“Hydrogen Economy” รูปแบบเศรษฐกิจสังคมคาร์บอนต่ำในอนาคต

Hydrogen Economy to Phase out Fossil Fuels & Climate Crisis

“…..เทคโนโลยีพลังงานไฮโดรเจน Hydrogen Energy Technology ได้ส่งสัญญาณชัดเจนว่า โลกพร้อมแล้วสำหรับ Hydrogen Economy ในอนาคตอันใกล้นี้ ..”

เศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy ใช้ไฮโดรเจน Hydrogen : H₂ เป็นแหล่งพลังงานหลักสำหรับกิจกรรมทางเศรษฐกิจและสังคมของมนุษยชาติ .. คาดหมายว่า ไฮโดรเจน Hydrogen กำลังกลายเป็นแหล่งพลังงานยอดนิยมสำหรับอนาคตที่ไม่ไกลเกินฝัน ..

ความโดดเด่นของ Hydrogen นั้น คือ ศักยภาพที่ยอดเยี่ยมในการขจัดคาร์บอนออกไปจากภาคเศรษฐกิจการผลิต และระบบการขนส่งซึ่งต้องการแหล่งพลังงานที่มีพลังงานจำเพาะ Specific Energy สูงมากพอ โดยพื้นฐานแล้ว มักหมายถึง อุตสาหกรรมหนัก ซีเมนต์ การผลิตเหล็กกล้า การขนส่งระยะไกล เรือเดินสมุทร อากาศยาน และกิจการอวกาศ หรือสำหรับงานหนักอื่น ๆ เป็นต้น ..

ทั้งนี้ เพื่อยุติการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล Phase Out Fossil Fuels ในสังคมมนุษยชาติโดยสิ้นเชิง และจำกัดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ Limit Climate Change ให้อุณหภูมิของโลกอยู่ต่ำกว่าจุดเล็งที่ 1.5 ^oC ได้สำเร็จนั้น เศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy คือ หนึ่งในข้อไขที่เฉียบขาดอย่างยิ่ง .. ไฮโดรเจน Hydrogen : H₂ สามารถผลิตขึ้นได้จากการแยกน้ำ Water : H₂O หรือ Electrolysis โดยใช้กำลังไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน Renewable Sources เช่น ลม Wind และแสงอาทิตย์ Solar ..

นอกจากนี้ การส่ง Hydrogen Gas ผ่านเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cell เพื่อผลิตกำลังไฟฟ้า รวมทั้งการเผาไหม้ไฮโดรเจนเหลว และก๊าซไฮโดรเจนโดยตรงในเครื่องยนต์เผาไหม้ภายในที่เป็นเครื่องยนต์ลูกสูบ Piston Engine และเครื่องยนต์ก๊าซเทอร์ไบน์ Gas Turbine Engine นั้น จะให้กำลังขับ และพลังงานมหาศาล แต่จะปล่อยของเสียออกมาเป็นเพียงน้ำ และไอน้ำ Water Vapor สู่ชั้นบรรยากาศเท่านั้น ..

การผลักดันให้หยุดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล Fossil Fuels ในระบบเศรษฐกิจและสังคมของนานาประเทศทั่วโลกจากแหล่งพลังงานที่เป็นน้ำมันดิบ ก๊าซธรรมชาติ และ Shale Gas & Shale Oil รวมทั้งถ่านหิน ในการประชุม COP26 เมื่อปลายที่ผ่านมา ชี้ให้เห็นชัดเจนว่า ไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen กลายเป็นนวัตกรรมสำคัญใหม่อีกตัวหนึ่งสำหรับภาคพลังงานที่จำเป็นต้องลดการปล่อยคาร์บอนสู่บรรยากาศ เช่น การผลิตกำลังไฟฟ้า ระบบจัดเก็บพลังงาน การผลิตเหล็กกล้า การขนส่ง การใช้พลังงานในครัวเรือน อาคารสถานที่ ตึกสูง กิจการการบินและอวกาศ รวมถึงการบริโภคในภาคอุตสาหกรรม .. ทั้งนี้ ด้วยความก้าวหน้าทางวิทยาการปัจจุบัน เทคโนโลยีพลังงานไฮโดรเจน Hydrogen Energy Technology ได้ส่งสัญญาณชัดเจนว่า โลกพร้อมแล้วสำหรับ Hydrogen Economy ในอนาคตอันใกล้นี้ ..

การปรากฏตัวของยานยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยไฮโดรเจน Hydrogen Vehicles ไม่ว่าจะเป็นรถยนต์ไฟฟ้า FCEVs เรือเดินสมุทร และอากาศยานที่ใช้แหล่งพลังงาน Hydrogen ผ่านเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cells หรือใช้ไฮโดรเจน Hydrogen : H₂ ทั้งที่เป็นของเหลว และที่เป็นก๊าซไปจุดระเบิดโดยตรงในเครื่องยนต์เผาไหม้ภายใน Internal Combustion Engines : ICEs ก็ตาม ได้กลายเป็นอีกประเด็น และทางเลือกสำคัญที่อาจปฏิวัติวงการอุตสาหกรรมยานยนต์ และระบบขนส่งในอนาคตอันใกล้นี้ไปตลอดกาลได้เช่นกัน ..

คาดหมายได้ว่า ในอีกไม่นานนี้ หากต้นทุนของไฮโรเจนสีเขียว Green Hydrogen ลดลงได้อีกอย่างน้อย 2-3 เท่าจากนี้ไป เชื่อว่า ‘ไฮโดรเจน Hydrogen และเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cells จะเป็นส่วนสำคัญในชีวิตประจำวันของมนุษยชาติ และหากเราจริงจังกับการลดคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ เราก็ไม่มีทางเลือกอื่น นอกจากไฮโดรเจน Hydrogen” .. นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก ชี้ให้เราได้เห็นชัดเจนว่า Hydrogen Society & Hydrogen Economy คือ ทางเลือกที่ฉลาดที่สุดของเรา ซึ่งหมายถึง ระบบเศรษฐกิจ และสังคมของมนุษยชาติ จะไม่ถูกผูกขาดโดยเชื้อเพลิงฟอสซิล Fossil Fuels ที่เป็นน้ำมันดิบ ก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน และ Shale Gas & Oil ที่เป็นอันตรายต่อโลกของเราเช่นในปัจจุบันอีกต่อไป ..

การเชื่อมต่อไฮโดรเจนสู่ครัวเรือน Connecting Hydrogen to the Home ด้วยระบบท่อ Hydrogen Energy Grid และสถานีไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cell Power Station ..

การประยุกต์ใช้โครงข่ายระบบท่อ Pipeline Network Energy Grid เพื่อส่งผ่านก๊าซไฮโดรเจน Hydrogen Gas กระจายเข้าสู่อาคารสถานที่เช่นเดียวกับการส่งจ่ายก๊าซธรรมชาติ Compressed Natural Gas : CNG หรือก๊าซชีวภาพ Biogas เข้าสู่บ้านเรือนในชุมชน หมู่บ้าน อาคารสำนักงาน โรงงานอุตสาหกรรม และเมืองทั้งเมืองด้วยระบบท่อบน Energy Grid ทั่วไปที่มีใช้งานมาอยู่ก่อนแล้วนั้น สามารถดำเนินการได้อย่างปลอดภัยด้วยการปรับปรุงระบบโครงข่ายเพิ่มเติมเพียงเล็กน้อย ซึ่งนอกจากจะใช้ก๊าซ Hydrogen Gas เป็นเชื้อเพลิงหลักโดยตรงในครัวเรือนได้แล้ว ยังสามารถฉีดไฮโดรเจนผ่านสถานีไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cell Power Station ในชุมชน หรือชุดเซลล์เชื้อเพลิงในครัวเรือน Home Fuel Cell เพื่อผลิตกำลังไฟฟ้าสำหรับอาคารสถานที่ของชุมชน บ้าน และอาคารทั้งหลังได้อย่างเพียงพออีกด้วย .. การฉีดอัดก๊าซไฮโดรเจนเข้าสู่โครงข่ายระบบท่อ Pipeline Network ถือเป็นวิธีหนึ่งในการลดการปล่อยก๊าซ CO₂ ได้อย่างยอดเยี่ยม ..

