SOEC Market ที่เติบโตจากยอดดุลเริ่มต้นไปถึงยังยอดดุลสิ้นสุด รวมสมมติฐานว่ากำไรจะถูกนำกลับมาลงทุนหมุนเวียนใหม่ทุกสิ้นปีของช่วงอายุการลงทุน อยู่ที่ค่า CAGR 24.15-25.5% ในช่วงระยะเวลาคาดการณ์ ปี 2566 2574 ..

ทั้งนี้ ในประเด็นของเซลล์เชื้อเพลิงโซลิดออกไซด์ หรือ Solid Oxide Fuel Cells : SOFCs ซึ่งเป็นอุปกรณ์ลักษณะแบบเดียวกัน แต่ทำงานด้วยปฏิกิริยาย้อนกลับ เพื่อผลิตกำลังไฟฟ้า Electricity จากไฮโดรเจน Hydrogen : H2 นั้น .. มูลค่าตลาดเซลล์เชื้อเพลิงโซลิดออกไซด์ทั่วโลก Global Solid Oxide Fuel Cell Market ได้รับการคาดหมายว่าจะเติบโตจาก 1.09 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2564 เป็น 5.31 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2571 ด้วยอัตราผลตอบแทนสำหรับการลงทุนต่อปี อยู่ที่ค่า CAGR 25.3% ในช่วงระยะเวลาคาดการณ์ ปี 2565-2571 ..

อย่างไรก็ตาม ภาพรวมตลาดอิเล็กโทรไลเซอร์ทั่วโลก Overall Global Electrolyzer Market คาดว่าจะสร้างรายได้ 34.4 พันล้านดอลลาร์สหรัฐฯ ภายในสิ้นปี 2575 เพิ่มขึ้นจาก 3.64 พันล้านดอลลาร์สหรัฐฯในปี 2566 ในช่วงระยะเวลาคาดการณ์ปี 2567-2575 .. ทั้งนี้ อัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี คาดว่าจะขยายตัว อยู่ที่ค่า CAGR 27.2% ในช่วงระยะเวลาคาดการณ์ ปี 2567-2575 ..

Alkaline, PEM & Solid Oxide Electrolyzer Systems | Credit : IDTechEx

ความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับไฮโดรเจนอิเล็กโทรไลเซอร์ Hydrogen Electrolyzer จากภาคส่วนต่างๆ สำหรับการประยุกต์ใช้งาน Hydrogen ที่หลากหลายเพื่อกระตุ้นการเติบโตของภาคอุตสาหกรรม ..

การใช้งานไฮโดรเจน Hydrogen อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมต่างๆ .. การพัฒนาระบบพลังงานสะอาด Development of Clean Energy Systems และการนำไปใช้ที่เพิ่มขึ้นในภาคส่วนการใช้งานปลายทางต่างๆ Various End-Use Sectors กำลังขับเคลื่อนการเติบโตของภาคอุตสาหกรรม .. นอกจากนี้ ในพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ที่การขนส่งไฮโดรเจนจากระยะทางไกลเป็นไปได้อย่างยากลำบาก หรือต้นทุนการผลิตไฮโดรเจนจากก๊าซธรรมชาติค่อนข้างสูง เมื่อเทียบกัน ..

ผู้ใช้ปลายทาง นิยมที่จะเลือกใช้อิเล็กโทรไลเซอร์ขนาดกลาง และขนาดเล็กมากขึ้นสำหรับการผลิตไฮโดรเจน ณ สถานที่ใช้งาน หมายถึง การผลิตไฮโดรเจนที่ไซต์งาน On-Site Hydrogen Generation ซึ่งโซลิดออกไซด์อิเล็กโตรไลเซอร์ Solid Oxide Electrolyzers : SOEs ให้ประโยชน์มากกว่า และสามารถการลดต้นทุนการขนส่งโดยรวมจากระยะทางไกลได้ รวมทั้งการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในระหว่างการขนส่ง และลดต้นทุนในการจัดเก็บไปพร้อมด้วย ..

