Green Hydrogen แสดงบทบาทนำกู้วิกฤติสภาพอากาศได้หรือไม่

Green Hydrogen: COP26 Clear the World Ready for Hydrogen

“……การผลักดันให้ยุติการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลทั่วโลกจากแหล่งน้ำมันดิบ ก๊าซธรรมชาติ และ Shale Gas & Shale Oil รวมทั้งถ่านหิน ได้ทำให้ไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen กลายเป็นนวัตกรรมสำคัญอีกตัวหนึ่ง….”

หลังการประชุมรัฐภาคีกรอบอนุสัญญาสหประชาชาติว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ 26^th United Nations Climate Change: COP26 Conference ล่าสุดที่ Glasgow เมื่อ 31 ตุลาคม ถึง 13 พฤศจิกายน 2564 ที่ผ่านมานั้น ..

นาย Alok Sharma ประธาน COP26 กล่าวไว้ว่า “เราพยายามรักษาอุณหภูมิไว้ที่ 1.5 °C แต่แรงผลัก และความมุ่งมั่นดำเนินงานของพวกมันยังคงอ่อนแอ” .. ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen เป็นพัฒนาการที่ชุบชีวิต กระตุ้นชีพจร และกระชากข้อไขหนึ่งจากภาคพลังงาน Energy Solution ให้กลับมามีชีวิตชีวาขึ้นมาได้อีกครั้ง รวมทั้งสามารถเร่งขับเคลื่อนนวัตกรรมใหม่ ๆ ที่น่าตื่นเต้นให้เกิดขึ้นเพื่อกอบกู้วิกฤติสภาพอากาศ Climate Crisis และก้าวไปสู่อนาคตพลังงานสะอาดสำหรับระบบเศรษฐกิจ และสังคมของมนุษยชาติให้สำเร็จได้ไม่มีข้อสงสัย ..

การผลักดันให้ยุติการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลทั่วโลกจากแหล่งน้ำมันดิบ ก๊าซธรรมชาติ และ Shale Gas & Shale Oil รวมทั้งถ่านหิน ได้ทำให้ไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen กลายเป็นนวัตกรรมสำคัญอีกตัวหนึ่งสำหรับภาคพลังงานที่จำเป็นต้องลดการปล่อยคาร์บอนสู่บรรยากาศ เช่น การผลิตเหล็ก การขนส่ง อาคารสถานที่ ครัวเรือน และการบิน รวมทั้งจนถึงการบริโภคในภาคอุตสาหกรรม .. เทคโนโลยีของพวกมัน ได้ส่งสัญญาณชัดเจนว่า โลกพร้อมแล้วสำหรับ Hydrogen Economy ในอนาคตอันใกล้นี้ ..

สิ่งที่น่าตื่นตาตื่นใจที่สุด ในห่วงโซ่คุณค่าการผลิตไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen Value Chain ปรากฏอย่างชัดเจนในที่ประชุม COP26 ว่า อุปทานจะไม่เป็นปัญหาคอขวดอีกต่อไปในทศวรรษนี้ .. Green Hydrogen Catapult ซึ่งเป็นกลุ่มพันธมิตรไฮโดรเจนสีเขียวภาคเอกชนที่เข้าร่วมประชุมจากการสนับสนุนของ UN High – Level Climate Action Champions และโดยมี Rocky Mountain Institute: RMI เป็นเจ้าภาพ ได้ประกาศความมุ่งมั่นร่วมกันในการพัฒนาความจุของอิเล็กโทรไลเซอร์ Electrolyzer ให้ได้อย่างน้อย 45 GW ภายในปี 2570 .. อิเล็กโทรไลเซอร์ Electrolyzer จะผลิตไฮโดรเจน และออกซิเจนจากการแยกน้ำ โดยใช้กำลังไฟฟ้าซึ่งมาจากแหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน เพื่อสร้างไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen ..

เมื่อผนวกเข้ากับสิ่งที่ได้นำมาใช้แล้ว รวมทั้งโครงการภาครัฐ และเอกชนของนานาประเทศที่ประกาศไว้ในแผนงานพลังงาน เช่น โครงการจัดวางโครงสร้างพื้นฐาน และสิ่งอำนวยความสะดวกรองรับการใช้ไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen ให้เป็นอีกหนึ่งในแหล่งพลังงานหลักสำหรับ Energy Transition ภายในทศวรรษนี้ .. ความมุ่งมั่นเหล่านี้ ทำให้โลกขยับเข้าไปใกล้เคียงกับกำลังการผลิตไฮโดรเจนสีเขียวที่จำเป็นสำหรับเส้นทาง 1.5 °C ตามที่ระบุไว้ในแผนงานของหน่วยงานพลังงานระหว่างประเทศ International Energy Agency: IEA ให้ไปสู่ Net Zero ภายในปี 2593 หรือ ค.ศ.2050..

นอกจากนี้ พัฒนาการที่เกิดขึ้นจะช่วยขับเคลื่อนต้นทุนไฮโดรเจนสีเขียวให้ต่ำกว่า 2 เหรียญสหรัฐฯ ต่อกิโลกรัม ทำให้สามารถแข่งขันกับไฮโดรเจนสีเทา ไฮโดรเจนสีน้ำเงิน และเชื้อเพลิงฟอสซิลรูปแบบอื่นๆ ได้ .. ทั้งนี้ ไฮโดรเจนสีน้ำเงิน Blue Hydrogen แตกต่างจากไฮโดรเจนสีเทา Gray Hydrogen ที่ใช้คาร์บอน ซึ่งถูกดักจับ และจัดเก็บเพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการผลิตไฮโดรเจน Reduce the Greenhouse Emissions from Hydrogen Production ส่วนหนึ่ง โดยเฉพาะ Blue Hydrogen ยังจะคงต้องมีการดำเนินการผลิตอยู่ต่อไป ..

พัฒนาการล่าสุด และการรักษาสัญญาของนานาชาติเกี่ยวกับ Green Hydrogen จาก COP26 ..

Green Hydrogen Policy Dashboard ซึ่งเปิดตัวในที่ประชุม COP26 แสดงให้เห็นว่า รัฐบาลต่าง ๆ กำลังเริ่มกำหนดเป้าหมายใหม่ที่ทะเยอทะยาน ปรับปรุงนโยบายภาครัฐ และจัดหาเงินทุนสำหรับโครงสร้างพื้นฐานไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen มากขึ้น ..

ประเทศในยุโรป European Countries สหรัฐฯ ออสเตรเลีย และญี่ปุ่น เป็นผู้นำในปัจจุบันนี้ อย่างไรก็ตาม ประเทศต่าง ๆ อีกหลายชาติ เช่น มอเรทาเนีย Mauretania, โมร็อกโก Morocco, นามิเบีย Namibia และชิลี Chile เป็นต้นนั้น มีทรัพยากรคุณภาพสูงเป็นพิเศษสำหรับการผลิตพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน และแสดงความสนใจในไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen มากยิ่งขึ้น ..

ตัวอย่างที่เกิดขึ้นเหล่านี้ เป็นการพัฒนาที่มีแนวโน้มเป็นไปได้อย่างมาก แต่ยังมีความจำเป็นในการติดตามการเปลี่ยนแปลงอยู่ต่อไปเพื่อทำให้แน่ใจว่าโมเมนตัม หรือแรงผลักจากผลการประชุม COP26 จะนำไปสู่ตลาดไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen Global Market ทั่วโลกที่มีความยืดหยุ่นในระดับที่เพียงพอ ..