บริษัท Evoenergy และสถาบันเทคโนโลยีแห่งแคนเบอร์รา Canberra Institute of Technology : CIT ในประเทศออสเตรเลีย Australia ร่วมมือกันริเริ่มโครงการทดสอบวัสดุ อุปกรณ์เครื่องมือ และวิธีปฏิบัติงานที่มีอยู่ในการเตรียมการใช้งาน Hydrogen กับเครือข่ายการกระจายก๊าซ CNG ที่มีอยู่แล้วด้วยการส่งจ่ายก๊าซไฮโดรเจนแทนที่ CNG ให้ได้จนถึงเป้าหมายที่ 100% Hydrogen เพื่อทดสอบทดลองฉีดไฮโดรเจนอัดเข้าไปในระบบท่อส่งก๊าซธรรมชาติที่มีอยู่ก่อนแล้วให้ได้อย่างปลอดภัย .. นอกจากนั้น สถานที่ในการทดสอบระบบนี้จะถูกใช้เพื่อฝึกอบรมเจ้าหน้าที่ของ CIT เกี่ยวกับขั้นตอนวิธีการกระจายก๊าซไฮโดรเจนสู่ชุมชนเมืองอย่างถูกต้อง และปลอดภัย รวมทั้งวิธีปฏิบัติสำหรับการเชื่อมต่อโครงข่ายระบบท่อ Pipeline Network เพื่อส่งก๊าซไฮโดรเจน Hydrogen Gas เข้าสู่บ้านแต่ละหลังโดยตรง หรือส่งผ่านเซลล์เชื้อเพลิงที่ติดตั้งไว้ที่บ้าน Home Fuel Cell สำหรับผลิตกำลังไฟฟ้าเพื่อเป็นแหล่งพลังงานหลักในครัวเรือนได้ต่อไป ..

นอกจากโครงการทดสอบทดลองในออสเตรเลียแล้ว ตัวอย่างการขับเคลื่อนนโยบายภาครัฐเพื่อมุ่งไปสู่ระบบเศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy ให้กระจายสู่ชุมชนในกลุ่มประเทศยุโรปนั้น มีให้เห็นในหลายประเทศ .. ด้วยกลยุทธ์ของรัฐบาลสหราชอาณาจักร คาดการณ์ว่า ความต้องการใช้พลังงานไฮโดรเจน Hydrogen Energy จะพุ่งสูงแตะระดับ 35% ของความต้องการพลังงานขั้นสุดท้ายทั้งหมดในสหราชอาณาจักร ภายในปี 2593 .. การดำเนินโครงการทดลอง Hydrogen Village Trial ของรัฐบาลสหราชอาณาจักรนี้นั้น ถือเป็นแห่งแรกในประเทศเพื่อส่งจ่ายก๊าซไฮโดรเจน Hydrogen Gas ไปยังฐานลูกค้าซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวแทนทางสถิติอันประกอบไปด้วย บ้าน สำนักงาน และอาคารอื่น ๆ มากกว่า 2,000 หลังคาเรือน ซึ่งทั้งหมดจะใช้แหล่งพลังงานไฮโดรเจน 100% เป็นระยะเวลาอย่างน้อย 12 เดือน ..

ทั้งนี้ ด้วยข้อเท็จจริงแล้ว ขนาดของโอกาสที่นวัตกรรมไฮโดรเจน Hydrogen Innovation สามารถประยุกต์ใช้งานได้จริงในทศวรรษหน้านั้น เป็นไปได้สูงมาก และถือเป็นโอกาสทางธุรกิจที่ส่งผลเชิงบวกในระบบเศรษฐกิจ และสังคมได้อย่างชัดเจน .. เครือข่ายก๊าซทั้ง 5 แห่งของสหราชอาณาจักร Great Britain’s Five Gas Networks มั่นใจว่า โครงการของพวกเขาจะสร้างงานโดยตรงให้เพิ่มขึ้นได้มากกว่า 13,000 ตำแหน่งในทศวรรษหน้า รวมถึงห่วงโซ่อุปทาน Supply Chains มากกว่า 11,000 แห่ง ..

ปลายปี 2564 ที่ผ่านมา บริษัท SGN ได้ลงนามในข้อตกลงกับผู้ให้บริการเทคโนโลยีไฮโดรเจน Nel ASA เพื่อจัดหาเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์ Electrolyzers สำหรับสิ่งที่อ้างว่าเป็นเครือข่ายทำความร้อนจากไฮโดรเจนสู่บ้านรายแรกของโลก World-First Hydrogen to Homes Heating Network ใน Levenmouth บนชายฝั่งตะวันออกของสกอตแลนด์ .. อย่างไรก็ตาม ก่อนหน้านี้มีโครงการทดลองส่งจ่ายก๊าซไฮโดรเจนเข้าสู่ครัวเรือนในหลายประเทศ เช่น สหรัฐฯ เยอรมัน เกาหลี ออสเตรเลีย และญี่ปุ่น เป็นต้นนั้น ให้ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมตรงกัน และชี้ให้เห็นว่า โลกพร้อมแล้วสำหรับ Hydrogen Economy ในอนาคตอันใกล้นี้ ประเด็นหลักที่ถือเป็นปัญหาที่ต้องเร่งคลี่คลายเหลืออยู่เพียงประเด็นเดียว ซึ่งมิใช่ปัญหาทางเทคนิค แต่เป็นเรื่องของราคา ..

โครงการ Gas Goes Green : H100 Fife Project เป็นอีกตัวอย่างโครงการทดสอบทดลองที่น่าตื่นเต้น มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้พลังงานความร้อนด้วยการส่งจ่ายไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen 100% ผ่านโครงข่าย Hydrogen Gas Grid ในชุมชนบ้าน 300 หลังแรก และจะมีการก่อสร้างโรงงานผลิตไฮโดรเจน Hydrogen Production Plant, ระบบการจัดเก็บ Hydrogen Storage และการสาธิต Hydrogen to Homes ที่ Energy Park Fife สำหรับชุมชนเขตที่อยู่อาศัยในเมืองเมธิล Methil ..

ครัวเรือนที่ได้รับสิทธิ์ จะมีทางเลือกในการเปลี่ยนไปใช้ไฮโดรเจน หรือคงไว้ซึ่งก๊าซธรรมชาติที่มีอยู่ ลูกค้าที่เลือกเข้าร่วมโครงการจะได้รับการส่งจ่ายก๊าซไฮโดรเจนเข้าสู่บ้านของพวกเขาเพื่อให้ความร้อน และปรุงอาหารผ่านเครือข่ายการจัดจำหน่ายใหม่ในปี 2566 รวมถึงการติดตั้ง Home Fuel Cell เพิ่มเติมเพื่อผลิตกำลังไฟฟ้าในครัวเรือนแทนที่กระแสไฟฟ้าจากโครงข่ายระบบสายส่งในอนาคตได้อีกด้วย ..

