กรีนไฮโดรเจน(2)
กรีนโฮโดรเจน เป็นพลังสะอาด ?
ความจริงไฮโดรเจนเป็นพลังงานที่สะอาดโดยพื้นฐาน เราสามารถผลิตได้จากการนำน้ำ Water (H2O) มาทำปฎิกิริยา electrolyte เพื่อแยกโมเลกุลของน้ำ ซึ่งประกอบด้วยอะตอมของไฮโจรเจน (H) และอะตอมของอ็อกซิเจน (O) ออกจากกัน
ที่สำคัญ ก๊าซไฮโดรเจน (Hydrogen) ขณะที่ถูกนำไปใช้มีการเผาไหม้สมบูรณ์ ให้กำเนิดไอน้ำ (H2O) โดยไม่ก่อให้เกิดก๊าคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ก๊าซเรือนกระจกหรือก๊าซพิษอื่นๆ เหมือนเชื้อเพลิงประภทให้พลังงานสูงอื่นๆ อย่างก๊าซธรรมชาติ ฟอสซิล หรือถ่านหิน
เพียงแต่มีสิ่งที่ต้องคำนึงถึงคือกระบวนการผลิตให้ได้กรีนไฮโดรเจน Green Hydrogen ก็คือเราต้องใช้พลังสะอาดมาเป็นแหล่งพลังงานในการเพื่อสร้างปฎิกิริยา electrolyte แยกอะตอมไฮโดรเจนออกมา
H ไฮโดรเจนเหมาะที่จะถูกนำไปเป็นเชื้อเพลิงคุณภาพสูง สามารถให้พลังความร้อนได้ในอุณหภูมิสูงถึง 1500 องศาเซลเซียส ทำให้มันเป็นเชื้อเพลิงที่ดีเลิศสำหรับอุตสาหกรรมหนักอย่างโรงถลุงเหล็ก โรงปูนซีเมนต์อุตสาหกรรมเคมีภัณฑ์ ไฮโดรเจนยังถูกใช้เป็นพลังงานหลักในภารกิจขับเคลื่อนอากาศยานหรือจรวด(ในโครงการปล่อยดาวเทียม และ/หรือยาน สำรวจอวกาศ) ที่มีความต้องการเชื้อเพลิงที่สามารถสร้างพลังงานขับมหาศาล โดยถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงโดยตรง และ/หรือเป็นองค์ประกอบสำคัญหรือหรือสตัวเร่งปฎิกิริยาเคมีที่จำเป็น
นอกจากนั้น ไฮโดรเจนเป็นยังเป็นพลังงานที่ตอบโจทย์การใช้งานในธุรกิจขนส่งทางทะเล เพื่อขับเคลื่อนเรือเดินสมุทร หรือเรือขนส่งตู้คอนเทนเนอร์ขนาดใหญ่ หรือเป็นเชื้อเพลิงให้เครื่องกำเนิดความร้อนสำหรับอาคารในฤดูหนาว(ที่อากาศหนาวมาก) ทดแทนก๊าซธรรมชาติหรือฟอสซิลที่ปัจจุบันใช้เป็นตัวหลัก แต่ก็สร้างมลภาวะปล่อยก๊าซเรือนกระจก
มีการประเมินว่าถ้าเราสามารถผลิตไฮโดรเจนเพื่อทดแทนพลังงาน(ไม่สะอาด)ที่เรามีความต้องการใช้อยู่ในปัจจุบันได้ทั้งหมด เราจะสามารถลดปริมาณก๊าซเรือนกระจก CO2 ได้มากถึง 830 ล้านตันเลย แน่นอนมันไม่ใช่เรื่องที่จะทำได้สำเร็จในเร็ววัน เรายังต้องพัฒนาเทคโนโลยีและเพิ่มกำลังผลิตพลังสะอาด (green energy) อื่นๆให้สามารถเพิ่มปริมาณอีกอย่างน้อย 3000 TWh ต่อปี (หรือเทียบเท่าอุปสงค์ของพลังสะอาดที่ทวีปยุโรปต้องการ ณ ปัจจุบัน)
ซึ่งนับเป็นข่าวดี ที่ขณะนี้ทั่วโลกให้ความสนใจเทคโนโลยีพลังสะอาดกันเป็นวงกว้าง แและมีการนำพลังสะอาด (ทั้งพลังจากลม และพลังจากแสงอาทิตย์) ไปใช้ผลิตกรีนไฮโดรเจนและมีการพัฒนาเพื่อเพิ่มปริมาณกำลังผลิต ระบบจัดเก็บ เพิ่มจุดกระจายและสถานที่ใช้งานมากขึ้นเรื่อยๆ เชื่อว่าในไม่ช้าต้นทุนการผลิตจะต่ำลง และเพิ่มปริมาณโดยเร็ว จนอนาคตไฮโดรเจนจะไม่ใช่เป็นเพียงทางเลือก แต่จะเป็นแกนหลักของพลังสะอาด
ประเทศจีน
