ปฏิเสธไม่ได้เลยว่า กระแสในยุคปัจจุบัน เริ่มมีการตระหนักถึงปัญหาสิ่งแวดล้อมมากขึ้น เพราะปัญหาโลกร้อน ที่เริ่มส่งผลกระทบต่อหลากหลายชีวิต การหันมาใช้พลังงานทางเลือกจึงเป็นวิธีที่หลายๆ ประเทศเริ่มให้ความสนใจ 

โดยเฉพาะพลังงานทางเลือกอย่างพลังงานไฮโดรเจน หรือ Hydrogen Energy ที่สามารถประยุกต์ใช้ได้หลายรูปแบบ และในไทยก็เริ่มนิยมนำมาผลิตเป็นกระแสไฟฟ้า และนำมาประยุกต์ใช้กับรถยนต์อีกด้วย มาทำความรู้จักกันว่า พลังงานไฮโดรเจนคืออะไร มีกี่ประเภท พร้อมประโยชน์ และข้อจำกัด เพื่อเป็นทางเลือกในการช่วยรักษ์โลกอีกรูปแบบหนึ่งได้ในบทความนี้

พลังงานไฮโดรเจน ทางเลือกแห่งอนาคต

ไฮโดรเจน ถือเป็นธาตุที่พบได้มากที่สุด ซึ่งคิดเป็นร้อยละ 75 ของจักรวาลเลยทีเดียว แต่ในโลกของเรา จะพบไฮโดรเจนชนิดบริสุทธิ์ได้แค่เฉพาะบริเวณเปลือกโลกเท่านั้น โดยส่วนมากจะพบอยู่ในรูปแบบน้ำ (H2O) ทั้งนี้ไฮโดรเจนยังสามารถนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงได้ในรูปแบบพลังงานอนาคตที่เรียกว่า ‘พลังงานไฮโดรเจน’ 

แล้วพลังงานไฮโดรเจนเกิดจากอะไร? ไฮโดรเจนนั้นเกิดจากการแยกโมเลกุลของน้ำ โดยใช้พลังงานเข้าไปทำลายพันธะทางเคมี จนกลายเป็นส่วนของไฮโดรเจน (H) และออกซิเจน (O) ซึ่งเป็นกระบวนการแยก เป็นการเผาไหม้ที่สะอาด ไม่ปล่อยมลพิษก๊าซเรือนกระจกอย่างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) จึงไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมนั่นเอง

ประเภทของพลังงานไฮโดรเจน

ต่อไปมาดูประเภทของพลังงานไฮโดรเจน โดยแต่ละประเภทก็จะขึ้นอยู่กับวิธีการผลิต ซึ่งวิธีการผลิตก็จะสามารถบ่งบอกได้ว่า ประเภทไหนเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่ากัน

1. Brown (Grey) Hydrogen

Brown (Grey) Hydrogen หรือไฮโดรเจนสีน้ำตาล เป็นไฮโดรเจนที่ผลิตด้วยกระบวนการ Steam Methane Reforming (SMR) ที่ใช้ไอน้ำร้อนทำปฏิกิริยากับก๊าซมีเทน หรือกระบวนการ Coal Gasification การเผาถ่านหินที่อุณหภูมิสูงในสภาพที่มีออกซิเจนจำกัด 

ซึ่งเป็นการผลิตจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน น้ำมัน โดยไม่มีการจัดการกับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมา ทำให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สามารถเข้าสู่บรรยากาศได้โดยตรง เป็นวิธีที่ส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมเมื่อเทียบกับวิธีการผลิตไฮโดรเจนในรูปแบบอื่นๆ แต่ก็เป็นวิธีการผลิตที่ได้รับความนิยมที่สุดในปัจจุบัน เนื่องจากมีต้นทุนการผลิตต่ำ

2. Blue Hydrogen

Blue Hydrogen หรือไฮโดรเจนสีฟ้า ใช้วิธีการผลิตด้วยกระบวนการ SMR เช่นเดียวกับ Grey Hydrogen แต่จะเพิ่มขั้นตอนการดักจับ และกักเก็บคาร์บอน (Carbon Capture and Storage – CCS) เพื่ออัดเก็บไว้ หรือนำเอาไปผลิตเป็นเชื้อเพลิงหมุนเวียนในรูปแบบอื่นๆ ต่อไป 

ทั้งนี้ ยังคงเป็นไฮโดรเจนที่ผลิตจากเชื้อเพลิงฟอสซิล และก๊าซธรรมชาติ แต่จะลดการปล่อยก๊าซ CO2 ให้น้อยลง และมีต้นทุนการผลิตสูงขึ้น เมื่อเทียบกับแบบ Grey Hydrogen เพราะมีกระบวนการ CCS ที่เป็นประโยชน์ต่อการผลิตพลังงานไฮโดรเจน โดยกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยลง

