ขณะที่ทั่วโลกกำลังเผชิญกับวิกฤติทางด้านพลังงานอย่างร้ายแรง ก็เป็นเรื่องน่ายินดีที่หลายภาคส่วนเริ่มตระหนักถึงผลกระทบที่จะเกิดขึ้นอย่างแท้จริง และพยายามมองหาพลังงานทางเลือกที่มีอยู่แล้วอย่างไม่จำกัดในธรรมชาติ เป็นกลุ่มพลังงานสะอาดที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้อย่างยั่งยืน ซึ่งอีกตัวเลือกหนึ่งที่น่าจับตามองก็คือไฮโดรเจนสีเขียว พลังงานหมุนเวียนที่เชื่อว่ามีศักยภาพมากพอต่อการเปลี่ยนแปลงระบบพลังงานทั้งหมดได้
ไฮโดรเจนสีเขียวคืออะไร
ไฮโดรเจนสีเขียว (Green Hydrogen) เป็นพลังงานไฮโดรเจนที่ผ่านกระบวนการแยกแบบอิเล็กโทรลิซิส (Electrelysis) ซึ่งเป็นการแยกธาตุไฮโดนเจนออกมาจากน้ำด้วยพลังงานไฟฟ้า และพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ก็เป็นพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานไฟฟ้าจากพลังงานลม เป็นต้น ทำให้กระบวนการผลิตไฮโดรเจนสีเขียวในอุดมคติจะไม่มีปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่สิ่งแวดล้อมเลย
ที่ต้องบอกว่าเป็นกระบวนการผลิตในอุดมคติ เพราะยังมีกุญแจสำคัญทางด้านพลังงานไฟฟ้าอยู่ การเลือกใช้แหล่งพลังงานที่ต่างกันอาจมีผลต่อปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ แม้ว่าจะไม่ใช่การปล่อยก๊าซระหว่างการผลิตไฮโดรเจนโดยตรงและมีปริมาณน้อยมาก แต่เป็นประเด็นที่มองข้ามไปไม่ได้เหมือนกัน อย่างไรก็ตาม ไฮโดรเจนสีเขียวก็ได้สร้างความแตกต่างอย่างสิ้นเชิงในกลุ่มพลังงานไฮโดรเจนแล้ว และยังสามารถพัฒนาต่อยอดไปได้อีกมาก
เปรียบเทียบไฮโดรเจนแต่ละชนิด
อันที่จริงพลังงานไฮโดรเจนนั้นไม่ใช่ของใหม่ เพราะมีบทบาทสำคัญในวงการยานยนต์และยานอวกาศมานานมากแล้ว ปัจจุบันก็มีการใช้ประโยชน์จากพลังงานไฮโดรเจนในหลากหลายรูปแบบ ขึ้นอยู่กับว่าเป็นไฮโดรเจนกลุ่มไหน เพื่อให้มองเห็นภาพรวมและทำความเข้าใจกับไฮโดรเจนสีเขียวได้ง่ายขึ้น เราจึงต้องรู้จักไฮโดรเจนกลุ่มอื่นๆ ด้วย ซึ่งความแตกต่างของแต่ละกลุ่มก็คือกระบวนการผลิตนั่นเอง
- ไฮโดรเจนสีเทา (Grey Hydrogen) เป็นไฮโดรเจนที่ผลิตจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ซึ่งมีเปอร์เซ็นต์การผลิตสูงสุดในปัจจุบัน เดิมทีไฮโดรเจนสีเทาจะผลิตจากมีเทนเป็นหลัก ด้วยการแยกไฮโดรเจนออกจากน้ำผ่านกระบวนการ Steam Reforming หรือการใช้ไอน้ำอุณหภูมิสูง แล้วปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่สิ่งแวดล้อม ต่อมาเริ่มมีการผลิตจากถ่านหินและลิกไนซ์มากขึ้น จึงถูกแบ่งย่อยเป็นกลุ่มของไฮโดรเจนสีดำหรือสีน้ำตาลอีก และปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ก็เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญด้วย
- ไฮโดรเจนสีน้ำเงิน (Blue Hydrogen) เป็นไฮโดรเจนที่มีกระบวนการผลิตแบบเดียวกับไฮโดรเจนสีเทา แต่มีการเพิ่มเทคโนโลยีดักจับและกักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เพื่อลดปริมาณก๊าซที่จะปล่อยสู่สิ่งแวดล้อม ทำให้ไฮโดรเจนสีน้ำเงินถูกจัดเป็นเชื้อเพลิงคาร์บอนต่ำ ส่วนปริมาณของก๊าซที่ดักจับและกักเก็บไว้ได้จะมากน้อยแค่ไหน ก็ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของเทคโนโลยีที่เลือกใช้
