ประยุกต์ใช้ “ไฮโดรเจน” ทางเลือกพลังงานใหม่ ให้อุตสาหกรรมปลอดคาร์บอน

ในยุคที่โลกกำลังเร่งเปลี่ยนผ่านสู่พลังงานสะอาด พลังงานไฮโดรเจนไม่ได้เป็นเพียงทางเลือก แต่กำลังกลายเป็นกลไกหลัก ที่ช่วยขับเคลื่อนการลดการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ในภาคอุตสาหกรรม ภาคขนส่ง และระบบกักเก็บพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะในกลุ่มอุตสาหกรรมที่ยากต่อการลดคาร์บอนไดออกไซด์ โดยเฉพาะกลุ่มที่ต้องการใช้พลังงานความร้อนที่อุณหภูมิสูงและไม่สามารถใช้พลังงานไฟฟ้าทดแทนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจะถูกเรียกว่า Hard-to-abate sectors

ภาคอุตสาหกรรมเหล่านี้จึงมีความจำเป็นต้องใช้ไฮโดรเจนในกระบวนการผลิต หรือ ไม่มีทางเลือกอื่นที่สามารถทดแทนได้ และกลายมาเป็นกลุ่มเป้าหมายหลัก สำหรับการนำไฮโดรเจนคาร์บอนต่ำมาใช้เพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก แม้ไฮโดรเจนส่วนใหญ่ในปัจจุบันยังคงผลิตจากก๊าซธรรมชาติ ซึ่งมีการปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ ค่อนข้างสูง แต่แนวโน้มการเปลี่ยนมาใช้ ไฮโดรเจนสีเขียว (Green Hydrogen) ที่ผลิตจากพลังงานหมุนเวียน เช่น แสงอาทิตย์และลม กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว

โดยเฉพาะในกระบวนการผลิตสารเคมีสำคัญอย่าง แอมโมเนียที่สามารถนำไปใช้ในปุ๋ย สารเคมี และเป็นเชื้อเพลิงสะอาดในภาคขนส่งทางเรือ หากผลิตโดยใช้ไฮโดรเจนจากพลังงานสะอาด ก็จะช่วยลดคาร์บอนไดออกไซด์ ได้อย่างมหาศาล และ เมทานอล ที่เป็นสารตั้งต้นของพลาสติกและเชื้อเพลิงสังเคราะห์ ผลิตจากไฮโดรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ ที่ได้จากกระบวนการดักจับและนำกลับมาใช้ (CCUS) ซึ่งเป็นรากฐานของอุตสาหกรรมเคมีและเชื้อเพลิงทางเลือก

การประยุกต์ใช้ไฮโดรเจนในภาคอุตสาหกรรม

การเปลี่ยนผ่านของอุตสาหกรรมยานยนต์ มีแนวโน้มที่จะก้าวเข้าสู่ยุคที่ไฮโดรเจนมีบทบาทสำคัญ โดยเฉพาะในรูปแบบของ FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle) หรือ รถยนต์ไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง ที่ใช้ไฮโดรเจนเป็นแหล่งพลังงานเปลี่ยนให้เป็นไฟฟ้าผ่านเซลล์เชื้อเพลิง แตกต่างจาก BEV (รถไฟฟ้าแบบแบตเตอรี่) ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่โดยตรง ซึ่งแต่ละเทคโนโลยีมีข้อดีและข้อจำกัดที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับลักษณะการใช้งาน

โดยคุณสมบัติของรถยนต์ BEV (แบตเตอรี่) จะมีระยะวิ่งอยู่ที่ 430–560 กิโลเมตร(กม.) ขณะที่ FCEV (ไฮโดรเจน) จะมีระยะวิ่งมากกว่า 650 กม. ขณะที่ระยะเวลาในการเติมพลังงานก็ต่างกัน โดย BEV จะใช้เวลาประมาณ 25 นาที – 5 ชั่วโมง ส่วน FCEV ใช้เวลาน้อยกว่า 5 นาที นอกจากนี้ ยังมีน้ำหนักจากแบตเตอรี่ ที่เบากว่า บรรทุกได้มากกว่า เหมาะสมกับการเดินทางไกล หรือกลุ่มรถบรรทุก ในอนาคตจึงเชื่อว่า FCEV จะกลายเป็นคำตอบที่เหมาะสมกับ การขนส่งระยะไกล และ ภารกิจบรรทุกหนัก ที่ต้องการประสิทธิภาพสูงโดยไม่ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