3. Green Hydrogen

Green Hydrogen หรือไฮโดรเจนสีเขียว คือไฮโดรเจนที่ผลิตจากพลังงานหมุนเวียน โดยไม่ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในกระบวนการผลิต จะมีการผลิตโดยใช้กระบวนการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า (Electrolysis) โดยใช้ไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน ไม่ว่าจะเป็นพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม หรือพลังงานน้ำ 

ซึ่งการผลิตพลังงานไฮโดรเจนด้วยวิธีนี้จะเป็นประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมมากที่สุด แถมยังช่วยลด Carbon Footprint ได้อีกด้วย เพราะไม่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเลย แต่ก็ต้องแลกมาด้วยต้นทุนที่สูงขึ้นด้วยเช่นกัน

พลังงานไฮโดรเจน นวัตกรรมแห่งอนาคต กับการนำไปใช้

พลังงานไฮโดรเจนถือเป็นนวัตกรรมพลังงานแห่งอนาคตที่มีศักยภาพสูง มาดูกันว่าพลังงานไฮโดรเจน สามารถนำไปใช้ทำอะไรบ้าง ดังนี้

• ภาคขนส่ง: รถยนต์ไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง (Fuel Cell Electric Vehicles – FCEVs) รถบรรทุก รถโดยสารขนาดใหญ่ เรือ และอาจมีการนำมาใช้กับเครื่องบินในอนาคตด้วยเช่นกัน
• ภาคอุตสาหกรรม: ใช้ในกระบวนการผลิตเหล็ก และเคมีภัณฑ์ เพื่อทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลในโรงงานอุตสาหกรรม หรือใช้แทนอุตสาหกรรมอาหาร และเภสัชภัณฑ์
• การผลิตไฟฟ้า: ใช้ในโรงไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง และระบบสำรองไฟฟ้า
• ที่อยู่อาศัย: ระบบทำความร้อน และผลิตไฟฟ้าใช้ในบ้าน
• การกักเก็บพลังงาน: ใช้เป็นตัวกลางในการกักเก็บพลังงานหมุนเวียน
• อวกาศ: ใช้เป็นเชื้อเพลิงในยานอวกาศ

เพราะเราอยู่ในยุคที่น้ำมันแพง การนำพลังงานไฮโดรเจนมาใช้จึงเป็นทางเลือกที่น่าสนใจ โดยเฉพาะการนำมาใช้กับรถยนต์ เพราะเป็นพลังงานที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม มีการปล่อยไอน้ำออกมาแทนควันไอเสีย แถมยังช่วยให้ผู้ใช้รถยนต์ประหยัดค่าบำรุงรักษาอีกด้วย

ยกตัวอย่างประโยชน์ของพลังงานไฮโดรเจนที่มีในปัจจุบัน อย่างรถยนต์ TOYOTA ที่มีบทบาทในการนำพลังงานไฮโดรเจนมาใช้กับรถยนต์ และได้ทำการเปิดตัวรถยนต์รุ่น Toyota Mirai ไปตั้งแต่ปลายปี 2014 แล้ว จนเมื่อปี 2023 ก็ได้เปิดตัวรุ่น Mirai Gen 2 เพื่อต่อยอดการนำพลังงานไฮโดรเจนมาใช้กับรถยนต์ และเพื่อขับเคลื่อนอุตสาหกรรมรถยนต์ให้เจริญเติบโตมากที่สุด 

สำรวจคุณประโยชน์ ของพลังงานไฮโดรเจน

พลังงานไฮโดรเจนนั้นมีประโยชน์มากมายต่อหลายภาคส่วน ไม่ว่าจะต่อตัวมนุษย์เอง ต่อธุรกิจ อุตสาหกรรม หรือต่อโลกที่เราอยู่ก็ตาม มาสำรวจคุณประโยชน์ที่น่าสนใจกันดีกว่า!

• เป็นพลังงานสะอาด ช่วยลดมลพิษทางอากาศ เพราะไม่ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 
• สามารถผลิตได้จากพลังงานหมุนเวียน จึงช่วยลดการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล
• ประสิทธิภาพเทียบเท่าน้ำมันเชื้อเพลิง แถมยังประหยัดกว่าการใช้น้ำมัน 40-60% 
• มีความหนาแน่นพลังงานสูงกว่าแบตเตอรี่ เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการพลังงานสูง อย่างอุตสาหกรรมหนัก
• สามารถใช้ได้ทั้งในภาคขนส่ง อุตสาหกรรม และการผลิตไฟฟ้า เหมาะกับการใช้งานที่ต้องการพลังงานอย่างต่อเนื่อง
• ลดการนำเข้าพลังงานจากต่างประเทศ สร้างความหลากหลายในแหล่งพลังงานมากขึ้น
• สร้างโอกาสทางธุรกิจ และการจ้างงานใหม่ กระตุ้นการวิจัย และพัฒนาเทคโนโลยีให้ทันสมัยมากขึ้น

