ไฮโดรเจน(เขียว)ตอบ 2 โจทย์ พลังงานสะอาด-ลดโลกร้อน

วันที่ 11 มิถุนายน 2567 - 12:46 น.

ปัจจุบันทั่วโลกมี 2 โจทย์ใหญ่ที่ประเทศต่างๆ ต้องเร่งแก้ นั่นคือภาวะโลกร้อน และปัญหาพลังงาน ซึ่งทั้ง 2 เรื่องมีมิติที่ทับซ้อนกันอยู่

หลายประเทศต่างคิดค้นเทคโนโลยีและนวัตกรรมใหม่ๆ ในการผลิตพลังงานสะอาด เพื่อลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นตัวการสำคัญที่ทำให้เกิดภาวะเรือนกระจก

หนึ่งในพลังงานที่ได้รับความสนใจกันมากในขณะนี้คือ “ไฮโดรเจน” ที่จะเป็นส่วนหนึ่งของการเปลี่ยนผ่านการใช้พลังงาน (Energy Transition) และคงจะเป็นอีกแหล่งพลังงานสำคัญในอนาคตอันใกล้สำหรับประเทศไทย

ไฮโดรเจน (H) มีการคิดค้นเพื่อใช้งานตั้งแต่ศตวรรษที่ 18 โดยน้ำ (H2O) เป็นสารประกอบไฮโดรเจนที่มีมากที่สุดในโลก ไฮโดรเจนมีคุณสมบัติอยู่ได้ทั้ง 3 สถานะคือ ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ โดยจะเปลี่ยนสถานะไปตามอุณหภูมิและแรงดัน

โดยไฮโดรเจนผลิตได้จากแหล่งวัตถุดิบหลายประเภท ซึ่งปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ในปริมาณที่ต่างกัน จึงมีการกำหนดสีของไฮโดรเจนเพื่อบ่งบอกถึงความสะอาด ดังนี้

-ไฮโดรเจนสีน้ำตาล (Brown Hydrogen) ใช้ถ่านหินเป็นวัตถุดิบในกระบวนการผลิต ผ่านกระบวนการแปรสภาพเป็นก๊าซ (Gasification) เป็นกระบวนการที่ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มากที่สุด

-ไฮโดรเจนสีเทา (Grey Hydrogen) ใช้ก๊าซธรรมชาติ เป็นวัตถุดิบในกระบวนการผลิตผ่านกระบวนการเปลี่ยนรูปสารไฮโดรคาร์บอนด้วยไอน้ำ (Steam Methane Reforming : SMR) แต่ก็มีการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เช่นกัน

-ไฮโดรเจนสีฟ้า (Blue Hydrogen) ผลิตจากก๊าซธรรมชาติ แต่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นในกระบวนการผลิตจะถูกกักเก็บด้วยเทคโนโลยีการดักจับและการจัดเก็บคาร์บอน (Carbon Capture and Storage : CCS)

-ไฮโดรเจนสีชมพู (Pink Hydrogen) ใช้พลังงานไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ นำมาผ่านกระบวนการแยกไฮโดรเจนออกจากน้ำ (Water electrolysis) โดยไม่ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

-ไฮโดรเจนสีเขียว (Green Hydrogen) ใช้พลังงานไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ หรือลม นำมาผ่านกระบวนการแยกไฮโดรเจนออกจากน้ำ (Water electrolysis)