สำหรับในประเด็นขนาดกำลังผลิตนั้น ตลาดอิเล็กโทรไลเซอร์ Hydrogen Electrolyzer Market ขนาด 500 KW-2 MW จะเติบโตอยู่ที่ค่า CAGR มากกว่า 15% ระหว่างช่วงเวลาที่คาดการณ์ ปี 2564-2573 .. อย่างไรก็ตาม ไฮโดรเจนอิเล็กโทรไลเซอร์ Hydrogen Electrolyzer ขนาดเล็กต่ำกว่า 500 KW ครองตลาดต่อเนื่องด้วยส่วนแบ่งรายได้มากกว่า 41.9% มาตั้งแต่ปี 2565 เป็นต้นมา เนื่องจากกิจกรรมการใช้พลังงานไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องในครัวเรือน อาคารสถานที่ทำงาน โรงงาน พื้นที่ชนบท และชุมชนห่างไกลนอกโครงข่ายระบบสายส่ง ควบคู่ไปกับการเติบโตของภาคอุตสาหกรรมที่กำลังเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ได้กลายเป็นแรงผลักการเติบโตหลักของตลาด .. การใช้งานที่เพิ่มขึ้นในภาคส่วนอื่นๆ เช่น แก้ว งานโลหะ อาหารและเครื่องดื่ม ภาคการขนส่ง และเคมี ได้ส่งเสริมการเจาะตลาดผลิตภัณฑ์รูปแบบเฉพาะเจาะจง แยกย่อย .. ประโยชน์หลักของโซลิดออกไซด์อิเล็กโทรไลเซอร์ Solid Oxide Electrolyzers : SOEs รุ่นล่าสุด ได้แก่ การใช้งานที่ยืดหยุ่น ต้นทุนที่ลดลง กระบวนการประหยัดพลังงาน และการออกแบบที่กะทัดรัด และโมดูลาร์สำเร็จรูปขนาดต่างๆ ใช้งานง่ายสำหรับอาคารสถานที่ หรือภูมิสังคมที่ต่างออกไป รวมทั้งในทางกลับกัน ก็สามารถขับเคลื่อนการขยายตัวของภาคอุตสาหกรรมในภาพรวมได้เป็นอย่างดี ..

สรุปส่งท้าย ..

ด้วยความก้าวหน้าทางวิทยาการปัจจุบันนั้น เทคโนโลยีพลังงานไฮโดรเจน Hydrogen Energy Technology ได้ส่งสัญญาณชัดเจนว่า โลก และมนุษยชาติ พร้อมแล้วสำหรับเศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy ที่เหนือชั้นในอนาคตอันใกล้นี้ ..

เศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy ใช้ไฮโดรเจน Hydrogen : H2 เป็นแหล่งพลังงานหลักสำหรับกิจกรรมทางเศรษฐกิจ และสังคมของมนุษยชาติ .. คาดหมายว่า ไฮโดรเจน Hydrogen : H2 กำลังกลายเป็นแหล่งพลังงานยั่งยืนยอดนิยมสำหรับอนาคตที่ไม่ไกลเกินฝันจากนี้ไปแน่นอนเปลี่ยนแปลงไม่ได้ ..

ความโดดเด่นของ Hydrogen : H2 นั้น คือ ศักยภาพที่ยอดเยี่ยมในการขจัดคาร์บอนออกไปจากภาคเศรษฐกิจการผลิต และระบบการขนส่งซึ่งต้องการแหล่งพลังงานที่มีพลังงานจำเพาะ Specific Energy สูงมากพอ .. ทั้งนี้ เพื่อยุติการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล Phase Out Fossil Fuels ในสังคมมนุษยชาติโดยสิ้นเชิง และจำกัดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ Limit Climate Change ให้อุณหภูมิของโลกอยู่ต่ำกว่าจุดเล็งที่ 1.5oC ได้สำเร็จนั้น เศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy คือ หนึ่งในข้อไข และคำตอบสำหรับการต่อสู้กับวิกฤติสภาพอากาศ Climate Crisis ที่เฉียบขาดอย่างยิ่ง ..

ในภาคพลังงาน Power Sector นั้น การใช้ไฮโดรเจน Hydrogen : H2 และแอมโมเนีย Ammonia : NH3 ที่มิได้ผลิตขึ้นมาจากก๊าซธรรมชาต Natural Gas กำลังได้รับความสนใจมากขึ้นเรื่อย ๆ จากโครงการต่าง ๆ มากมายด้วยความคาดหมายว่า กำลังไฟฟ้าจากไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen อย่างเดียวจะสูงขึ้นแตะระดับได้อย่างน้อย 3.5 GW ภายในปี 2573 .. ทั้งนี้ เมื่อพิจารณาจากนโยบาย และมาตรการภาครัฐทั่วโลกที่ได้กำหนดไว้ก่อนแล้ว คาดการณ์ได้ว่า ความต้องการไฮโดรเจน Hydrogen Demand อาจสูงถึง 115-120 ล้านตัน Megaton : Mt ภายในปี 2573 ..