จากข้อมูลบริษัท SGN บ้าน 300 หลังแรกที่เข้าร่วมโครงการจะได้รับการเชื่อมต่อไฮโดรเจนโดยไม่เสียค่าใช้จ่าย .. การเปลี่ยนอุปกรณ์ไฮโดรเจน และการบำรุงรักษา จะไม่มีภาระค่าใช้จ่ายใด ๆ ตลอดระยะของโครงการ พวกเขายังจะคงเพียงจ่ายค่าก๊าซไฮโดรเจน Hydrogen Gas ด้วยมูลค่าต่อปริมาณเท่ากันกับที่พวกเขาเคยต้องจ่ายสำหรับก๊าซธรรมชาติ Natural Gas ..

ทั้งนี้ โครงการ H100 Fife ซึ่งถือเป็นส่วนหนึ่งของแนวคิด Gas Goes Green หมายถึง พิมพ์เขียวอุตสาหกรรมในระบบเศรษฐกิจไฮโดรเจนสำหรับการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ Carbon Dioxide : CO₂ .. บริษัท SGN ได้ทำงานร่วมกับ Energy Networks Association: ENA, National Grid, Cadent, Northern Gas Networks และ Wales & West Utilities ในโครงการนวัตกรรมที่ก้าวล้ำสมัย ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อพัฒนาระบบก๊าซอัจฉริยะ Smart Gas System ที่ปลอดภัยซึ่งสามารถให้ความร้อน Heating และพลังงานสะอาด Clean Energy แก่ครัวเรือน บ้าน อาคารสถานที่ ชุมชน เมือง และธุรกิจต่าง ๆ ได้เป็นอย่างดี ..

นอกจากนั้น ชุมชนท้องถิ่นใน Buckhaven และ Denbeath จะได้รับทราบข้อมูลตลอดการพัฒนา และลูกค้า จะได้รับเชิญให้ไปที่โรงงานสาธิตไฮโดรเจน Hydrogen Demonstration Facility ในปี 2566 ก่อนที่เครือข่ายไฮโดรเจน Hydrogen Network จะเปิดให้บริการจริงในปี 2566 เป็นต้นไป .. อย่างไรก็ตาม โครงการส่งเสริมการตลาดจะยังคงดำเนินการต่อเนื่องไปจนถึงอย่างน้อยเดือนมีนาคม 2570 ..

โรงไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน Hydrogen Fuel Cell Power Station ผลผลิตที่เป็นนวัตกรรมรูปแบบใหม่สู่อนาคต ..

ในช่วงแรก ๆ ของการพัฒนานั้น นักวิจัยมิค่อยเห็นความจำเป็นที่จะต้องมีโรงไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิงขนาดใหญ่ Large Scale Hydrogen Fuel Cell Power Station .. เซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cell สามารถกระจายติดตั้งตามหน้าห้อง ครัวเรือน ที่อยู่อาศัย อาคารสถานที่ต่าง ๆ และชุมชน ด้วยการรับก๊าซไฮโดรเจนที่ส่งไหลผ่านทางระบบท่อ Hydrogen Pipeline Network Grid ได้ รวมทั้งก๊าซไฮโดรเจน Hydrogen Gas สามารถทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิล Fossil Fuel สำหรับให้พลังงาน และความร้อนในครัวเรือน รวมทั้งสามารถนำไปใช้จุดระเบิดในเครื่องยนต์เผาไหม้ภายในได้โดยตรงอีกต่างหาก .. อย่างไรก็ตาม เพื่อให้เศรษฐกิจ และสังคมทั่วทั้งระบบ Hydrogen Economy ในอนาคต เปลี่ยนไปใช้แหล่งพลังงานสะอาดอย่างแท้จริงแล้ว สถานีไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิงขนาดใหญ่บนโครงข่ายระบบสายส่ง Fuel Cell Power Station on Electrical Grid กลายเป็นความจำเป็น หลีกเลี่ยงไม่ได้ที่ต้องจัดสร้างวางไว้พร้อมด้วย ..

โรงไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่ใหญ่ที่สุดในโลก และเป็นแห่งแรกที่ใช้เฉพาะไฮโดรเจนสีน้ำเงิน Blue Hydrogen จากการผลิตปิโตรเคมีเท่านั้น .. Hanwha Energy ให้บริการที่ Daesan Industrial Complex ใน Seosan ประเทศเกาหลีใต้ ..

โรงงานที่ Daesan Industrial Complex ประกอบด้วย เซลล์เชื้อเพลิง 114 ชุด โรงงานปีโตรเคมีทั้งหมดของ Hanwha ผลิตไฮโดรเจนได้มากถึง 3 ตันต่อชั่วโมง .. ไฮโดรเจนรีไซเคิล จะถูกสูบเข้าไปในโรงไฟฟ้าแห่งใหม่ ผ่านท่อใต้ดิน และป้อนเข้าสู่เซลล์เชื้อเพลิงโดยตรง จากนั้นกระแสไฟฟ้า จะถูกสร้างขึ้นโดยปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี ไม่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ซัลเฟอร์ออกไซด์ SOX หรือไนโตรเจนออกไซด์ NOX ใด ๆ ทั้งสิ้นสู่บรรยากาศของโลก .. มันเป็นกระบวนการผลิตกำลังไฟฟ้าที่สะอาดอย่างยิ่งจาก Blue Hydrogen ..

โรงไฟฟ้านวัตกรรมใหม่แห่งนี้ ใช้ “ไฮโดรเจนรีไซเคิล Hydrogen Recycle จากการผลิตปิโตรเคมี Petrochemical” ที่จัดหาโดยโรงงาน Hanwha Total Petrochemical ซึ่งตั้งอยู่ภายในคอมเพล็กซ์ Complex เดียวกัน .. มัน คือ โรงไฟฟ้าขนาด 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 เป็นเชื้อเพลิงแทนที่ไฮโดรเจนที่ได้จาก By Product ปีโตรเคมี สำหรับ โรงไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง Hydrogen Fuel Cell Power Plant จากนี้ไป ..

พัฒนาการที่เกิดขึ้นจากนี้ไป จะต้องสามารถขับเคลื่อนต้นทุนไฮโดรเจนสีเขียวให้ต่ำลงกว่า 2 เหรียญสหรัฐฯ ต่อกิโลกรัม ทำให้สามารถแข่งขันได้กับไฮโดรเจนสีเทา ไฮโดรเจนสีน้ำเงิน และเชื้อเพลิงฟอสซิลราคาถูกรูปแบบอื่น ๆ ในตลาดพลังงานได้ .. ทั้งนี้ ไฮโดรเจนสีน้ำเงิน Blue Hydrogen แตกต่างจากไฮโดรเจนสีเทา Gray Hydrogen ที่ใช้คาร์บอน ซึ่งถูกดักจับ และจัดเก็บเพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการผลิตไฮโดรเจน Reduce the Greenhouse Emissions from Hydrogen Production ส่วนหนึ่ง โดยเฉพาะ Blue Hydrogen ยังจะคงต้องมีการดำเนินการผลิตอยู่ต่อไป ..

ทั้งนี้ คาดหมายได้ว่า ในอีกไม่เกิน 10 ปีข้างหน้า เมื่อการผลิตไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen ปริมาณมากพอต่อความต้องการทั้งหมดด้วยพลังงานทางเลือก หรือพลังงานทดแทนที่สะอาดกว่าเพิ่มขึ้น และมีโรงไฟฟ้า สถานีไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิงขนาดต่าง ๆ เกิดขึ้นติดตั้งกระจายอยู่ทั่วไปในวงกว้างแล้ว ภาพรวมระบบเศรษฐกิจและสังคมของโลก ก็จะขยับขับเคลื่อนเข้าไปสู่ เศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy หรือ สังคมไฮโดรเจน Hydrogen Society ในอนาคตได้สำเร็จในที่สุด ..

ด้วยศักยภาพของชุดเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cell ขนาดเล็กจำนวนมากนั้น พวกมันสามารถกระจายการติดตั้งเพื่อขับเคลื่อนกำลังไฟฟ้าให้กับ อาคารสถานที่ บ้านเรือน ที่อยู่อาศัย สถานที่ทำงาน โรงงานอุตสาหกรรม และระบบการขนส่งได้อย่างยอดเยี่ยม .. ดังนั้น จากนี้ไป ชุดเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cell ขนาดใหญ่ กำลังถูกพัฒนาขึ้นเพื่อมุ่งใช้งานในลักษณะรูปแบบโรงไฟฟ้าพลังงานสะอาด และระบบจัดเก็บพลังงาน บนโครงข่ายระบบสายส่ง นอกโครงข่ายระบบสายส่ง รวมทั้งพื้นที่ห่างไกล ในการจ่ายกระแสไฟฟ้าให้แก่ เมือง หมู่บ้าน ชุมชน และนิคมอุตสาหกรรม ด้วยกำลังไฟฟ้าที่เสถียรไปพร้อมด้วยนั้น เป็นสิ่งจำเป็นที่เป็นไปได้ .. ไม่มีประเด็นปัญหาใดๆ ในทางเทคนิค .. อุปสรรคสำคัญของการนำ Hydrogen : H₂ มาใช้งานจริงในระบบเศรษฐกิจนั้น เป็นเรื่องของราคา กับสติปัญญาของฝ่ายการเมืองล้วนๆ .. อย่างไรก็ตาม คาดหมายได้ว่า เศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy กำลังจะเริ่มขึ้นแล้ว ..

ทั้งนี้ โรงไฟฟ้าไฮโดรเจนเซลล์เชื้อเพลิง Hydrogen Fuel Cell Power Station จะทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบ ไม่มีการปล่อยมลพิษใด ๆ สู่สิ่งแวดล้อมนั้น กระบวนการทำงานของมันนั้น จะต้องประกอบขึ้นด้วยหัวใจสำคัญ 2 ประการ ได้แก่ การผลิต Green Hydrogen ไฮโดรเจนสีเขียว ด้วยต้นทุนรวมราคาถูก อย่างน้อยต้องต่ำกว่า 2 เหรียญสหรัฐฯ ต่อกิโลกรัม จากแหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน Renewable Energy ประการหนึ่ง กับระบบการจัดเก็บก๊าซไฮโดรเจนความดันสูง หรือไฮโดรเจนเหลว Hydrogen Storage รวมทั้งระบบขนส่งก๊าซไฮโดรเจน Hydrogen Pipeline Transportation ผ่านทางระบบท่อที่ปลอดภัย อีกประการหนึ่ง เพื่อให้มันเป็นแหล่งเชื้อเพลิงสำหรับกำลังผลิตไฟฟ้าของชุดเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cell หลาย ๆ หน่วยที่ผูกกันไว้ และส่งผ่านเข้าระบบสายส่งกระจายกระแสไฟฟ้าที่ชาญฉลาด Electrical Smart Grid สำหรับพื้นที่ให้บริการ และประชาชนผู้บริโภคต่อไปนั่นเอง ..

พลังงานจำเพาะ Specific Energy ของไฮโดรเจน Hydrogen มีค่าสูงที่สุดในตารางธาตุ และสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธี่ยม Lithium Ion Battery ทั่วไปถึง 236 เท่า ..

ไฮโดรเจน Hydrogen มีพลังงานจำเพาะ หรือที่เรียกว่าพลังงานต่อหน่วยมวลสูงอย่างยิ่ง และสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธี่ยม Lithium Ion Battery ถึง 236 เท่า ซึ่งปัจจุบัน Hydrogen ถือเป็นเชื้อเพลิงที่มีศักยภาพในอุดมคติเพื่อการขับเคลื่อนยานพาหนะสำหรับงานหนัก เช่น อากาศยาน เรือ รถโดยสาร รถบรรทุก และระบบขนส่งลักษณะคล้ายๆ กัน .. ปัจจุบัน สำหรับรถยนต์ไฮโดรเจน Hydrogen Vehicles แล้ว มันมีค่าใช้จ่ายที่สูงเกินกว่าที่จะเข้าถึงความต้องการของผู้คน ซึ่งจะทำให้เกิดข้อเสนอที่สูงขึ้น ในความพยายามที่จะลดต้นทุนราคาของมันลงมาทั่วทั้งระบบให้สำเร็จ ซึ่งรวมถึงระบบจัดเก็บพลังงานไฮโดรเจน Hydrogen Energy Storage ที่ปลอดภัย และราคาไม่แพง ..

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

พลังงานจำเพาะ Specific Energy เปรียบเทียบ พบว่า ไฮโดรเจน Hydrogen ได้เปรียบกว่าแบตเตอรี่ลิเธี่ยม Lithium Ion Battery ถึง 236 เท่า จึงมีความเหมาะสมอย่างยิ่งที่จะใช้เป็นแหล่งพลังงานหลักสำหรับระบบเศรษฐกิจ และสังคมของมนุษยชาติรูปแบบใหม่ที่สะอาดกว่า หมายถึง เศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy เพื่อแทนที่ระบบเศรษฐกิจมวลรวมรูปแบบดั้งเดิมซึ่งใช้แหล่งเชื้อเพลิงฟอสซิล Fossil Fuel Sources เป็นหลักซึ่งส่งผลกระทบอันตรายร้ายแรงต่อโลก และสภาพแวดล้อมของมนุษยชาติเองจนถึงขั้นที่เรียกว่า วิกฤติสภาพอากาศ Climate Crisis ..

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 ที่ถูกผลิตขึ้นจากการแยกน้ำด้วยกำลังไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน Renewable Energy นั้น สามารถจุดระเบิดในเครื่องยนต์เผาไหม้ภายในที่มีใช้งานในปัจจุบันได้เกือบทุกแบบด้วยการปรับแต่งเครื่องยนต์รูปแบบดั้งเดิมเพียงเล็กน้อยเท่านั้น .. ดังนั้น Hydrogen Technology จึงถือเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีหลักที่สำคัญสำหรับการเปลี่ยนผ่านพลังงาน Energy Transition ในระบบเศรษฐกิจ และสังคมของมนุษยชาติจากการใช้แหล่งพลังงานเชื้อเพลิงฟอสซิลจากแหล่งน้ำมันดิบลึกลงไปใต้เปลือกโลก ก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน หรือ Shale Gas & Oil จากหินภูเขาเป็นหลัก ไปเป็นการใช้แหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานทดแทน และพลังงานหมุนเวียน เป็นหลัก ให้สำเร็จได้โดยมิได้สร้างปัญหายุ่งยากให้เกิดขึ้นในช่วงการเปลี่ยนผ่านแต่อย่างไร ..