ดังนั้น “ไฮโดรเจนสีเขียว” นับเป็นพลังงานสะอาดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม แม้ว่าปัจจุบันจะมีการผลิตเพียง 5% ของปริมาณไฮโดรเจนที่ใช้งานกันทั่วโลก แต่คาดกันว่าไฮโดรเจนสีเขียวนี้จะเข้ามามีบทบาทอย่างมากหลังปี ค.ศ.2030 และในอนาคตราคาไฮโดรเจนสีเขียวอาจจะถูกกว่าไฮโดรเจนสีเทา ปัจจุบันมีการใช้ไฮโดรเจนกว่า 30 ประเทศทั่วโลก อาทิ เยอรมนี มีการร่วมมือกับรัสเซีย จัดทำโครงการนำร่องผลิตพลังงานไฮโดรเจนในรัสเซีย และส่งผ่านท่อก๊าซ Ostsee-Pipeline Nord Stream 2 มายังเยอรมนี และเปิดบริการรถไฟพลังงานไฮโดรเจนเป็นครั้งแรกของโลก ทดแทนรถไฟดีเซล วิ่งได้ราว 1,000 กม./ไฮโดรเจนหนึ่งถัง ความเร็วสูงสุด 140 กม./ชม. ขณะที่ญี่ปุ่นพบว่า ฮอนด้าทดสอบดาต้าเซ็นเตอร์พลังงานไฮโดรเจน และอีซูซุนำรถบรรทุกพลังงานไฮโดรเจนทดลองวิ่งใช้งานจริงในญี่ปุ่น ก่อนเตรียมเปิดขายปี 2027 และฝรั่งเศสมีบริษัท Pragma Industries ผลิตจักรยานพลังงานไฮโดรเจน และบริษัท Compagnie Fluvial de Transport เริ่มใช้เรือพลังงานไฮโดรเจนในการขนส่งสินค้าเชิงพาณิชย์

สำหรับประเทศไทย มีความเป็นไปได้ในการใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนเพื่อลดการปลดปล่อยคาร์บอนใน 3 ภาคส่วนหลัก ได้แก่ 1.ภาคอุตสาหกรรม กลุ่มอุตสาหกรรมที่ใช้พลังงานความร้อนสูง เช่น อุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้า อะลูมิเนียม ซีเมนต์ เคมีภัณฑ์ การกลั่นน้ำมัน 2.ภาคการผลิตไฟฟ้า ใช้เป็นเชื้อเพลิงโดยตรง หรือนำไปผสมกับก๊าซธรรมชาติในการผลิตไฟฟ้าด้วยกังหันก๊าซไฮโดรเจนผ่านกระบวนการเผาไหม้โดยตรงหรือผลิตพลังงานไฟฟ้าจากเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิง และ 3.ภาคการขนส่ง สามารถนำมาใช้ในการปรับปรุงคุณภาพน้ำมันปิโตรเลียมสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายใน หรือใช้เป็นเชื้อเพลิงโดยตรงในรถยนต์ไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง (Fuel Cell Electric Vehicle : FCEV) รวมถึงรถโดยสารและรถบรรทุก

ขณะที่ราคาไฮโดรเจนสีเขียวมีแนวโน้มลดลง เนื่องจากต้นทุนเทคโนโลยี Water electrolysis มีราคาต่ำลงกว่า 40-50% ในช่วง 5 ปีที่ผ่านมา (2558-2562) และราคาต้นทุนไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนมีแนวโน้มลดลง โดยค่าเฉลี่ยราคาต้นทุนพลังงานไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์และพลังงานลม ลดลงกว่า 40-90% ในรอบ 10 ปีที่ผ่านมา (2553-2563)

ปัจจุบันไฮโดรเจนสีเขียวที่ผลิตได้ทั่วโลก ราคาประมาณ 1.6-10 เหรียญสหรัฐต่อกิโลกรัม ขึ้นอยู่กับราคาไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน ของแต่ละประเทศ และขนาดกำลังการผลิตของ Electrolyzer

สำหรับแนวทางการพัฒนาและส่งเสริมการใช้ไฮโดรเจนของประเทศไทยสอดคล้องกับยุทธศาสตร์ 4 ด้าน ประกอบด้วย 1.พัฒนาตลาดและสร้างแรงจูงใจให้กับผู้ใช้ 2.ส่งเสริมการวิจัยและพัฒนาอุตสาหกรรม 3.พัฒนาโครงสร้างพื้นฐาน และ 4.ปรับปรุงกฎระเบียบและมาตรฐาน