ความต้องการไฮโดรเจน Hydrogen Demand ในอนาคตที่สูงลิ่วนี้ หมายถึง การขยายกำลังการผลิตอิเล็กโทรไลเซอร์ Expanding Electrolyzer Manufacturing Capacity มีความสำคัญต่อการเปิดตัวห่วงโซ่อุปทานไฮโดรเจน Hydrogen Supply Chains ไปพร้อมด้วยเช่นกัน .. การใช้อิเล็กโตรไลเซอร์ Electrolyzer ประสิทธิภาพสูง ต้องการพลังงานป้อนเข้าต่ำ ต้นทุนต่ำ และใช้กำลังไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนมลพิษต่ำเพื่อผลิตไฮโดรเจนที่ปล่อยมลพิษต่ำ กลายเป็นความจำเป็นยิ่งยวดจากนี้ไป .. ปัจจุบัน กำลังการผลิตอิเล็กโทรไลเซอร์ Electrolyser Manufacturing Capacity อยู่ที่เกือบ 8 GW ต่อปี และคาดหมายว่า กำลังการผลิตในภาคอุตสาหกรรม อาจเกิน 60 GW/Year ภายในปี 2573 เพื่อให้เพียงพอที่จะบรรลุเป้าหมายในปัจจุบันสำหรับการนำอิเล็กโตรไลเซอร์ Electrolyzer มาใช้งาน ..

กระบวนการอิเล็กโทรลิซิส Electrolysis เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจที่สุดสำหรับการผลิต ‘ไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen : H2’ ที่ปราศจากคาร์บอนจากกำลังไฟฟ้าแหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน รวมทั้งแหล่งพลังงานนิวเคลียร์ ..

กระบวนอิเล็กโทรลิซิสที่อุณหภูมิสูง High-Temperature Electrolysis คือ อีกรูปแบบหนึ่งของการแยกน้ำด้วยกำลังไฟฟ้าสำหรับผลิตก๊าซไฮโดรเจน Hydrogen : H2 และออกซิเจน Oxygen : O2 ซึ่งเกิดขึ้นได้ด้วยเซลล์อิเล็กโทรไลซิสโซลิดออกไซด์ Solid Oxide Electrolyzer Cells : SOECs ที่ทำให้สามารถผลิตไฮโดรเจนปราศจากคาร์บอน Carbon-Free Hydrogen : H2 Production โดยใช้พลังงานจากกำลังไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียน Renewable Electricity ที่ลดลงได้มากกว่า 30% เทียบกับอัลคาไลน์อิเล็กโทรไลเซอร์ Alkaline Electrolysers .. ประสิทธิภาพ และความสามารถของเทคโนโลยีเซลล์อิเล็กโทรไลเซอร์โซลิดออกไซด์ Solid Oxide Electrolyzer Cell : SOEC Technology ในการปรับขนาดทางอุตสาหกรรมที่ไม่มีใครเทียบได้ กำลังจะกลายเป็นวิธีการที่เหมาะสมในการบรรลุจุดสุดท้ายในอุดมคติ เพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานของโลกโดยไม่มีผลกระทบเชิงลบใดๆ ต่อสิ่งแวดล้อม ..

การวิจัย และพัฒนาอิเล็กโทรไลเซอร์ Electrolyzer ล่าสุดนั้น พบว่า ประสิทธิภาพของระบบการผลิตไฮโดรเจน Hydrogen Production โดยใช้อิเล็กโทรไลเซอร์โซลิดออกไซด์ Solid Oxide Electrolyzers นั้น สูงมากด้วยประสิทธิภาพทางไฟฟ้ามากกว่า 85-90% เท่ากับประมาณอย่างน้อย 39 KWh ของพลังงานไฟฟ้าต่อกิโลกรัมของไฮโดรเจนสีเขียว Kilogram of Green Hydrogen : H2 ที่ผลิตได้ และในบริบทของอิเล็กโทรไลซิส Electrolysis นั่นจะทำให้กำลังไฟฟ้าป้อนเข้าน้อยลง 20-30% เมื่อเปรียบเทียบกับ Proton Exchange Membrane : PEM Electrolyzer และเทคโนโลยีอัลคาไลน์ Alkaline Technologies ..