ความต้องการการสนับสนุนจากนโยบาย และการลงทุนภาครัฐ ในส่วนโครงสร้างพื้นฐานไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen ซึ่งรัฐบาลของประเทศต่าง ๆ จะต้องร่วมมืออย่างสอดคล้องกัน .. การสนับสนุนจากนโยบายภาครัฐให้นำไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen มาใช้ในภาคอุตสาหกรรมสำคัญ Green Hydrogen in Priority Industry Sectors จะต้องดำเนินการอย่างจริงจัง และถือเป็นความจำเป็นที่ขาดไม่ได้ ..

ทั้งนี้ การปรับปรุง และพัฒนาแนวทางการอนุมัติโครงการที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างพื้นฐานไฮโดรเจนสีเขียว กฎหมายที่ชัดเจนด้วยขั้นตอนที่สะดวก และรวดเร็วยิ่งขึ้น รวมถึงการปรับปรุงโครงข่ายระบบสายส่งกำลังไฟฟ้า การผนวกรวมแหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน ร่วมกับระบบจัดเก็บพลังงานระยะเวลาทนยาว รวมถึง ระบบผลิตและจัดเก็บไฮโดรเจน Hydrogen Production & Storage ไว้พร้อมด้วยนั้น กลายเป็นความจำเป็นยิ่งยวดที่ภาครัฐ ฝ่ายการเมือง และภาคเอกชน จะต้องร่วมมือกันใกล้ชิด มิฉะนั้น การมุ่งไปสู่ระบบเศรษฐกิจ และสังคมสีเขียวที่มีไฮโดรเจนเป็นฐาน Hydrogen Economy & Society อาจไม่สามารถเกิดขึ้นได้สำเร็จ ..

การตั้งเป้าหมายระยะสั้นที่ทะเยอทะยาน การสร้างสภาพแวดล้อมทางการตลาดที่ยุติธรรมโดยสนับสนุนไฮโดรเจนสีเขียว กับเงินอุดหนุนภาครัฐอย่างเหมาะสม เป็นความจำเป็นยิ่งยวดเช่นกัน ..

ในขณะเดียวกัน Green Hydrogen Catapult จะยังคงมุ่งเพิ่มกำลังการผลิตไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen ต่อไป .. การกำหนดนโยบายเพื่อให้เกิด ‘เศรษฐกิจไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen Economy’ รวมถึงการขับเคลื่อนกลไกโดยสมัครใจ เช่น การรับรองมาตรการลดการปล่อยมลพิษ ก๊าซเรือนกระจก และคาร์บอนสู่บรรยากาศเป็นศูนย์สุทธิ Net Zero เพื่อกอบกู้วิกฤติสภาพอากาศ Climate Crisis เป็นเรื่องสำคัญยิ่งของประชาคมโลก และมันเป็นไปได้จากนี้ไป ดั่งที่ COP26 ชี้ให้เห็นแล้วว่า โลกพร้อมแล้วสำหรับโซลูชัน หรือข้อไขที่สำคัญนี้ เพราะมนุษยชาติอาจไม่มีเวลาเหลือแล้ว ..

โรงไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ผลผลิตที่เป็นนวัตกรรมรูปแบบใหม่สู่อนาคต ..

ในช่วงแรก ๆ ของการพัฒนานั้น นักวิจัยมิค่อยเห็นความจำเป็นที่จะต้องมีโรงไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิงขนาดใหญ่ .. เซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cell สามารถกระจายติดตั้งตามหน้าห้อง ครัวเรือน ที่อยู่อาศัย อาคารสถานที่ต่าง ๆ โรงงานอุตสาหกรรม และชุมชน ด้วยการรับก๊าซไฮโดรเจนที่ส่งไหลผ่านทางระบบท่อได้ รวมทั้งก๊าซไฮโดรเจนเองสามารถทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลสำหรับการจุดระเบิดในเครื่องยนต์เผาไหม้ภายในได้โดยตรงอีกต่างหาก .. อย่างไรก็ตาม เพื่อให้เศรษฐกิจ และสังคมทั่วทั้งระบบในอนาคต เปลี่ยนไปใช้แหล่งพลังงานสะอาดอย่างแท้จริงแล้ว โรงไฟฟ้า หรือสถานีไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิงขนาดใหญ่บนโครงข่ายระบบสายส่ง กลายเป็นความจำเป็น หลีกเลี่ยงไม่ได้ที่ต้องจัดสร้างจัดวางไว้พร้อมด้วย ..

โรงไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน Hydrogen Fuel Cell Power Plant ที่ใหญ่ที่สุดในโลก และเป็นแห่งแรกที่ยังคงใช้เฉพาะไฮโดรเจนจากการผลิตปีโตรเคมีเท่านั้น .. Hanwha Energy ให้บริการที่ Daesan Industrial Complex ใน Seosan ประเทศเกาหลีใต้ ..

โรงไฟฟ้านวัตกรรมใหม่แห่งนี้ใช้ “ไฮโดรเจนรีไซเคิล Hydrogen Recycle จากการผลิตปีโตรเคมี” ที่จัดหาโดยโรงงาน Hanwha Total Petrochemical ซึ่งตั้งอยู่ภายในคอมเพล็กซ์ Complex เดียวกัน .. มันคือโรงไฟฟ้าขนาด 50 MW มีความสามารถในการผลิตกำลังไฟฟ้าได้ถึง 400,000 MW ต่อปี ซึ่งเพียงพอที่จะจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับบ้านเรือนชาวเกาหลีใต้มากกว่า 160,000 หลังคาเรือน ..

“เมื่อโรงงานแห่งนี้เสร็จสมบูรณ์ เราจะช่วยภาครัฐในการกำหนดแผนงานไปสู่เศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy พร้อมทั้งส่งเสริมเศรษฐกิจในท้องถิ่นได้” Hanwha Energy CEO | In – Sub Jung กล่าวไว้ในงานฉลองความสำเร็จของโครงการ ..

อย่างไรก็ตาม มันจะสมบูรณ์แบบมากกว่านี้ หากใช้ไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen จากการแยกน้ำด้วยแหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ พลังลม พลังน้ำ หรือพลังงานความร้อนใต้พิภพ เป็นเชื้อเพลิงแทนไฮโดรเจนที่ได้จาก By Product ปีโตรเคมี สำหรับ โรงไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง Hydrogen Fuel Cell Power Plant ..

ทั้งนี้ คาดหมายได้ว่า ในอีกไม่เกิน 10 ปีข้างหน้า เมื่อการผลิตไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen ปริมาณมากด้วยพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทนที่สะอาดกว่าเพิ่มขึ้น และมีโรงไฟฟ้า สถานีไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิงขนาดต่าง ๆ เกิดขึ้นติดตั้งกระจายอยู่ทั่วไปในวงกว้างแล้ว ภาพรวมระบบเศรษฐกิจ และสังคมโลก ก็จะขยับขับเคลื่อนเข้าไปสู่ เศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy หรือ สังคมไฮโดรเจน Hydrogen Society ในอนาคตด้วยต้นทุนพลังงานที่ถูกกว่าได้สำเร็จในที่สุด ..