ข้อจำกัดที่ควรรู้ ของพลังงานไฮโดรเจน

ถึงแม้พลังงานไฮโดรเจนจะมีประโยชน์มากมาย แต่พลังงานไฮโดรเจนก็มีข้อจำกัดด้วยเช่นกัน ดังนี้

• ต้นทุนการผลิตสูง โดยเฉพาะ Green Hydrogen ที่มีราคาแพงกว่าเชื้อเพลิงทั่วไป เพราะต้องลงทุนสูงในส่วนเทคโนโลยีการผลิต
• การผลิต และการใช้ไฮโดรเจนมีการสูญเสียพลังงานในแต่ละขั้นตอน ประสิทธิภาพจึงอาจจะต่ำกว่าการใช้ไฟฟ้าโดยตรง
• ยังขาดระบบการผลิต จัดเก็บ และขนส่งที่ครอบคลุม ต้องลงทุนมหาศาลในการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐาน เพราะมีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา มีคุณสมบัติในการกัดกร่อน
• ไฮโดรเจนติดไฟง่าย ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ยากต่อการตรวจจับ จึงต้องมีมาตรการความปลอดภัยที่เข้มงวด

การประยุกต์ใช้พลังงานไฮโดรเจนของแต่ละประเทศ

ปัจจุบัน การประยุกต์ใช้พลังงานไฮโดรเจนมีความแตกต่างกันในแต่ละประเทศ ซึ่งขึ้นอยู่กับนโยบาย ทรัพยากร และความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี ไปดูตัวอย่างของประเทศที่มีความโดดเด่นในเรื่องการนำพลังงานไฮโดรเจนมาใช้กัน!

ประเทศไทย

สำหรับประเทศไทย ได้มีการนำพลังงานไฮโดรเจนมาพัฒนาใช้นานแล้ว ไม่ว่าจะนำมาใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าพลังงานลม เพื่อให้เกิดความเสถียรในการผลิตกระแสไฟฟ้ามากขึ้น นอกจากนี้ ยังนำเอามาใช้เป็นรถยนต์ไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง (Fuel Cell Electric Vehicle: FCEV) ที่มีไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงหลัก 

และได้ทดลองใช้ในการรับ-ส่งนักท่องเที่ยวในพื้นที่พัทยา-ชลบุรี และพื้นที่ใกล้เคียง ทั้งนี้ ยังมีการติดตั้งสถานีเติมไฮโดรเจนสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิงแห่งแรกของประเทศไทย (Hydrogen Station) ที่อำเภอบางละมุง จังหวัดชลบุรีอีกด้วย

อย่างไรก็ตาม แม้จะมีการผลิตรถยนต์พลังงานไฮโดรเจนขึ้นมาทดลองใช้กันบ้างแล้ว แต่ในไทยก็ยังไม่ได้รับความนิยม และมีการนำมาใช้งานมากนัก เพราะต้นทุนที่สูง แรงสนับสนุนยังมีไม่มากพอ แถมสถานีบริการเติมไฮโดรเจนยังมีไม่ครอบคลุมอีกด้วย 

ประเทศญี่ปุ่น

ประเทศญี่ปุ่น ถือเป็นประเทศแห่งการพัฒนาเทคโนโลยีที่ทันสมัย และมีการสนับสนุนในการนำเอาพลังงานไฮโดรเจนมาใช้ในชีวิตประจำวัน โดยมีการสร้างเมืองต้นแบบพลังงานไฮโดรเจนที่เมืองนามิเอะ จังหวัดฟูกุชิมะ 

ในโครงการที่ชื่อว่า ศูนย์วิจัยพลังงานไฮโดรเจนฟูกุชิมะ หรือ Fukushima Hydrogen Energy Research Field – FH2R เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีในการผลิตไฮโดรเจนต้นทุนต่ำ และไม่ส่งผลร้ายต่อสิ่งแวดล้อม โดยมีจุดประสงค์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ส่งไปยังสถานที่ต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นโรงเรียน จุดแวะพักริมทาง และใช้กับอุปกรณ์เคลื่อนที่ได้อีกด้วย 

นอกจากนี้ ยังนำพลังงานไฮโดรเจนมาใช้กับรถยนต์ส่วนตัว และรถประจำทาง ในรูปแบบรถยนต์ไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง โดยมีการติดตั้งสถานีไฮโดรเจนให้ครอบคลุมมากที่สุด ทั้งนี้ ยังมีแผนการที่จะนำพลังงานไฮโดรเจนจากสถานีศูนย์กลางของพลังงาน ไปยังพื้นที่ใกล้เคียง ทั้งในยามเหตุการณ์ปกติ และยามที่เกิดภัยพิบัติทันที