การประยุกต์ใช้ไฮโดรเจนเป็นระบบกักเก็บพลังงาน

ระบบกักเก็บพลังงาน (Energy Storage System: ESS) คือ เทคโนโลยีที่ใช้ในการสะสมพลังงานที่ผลิตได้จากแหล่งต่าง ๆ โดยเฉพาะจากพลังงานหมุนเวียน เช่น แสงอาทิตย์ ลม และน้ำ เพื่อสำรองไว้ใช้ในช่วงเวลาที่แหล่งผลิตพลังงานไม่สามารถจ่ายไฟได้ตามความต้องการ ถือว่าเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีสำคัญที่ได้รับความสนใจในปัจจุบัน ซึ่งระบบกักเก็บพลังงานไฮโดรเจน (HESS) เองก็เป็นหนึ่งในตัวเลือกที่มีศักยภาพสูง โดยเฉพาะเมื่อเทียบกับระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่(BESS)

เนื่องจากระบบไฮโดรเจน (HESS) ไม่มีการสูญเสียพลังงานระหว่างเก็บ และมีระยะเวลากักเก็บตั้งแต่ปานกลาง ถึงยาวนาน เหมาะสำหรับพื้นที่ที่ต้องการสำรองไฟตั้งแต่หลายวันจนถึงหลายสัปดาห์ เช่น ศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่ โรงพยาบาล หรือระบบสำรองไฟในพื้นที่ห่างไกล เหมาะสำหรับระบบสำรองไฟฟ้าขนาดใหญ่ มากกว่า 5 เมกะวัตต์ และระบบสำรองไฟแบบระยะยาว หรือพื้นที่นอกระบบสายส่งหลัก นอกจากนี้ยังเกิดของเสียที่กระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่า

ด้วยเหตุนี้เองการนำไฮโดรเจนมาใช้ในระบบกักเก็บพลังงานนั้นก็เป็นอีกหนึ่งตัวเลือกใหม่ที่น่าสนใจ แต่หากต้องการประสิทธิภาพที่ยั่งยืนมากที่สุดจะต้องมีการผสมผสานเทคโนโลยีเข้าด้วยกันอย่างเหมาะสม โดยใช้แบตเตอรี่เพื่อรองรับความต้องการพลังงานในช่วงสั้นถึงกลาง และใช้เทคโนโลยีไฮโดรเจนในการเพิ่มเสถียรภาพของระบบในระยะยาว

ไฮโดรเจน พลังงานที่ปลอดภัยกว่าที่คิด

แม้หลายคนจะมองว่าไฮโดรเจนไวไฟและอันตราย แต่ในความจริงแล้ว ไฮโดรเจนมีคุณสมบัติปลอดภัย และมีการควบคุมมาตรฐานอย่างเข้มงวด เนื่องจากไฮโดรเจนจะเบากว่าอากาศถึง 14 เท่า ลอยขึ้นทันทีเมื่อรั่ว ไม่สะสมที่พื้น ซึ่งสามารถลดความเสี่ยงจากการเกิดอุบัติเหตุจากการสะสมของก๊าซในพื้นที่ปิดได้อย่างมีประสิทธิภาพ และด้วยคุณสมบัติที่ปลอดภัยและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมนี้ ไฮโดรเจนจึงได้รับความนิยมในการนำมาใช้เป็น พลังงานสะอาด ทั้งในภาคอุตสาหกรรม ยานยนต์ และการผลิตไฟฟ้า

ความปลอดภัยในการใช้ไฮโดรเจนภาคขนส่ง ที่ปัจจุบันมีการติดตั้งสถานีเติมไฮโดรเจน กว่า 900 สถานี ทั่วโลก และ ผู้ผลิตรถยนต์ Fuel Cell ได้ลงทุนนวัตกรรมในการพัฒนาเทคโนโลยีไฮโดรเจนอย่างต่อเนื่อง โดยมุ่งเน้นการออกแบบรถยนต์ให้มีประสิทธิภาพสูงสุด พร้อมมาตรการด้านความปลอดภัยที่เข้มงวด เพื่อให้ผู้ใช้มั่นใจในทุกการเดินทาง อย่างไรก็ตาม ความท้าทายที่สำคัญในปัจจุบัน ไม่ได้มาจากข้อจำกัดทางเทคนิค แต่เป็นเรื่องของต้นทุน ทั้งในด้านราคาของเชื้อเพลิงไฮโดรเจน และค่าใช้จ่ายในการลงทุนสำหรับสถานีเติมเชื้อเพลิง

แต่อย่างไรก็ตามยังเชื่อมั่นว่าไฮโดรเจน ที่เป็นเทคโนโลยีใหม่นี้ จะมีการออกแบบ การจัดการ และการควบคุมความปลอดภัยอย่างเหมาะสม จนทำให้สามารถใช้งานได้อย่างมั่นใจ และปลอดภัยไม่ต่างจากก๊าซชนิดอื่นที่คุ้นเคยในชีวิตประจำวัน สำหรับประเทศไทย เราอาจไม่ได้เริ่มจากศูนย์ เพราะไฮโดรเจนถูกใช้งานในภาคอุตสาหกรรมมาแล้วหลายสิบปี ถึงเวลาแล้วที่เราจะยกระดับจากการใช้ “เบื้องหลัง” สู่การเป็นพลังงานหลักแห่งอนาคตอย่างแท้จริง