การจัดเก็บไฮโดรเจน Hydrogen Storage ประเด็นสำคัญจากแนวคิด Power to X สำหรับแหล่งพลังงานหลักในอนาคตแทนที่แหล่งพลังงานเชื้อเพลิงฟอสซิล ..

ไฮโดรเจน Hydrogen เป็นก๊าซที่เบาเป็นพิเศษซึ่งมีปริมาตรมากภายใต้สภาวะความดันมาตรฐาน กล่าวคือ ความดันบรรยากาศ เพื่อการจัดเก็บ และขนส่งไฮโดรเจนอย่างมีประสิทธิภาพ ปริมาตรนี้จะต้องถูกทำให้ลดลงอย่างมากด้วยวิธีการต่าง ๆ ..

ไฮโดรเจน ถือว่าเป็นก๊าซที่เบาที่สุดในเอกภพ Lightest Gas in the Entire Universe ปริมาตรก๊าซหนึ่งลิตรมีน้ำหนักเพียง 90 mg ภายใต้ความกดอากาศปกติ ซึ่งหมายความว่า พวกมันมีน้ำหนักเบากว่าอากาศที่เราหายใจอยู่ถึง 11 เท่า .. ดังนั้น ต้องใช้ปริมาตรประมาณ 11 ลูกบาศเมตร ซึ่งเป็นปริมาตรท้ายรถของรถอเนกประสงค์ หรือยานยนต์เพื่อการพาณิชย์ขนาดใหญ่ เพื่อกักเก็บก๊าซไฮโดรเจนเพียง 1 Kg สำหรับปริมาณที่จำเป็นต่อการขับเคลื่อนยานยนต์ระยะทาง 100 Km ..

ด้วยเหตุนี้ จึงต้องเพิ่มความหนาแน่นโดยใช้หนึ่งในเทคนิคการจัดเก็บไฮโดรเจน Hydrogen Storage รูปแบบต่าง ๆ ได้แก่ การจัดเก็บแรงดันสูงในรูปก๊าซ High – Pressure Storage in the Gaseous Form, การจัดเก็บที่อุณหภูมิต่ำมากในรูปของเหลว Very Low Temperature Storage in the Liquid Form และการจัดเก็บแบบไฮไดรด์ในรูปแบบของแข็ง Hydride – Based Hydrogen Storage in the Solid Form ..

วิธีที่ง่ายที่สุด และเป็นที่นิยมในปัจจุบันเพื่อลดปริมาตรของ Hydrogen Gas ที่อุณหภูมิคงที่ คือ การเพิ่มความดัน .. ดังนั้น ก๊าซไฮโดรเจนที่ความดัน 700 บาร์ ซึ่งเท่ากับ 700 เท่าของความดันบรรยากาศปกติ ไฮโดรเจนจะมีความหนาแน่นเท่ากับ 42 Kg/m³ เทียบกับ 0.090 Kg/m³ ภายใต้สภาวะความดัน และอุณหภูมิปกติ .. และที่ระดับความดันนี้ ทำให้เราสามารถจัดเก็บก๊าซไฮโดรเจนไว้ได้ 5 Kg ด้วยถังเชื้อเพลิงขนาดปริมาตร 125 ลิตรเท่านั้น ..

ในทุกวันนี้ ผู้ผลิตรถยนต์ไฮโดรเจนส่วนใหญ่เลือกใช้สารละลายที่ประกอบด้วยการเก็บไฮโดรเจนในรูปก๊าซความดันสูง .. ด้วยเทคโนโลยีนี้ ได้ทำให้สามารถจัดเก็บไฮโดรเจนได้เพียงพอเพื่อให้รถยนต์นั่งที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน Hydrogen Fuel Cell Car วิ่งไปบนถนนได้ 500 – 600 Km ด้วยการเติมก๊าซไฮโดรเจนความดัน 700 เท่าบรรยากาศเพียง 5 นาทีในครั้งเดียว ..

อย่างไรก็ตาม ในภาคการขนส่งสำหรับงานหนัก และการใช้งานกับเครื่องยนต์สันดาปภายในของอากาศยานหรือกิจการอวกาศ เป็นต้นนั้น เทคนิคที่ล้ำสมัยปัจจุบันเพื่อการจัดเก็บไฮโดรเจนปริมาณสูงสุดในปริมาตรที่จำกัด คือ การแปลงก๊าซไฮโดรเจนเป็นไฮโดรเจนเหลว Convert Hydrogen Gas to Liquid Hydrogen โดยการทำให้พวกมันเย็นลงที่อุณหภูมิต่ำมาก ..

ไฮโดรเจน จะกลายเป็นของเหลวเมื่อถูกทำให้เย็นลงที่อุณหภูมิต่ำกว่า -252.87 ^oC และที่อุณหภูมินี้ความดัน 1.013 บาร์ ไฮโดรเจนเหลว Liquid Hydrogen จะมีความหนาแน่นใกล้เคียงกับ 71 Kg/m³ ซึ่งจะสามารถจัดเก็บไฮโดรเจนได้ 5 Kg ด้วยถังปริมาตรขนาด 75 ลิตร เท่านั้น ..

เพื่อรักษาไฮโดรเจนเหลวที่อุณหภูมินี้ ถังจะต้องแยกออกมาเป็นพิเศษ .. ปัจจุบันการจัดเก็บไฮโดรเจนในรูปของเหลว ถูกสงวนไว้สำหรับการใช้งานเฉพาะในบางพื้นที่ที่มีเทคโนโลยีสูง เช่น การเดินทางในอวกาศ ตัวอย่างเช่น ถังเก็บไฮโดรเจนเหลวบน Ariane จรวดปล่อยยานดาวเทียมขนาดใหญ่ ซึ่งออกแบบ และผลิตโดย Air Liquide มีไฮโดรเจนเหลว 28 Tons ที่จะต้องจ่ายเชื้อเพลิงให้กับเครื่องยนต์ส่วนกลาง แท็งก์เก็บไฮโดรเจนเหลวเหล่านี้ เป็นตัวอย่างที่แท้จริงของความสามารถทางเทคโนโลยีในปัจจุบัน ด้วยน้ำหนักของแท็งก์หรือถังเก็บเพียง 5.5 ตัน และเปลือกตัวถังเก็บเชื้อเพลิงเหลวเย็นจัดมีความหนาไม่เกิน 1.3 mm ..

ทั้งนี้ วิธีการลดปริมาตรไฮโดรเจนสำหรับการใช้งานขนาดใหญ่ หรือบนยานยนต์ในอนาคต ที่กำลังอาจจะเป็นที่นิยมจากนี้ไป ได้แก่ การจัดเก็บไฮโดรเจนในรูปของแข็ง The Storage of Hydrogen in Solid Form กล่าวคือ เก็บไว้ในวัสดุอื่น ก็เป็นอีกแนวทางหนึ่งในการวิจัยที่มีแนวโน้มสามารถประยุกต์ใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยเช่นกัน ..

การจัดเก็บไฮโดรเจนในรูปของแข็ง เป็นเทคนิคที่เกี่ยวข้องกับกลไกการดูดซับไฮโดรเจนโดยวัสดุอื่น เช่น โลหะ .. ตัวอย่างหนึ่ง คือ การสร้างโลหะไฮไดรด์ที่เป็นของแข็ง Solid Metallic Hydrides ผ่านปฏิกิริยาของไฮโดรเจนกับโลหะผสมบางชนิด .. การดูดกลืนนี้ เป็นผลมาจากการผสมผสานทางเคมีแบบย้อนกลับของไฮโดรเจนกับอะตอมที่ประกอบเป็นวัสดุเหล่านี้ วัสดุกักเก็บไฮโดรเจนที่มีแนวโน้มดีที่สุดประกอบด้วย แมกนีเซียม Magnesium และอะลาเนต Alanates ..