ประเทศสหรัฐอเมริกา

สหรัฐอเมริกาเองก็มีแผนที่จะนำพลังงานไฮโดรเจนมาใช้ด้วยเช่นกัน อย่างใน Los Angeles หรือ LA เองก็ได้มีประกาศแผนงานปลดระวางโรงไฟฟ้าถ่านหิน เพื่อเปลี่ยนมาสร้างโรงไฟฟ้าด้วยพลังงานสะอาดในรัฐยูทาห์แทน 

โดยจะเริ่มต้นด้วยการนำพลังงานเชื้อเพลิงจากก๊าซธรรมชาติมาใช้ก่อน ซึ่งจะเปิดเพื่อดำเนินการในปี 2025 ต่อมาจะเปลี่ยนมาใช้พลังงานไฮโดรเจนอย่างเต็มที่ในปี 2045 ซึ่งภายในอนาคต จะทำให้โรงไฟฟ้าแห่งนี้ กลายเป็นโรงไฟฟ้าพลังงานไฮโดรเจนแห่งแรกในสหรัฐอเมริกานั่นเอง

ประเทศเยอรมนี

ปิดท้ายด้วยประเทศเยอรมนี ที่ได้มีการนำพลังงานไฮโดรเจนมาใช้กับรถไฟ หรือ Coradia iLint จำนวน 14 ขบวนด้วยกัน รถไฟพลังงานไฮโดรเจนจะไม่ปล่อยมลพิษออกไปสู่อากาศ แต่จะมีการปล่อยแค่ไอน้ำ และความร้อนเท่านั้น โดยความร้อนที่ออกมา ยังนำเอามาใช้เป็นพลังงานในระบบปรับอากาศของรถไฟได้อีกด้วย ทั้งนี้ กระบวนการที่รวมไฮโดรเจน และออกซิเจน จะทำให้กลายเป็นพลังงานที่สามารถทำให้รถไฟวิ่งได้ 

ซึ่งรถไฟจะสามารถวิ่งด้วยความเร็วสูงสุด 140 กิโลเมตรต่อชั่วโมง และวิ่งได้ราวๆ 1,000 กิโลเมตรต่อเชื้อเพลิงไฮโดรเจน 1 ถัง นอกจากนี้ ในอนาคต เยอรมนีก็มีแผนที่จะยกเลิกใช้รถไฟดีเซลทั้งหมด เพื่อเป็นฟันเฟืองในการช่วยโลกของเราให้น่าอยู่ขึ้น โดยมีการประกาศว่าจะเป็นผู้นำด้านเทคโนโลยีไฮโดรเจนภายใน 10 ปีอีกด้วย

สรุป

พลังงานไฮโดรเจนเป็นทั้งพลังงานทางเลือกที่เป็นพลังงานสะอาด ไม่เป็นมลพิษต่ออากาศ ผลิตได้จากพลังงานธรรมชาติ พลังงานหมุนเวียน มีคุณสมบัติเทียบเท่าได้กับน้ำมันเชื้อเพลิง แต่ประหยัดกว่าการใช้น้ำมันถึง 40-60% มาพร้อมกับประสิทธิภาพในการใช้งาน ที่ดีกว่าใช้แบตเตอรี่ และนำไปใช้กับอุตสาหกรรมต่างๆ ได้ดี ไม่ว่าจะเป็นอุตสาหกรรมหนัก การผลิตไฟฟ้า หรือการนำไปใช้เป็นรถยนต์พลังงานไฮโดรเจน 

แต่ถึงแม้ในปัจจุบันจะมีการนำมาพลังงานไฮโดรเจนมาใช้ไม่มากนัก เพราะต้นทุนสูง แต่ภายในอนาคต พลังงานไฮโดรเจนนั้นจะเป็นพลังงานทางเลือก ที่แต่ละประเทศจะนำมาพัฒนานวัตกรรมสุดทันสมัย และเพื่อช่วยโลกของเราให้น่าอยู่มากยิ่งขึ้น

หากใครอยากหันมาใช้พลังงานที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม Sorarus อยากให้ลองพิจารณาพลังงานทางเลือกอีกรูปแบบหนึ่งคือพลังงานความร้อนจากโซลาร์เซลล์ ที่เป็นพลังงานสะอาด ผลิตกระแสไฟฟ้าให้ได้ใช้ แถมยังช่วยประหยัดค่าไฟได้อีกมาก ติดต่อสอบถามทาง Sorarus ได้เลย เพราะที่นี่มาพร้อมกับบริการทุกระดับประทับใจ ติดตั้งด้วยทีมงานผู้เชี่ยวชาญ พร้อมบริการซ่อมบำรุง ที่การันตีประสิทธิภาพในการทำงานแน่นอน