High-Temperature Electrolysis by the Solid Oxide Electrolysis Cells : SOECs | Credit : FCH / FORTH/ICE-HT

ทั้งนี้ คาดหมายว่า ต้นทุนสำหรับเซลล์อิเล็กโทรไลซิสโซลิดออกไซด์ Cost of Solid Oxide Electrolyzer Cells : SOECs จะสามารถลดลงได้อีกประมาณ 70% ภายในปี 2573 เมื่อเทียบกับปัจจุบัน และเมื่อผนวกรวมกับการลดลงของต้นทุนพลังงานหมุนเวียน Cost of Renewable Energy ที่คาดไว้ สิ่งเหล่านี้ จะทำให้ต้นทุนของไฮโดรเจนจากพลังงานหมุนเวียน Cost of Renewable-Based Hydrogen ในภาพรวม ลดลงไปอยู่ในช่วงระหว่าง 1.3-4.5 เหรียญสหรัฐฯ/กิโลกรัม H2 เทียบเท่ากับ 39-135 เหรียญสหรัฐฯ/MWh ..

การผลักดันให้ยุติการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลทั่วโลกจากแหล่งน้ำมันดิบ ก๊าซธรรมชาติ และ Shale Gas & Shale Oil รวมทั้งถ่านหิน หลังการประชุมรัฐภาคีกรอบอนุสัญญาสหประชาชาติว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ 28th United Nations Climate Change: COP28 Conference ล่าสุดที่ผ่านมานั้น ได้ทำให้ไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen กลายเป็นนวัตกรรมสำคัญอีกตัวหนึ่งสำหรับภาคพลังงานที่จำเป็นต้องลดการปล่อยคาร์บอนสู่บรรยากาศ เช่น การผลิตเหล็ก การคมนาคม การขนส่ง อาคารสถานที่ ครัวเรือน และการบิน รวมทั้งจนถึงการบริโภคในภาคอุตสาหกรรม .. เทคโนโลยีของพวกมัน ได้ส่งสัญญาณชัดเจนว่า โลกพร้อมแล้วสำหรับ Hydrogen Economy ในอนาคตอันใกล้นี้ ..

ไฮโดรเจนอิเล็กโทรไลเซอร์ Hydrogen Electrolyzers ซึ่งรวมถึง เซลล์อิเล็กโทรไลเซอร์โซลิดออกไซด์ Solid Oxide Electrolyzer Cells : SOECs รุ่นใหม่ล่าสุดมาพร้อมด้วยนั้น คือ อุปกรณ์สำคัญยิ่งในการผลิตไฮโดรเจน Hydrogen : H2 Production .. ในที่ประชุม COP28 ชี้ให้เห็นชัดเจนว่า ตลาดไฮโดรเจนอิเล็กโทรไลเซอร์ Hydrogen Electrolyzer Market ที่จะต้องเติบโตขึ้นอย่างรวดเร็วเท่านั้น จึงจะสามารถทำให้มั่นใจได้ว่า อุปทานจะไม่เป็นปัญหาคอขวดอีกต่อไปในทศวรรษนี้ .. ความมุ่งมั่นร่วมกันของ Green Hydrogen Catapult ซึ่งเป็นกลุ่มพันธมิตรไฮโดรเจนสีเขียวภาคเอกชนในการพัฒนาความจุของอิเล็กโทรไลเซอร์ Electrolyzers ให้ได้อย่างน้อย 45 GW ต่อปี ภายในปี 2570 และทะยานขึ้นแตะระดับ 60 GW ต่อปี ภายในปี 2573 ตามที่กล่าวถึงไปแล้วนั้น คือ เรื่องที่น่าตื่นเต้นจากนี้ไป ..