วัสดุเหล่านี้ สามารถจัดเก็บไฮโดรเจนมวลต่ำได้เท่านั้น ซึ่งปัจจุบันเป็นข้อเสียที่สำคัญของเทคโนโลยีนี้ อันที่จริง วัสดุที่ดีที่สุดในปัจจุบันสร้างอัตราส่วนของน้ำหนักไฮโดรเจนต่อน้ำหนักรวมของถังไม่เกิน 2 – 3 % ..

ก่อนที่จะพิจารณาการใช้งานขนาดใหญ่ สิ่งสำคัญคือ ต้องควบคุมพารามิเตอร์หลักบางอย่าง เช่น จลนศาสตร์ ประสิทธิภาพของเซลล์ และอุณหภูมิกับความดันของรอบการเก็บ และการปล่อยไฮโดรเจน Charge and Discharge Cycles of Hydrogen ในวัสดุเหล่านี้ ..

ทั้งนี้ พลังงานส่วนเกินจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนจะเปลี่ยนเป็นไฮโดรเจน ซึ่งได้รับการจัดเก็บอย่างปลอดภัยและในระยะยาวในถังที่ใช้โลหะให้เป็นเป็นโลหะ – ไฮไดรด์ Metal – Hydride .. เมื่อจำเป็นต้องใช้พลังงาน ไฮโดรเจนก็สามารถดึงกลับจากที่เก็บได้โดยตรงในรูปของก๊าซไฮโดรเจนเพื่อการใช้งานในระบบขนส่ง เช่น รถยนต์ รถยก หรือเป็นใช้เป็นแหล่งพลังงาน และความร้อนสำหรับอาคาร หรือในงานอุตสาหกรรม ..

ตัวอย่างของบริษัท GKN Powder Metallurgy ในสหรัฐฯ ใช้ถังเก็บไฮโดรเจนที่เป็นผงโลหะไฮไดรด์ Powder Metal Hydride – Based Hydrogen Storage Tank แปลงพลังงานหมุนเวียนเป็นกำลังไฟฟ้า สามารถทำหน้าที่เป็นสถานีไฟฟ้าขนาดเล็ก 80 KWh ไปจนถึงขนาดใหญ่ 66 MWh ได้ ..

โลหะ – ไฮไดรด์ Metal Hydride เช่น MgH₂, NaAlH₄, LiAlH₄, LiH, LaNi₅H₆, TiFeH₂, แอมโมเนียบอเรน Ammonia Borane และพาลาเดียมไฮไดรด์ Palladium Hydride เป็นตัวแทนของแหล่งพลังงานไฮโดรเจนที่จัดเก็บไว้ .. ปัญหาที่เกิดซ้ำอีก คือ สัดส่วน % น้ำหนักของ H₂ ที่พวกมันมีอยู่ และการย้อนกลับของกระบวนการจัดเก็บ .. ของเหลวบางชนิด เป็นเชื้อเพลิงได้ง่ายที่อุณหภูมิ และความดันแวดล้อม ในขณะที่บางชนิดเป็นของแข็งที่สามารถเปลี่ยนไปเป็นเม็ดได้ .. วัสดุเหล่านี้ มีความหนาแน่นของพลังงานที่ดี แม้ว่าพลังงานจำเพาะ Specific Energy จะน้อยกว่าเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนจากฟอสซิล ..

อย่างไรก็ตาม ระบบการจัดเก็บโลหะ – ไฮไดรด์ Metal Hydride โดยทั่วไปทำงานที่ 10 – 40 บาร์ ซึ่งน้อยกว่าระบบจัดเก็บก๊าซไฮโดรเจนแรงดันสูงทั่วไปถึง 20 เท่า .. เมื่อจำเป็นต้องใช้ไฮโดรเจน กระบวนการคายออก Desorption Process จะเริ่มขึ้นโดยป้อนความร้อนจากความร้อน 45 – 65 ^oC เพื่อให้ก๊าซเริ่มไหลออกสู่ภายนอก ในขั้นตอนนี้ ความดันจะลดลงเหลือประมาณ 1 – 2 บาร์เท่านั้น ..

ความจุในการจัดเก็บโลหะ-ไฮไดรด์ Metal Hydride ด้วยมวล 1.5 Kg จะเทียบเท่ากับพลังงาน 50 KWh .. ดังนั้น ไฮโดรเจนที่ได้จากวัสดุผสมโลหะ – ไฮไดรด์ Metal Hydride น้ำหนัก 100 Kg สามารถเทียบเคียงระดับพลังงานได้เท่ากับกับความจุพลังงานของชุดแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออนมาตรฐานที่ติดตั้งบนในรถยนต์ Tesla Model 3 Vehicle เป็นต้น ..

เทคโนโลยีการจัดเก็บโลหะ – ไฮไดรด์ Metal Hydride มีความยั่งยืนกว่า เนื่องจากทรัพยากรที่เป็นตัววัสดุเอง และพวกมันสามารถนำไปรีไซเคิลได้อย่างสมบูรณ์ .. ต่างกับถังภาชนะบรรจุรองรับความดันสูงพิเศษที่ทำจากพลาสติกเสริมใยคาร์บอน Carbon Fiber – Reinforced Plastic เพื่อจัดเก็บก๊าซไฮโดรเจนความดันสูง หรือจัดเก็บไฮโดรเจนเหลว ซึ่งพวกมันไม่สามารถรีไซเคิลได้ 100 % รวมทั้งระบบจัดเก็บแบตเตอรี่ไฟฟ้าเคมีในปัจจุบัน ยังขาดความพยายามในการรีไซเคิลทั้งที่ทรัพยากรสำหรับวัตถุดิบในธรรมชาติกำลังใกล้จะหมดลงในประมาณอีก 10 ปีเศษเท่านั้น ..

ยานยนต์ไฮโดรเจน Hydrogen Vehicle ในระบบคมนาคมขนส่ง ..

การประชุมรัฐภาคีกรอบอนุสัญญาสหประชาชาติว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ 26^th United Nations Climate Change: COP26 Conference ล่าสุดที่ Glasgow เมื่อ 31 ตุลาคม ถึง 13 พฤศจิกายน 2564 ที่ผ่านมา ส่งผลต่ออุตสาหกรรมยานยนต์ และระบบคมนาคมขนส่งในทศวรรษหน้าอย่างมีนัยยะสำคัญ ..

การปรากฏตัวของยานยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยไฮโดรเจน Hydrogen Vehicle ไม่ว่าจะเป็นรถยนต์ไฟฟ้า เรือเดินสมุทร และอากาศยานที่ใช้แหล่งพลังงานผ่านเซลล์เชื้อเพลิง หรือใช้ไฮโดรเจนไปจุดระเบิดในเครื่องยนต์เผาไหม้ภายในก็ตาม ได้กลายเป็นประเด็นสำคัญที่อาจปฏิวัติวงการอุตสาหกรรมยานยนต์ และระบบขนส่งในอนาคตอันใกล้นี้ไปตลอดกาล ..