ไฮโดรเจน Hydrogen คือ เชื้อเพลิงที่ทรงพลังอย่างยิ่ง ซึ่งมักใช้เป็นเชื้อเพลิงจรวด Rocket Fuel แต่ยังคงมีความท้าทายทางเทคนิคอีกมากมายทำให้ยังไม่สามารถสร้างระบบเศรษฐกิจไฮโดรเจนขนาดใหญ่ Large Scale Hydrogen Economy ให้สำเร็จในวันนี้ได้ หมายถึง ความยากลำบากในการพัฒนาระบบการจัดเก็บระยะยาว Long-Term Hydrogen Storage, ท่อส่ง Pipelines และอุปกรณ์เครื่องยนต์ Engine Equipment .. การขาดมาตรฐาน และเทคโนโลยีเครื่องยนต์สันดาปภายในที่สามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยกับไฮโดรเจนในปัจจุบัน ความกังวลด้านความปลอดภัยเกี่ยวกับปฏิกิริยาสูงของเชื้อเพลิงไฮโดรเจนกับออกซิเจนในอากาศแวดล้อม รวมทั้งค่าใช้จ่ายในการผลิต Hydrogen ด้วยกำลังไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน และการขาดแคลนชุดอุปกรณ์ Electrolyzers ที่มีประสิทธิภาพ ..

อย่างไรก็ตาม เพราะว่า ไฮโดรเจน Hydrogen ที่ส่งผ่านทำปฏิกิริยาในเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cell สามารถผลิตกำลังไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพในกระบวนการย้อนกลับของอิเล็กโทรไลซิสของน้ำ Reverse of Electrolysis of Water .. เศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy ยังคงเดินหน้าพัฒนาต่อเนื่องอย่างช้า ๆ โดยเป็นส่วนหนึ่งของระบบเศรษฐกิจคาร์บอนต่ำ Low-Carbon Economy มาโดยตลอด .. ตั้งแต่ปี 2562 ไฮโดรเจน Hydrogen ถูกใช้เป็นวัตถุดิบในภาคอุตสาหกรรมสำหรับการผลิตแอมโมเนีย Ammonia : NH₃ และเมทานอล Methanol : CH₃OH เป็นหลัก ..

ทั้งนี้ อิเล็กโทรไลเซอร์ Electrolyzer ซึ่งหมายถึง ชุดอุปกรณ์ที่ใช้กำลังไฟฟ้าเพื่อแยกน้ำให้เป็นไฮโดรเจน Hydrogen และออกซิเจน Oxygen ที่มีอัตราเติบโตเฉลี่ยต่อปีสูงอย่างยิ่ง อยู่ที่ค่า CAGR 63.9% ในช่วง 5 ปีจากนี้ไป จะส่งผลให้ความจุของ Electrolyzer ทั่วโลกพุ่งสูงแตะระดับมากกว่า 45 GW ในปี 2570 หมายถึง การผลิตไฮโดรเจน Hydrogen Production ในปริมาณมากเพียงพอสำหรับสร้างพลังงานอย่างน้อย 35% ของความต้องการพลังงานทั้งหมดทั่วโลกด้วยราคาต้นทุน Hydrogen & Hydrogen Storage ที่ลดลงกว่า 2 เท่า .. ดังนั้น การเร่งกระบวนการเพื่อมุ่งไปสู่เศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy ให้บรรลุความสำเร็จได้ใน 10 ปีเป้าหมายนั้น จึงเป็นไปได้แน่นอน และมิได้ไกลเกินเอื้อมแต่อย่างไร ..

คุณลักษณะสำคัญประการหนึ่งของเศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy คือ การผลิต และการใช้พลังงานในระบบขนส่งด้วยยานพาหนะที่ใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงหลัก เช่นเดียวกับระบบขนส่งแบบเดิมที่ใช้กับเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอน หรือ Fossil Fuels ที่เป็นน้ำมันเบนซิน ดีเซล และน้ำมันก๊าด สำหรับเครื่องยนต์เผาไหม้ภายในปัจจุบัน .. สิ่งอำนวยความสะดวกขนาดใหญ่แบบรวมศูนย์ หรือแบบกระจายพร้อมกับประสิทธิภาพที่ดีขึ้น สิ่งเหล่านี้ จะช่วยให้มีความเป็นไปได้ของเทคโนโลยีไฮโดรเจน Hydrogen Technologies สำหรับระบบเศรษฐกิจรูปแบบใหม่ของมนุษยชาติ เช่น การจัดเก็บไฮโดรเจน Hydrogen Storage, โรงไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง Hydrogen Fuel Cell Power Plant, เซลล์เชื้อเพลิงในครัวเรือน Home Fuel Cell, โครงข่ายระบบท่อส่งผ่านก๊าซไฮโดรเจนสู่ครัวเรือน Hydrogen Pipeline Network to Homes และระบบผลิตไฮโดรเจนด้วยอิเล็กโทรไลเซอร์ Electrolyzer ขนาดต่าง ๆ หรืออาจใช้แผนการผลิตพลังงานรูปแบบกระจาย Distributed Energy Generation เช่น แหล่งพลังงานหมุนเวียนขนาดเล็ก ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับสถานีไฮโดรเจน Hydrogen Stations .. อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีพลังงานไฮโดรเจน Hydrogen Energy Technology เหล่านี้ ได้ส่งสัญญาณชัดเจนว่า โลกพร้อมแล้วสำหรับ Hydrogen Economy ในอนาคตอันใกล้ ..

นอกเหนือจากการผลิตพลังงานที่เป็นกำลังไฟฟ้าแล้ว การผลิตไฮโดรเจน Hydrogen Production ยังสามารถรวมศูนย์ กระจาย หรือผสมทั้งสองอย่างได้ด้วย .. ในขณะที่การผลิตไฮโดรเจนที่โรงไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนหลักทั้งที่เป็นพลังงานแสงอาทิตย์ และพลังงานลม แบบรวมศูนย์ จะรับประกันประสิทธิภาพการผลิตไฮโดรเจนที่สูงขึ้น .. ความยากลำบากในการขนส่งไฮโดรเจนในปริมาณมากในระยะทางไกล Long Range Hydrogen Transportation ทำให้การกระจายพลังงานในระบบเศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy แตกต่างออกไปสำหรับการวางแผน ..

ในสถานการณ์เช่นนี้ โรงงานขนาดเล็กในท้องถิ่น หรือแม้แต่ แหล่งพลังงานทางเลือก พลังงานหมุนเวียนรูปแบบกระจาย Distributed Renewable Energy Sources และสถานีเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน Hydrogen Fuel Cell Power Station ในท้องถิ่นขนาดเล็ก สามารถสร้างไฮโดรเจนโดยใช้พลังงานที่จัดหาผ่านระบบจ่ายไฟฟ้า และแหล่งพลังงานหมุนเวียนสีเขียว Renewable Green Energy Sources แยกย่อยในพื้นที่ได้ และแม้ว่าประสิทธิภาพการผลิตไฮโดรเจนอาจจะต่ำกว่าการผลิตไฮโดรเจนแบบรวมศูนย์ในบางกรณี แต่ความสูญเสียจากการขนส่งไฮโดรเจนอาจทำให้โครงการมีประสิทธิภาพมากขึ้นในแง่ของพลังงานหลักที่ใช้ต่อกิโลกรัมของไฮโดรเจนที่ส่งไปยังผู้ใช้ปลายทาง ..

ความสมดุลที่เหมาะสมระหว่างการกระจายไฮโดรเจน Hydrogen Distribution, การส่งจ่ายกำลังไฟฟ้าด้วยระยะทางไกล Long-Distance Electrical Distribution และกระบวนไพโรไลซิสก๊าซธรรมชาติ Pyrolysis of Natural Gas เป็นหนึ่งในคำถามหลักที่เกิดขึ้นเกี่ยวกับเศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy ..