ที่จีน ปัจจุบันมีการติดตั้งกังหังลมและโซล่าฟาร์มขนาดใหญ่หลายแห่ง (กำลังไฟฟ้าที่ผลิตเพิ่มถึง 80-100 กิกะวัตต์ต่อปี) และเนื่องจากข้อจำกัดเรื่องความไม่สม่ำเสมอของกำลังผลิตไฟฟ้าจากทั้งกังหันลมและแผงโซล่า ทำให้การส่งไฟฟ้าที่ปั่นขึ้นมาได้เข้าไปสู่สายส่งแรงสูงมีความไม่เสถียร ที่จะส่งต่อผ่านยังเครือข่ายสายไฟฟ้าโดยตรง(แบบเรียลไทม์)ตลอดเวลา ยังมีความจำเป็นที่จะต้องเก็บสำรองพลังงานในแบตเตอรี่สำรองไฟขนาดใหญ่ ทั้งเพื่อควบคุมปริมาณไฟฟ้า เก็บสำรองไว้กรณีช่วงพีค และนำออกจ่ายในช่วงออฟพีค ในตอนกลางคืนหรือช่วงที่ไม่มีลม
ปัญหาเรื่องการต้องมีระบบจัดเก็บสำรอง ต้นทุนการบริหารจัดการ ระบบความปลอดภัยจึงเป็นเรื่องจำเป็น และสร้างภาระเป็นอย่างมาก ล่าสุดในเดือนเมษายนที่ผ่านมา อุบัติเหตุการระเบิดครั้งใหญ่ที่ฟาร์มโซล่าที่กรุงปักกิ่ง ก็เป็นตัวอย่างหนึ่งของเหตุการณ์ที่สร้างความหนักใจและชี้ให้เห็นความจำเป็นในการหาทางออก ขณะนี้ทางจีนกำลังให้ความสนใจในการพัฒนาสายการผลิตกรีนไฮโดรเจนเพื่อสามารถนำพลังสะอาด (ใช้ลมและแสงอาทิตย์แยกน้ำออกมา) ไปใช้งานโดยตรง แทนที่จะส่งเข้าสู่การเก็บสำรองในแบตเตอรี่ (ก่อนจ่ายออกสู่สายส่ง อีกทอดหนึ่ง)
แน่นอน ระบบการบรรจุและขนส่งไฮโดรเจนออกไปสู่จุดใช้งานก็เป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากเป็นก๊าซที่ไวไฟ ขณะนี้ ประเทศจีนโดย China Petrochemical Corp ผู้ผลิตไฮโดรเจนรายใหญ่ด้วยกำลังผลิตมากกว่า 3.5 ล้านตันต่อปี หรือ 14% ของจีน ได้พัฒนาระบบถังเก็บใต้ดินลึก 150 เมตร ที่มีความจุมากพอที่จะจ่ายให้ก๊าซได้มากถึง 1 ตันต่อวัน เช่นที Chongqing ทำให้สามารถใช้เป็นไฮโดรเจนเชื้อเพลิงขับเคลื่อนรถต้นแบบพลังไฮโดรเจน ทั้งรถประจำทางและรถขนส่งที่เริ่มออกวิ่งในเมืองได้แล้ว โดยปัจจุบัน ได้สร้างถังบรรจุและจุดจ่ายก๊าซไปแล้ว 21 แห่งใน 14 เมือง โดยในอนาคตอันไกล้จะเพิ่มเป็น 1000 จุดทั้งใน Guangdong, Shanghai และ Hainan
การพัฒนาระบบโลจิสติกส์เพื่อกระจายออกออกไปสู่การใช้งานจริงเป็นนโยบายแห่งชาติ นำโดย Beijing Municipal Burea of Economy and Information Technology (สถาบันเพื่อเศรฐกิจและสาระสนเทศแห่งปักกิ่ง) ได้จัดตั้งศูนย์กลางที่รวบรวม 10-15 องค์กรที่อยู่แถวหน้าของอุตสาหกรรมผลิตไฮโดรเจน กับหน่วยงานวิจัยและพัฒนาชั้นนำ 3-4 สถาบัน ร่วมทำแผนงาน ในระดับนานาชาติ โดยจีนตั้งเป้าหมายลดต้นทุน และเพิ่มกำลังผลิตพลังสะอาดเพื่อนำไปผลิต กรีนไฮโดรเจน Green Hydrogen ให้ได้ 100% ภายในปี 2030 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการบรรลุข้อตกลง Net Zero (carbon emission) ในปี 2060 ให้ได้
อุตสาหกรรมรถยนต์
กลุ่มบริษัทของเกาหลีใต้ ผู้ผลิตรถยนต์สัณชาติเกาหลีในแบรนด์ ฮุนได และเกีย ประกาศเมื่อต้นกันยายนที่ผ่านมาว่าจะใช้พลังไฮโดรเจนสำหรับ “everything” ผลิตภัณฑ์ทุกอย่าง ตั้งแต่ ขับเคลื่อนรถยนต์ รถไฟ เรือ เครื่องบิน หรือจ่ายพลังงาน(ไฟฟ้า ความร้อน) ให้กับบ้านเรือน อาคารสำนักงาน หรือแม้กระทั่งตัวโรงงานกำเนิดไฟฟ้าเอง