พวกมันมีความหมายมากกว่าที่มันเป็นในลักษณะพลิกฟ้าคว่ำแผ่นดิน .. เทคโนโลยีไฮโดรเจน Hydrogen Technology ที่ตกผลึกจะถูกประยุกต์ใช้งานในวงกรอบกว้างในสังคมทั่วไป เช่น ในครัวเรือน สถานที่ทำงาน และโรงงานอุตสาหกรรมต่าง ๆ แทนที่แหล่งเชื้อเพลิงฟอสซิลจากน้ำมันดิบ ก๊าซธรรมชาติ และถ่านหิน ในการขับเคลื่อนระบบเศรษฐกิจและสังคมทั่วโลก ที่เรียกกันว่า Hydrogen Economy & Society ..

ความพยายามในการใช้ไฮโดรเจนเพื่อการขับเคลื่อนรถยนต์ มีมานานมากแล้ว แต่อุตสาหกรรมยานยนต์ที่ใช้น้ำมันเชื้อเพลิงจากฟอสซิล ก็ยังคงสามารถเติบโตขึ้นมาครองตลาดโลกได้อย่างต่อเนื่องเหนียวแน่นยาวนานกว่า 160 ปี ซึ่งส่วนหนึ่งอาจเป็นเพราะความยิ่งใหญ่ของอุตสาหกรรมน้ำมันที่ทรงอิทธิพลบนโลกใบนี้มาแต่ในอดีต .. อย่างไรก็ตาม จากนี้ไป คาดหมายได้ว่า ยุคของยานพาหนะที่ใช้น้ำมันเชื้อเพลิงฟอสซิลประเภท Kerosene นี้ อาจกำลังใกล้สิ้นสุดลงในอีกไม่นาน ..

เป็นไปได้อย่างมากที่ยานยนต์ในอนาคต จะไม่จำเป็นต้องเติมน้ำมันเชื้อเพลิงฟอสซิลอีกต่อไป มันอาจต้องชาร์จกำลังไฟฟ้าไม่กี่นาที หรือมันอาจต้องเติมเพียงน้ำ น้ำสะอาด เท่านั้น ก็สามารถวิ่งไปได้ไกลลิบลิ่ว .. ยานยนต์วิ่งไปได้ด้วยน้ำ มันคือฝันของมนุษยชาติมาโดยตลอด และหากใช้แหล่งพลังงานที่เป็น Fusion Energy หรือ Nuclear Battery ด้วยแล้ว มันอาจสามารถใช้งานบนถนนได้ยาวนานกว่า 100 ปี โดยไม่ต้องแม้แต่ชาร์จกำลังไฟฟ้าสักครั้งเดียวด้วยซ้ำไป ..

ในปี 2562 โดย IEA ชี้ว่า มีรถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ 7.2 ล้านคันบนท้องถนนทั่วโลก .. เศรษฐกิจโลกเดือนมกราคม 2564 รายงานว่า ทั่วโลกมียอดขายรถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ มากถึง 2.3 ล้านคันในปี 2563 เพียงปีเดียว .. ทั้งนี้ จำนวนรถยนต์ไฮโดรเจนบนท้องถนนนั้น ยังน้อยกว่ามากอย่างมีนัยสำคัญ คือ เพียง 25,210 คัน เท่านั้น ในปี 2562 .. ตามข้อมูลของ IEA Report เมื่อปีที่กล่าว ชี้ว่า นั่นเป็นเพราะปัจจัยเรื่องราคา และความไม่พร้อมของโครงสร้างพื้นฐาน และสิ่งอำนวยความสะดวกที่เกี่ยวข้อง ..

ข้อได้เปรียบประการสำคัญของรถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ BEV ได้แก่ โครงสร้างพื้นฐานโครงข่ายระบบสายส่งไฟฟ้าที่มีอยู่ก่อนแล้ว การตั้งสถานีชาร์จประจุสำหรับชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับกริดจึงทำได้ง่ายกว่ามาก เมื่อเทียบกับการจัดวางสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนในเส้นทางตามแนวถนน หรือที่จอดรถ ซึ่งมันยุ่งยากซับซ้อนกว่ามาก .. BEV สามารถชาร์จได้จากที่บ้าน ศูนย์การค้า ร้านค้าปลีก ที่จอดรถ รวมทั้ง ปัจจุบัน ค่าไฟฟ้าสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ นอกจากจะถูกกว่าราคาน้ำมันเชื้อเพลิงฟอสซิลหลายเท่าแล้ว ยังมีราคาถูกกว่าราคาของไฮโดรเจนสำหรับรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงถึงประมาณ 8 เท่า ด้วยระยะทางที่เท่ากันอีกด้วย ..

อย่างไรก็ตาม เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่า ไฮโดรเจน มีพลังงานจำเพาะ หรือที่เรียกว่าพลังงานต่อหน่วยมวล สูงอย่างยิ่ง และสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธี่ยม Lithium Ion Battery ถึง 236 เท่า ซึ่งปัจจุบัน Hydrogen ถือเป็นเชื้อเพลิงที่มีศักยภาพในอุดมคติสำหรับการขับเคลื่อนยานพาหนะสำหรับงานหนัก เช่น อากาศยาน เรือ รถโดยสาร รถบรรทุก และระบบขนส่งลักษณะคล้าย ๆ กัน .. ปัจจุบัน สำหรับรถยนต์ไฮโดรเจนแล้ว มันมีค่าใช้จ่ายที่สูงเกินกว่าที่จะเข้าถึงความต้องการของผู้คน ซึ่งจะทำให้เกิดข้อเสนอที่สูงขึ้น ในความพยายามที่จะลดต้นทุนราคาของมันลงมาทั่วทั้งระบบให้สำเร็จ ..

ในอนาคตอันใกล้ เนื่องจากบางประเทศ เช่น ญี่ปุ่น ได้กำหนดยุทธศาสตร์ด้านพลังงาน และวางกรอบนโยบายทางการเมืองมุ่งสู่ Hydrogen Economy & Hydrogen Society เพื่อส่งเสริมการลงทุนรูปแบบใหม่ ๆ และหวังให้เกิดการขยายตัวในโครงสร้างพื้นฐานสำหรับ Green Hydrogen .. สถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจน อุตสาหกรรมยานยนต์ และอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้อง การกักเก็บไฮโดรเจนที่ปลอดภัย สถานีไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง โรงไฟฟ้าพลังแบตเตอรี่ ระบบการขนส่งเคลื่อนย้ายไฮโดรเจนทางถนน หรือผ่านระบบท่อ อย่างแพร่หลายในสังคม รวมทั้ง Home Hydrogen Storage ที่เป็นโอกาสทางธุรกิจใหม่ ๆ สู่ครัวเรือน ชุมชน ภาคเอกชน และประชาสังคมอย่างกว้างขวางในอนาคต ..