อย่างไรก็ตาม อุปสรรค์ต่าง ๆ ของแหล่งการผลิต และการขนส่งไฮโดรเจนทั้งหมด สามารถเอาชนะได้โดยใช้การผลิตไฮโดรเจนด้วยการแยกน้ำจากแหล่งน้ำใหญ่ ขนาดกลาง และขนาดเล็กในพื้นที่ด้วย Electrolyzers ขนาดต่าง ๆ โดยใช้กำลังไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน Renewable Energy Sources ที่เป็นพลังงานแสงอาทิตย์ Solar Power, พลังงานลม Wind Power และพลังงานชีวมวล Biomass Energy ซึ่งกระจายอยู่ในท้องถิ่นแต่เชื่อมต่อกันอยู่ในพื้นที่ต่าง ๆ ที่เหมาะสมตามสภาพภูมิสังคม เช่น พื้นที่เกษตรกรรม ชุมชน เมือง ห้างสรรพสินค้า อาคารบ้านเรือน สถานที่ทำงาน อาคารพาณิชย์ โรงงานอุตสาหกรรม และ/หรือ สถานีบริการเชื้อเพลิงไฮโดรเจน และสถานีเซลล์เชื้อเพลิงตามแนวถนน เป็นต้น ..

ทั้งนี้ ก๊าซไฮโดรเจน หรือ 100% Hydrogen Gas Network สามารถแทนที่ก๊าซธรรมชาติ Natural Gas ทั้งหมดในโครงข่ายระบบท่อส่งก๊าซ CNG หรือ Gas Network Grid ที่มีอยู่ก่อนแล้วได้อย่างปลอดภัยด้วยการปรับปรุงระบบเพียงเล็กน้อย .. ดังนั้น เมื่อผนวกรวมการผลิต Hydrogen จากแหล่งน้ำในพื้นที่ด้วย Electrolyzer ขนาดต่าง ๆ และการผลิตกำลังไฟฟ้าจากเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cell อย่างมีประสิทธิภาพซึ่งจัดวางติดตั้งกระจายอยู่ในวงกว้างทั่วทั้งพื้นที่ รวมทั้งระบบขนส่งด้วยยานยนต์ไฟฟ้ากระแสหลักที่เป็น Battery Electric Vehicles : BEVs และ Fuel Cell Electric Vehicles : FCEVs ด้วยแล้ว คาดหมายได้ว่า การเปลี่ยนผ่านไปสู่เศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy ในระบบเศรษฐกิจ และสังคมของมนุษยชาติ มิได้มีปัญหาทางเทคนิคใด ๆ และอยู่ใกล้เพียงแค่เอื้อมเท่านั้น .. ประเด็นอุปสรรคหลักจริง ๆ นั้น ยังคงเป็นเรื่องราคา ซึ่งจะแพงเกินไปนั้นไม่ได้ ..

Hydrogen Storage เป็นกุญแจสำคัญสำหรับเศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy ..

การจัดเก็บไฮโดรเจน Hydrogen Storage เป็นกุญแจสำคัญสำหรับความก้าวหน้าของเทคโนโลยีไฮโดรเจน และเซลล์เชื้อเพลิง Hydrogen & Fuel Cell Technologies ในการประยุกต์ใช้งานต่าง ๆ เช่น ระบบพลังงานอยู่กับที่ Stationary Power, พลังงานแบบพกพา Portable Power และการขนส่ง Transportation .. ไฮโดรเจน Hydrogen มีพลังงานจำเพาะสูงสุดเทียบต่อมวลของเชื้อเพลิงใด ๆ ทั้งหมดบนโลกใบนี้ ..

อย่างไรก็ตาม ความหนาแน่นน้อยที่อุณหภูมิแวดล้อมปกติ ส่งผลให้พลังงานต่อหน่วยปริมาตรต่ำ ดังนั้น จึงต้องมีการพัฒนาวิธีการจัดเก็บพวกมันด้วยรูปแบบมาตรฐานประยุกต์ที่มีศักยภาพสำหรับความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น เพื่อให้สามารถจัดเก็บ Hydrogen ในปริมาณมากด้วยปริมาตรน้อยสำหรับการใช้งานให้ได้อย่างมีประสิทธิภาพนั่นเอง ..

ไฮโดรเจน Hydrogen สามารถจัดเก็บไว้ได้ทั้งในรูปของก๊าซ หรือของเหลว .. การจัดเก็บไฮโดรเจนเป็นก๊าซ Storage of Hydrogen as a Gas โดยปกติต้องใช้ถังแรงดันสูงด้วยความดันถัง 350-700 บาร์ Bar หรือ 5,000-10,000 Psi .. การจัดเก็บไฮโดรเจนในรูปของเหลว Storage of Hydrogen as a Liquid จำเป็นต้องใช้อุณหภูมิในการแช่แข็งเย็นจัด Cryogenic Temperatures เนื่องจากจุดเดือดของไฮโดรเจนที่ความดันบรรยากาศ อยู่ที่ -252.8^oC ..

ทั้งนี้ Green Ammonia : NH₃ เป็นอีกแนวทางหนึ่งสำหรับการจัดเก็บไฮโดรเจน Hydrogen Storage เนื่องเพราะ คุณค่าสูงสุดของแอมโมเนีย ได้แก่ การเป็นแหล่งไฮโดรเจนที่อุดมสมบูรณ์ Rich Source of Hydrogen ซึ่งใช้เป็นพลังงานสำหรับรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cell Electric Vehicles : FCEVs รวมทั้งเนื่องจากโครงสร้างพื้นฐานสิ่งอำนวยความสะดวกสำหรับการจัดการ จัดเก็บ และการขนส่งแอมโมเนีย เป็นสิ่งที่มีอยู่แล้ว แอมโมเนียสีเขียว Green Ammonia จึงกลายเป็นทางเลือกการจัดเก็บไฮโดรเจน Hydrogen Storage ที่ประหยัด ปลอดภัยกว่า และเชื่อถือได้ ..

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

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

คาดการณ์ตลาดพลังงานไฮโดรเจนทั่วโลก The Global Hydrogen Energy Market ..

ไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen มีความต้องการสูงในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เนื่องจากความสามารถของพวกมันในการลดการปล่อยคาร์บอน นอกจากนี้ยังมีส่วนช่วยในการตอบสนองความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้นทั่วโลก พวกมันเป็นแหล่งพลังงานที่ยั่งยืน  Sustainable Energy Source .. ดังนั้น จึงคาดหมายได้ว่า จะมีการใช้งานเพิ่มขึ้นในอนาคต การเติบโตของการรับรู้เกี่ยวกับการใช้ไฮโดรเจนเป็นตัวนำพาพลังงาน Hydrogen as an Energy Carrier คาดว่าจะขับเคลื่อนการเปลี่ยนผ่านไปสู่ Hydrogen Economy ในระบบเศรษฐกิจ และสังคมของมนุษยชาติได้สำเร็จในที่สุด ..

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 ..

อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจะได้รับการคาดหมายว่า อัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีจะสูงอย่างยิ่ง แต่ด้วยข้อกำหนดในการลงทุนเริ่มต้นสำหรับโครงสร้างพื้นฐานไฮโดรเจน ตลอดจนค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาที่อาจสูงลิ่วนั้น เป็นปัจจัยหลักที่จำกัดการเติบโตของตลาดไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen ..

ทั้งนี้ ตลาดการจัดเก็บพลังงานไฮโดรเจนทั่วโลก Global Hydrogen Energy Storage Market มีมูลค่า 16.13 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2564 .. ในอนาคตข้างหน้า IMARC Group คาดหมายว่า มูลค่าขนาดธุรกิจในตลาดจัดเก็บไฮโดรเจน Hydrogen Energy Storage Global Market จะมีมูลค่าแตะระดับ 25.25 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ภายในปี 2570 ด้วยอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี อยู่ที่ค่า CAGR 6.60% ในช่วงระยะเวลาคาดการณ์ ปี 2565-2570 ..