นี่ยังไม่ได้นับขนาดกำลังผลิตของระบบผลิตไฮโดรเจนขนาดเล็กรูปแบบแยกย่อยในครัวเรือน และพื้นที่ชุมชนห่างไกลในประเทศกำลังพัฒนาอีกหลายประเทศ ซึ่งกำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้น .. ความร่วมมือจากภาครัฐ เอกชน และภาคประชาชน เพื่อไปสู่ Hydrogen Economy กลายเป็นความจำเป็นที่ขาดไม่ได้ .. ทั้งนี้ การอุดหนุนจากภาครัฐต่อภาคประชาสังคม และชุมชนเกษตรกรรม ในการประยุกต์ใช้ไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen ควบคู่ไปกับการพัฒนาแหล่งน้ำไปพร้อมด้วย ในพื้นที่ชุมชนห่างไกลแยกย่อยนอกโครงข่ายระบบสายส่งนั้น กำลังจะกลายเป็นประเด็นนโยบายพลังงานภาครัฐที่สำคัญจากนี้ไปที่มีความเป็นไปได้สูง ปลอดภัย และคุ้มค่า ..

Topsoe’s Small SOEC Electrolyzer Delivers More Than 90 % Energy Efficiency When Using Green Power to Produce Hydrogen | Credit : Topsoe

อิเล็กโทรไลเซอร์ในครัวเรือน In-House Electrolyzers หรือระบบชุดอุปกรณ์เซลล์อิเล็กโทรไลเซอร์โซลิดออกไซด์ Solid Oxide Electrolyzers : SOEs ประสิทธิภาพสูงที่ใช้กำลังไฟฟ้าต่ำกว่า ภายในชุมชน จะสามารถผลิตไฮโดรเจน Hydrogen : H2 และออกซิเจน Oxygen : O2 ได้ด้วยการแยกน้ำจากแหล่งน้ำในหมู่บ้าน ครัวเรือน สถานที่ทำงาน โรงงาน อ่างเก็บน้ำ หรือแหล่งน้ำบนพื้นที่การเกษตร รวมถึงพื้นที่ห่างไกล โดยใช้กำลังไฟฟ้าซึ่งมาจากแหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน Renewable Energy ณ ทุกที่ทุกเวลา เพื่อสร้างไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen : H2 อย่างเพียงพอต่อความต้องการพลังงานของผู้บริโภค ชุมชน และภาคอุตสาหกรรม หรือจัดเก็บไว้ใช้ในภายหลังให้สำเร็จได้ในที่สุด ..

………………………………….

คอลัมน์ : Energy Key

By โลกสีฟ้า ..

สนับสนุนคอลัมน์ โดย E@ บริษัท พลังงานบริสุทธิ์ จำกัด (มหาชน)

ขอบคุณเอกสารอ้างอิง :-

The Hydrogen Stream: Consortium Unveils 85% – Efficient Solid Oxide Electrolyzer | PV – Magazine:-

Bloom Energy Demonstrates Hydrogen Production with the World’s Most Efficient Electrolyzer and Largest Solid Oxide System | Bloom Energy :-

https://newsroom.bloomenergy.com/news/bloom-energy-demonstrates-hydrogen-production-with-the-worlds-largest-and-most-efficient-solid-oxide-electrolyzer

Toyota Supplier Plans Commercial Launch of Solid – Oxide Electrolyser for Green Hydrogen Production from 2025 | Toyota :-

https://www.hydrogeninsight.com/electrolysers/toyota-supplier-plans-commercial-launch-of-solid-oxide-electrolyser-for-green-hydrogen-production-from-2025/2-1-1494839

Global Solid Oxide Electrolysis Cell: SOEC Market | Global Market Estimates :-

https://www.globalmarketestimates.com/market-report/solid-oxide-electrolysis-cell-soec-market-4084

Global Solid Oxide Fuel Cell Market | Fortune Business Insights :-

https://www.fortunebusinessinsights.com/industry-reports/solid-oxide-fuel-cell-market-101306

Global Electrolyzer Market | PR Newswire :-

https://www.prnewswire.com/news-releases/global-electrolyzer-market-report-2023-market-to-reach-15-49-billion-by-2029-up-from-3-64-billion-in-2022—market-surges-amid-transition-to-sustainable-energy-systems-302033614.html

The Hydrogen Electrolyzer :-

https://photos.app.goo.gl/EWWvPggM2TyhWorW6

Hydrogen Economy | Hydrogen as the Nature’s Fuel | Album :-

https://goo.gl/photos/JxzFyxD8PVCeSK9k8

- Advertisment -spot_img
- Advertisment -spot_imgspot_img

Featured

- Advertisment -spot_img
Advertismentspot_imgspot_img
spot_imgspot_img