รถยนต์ไฮโดรเจนเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cell Electric Vehicles : FCEVs เป็นที่รู้จักกันดีในรัฐฟลอริดา สหรัฐฯ .. อย่างไรก็ตาม ในประเทศพัฒนาแล้วส่วนใหญ่ในยุโรปนั้น สถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจน ยังคงหายาก .. แต่สถานการณ์ดังกล่าว อาจกำลังเปลี่ยนไป .. ในช่วงต้นปี 2564 ผู้ผลิตยานยนต์รายใหญ่ มีรถยนต์ไฮโดรเจนเซลล์เชื้อเพลิงรุ่นใหม่ล่าสุดที่สมรรถนะสูงกว่ารุ่นเดิมมาก อย่างน้อยประมาณ 3 รุ่น ออกสู่ตลาด หนึ่งในนั้นมาจากโตโยต้า Toyota และอีก 2 รุ่นมาจากฮุนได Hyundai

รวมทั้ง ความพร้อมเกี่ยวกับสิ่งอำนวยความสะดวกสำหรับ Hydrogen Economy ในยุโรปนั้น ก็กำลังเพิ่มมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ .. COP26 Conference ล่าสุดที่ Glasgow เมื่อปลายปี 2564 ได้จุดประกายความร่วมมือของนานาชาติสำหรับแหล่งพลังงานหลักที่ต่างไปจากเดิม ซึ่ง Green Hydrogen เป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานที่พร้อมมากขึ้นแล้วด้วยต้นทุนราคาพลังงานที่ลดลงอย่างมาก และเมื่อพวกมันได้รับความนิยม รวมทั้งมีสิ่งอำนวยความสะดวกที่เกี่ยวข้องเพิ่มมากขึ้นด้วยแล้ว ราคาพลังงานไฮโดรเจน ก็จะลดลงมากกว่านี้อีก ..

พลังงานจำเพาะ Specific Energy เปรียบเทียบ พบว่า ไฮโดรเจนได้เปรียบกว่าแบตเตอรี่ลิเธี่ยม Lithium Ion Battery ถึง 236 เท่า ..

ในประเด็นทางวิศวกรรมนั้น พลังงานจำเพาะของก๊าซไฮโดรเจน Specific Energy of Hydrogen : 142 MJ/kg หรือเท่ากับ 39.4444 W · h/kg .. พลังงานจำเพาะของไฮโดรเจนเหลว Specific Energy of Liquid Hydrogen : 32.4 MJ/kg หรือเท่ากับ 8.9 W · h/kg .. พลังงานจำเพาะของแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออน Specific Energy of Lithium Ion Battery : 0.100 – 0.265 W · h/kg หรือเท่ากับเพียง 0.36 – 0.875 MJ/kg เท่านั้น ..

จริง ๆ มันมิได้น้อยนัก ชุดแบตเตอรี่ลิเธี่ยมไอออน สามารถจ่ายไฟฟ้าเพื่อตอบสนองความต้องการกำลังไฟฟ้าอย่างเพียงพอได้อย่างหลากหลายในชีวิตประจำวันของผู้คน และมันมีใช้งานอยู่ทั่วไปไม่เฉพาะในรถยนต์ไฟฟ้าเท่านั้น แต่เมื่อเทียบกับพลังงานจำเพาะของไฮโดรเจนแล้ว มันเทียบกันไม่ได้เลย ..

ในข้อเท็จจริงนั้น ก๊าซไฮโดรเจน H₂ หรือ Green Hydrogen ที่ถูกผลิตขึ้นจากการแยกน้ำด้วยกำลังไฟฟ้าแหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียนนั้น สามารถจุดระเบิดในเครื่องยนต์เผาไหม้ภายในที่มีใช้งานในปัจจุบันได้เกือบทุกแบบด้วยการปรับแต่งเครื่องยนต์รูปแบบดั้งเดิมเพียงเล็กน้อยเท่านั้น .. ดังนั้น Hydrogen Technology จึงถือเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีหลักที่สำคัญสำหรับการเปลี่ยนผ่านพลังงาน Energy Transition ในระบบเศรษฐกิจ และสังคมของมนุษยชาติจากการใช้แหล่งพลังงานเชื้อเพลิงฟอสซิลจากแหล่งน้ำมันดิบลึกลงไปใต้เปลือกโลก ก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน หรือ Shale Gas & Oil จากหินภูเขาเป็นหลัก ไปเป็นการใช้แหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน เป็นหลัก ให้สำเร็จได้โดยมิได้สร้างปัญหายุ่งยากให้เกิดขึ้นในช่วงการเปลี่ยนผ่านแต่อย่างไร ..

คาดการณ์ตลาดไฮโดรเจนสีเขียวทั่วโลก The Global Green Hydrogen Market ..

ไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen มีความต้องการสูงในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เนื่องจากความสามารถของพวกมันในการลดการปล่อยคาร์บอน นอกจากนี้ยังมีส่วนช่วยในการตอบสนองความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้นทั่วโลก พวกมันเป็นแหล่งพลังงานที่ยั่งยืน  Sustainable Energy Source .. ดังนั้น จึงคาดหมายได้ว่า จะมีการใช้งานเพิ่มขึ้นในอนาคต การเติบโตของการรับรู้เกี่ยวกับการใช้ไฮโดรเจนเป็นตัวนำพาพลังงาน Hydrogen as an Energy Carrier คาดว่าจะขับเคลื่อนการเติบโตของตลาดไฮโดรเจนสีเขียวทั่วโลก ..

นอกจากนี้ ปัญหาสิ่งแวดล้อม และวิกฤติสภาพอากาศ ยังเป็นตัวขับเคลื่อนการขยายตัวของตลาด โดยเน้นถึงความจำเป็นในการผลิตพลังงานทางเลือก พลังงานหมุนเวียน หรือพลังงานสะอาด เพื่อลดระดับการปล่อยมลพิษ .. คาดหมายว่า ความต้องการพลังงานสะอาดที่สูงขึ้นเรื่อย ๆ ทำให้ตลาดผลิตภัณฑ์ในอุตสาหกรรมไฮโดรเจนสีเขียวเติบโตขึ้นด้วย ทั้งนี้ ข้อกำหนดในการลงทุนเริ่มต้นสำหรับโครงสร้างพื้นฐานไฮโดรเจน ตลอดจนค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาที่อาจสูงลิ่วนั้น เป็นปัจจัยหลักที่จำกัดการเติบโตของตลาดไฮโดรเจนสีเขียว ..

อย่างไรก็ตาม ขนาดธุรกิจตลาดไฮโดรเจนสีเขียวทั่วโลก Global Green Hydrogen Market มีมูลค่า 0.3 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2563 และได้รับการคาดหมายว่าจะสูงแตะ 9.8 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2571 .. ทั้งนี้ อัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี Compound Annual Growth Rate : CAGR  หมายถึง อัตราผลตอบแทนสำหรับการลงทุนในตลาดไฮโดรเจนสีเขียว Global Green Hydrogen Market ที่เติบโตจากยอดดุลเริ่มต้นไปถึงยังยอดดุลสิ้นสุด รวมสมมติฐานว่ากำไรจะถูกนำกลับมาลงทุนหมุนเวียนใหม่ทุกสิ้นปีของช่วงอายุการลงทุน อยู่ที่ค่า CAGR 54.7 % ในช่วงระยะเวลาคาดการณ์ปี 2564 – 2571 ..

ไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen ผลิตขึ้นจากแหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน ผ่านอิเล็กโทรไลซิสเพื่อแยกน้ำ Water Electrolysis ด้วยความช่วยเหลือของกำลังไฟฟ้าพลังงานสะอาด .. น้ำจะถูกแบ่งออกเป็นออกซิเจน และไฮโดรเจน .. สำหรับไฮโดรเจนสีเทา Grey Hydrogen ที่ได้จากการใช้แหล่งพลังงานเชื้อเพลิงฟอสซิลไปแยกน้ำจะมีความแตกต่างกัน เช่น ก๊าซธรรมชาติ หรือแม้แต่ Blue Hydrogen ซึ่งถือว่ายังไม่สะอาดเพียงพอที่จะกอบกู้วิกฤติสภาพอากาศ Climate Crisis ..

คุณสมบัติทางเคมีของไฮโดรเจนนั้น ประเมินค่าไม่ได้ พวกมันยอดเยี่ยมมาก .. ไฮโดรเจน Hydrogen มีความปลอดภัยต่อบรรยากาศในธรรมชาติ สามารถจัดเก็บ และแปลงเป็นกำลังไฟฟ้า หรือความร้อนได้ตามต้องการ .. ไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen เป็นองค์ประกอบหลักของสมการพลังงานสะอาดในการกู้โลก และถือเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่มีศักยภาพหลักหนึ่งในแนวทางสำหรับระบบเศรษฐกิจในอนาคตที่ให้คุณภาพชีวิตของผู้คนในสังคมที่เหนือชั้นกว่า เมื่อเปรียบเทียบกับแหล่งพลังงานจากคาร์บอนที่พบในก๊าซธรรมชาติ และเชื้อเพลิงฟอสซิลอื่น ๆ ..

ตลาดไฮโดรเจนสีเขียวทั่วโลก Global Green Hydrogen Market ได้รับแรงหนุนจากปัจจัยต่าง ๆ เช่น ต้นทุนการผลิตพลังงานหมุนเวียน Renewable Energy จากทุกแหล่งที่ลดลงเรื่อย ๆ การพัฒนาเทคโนโลยีอิเล็กโทรลิซิส Development of Electrolysis Technologies และความต้องการสูงจากยานยนต์ไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cell Electric Vehicles : FCEV และอุตสาหกรรมพลังงานเพื่อผลิตกำลังไฟฟ้า รวมถึงยานยนต์ และอากาศยานรุ่นล่าสุดที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์เผาไหม้ภายในเชื้อเพลิงไฮโดรเจนโดยตรง ..

ไฮโดรเจนสีเขียวใช้ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น ระบบการขนส่ง เคมี พลังงาน การผลิตกำลังไฟฟ้าบนโครงข่ายระบบสายส่ง อุตสาหกรรมหนัก และอื่น ๆ .. ไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen กำลังเข้ามาแทนที่ไฮโดรเจนสีเทา สีน้ำตาล และสีน้ำเงินทั่วไป เนื่องจากกระบวนการผลิตที่ปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ และมีต้นทุนที่แข่งขันได้เนื่องจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี .. ไฮโดรเจนสีเขียวสามารถทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลได้อย่างยั่งยืนสำหรับอุตสาหกรรมปลายทาง End – Use Industries ทั้งหลายได้อย่างมั่นใจ และปลอดภัย ..

ตลาดไฮโดรเจนสีเขียวทั่วโลก โดยแอปพลิเคชันการใช้งานนั้น ภาคการผลิตกำลังไฟฟ้าครองส่วนแบ่งการตลาดในปี 2562 เนื่องจากความต้องการจากภาคอุตสาหกรรมสำหรับการติดตั้งอิเล็กโทรไลเซอร์ในสถานที่เฉพาะ หรือ On – Site Electrolyzer Setup ..

อย่างไรก็ตาม ตลาดไฮโดรเจนสีเขียวในอุตสาหกรรมระบบขนส่ง คาดหมายว่า จะมีค่า CAGR สูงสุดตั้งแต่ปี 2564 เป็นต้นไป .. Mobility จะกลายเป็นอุตสาหกรรมปลายทางของไฮโดรเจนสีเขียวที่ใหญ่ที่สุด Largest End – Use Industry of Green Hydrogen .. ไฮโดรเจนสีเขียวที่ใช้ในอุตสาหกรรมการขนส่งเหล่านี้ รวมถึงยานพาหนะที่ใช้ในการขนส่งทางถนน ทางวิบาก ทางรถไฟ การเดินเรือ หรือการบิน .. อุตสาหกรรมการใช้งานปลายทางภาคการขนส่งคิดเป็นส่วนแบ่งที่ใหญ่ที่สุดตามมูลค่าของตลาดไฮโดรเจนสีเขียว ..

เนื่องจาก ไฮโดรเจนให้พลังงานต่อหน่วยมากกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิลถึงสามเท่า .. ก่อนการทำตลาดเครื่องยนต์ที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิงในเชิงพาณิชย์ อุตสาหกรรมการขนส่ง และยานยนต์ ไม่มีทางเลือกอื่นที่ยั่งยืนแทนเชื้อเพลิงฟอสซิล .. ปัจจุบัน Fuel Cell Electric Vehicles : FCEV ได้นำเสนอทางเลือกที่ยั่งยืน ไฮโดรเจนสีเขียวเป็นแหล่งนำส่งพลังงานทดแทนที่ใช้งานได้จริงสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ ประเด็นสำคัญประการเดียวสำหรับปัจจัยความสำเร็จ ได้แก่ ราคาไฮโดรเจนสีเขียวจะต้องลดลงมากกว่านี้อีก ..

ยานพาหนะที่ใช้ไฮโดรเจนเป็นสีเขียวนั้น เหมาะสมที่สุดสำหรับ รถยนต์นั่งส่วนบุคคล รถไฟ อากาศยาน รถบรรทุก รถประจำทาง และแม้แต่การขนส่งทางทะเล .. พวกมัน เป็นสื่อกลางที่ดีที่สุดในการลดการปล่อยคาร์บอนฟุตพริ้นท์ Carbon Footprint เป็นศูนย์สุทธิ Net Zero ตามเป้าหมายที่กำหนดในการประชุม COP26 ของนานาชาติที่เพิ่งจะผ่านมาให้บรรลุความสำเร็จในการกอบกู้วิกฤติสภาพอากาศได้ ..

สรุปส่งท้าย ..

ไฮโดรเจน จะมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาเชื้อเพลิงในอนาคต และให้ความเป็นไปได้ที่หลากหลาย .. ไฮโดรเจนบริสุทธิ์ สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงในอนาคตเพื่อช่วยบรรเทาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้อย่างเฉียบขาด .. อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีการลงทุนในโครงสร้างพื้นฐานรูปแบบใหม่ ๆ อยู่บ้าง .. ไฮโดรเจนสีเขียว ยังสามารถทำหน้าที่เป็นวัตถุดิบในการผลิตเชื้อเพลิงสังเคราะห์ทดแทนอื่น ๆ ได้อีกมากมาย เช่น มีเทน Methane : CH₄ หรือเมทานอล Methanol : MeOH และเชื้อเพลิงสังเคราะห์ Synthetic Fuels รูปแบบต่าง ๆ ..  ในขณะที่ เชื้อเพลิงสังเคราะห์ที่เป็นของเหลว และก๊าซเหล่านี้ สามารถใช้โครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่ก่อนเดิมต่อไปได้โดยไร้ปัญหา ..