Hyudai Motor ประสบความสำเร็จในการผลิตรถบรรทุกที่ใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิง และสามารถนำออกจำหน่ายจริง โดยมีการส่งออกไปยังประเทศสวิส ตั้งแต่ปี 2020
แผนต่อไปของบริษัทคือการพัฒนาเชื้อเพลิงไฮโดรเจน fuel cell system ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นเพื่อนำใช้ในขับเคลื่อนรถยนต์นั่งแบบ FCEV (fuel cell electric vehicles)รุ่นต่อไปของบริษัท ให้มีความจุในการเก็บเชื้อเพลิงพลังงานได้เพิ่มขึ้นอีกหนึ่งเท่าตัวจากปัจจุบัน แต่ลดขนาดถังบรรจุลินทรีย์ลง 30% จากเดิม โดยใช้ต้นทุนการผลิตต่ำลง 50% จากปัจจุบัน ภายในปี 2023 หรืออีกเพียง 2 ปีจากนี้
โดยบริษัทตั้งเป้าว่าจะสามารถสร้างรถยนต์ที่ใช้ไฮโดรเจนในราคาระดับเดียวกับรถยนต์ไฟฟ้า ในเวลาไม่เกินปี 2030
Toyota Motor เองก็พัฒนารถยนต์ไฮโดรเจน เพื่อขานรับแนวโน้มโลกที่นำไฮโดรเจนมาเป็นพลังงานทางเลือก โดยตั้งแต่ปี 2014 ค่ายรถยนต์โตโยต้าได้ผลิตรถยนต์ Mirai และนำออกจำหน่ายมาแล้ว ซึ่ง ณ ตอนนั้นก็ถือว่าเป็นก้าวหน้าของอุตสาหกรรม รถรุ่นนั้นมีอัตราการวิ่งที่ระยะทางไกลเทียบเท่ารถใช้น้ำมัน (ก๊าซไฮโดรเจนน้ำหนักเท่ากับน้ำมันเชื้อเพลิง สามารถสร้างพลังงานขับเคลื่อนรถยนต์ได้มากกว่าถึง 3 เท่า) โดยโตโยต้าได้ส่งรถจำหน่ายออกจำหน่ายเป็นทางการ และแม้จำนวนจะน้อย เพียง 11,000 คันทั้งที่ผ่านมา 6 ปีแล้ว แต่ก็เป็นก้าวแรกที่สำคัญ
ล่าสุด เดือนคุลาคม 2021 Toyota ได้เปิดตัว รถยนต์ Mirai Model 2021 รุ่น ที่วิ่งได้ไกลถึง 1360 km ด้วยการเติมเชื้อเพลิงเพียงครั้งเดียว (ใช้เวลาเพียง 5 นาที) ที่สถานีเติมก๊าซ โดยทำลายสถิติ Guniess World Record แถมท้ายด้วยการที่รถปล่อยไอเสียออกมาเป็นไอน้ำ H2O แบบสะอาดรักษ์โลก **โตโยต้าประเมินว่า ถ้าใช้รถที่วิ่งด้วยน้ำมันแบบทั่วไป จะมีการปล่อยก๊าซ CO2 ประมาณ 295 กิโลกรัมเป็นอย่างน้อย
ที่สุดแล้ว การขยายตัวของพลังงานทางเลือก กรีนไฮโดรเจนจะเป็นจริงได้เร็วหรือช้า ฝ่ายนโยบายของรัฐในแต่ละประเทศคงต้องมีส่วนร่วมผลักดัน ไม่ว่าจะเป็นการออกนโยบายบังคับเอกชนให้ต้องมีส่วนร่วมลดพัฒนาเทคโนโลยี่โลกร้อน ออกมาตรการช่วยเหลือเพื่อสร้างแรงจูงใจ เช่นการชดเชยต้นทุนเริ่มต้น ลดภาษี สนับสนุนเงินกู้ดอกเบี้ยต่ำ เป็นต้น เพราะงานนี้เป็นงานยาก จากตัวเลขปัจจุบัน กำลังผลิดกรีนไฮโดรเจนทั่วโลกต่อปีที่ 1 GW of hydrogen electrolyzers เทียบกับเป้าหมายที่เรามีความต้องการพลังงานสะอาดมาใช้ตอบโจทย์เรื่องลดโลกร้อน คิดออกมาได้เป็นเพียง 1 ส่วน 1000 เท่านั้น … เราต้องทำการบ้านอีกมากโข
ที่มาของข้อมูล:
Wikipedia
iberdrola.com
GlobalTimes
ChinaDaily
HyundaiMotorGroup
Xinhuanet.com
CNet.com
MarketWatch.com
กรีนไฮโดรเจน ภาคแรก
ติดตามเรื่องสาระสิ่งแวดล้อมและการอนุรักษ์ธรรมชาติที่ 🪀
🌐 : greentips.net
Facebook: Bio100Percent
IG: instagram.com/bio100plus
Line: @BIO100
Blockdit : GREENTIPS
🅱logger : GREENTIPS by BIO100