แบ่งการดำเนินงานเป็น 3 ระยะ คือ 1.ระยะสั้น (คศ.2020-2030) เตรียมความพร้อม ประกอบด้วย โครงการนำร่อง, จัดทำแผนและศึกษารูปแบบธุรกิจใหม่, จัดทำมาตรฐานความปลอดภัย, ทดสอบ ปรับปรุงระบบกักเก็บและขนส่ง

2.ระยะกลาง (ค.ศ.2031-2040) การพัฒนาไฮโดรเจนเชิงพาณิชย์ในภาคพลังงาน ประกอบด้วย ผสมไฮโดรเจน 10-20% ในระบบท่อและรถยนต์ FCEV, พัฒนาโครงสร้างพื้นฐาน และขยายสถานีไฮโดรเจน, ส่งเสริมการลงทุน และสิทธิประโยชน์ด้านภาษี และจัดทำกฎระเบียบ มาตรฐานคุณภาพก๊าซและสถานีกักเก็บ

3.ระยะยาว (ค.ศ.2041-2050) มุ่งสู่ความเป็นกลางทางคาร์บอน (Carbon Neutrality) และการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์ (Net Zero Emissions) ประกอบด้วย ผสมไฮโดรเจน 25-75% ในระบบท่อ และรถยนต์ FCEV, กำหนดโครงสร้างราคา, พัฒนาแพลตฟอร์มและการซื้อขายคาร์บอน, พัฒนาโครงสร้างพื้นฐานและขยายสถานีไฮโดรเจน, สร้างโครงข่าย RE-power รองรับไฮโดรเจนสีเขียว และกำหนดมาตรฐานการขนส่ง FCEV และสถานีเติมไฮโดรเจน

โดยปัจจุบัน บริษัท ปตท. จำกัด (มหาชน) ติดตามความเคลื่อนไหวของเทคโนโลยีไฮโดรเจนอย่างต่อเนื่อง ปี 2562 กลุ่ม ปตท.จัดตั้ง Hydrogen Thailand Club ร่วมกับพันธมิตรภาครัฐและเอกชนเพื่อเตรียมความพร้อมและผลักดันเทคโนโลยีไฮโดรเจนให้กับประเทศไทย ปัจจุบันมีสมาชิก 54 บริษัท, ปี 2565 ปตท.-บริษัท ปตท.น้ำมันและการค้าปลีก จำกัด (มหาชน) หรือ “โออาร์” -บริษัท โตโยต้า มอเตอร์ ประเทศไทย จำกัด-บริษัท บางกอกอินดัสเทรียลแก๊ส จำกัด (BIG) ร่วมมือกันศึกษาและทดลองการนำไฮโดรเจนมาใช้ในภาคยานยนต์ของประเทศไทย โดยติดตั้งสถานีนำร่อง Hydrogen Station ทดลองใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง FCEV แห่งแรกของประเทศไทย ที่ อ.บางละมุง จ.ชลบุรี โดยการนำรถยนต์ไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง รุ่นมิไร (Mirai) ของโตโยต้า มาเพื่อทดสอบการใช้งาน เพื่อศึกษาการใช้ไฮโดรเจนในภาคขนส่งของประเทศ

นอกจากนี้ ปี 2566 ปตท.-โออาร์-โตโยต้า-BIG เพิ่มขีดความสามารถ Hydrogen Station รองรับรถบรรทุกขนส่งและรถหัวลาก ขณะเดียวกัน ปตท.สผ.ยังชนะการประมูลการพัฒนาโครงการไฮโดรเจน
สีเขียว ประเทศโอมาน ซึ่ง ปตท.ร่วมมือกับ RINA พัฒนาและทดสอบการผสมไฮโดรเจน ในก๊าซธรรมชาติและพัฒนาห้องปฏิบัติการของสถาบันนวัตกรรม ปตท.

จึงถือได้ว่า “ไฮโดรเจน” พลังงานแห่งอนาคต เป็นอีกความหวังของไทยและโลก ที่จะช่วยตอบโจทย์เรื่องพลังงานและโลกร้อน