ไฮโดรเจน เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีด้านพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน พลังงานหมุนเวียนที่ปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ มันมีแนวโน้มความเป็นไปได้สูงมากสำหรับใช้มันเป็นแหล่งพลังงานขับเคลื่อนอากาศยานในอนาคต .. มันจุดระเบิดในเครื่องยนต์เผาไหม้ภายใน Internal Combustion Engine ทั้งที่เป็นเครื่องยนต์ลูกสูบ Reciprocating Engine และเครื่องยนต์ Gas Turbine Engine ได้อย่างยอดเยี่ยม รวมทั้งมันให้แรงขับเคลื่อนมหาศาล ..

อย่างไรก็ตาม แม้ไฮโดรเจนจะมีมวล ความหนาแน่นของพลังงานต่อหน่วยสูงกว่าน้ำมันเชื้อเพลิงอากาศยานประเภท Kerosene แบบเดิม ๆ ถึง 3 เท่า ทำให้ด้วยมวลที่เท่ากัน เมื่อเปรียบเทียบกำลังกันแล้ว พบว่า เชื้อเพลิงไฮโดรเจนทรงพลังอย่างยิ่งก็ตาม.. แต่ปัจจุบัน ราคาของมันก็สูงกว่า Kerosene ประมาณกว่า 3 เท่าเช่นกัน .. ดังนั้น การใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนทดแทนเชื้อเพลิงอากาศยานที่ใช้งานอยู่ปัจจุบันเชิงพาณิชย์ในวันนี้นั้น จึงยังคงเป็นไปไม่ได้ ..

อย่างไรก็ตาม ผลจากการประชุม COP26 สถานการณ์วิกฤติสภาพอากาศที่รุนแรงขึ้นเรื่อย ๆ รวมทั้งความมุ่งมั่นในความร่วมมือของนานาชาติอย่างจริงจัง คาดหมายได้ว่า ราคาพลังงานไฮโดรเจนจะลดลงมากกว่า 3 เท่าจนสามารถแข่งขันในตลาดพลังงานได้ภายในไม่เกิน 10 ปี ด้วยความจริงที่ว่าพลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน มีราคาถูกลง กับการผลิต Green Hydrogen นั้น ง่ายกว่ามากเมื่อเทียบกับกระบวนการขุดเจาะน้ำมันดิบลึกลงไปใต้เปลือกโลกแล้วนำขึ้นมากลั่นเป็นน้ำมันเชื้อเพลิง หรือกระบวนการให้ได้มาซึ่งก๊าซธรรมชาติที่ยากเย็นแสนเข็น แต่ด้วยการผลิตแบบมวลรวม Mass Production ทำให้ราคาพวกมันไม่แพงเกินจะใช้มันในชีวิตประจำวัน .. ในทำนองเดียวกัน คาดหมายได้ว่า ราคาเชื้อเพลิง Hydrogen จะมีราคาถูกกว่าเชื้อเพลิง Kerosene ได้อย่างแน่นอนในที่สุด ..

การเคลื่อนย้ายโลกไปสู่เส้นทางศูนย์สุทธิ Net Zero นั้น การประชุม UN Climate Change Conference of the Parties : COP26 in Glasgow ที่ผ่านมามีความสำคัญยิ่งในการผลักดันให้เกิดความร่วมมือในระดับนานาชาติที่มุ่งมั่นของบรรดาผู้นำประเทศ บริษัทเอกชนชั้นนำ และผู้เชี่ยวชาญทั้งหลาย เพื่อให้ผลลัพธ์สุดท้ายของระบบเศรษฐกิจ และสังคมโลก ได้มาซึ่ง Road Map ในภาพรวมไปสู่เป้าหมายศูนย์สุทธิที่ตั้งอยู่บนความยุติธรรม เข้มงวด และชัดเจนโปร่งใส มากกว่าครึ่งทศวรรษที่ผ่านมา และไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen เป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานสะอาดที่โดดเด่นอย่างยิ่งบนเส้นทางนี้ ..

อย่างไรก็ตาม นอกจากความต้องการการขับเคลื่อนจากนโยบายภาครัฐ ภาคเอกชน ที่เข้มแข็ง และน่าเชื่อถือ โดยเฉพาะจากรัฐบาลของนานาประเทศ รวมทั้งความร่วมมือระหว่างประเทศที่มากขึ้นด้วยแล้ว การสนับสนุน และการยอมรับจากภาคประชาชน หรือภาคสังคม เป็นเรื่องสำคัญอีกเรื่องหนึ่งที่จะเป็นแรงผลักให้โลกไปสู่เส้นทางศูนย์สุทธิ Net Zero ในปี 2593 ได้สำเร็จในที่สุด .. ทั้งนี้ ผลการประชุม COP26 ได้ส่งสัญญาณชัดเจนว่า พัฒนาการทางเทคโนโลยี Green Hydrogen จนถึงปัจจุบัน ได้ทำให้โลกของเราทั้งหลายพร้อมแล้วสำหรับ Hydrogen Economy และ Hydrogen Energy Society ในอนาคตอันใกล้นี้ ..

………………………

คอลัมน์ : Energy Key

By…โลกสีฟ้า

สนับสนุนคอลัมน์ โดย E@ บริษัท พลังงานบริสุทธิ์ จำกัด (มหาชน)

ขอบคุณเอกสารอ้างอิง :-

COP26: Hydrogen Economy Needs Boosting with Demand Incentives – Air Products :-

https://www.spglobal.com/platts/en/market-insights/latest-news/electric-power/111121-cop26-hydrogen-economy-needs-boosting-with-demand-incentives-air-products

How Hydrogen Became the Talk of the Town at COP26 :-

https://www.afr.com/policy/energy-and-climate/how-hydrogen-became-the-talk-of-the-town-at-cop26-20211111-p597zz

COP26: Key Developments Related to the Hydrogen Market :-

COP26: Key developments related to the hydrogen market

Green Hydrogen projects to receive Funding as Part of Australia – Germany HyGATE Initiative :-

Green hydrogen projects to receive funding as part of Australia-Germany HyGATE initiative – here are some stocks to watch

Toyota Announces Pricing for 2022 Mirai Fuel Cell Vehicle | CNET :-

https://www.cnet.com/roadshow/news/2022-toyota-mirai-pricing-hydrogen-fuel-cell/

Australia could Lead the World on Green Hydrogen with the Right Policies :-

https://www.smh.com.au/national/australia-could-lead-the-world-on-green-hydrogen-with-the-right-policies-20211103-p595lp.html

Australia Leads Green Hydrogen Pack with 69GW Project Pipeline :-

https://www.upstreamonline.com/hydrogen/australia-leads-green-hydrogen-pack-with-69gw-project-pipeline/2-1-1072243

Storing Hydrogen :-

https://energies.airliquide.com/resources-planet-hydrogen/how-hydrogen-stored

Green Hydrogen Market Outlook – 2028 :-

https://www.alliedmarketresearch.com/green-hydrogen-market-A11310

Hydrogen Fuel Cell Vehicle Market worth USD 46.89 Billion by 2028, registering a CAGR of 68.52% :-

https://www.globenewswire.com/en/news-release/2021/08/19/2283784/0/en/Hydrogen-Fuel-Cell-Vehicle-Market-worth-USD-46-89-Billion-by-2028-registering-a-CAGR-of-68-52-Report-by-Market-Research-Future-MRFR.html

Hydrogen Fuel Cell Power Plant :-

https://photos.app.goo.gl/FEMTvUZvraAzjS8j6

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

https://goo.gl/photos/JxzFyxD8PVCeSK9k8