นอกจากนี้ อิเล็กโทรไลเซอร์ Electrolyzer ซึ่งหมายถึง ชุดอุปกรณ์ที่ใช้กำลังไฟฟ้าเพื่อแยกน้ำให้เป็นไฮโดรเจน Hydrogen และออกซิเจน Oxygen นั้น พบว่า ขนาดธุรกิจในตลาดไฮโดรเจนอิเล็กโทรไลเซอร์ทั่วโลก Global Hydrogen Electrolyzer Market อ้างอิงรายงานของ EMR Inc. ได้รับคาดหมายว่า อัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี อยู่ที่ค่า CAGR 63.9% ในช่วงคาดการณ์ 2565-2570 ด้วยมูลค่าประมาณ 4,295  ล้านเหรียญสหรัฐฯ ภายในสิ้นปี 2569 และได้รับการคาดหมายเพิ่มเติมว่าจะพุ่งแตะระดับ 53,387.97 ล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2573 ..

สำหรับเซลล์เชื้อเพลิง Hydrogen Fuel Cell ซึ่งแสดงบทบาทสำคัญในการแปลงก๊าซไฮโดรเจน Hydrogen Gas ให้เป็นกำลังไฟฟ้านั้น .. ขนาดตลาดเซลล์เชื้อเพลิงทั่วโลก Global Fuel Cell Market มีมูลค่า 4.1 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ในปี 2563 และได้รับการคาดหมายว่า อัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี จะอยู่ที่ค่า CAGR 23.2% ในช่วงคาดการณ์ ปี 2563-2571 .. ความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับแหล่งพลังงานรูปแบบใหม่เป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่ขับเคลื่อนการเติบโตของตลาดเซลล์เชื้อเพลิงทั่วโลก Global Fuel Cell Market เพื่อมุ่งไปสู่ระบบเศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy ทั่วทั้งระบบได้สำเร็จในที่สุด ..

ในปี 2573 คาดหมายว่า ความจุของเซลล์เชื้อเพลิง Fuel Cell มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นมากกว่า 5.6 GW .. ความมุ่งมั่นสู่เป้าหมายการพัฒนาความจุรวมของอิเล็กโทรไลเซอร์ Electrolyzer ทั่วโลกให้ได้อย่างน้อย 45 GW ภายในปี 2570 ของ UN High-Level Climate Action Champions รวมทั้งการลงทุนที่เพิ่มขึ้นจากหน่วยงานภาครัฐในแต่ละประเทศ และเอกชนที่มีศักยภาพ เพื่อพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานเศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy Infrastructure ควบคู่ไปกับความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับยานยนต์ไฟฟ้าขับเคลื่อนด้วยไฮโดรเจน Fuel Cell Electric Vehicles : FCEVs ถูกตั้งค่าให้เป็นโอกาสทางธุรกิจที่น่าสนใจสำหรับผู้เล่นในอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้า EVs Industry กระแสหลักได้อย่างแน่นอนจากนี้ไป ..

สรุปส่งท้าย ..

กิจกรรมทางเศรษฐกิจที่ใช้ไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen เป็นแหล่งพลังงานหลัก ที่เรียกว่า เศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy อาจส่งผลให้การค้าโลก และความสัมพันธ์ด้านพลังงานระดับทวิภาคีที่มีมาแต่เดิมเกิดความชะงักงัน Disruptions โดยมีการปรับเปลี่ยนสลับตำแหน่งตัวแสดงของภาครัฐ บริษัทฯ เอกชน ผู้เล่นที่เป็นผู้ส่งออก รวมถึงพฤติกรรมผู้บริโภคที่เปลี่ยนไป และผู้ใช้ไฮโดรเจนรายใหม่ ..

การเติบโตอย่างรวดเร็วด้วยความเร่งของเศรษฐกิจไฮโดรเจนทั่วโลก Rapid Growth of the Global Hydrogen Economy สามารถนำมาซึ่งการเปลี่ยนแปลงทางภูมิเศรษฐศาสตร์ Geoeconomics และภูมิรัฐศาสตร์ Geopolitical ที่สำคัญซึ่งก่อให้เกิดกระแสของการพึ่งพาอาศัยกันใหม่ ๆ .. ตามการวิเคราะห์ล่าสุดของสำนักงานพลังงานทดแทนระหว่างประเทศ International Renewable Energy Agency : IRENA ได้ข้อค้นพบว่า ภูมิรัฐศาสตร์ Geopolitics ของการเปลี่ยนแปลงแหล่งพลังงานหมุนเวียน Renewable Energy และพลังงานไฮโดรเจน Hydrogen Energy ในระบบเศรษฐกิจ และสังคม ส่งผลถึงการเปลี่ยนแปลงพื้นที่ภูมิศาสตร์ในธุรกิจพลังงาน และความสัมพันธ์ด้านพลังงานในระดับภูมิภาค ซึ่งบ่งบอกถึงการเกิดขึ้นของศูนย์กลางอำนาจ และอิทธิพลทางการเมืองแห่งใหม่ New Centers of Geopolitical Influence & Powers ที่สร้างขึ้นจากการผลิต และการใช้ไฮโดรเจน The Production & Use of Hydrogen เนื่องจากการค้าน้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ และถ่านหินรูปแบบดั้งเดิมนั้น กำลังจะตกอยู่ในสถานการณ์ถดถอยรุนแรง ..

ด้วยแรงผลักดันเร่งด่วนจากการต่อสู้กับวิกฤติสภาพอากาศ Climate Crisis และความมุ่งมั่นของนานาชาติในมาตรการลดการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ CO₂ และก๊าซเรือนกระจก Green House Gases : GHGs เป็นศูนย์สุทธิ Net Zero .. สำนักงานพลังงานทดแทนระหว่างประเทศ International Renewable Energy Agency: IRENA ประมาณการว่า พลังงานไฮโดรเจน Hydrogen Energy จะครอบคลุมอย่างน้อย 12% ของการใช้พลังงานทั่วโลกภายในปี 2593 ..

การค้า และการลงทุนที่พุ่งสูงขึ้นตามเป้าหมายในตลาดสินค้า และบริการที่เคยถูกครอบงำโดยเชื้อเพลิงฟอสซิล มีมูลค่าปัจจุบันอยู่ที่อย่างน้อย 174 พันล้านเหรียญสหรัฐฯ ต่อปี อีกทั้งแนวโน้มตัวแสดงเกือบทั้งหมดกำลังเปลี่ยนไป .. ทั้งนี้ เศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy มีอิทธิพลต่อแนวนโยบายต่างประเทศด้วยข้อตกลงทวิภาคีระหว่างประเทศที่แตกต่างออกไปจากความสัมพันธ์ของแหล่งพลังงานไฮโดรคาร์บอน Hydrocarbon ในศตวรรษที่ 20 อย่างมีนัยสำคัญ ..

Francesco La Camera ผู้อำนวยการทั่วไปของ IRENA กล่าวว่า “ไฮโดรเจน Hydrogen ได้รับการพิสูจน์ว่า พวกมัน คือ จุดเชื่อมโยงที่ขาดหายไปสู่อนาคตด้านพลังงานที่ปลอดภัยต่อสภาพอากาศ” .. “ไฮโดรเจน กำลังขับเคลื่อนการปฏิวัติพลังงานหมุนเวียน Renewable Energy Revolution อย่างชัดเจน โดยไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen ที่ปรากฏขึ้น คือ ตัวเปลี่ยนเกม Game Changer สำหรับการบรรลุความเป็นกลางของสภาพอากาศ Climate Neutrality โดยไม่กระทบต่อการเติบโตของอุตสาหกรรม และการพัฒนาสังคม แต่ไฮโดรเจนไม่ใช่น้ำมันรูปแบบใหม่ และการเปลี่ยนแปลงนี้มิใช่การแทนที่เชื้อเพลิงรูปแบบดั้งเดิมทั้งหมดเท่านั้น แต่เป็นการเปลี่ยนไปสู่ระบบใหม่ที่อาจทำให้เกิดความชะงักงันทางการเมือง ทางเทคนิค สิ่งแวดล้อม และเศรษฐกิจอย่างแน่นอน ซึ่งต้องการการปรับตัวทางสังคมไปสู่ชีวิตที่ดีกว่า” ..

“ไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen จะนำผู้เข้าร่วมกิจกรรมทางเศรษฐกิจที่หลากหลายรายใหม่เข้าสู่ตลาด การกระจายเส้นทางเชื่อมต่อทางการค้า การลงทุน การส่งกำลัง และซ่อมบำรุง รวมทั้งการเปลี่ยนผ่านพลังงานสะอาด Clean Energy Transition จาก Fossil Fuels ไปสู่การใช้พลังงานสีเขียว Green Energy .. ด้วยความร่วมมือระหว่างประเทศ ตลาดไฮโดรเจน Hydrogen Market อาจเป็นประชาธิปไตย และครอบคลุมพื้นที่ทางธุรกิจเพิ่มมากขึ้น การผูกขาดรวมศูนย์เชิงอำนาจของชาติยักษ์ใหญ่มีแนวโน้มลดลง โดยเสนอโอกาสที่เท่าเทียมสำหรับประเทศที่พัฒนาแล้ว และประเทศกำลังพัฒนาได้อย่างยอดเยี่ยม” ..

ไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen อาจเสริมสร้างความเป็นอิสระ ความมั่นคง และความยืดหยุ่นของความมั่นคงทางพลังงานของแต่ละประเทศทั่วโลก โดยลดการพึ่งพาการนำเข้าพลังงาน, ลดความผันผวนของราคา และเพิ่มความยืดหยุ่นในระบบพลังงาน .. อย่างไรก็ตาม วัตถุดิบที่จำเป็นสำหรับไฮโดรเจน และเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียน Hydrogen & Renewable Technologies สามารถดึงความสนใจไปที่มาตรการความปลอดภัย .. การขาดแคลน และความผันผวนของราคา สามารถสะท้อนผ่านห่วงโซ่อุปทานไฮโดรเจน ซึ่งส่งผลเสียต่อต้นทุน และรายได้ ..

การกำหนดกฎเกณฑ์ มาตรฐาน และธรรมาภิบาลของเศรษฐกิจไฮโดรเจน Hydrogen Economy อาจนำไปสู่การแข่งขันทางภูมิรัฐศาสตร์ หรือเปิดศักราชใหม่ของความร่วมมือทางเศรษฐกิจระหว่างประเทศที่เพิ่มขึ้น .. การช่วยเหลือประเทศกำลังพัฒนาโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการปรับใช้เทคโนโลยีไฮโดรเจนสีเขียว และอุตสาหกรรมไฮโดรเจนที่ก้าวหน้า จะสามารถลดการปล่อยคาร์บอนลงได้อีกทั่วโลก Global Decarbonisation ในวงกว้างขึ้น รวมทั้งการส่งเสริมความเท่าเทียมกันไม่แบ่งแยก Promote Equity & Inclusion, การสร้างห่วงโซ่คุณค่าและระบบส่งกำลังซ่อมบำรุงในท้องถิ่น Local Value Chains, อุตสาหกรรมสีเขียว Green Industries และตำแหน่งงานใหม่ ๆ ในประเทศที่อุดมด้วยพลังงานหมุนเวียน Jobs in Renewable-Rich Countries ซึ่งหมายถึง มูลค่าทางเศรษฐกิจสำหรับผลิตภัณฑ์มวลรวมที่เพิ่มขึ้นอย่างมั่นคง ..

ภาพรวมการเติบโตทางเศรษฐกิจทั่วโลก และแต่ละประเทศจาก Hydrogen Economy ได้รับการคาดหมายว่าจะสูงกว่าระบบเศรษฐกิจที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นฐาน Fossil Fuel-Based Economy อยู่มากเป็นทวีคูณ .. ทั้งนี้ เมื่อผนวกเข้ากับสิ่งที่ได้นำมาใช้แล้ว รวมทั้งการลงทุนในโครงการภาครัฐ และเอกชนของนานาประเทศที่ประกาศไว้ในแผนงานพลังงาน เช่น โครงการจัดวางโครงสร้างพื้นฐาน และสิ่งอำนวยความสะดวกรองรับการผลิต และการใช้ไฮโดรเจนสีเขียว Green Hydrogen ให้เป็นอีกหนึ่งในแหล่งพลังงานหลักสำหรับ Energy Transition ภายในทศวรรษนี้ .. ความมุ่งมั่นเหล่านี้ ทำให้โลกขยับเข้าไปใกล้เคียงกับกำลังการผลิตไฮโดรเจนสีเขียวที่จำเป็นบนเส้นทางอุณหภูมิโลกต่ำกว่าจุดเล็ง 1.5°C ตามที่ระบุไว้ในแผนงานของหน่วยงานพลังงานระหว่างประเทศ International Energy Agency : IEA ให้ไปสู่ Net Zero ภายในปี 2593 หรือ ค.ศ.2050 ด้วยอัตราเติบโตทางเศรษฐกิจของทั่วโลก และนานาประเทศที่สูงกว่าที่เคยทำได้ให้สำเร็จได้ในที่สุด ..

Hydrogen Society & Hydrogen Economy คือ ทางเลือกที่ฉลาดที่สุดของเรา ซึ่งหมายถึง ระบบเศรษฐกิจ และสังคมของมนุษยชาติ จะไม่ถูกผูกขาดโดยเชื้อเพลิงฟอสซิล Fossil Fuels ที่เป็นน้ำมันดิบ ก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน และ Shale Gas & Oil ที่เป็นอันตรายต่อโลกของเราเช่นในปัจจุบันอีกต่อไป ..

………………………………

คอลัมน์ : Energy Key

By โลกสีฟ้า ..

สนับสนุนคอลัมน์ โดย E@ บริษัท พลังงานบริสุทธิ์ จำกัด (มหาชน)

ขอบคุณเอกสารอ้างอิง :-

Hydrogen Economy Hints at New Global Power Dynamics | IRENA :-

https://www.irena.org/newsroom/pressreleases/2022/Jan/Hydrogen-Economy-Hints-at-New-Global-Power-Dynamics

The Hydrogen Energy Infrastructure Development in Japan :-

https://www.e3s-conferences.org/articles/e3sconf/pdf/2018/44/e3sconf_gesg2018_02001.pdf

The Future of Hydrogen Analysis | IEA :-

https://www.iea.org/reports/the-future-of-hydrogen

Energy and the Hydrogen Economy | AFDC :-

https://afdc.energy.gov/files/pdfs/hyd_economy_bossel_eliasson.pdf

The Hydrogen Economy: A Non – Technical Review | UNEP :-

https://www.unep.org/resources/report/hydrogen-economy-non-technical-review

Hydrogen Energy | Toshiba Energy Systems & Solutions :-

https://www.global.toshiba/ww/products-solutions/hydrogen.html

Fuel Cell | Power to Change our World :-

https://goo.gl/photos/gvMt2jvfVa5U3FwC8

The Hydrogen Electrolyzer :-

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

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

https://goo.gl/photos/JxzFyxD8PVCeSK9k8