- ไฮโดรเจนสีเขียว (Green Hydrogen) เป็นไฮโดรเจนที่ผลิตได้จากกระบวนการ Electrelysis หรือการแยกไฮโดรเจนออกจากน้ำด้วยพลังงานไฟฟ้า นับเป็นมิติใหม่ที่แตกต่างจากไฮโดรเจนกลุ่มเดิมๆ อย่างสิ้นเชิง เพราะแหล่งพลังงานที่ใช้ทั้งหมดจะเป็นพลังงานหมุนเวียน ในกระบวนการผลิตจึงมีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่สิ่งแวดล้อมน้อยมาก จนถึงระดับที่ไม่มีการปล่อยก๊าซคาร์บอนออกมาเลย แต่ก็เป็นรูปแบบการผลิตที่ยังมีต้นทุนสูงมาก
นอกจากนี้ยังมีไฮโดรเจนกลุ่มอื่นๆ อีก เช่น ไฮโดรเจนสีชมพู ไฮโดรเจนสีเหลือง ไฮโดรเจนสีฟ้าน้ำทะเล ไฮโดรเจนสีขาว เป็นต้น แต่ละเฉดสีล้วนมีบทบาทสำคัญแตกต่างกันไป มีทั้งกลุ่มที่ผลิตเพื่อใช้งานจริงในบางอุตสาหกรรม และกลุ่มที่ผลิตเพื่อการศึกษาต่อยอดทางด้านพลังงานโดยเฉพาะ
ความสำคัญของไฮโดรเจนสีเขียว
แม้ในเวลานี้การใช้ประโยชน์จากไฮโดรเจนสีเขียวจะมีข้อจำกัดอยู่ไม่น้อย ทั้งเรื่องของต้นทุนการผลิตที่ค่อนข้างสูง ปริมาณการผลิตที่ยังไม่สอดคล้องกับความต้องการ ตลอดจนรูปแบบการนำไฮโดรเจนไปใช้งานที่ยังต้องปรับเปลี่ยนอีกหลายอย่าง แต่นี่คือทรัพยากรสีเขียวที่สำคัญและอาจกลายเป็นพลังงานหลักในอนาคต ไม่ใช่บทบาทแค่ในภาคอุตสาหกรรมหรือโครงการขนาดใหญ่เท่านั้น แต่จะเป็นพลังงานทดแทนที่ทุกคนเข้าถึงได้ง่ายเช่นเดียวกับเชื้อเพลิงอื่นๆ
อีกหนึ่งความสำคัญของไฮโดรเจนสีเขียวคือผลกระทบที่มีต่อสิ่งแวดล้อม นอกจากจะช่วยลดปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศได้อย่างยั่งยืนแล้ว ยังกระตุ้นให้พลังงานหมุนเวียนอื่นๆ เติบโตไปพร้อมกัน จากการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ จะช่วยบรรเทาปัญหาภาวะโลกร้อนที่พยายามแก้ไขกันมาหลายปีได้ และท้ายที่สุดโลกเราอาจมีเปอร์เซ็นต์การปล่อยก๊าซมลพิษเท่ากับศูนย์
ไฮโดรเจนสีเขียว VS พลังงานสะอาดอื่นๆ
ทุกครั้งที่มีการผลักดันพลังงานหมุนเวียนรูปแบบใหม่ขึ้นมา ก็จะมีการเปรียบเทียบเสมอว่าพลังงานประเภทไหนดีกว่า เหมือนก่อนหน้านี้ที่มีการตั้งคำถามว่าพลังงานแสงอาทิตย์กับพลังงานลม แบบไหนตอบโจทย์การใช้งานจริงได้และคุ้มค่ามากกว่า กรณีของไฮโดรเจนสีเขียวก็เช่นเดียวกัน ยิ่งเมื่อเป็นพลังงานที่มีต้นทุนสูง ยิ่งชวนให้คิดได้ว่าเลือกใช้พลังงานสะอาดที่มีอยู่ก่อนแล้วดีกว่าหรือไม่
แต่ต้องบอกว่าไฮโดรเจนสีเขียวนั้นมีคุณสมบัติแตกต่างไปจากพลังงานหมุนเวียนเดิม เพราะมีจุดแข็งที่สามารถขนส่งระยะไกลได้ เก็บรักษาได้นาน และประยุกต์ใช้ได้หลากหลาย นี่จึงไม่ใช่พลังงานที่จะมาทดแทนพลังงานสะอาดประเภทไหนเลย แต่จะเข้ามาเติมเต็มส่วนที่ยังเป็นช่องโหว่ในการใช้พลังงานทางเลือก และช่วยเสริมประสิทธิภาพของกลุ่มพลังงานให้สูงขึ้น
ข้อดีของไฮโดรเจนสีเขียว
- ไฮโดรเจนสีเขียวเป็นพลังงานสะอาดที่ใช้ประโยชน์ได้อย่างยั่งยืน ไม่ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีผลต่อชั้นบรรยากาศ ทั้งในกระบวนการผลิตและการเผาไหม้ระหว่างใช้งาน
- ไฮโดรเจนสีเขียวสามารถเก็บรักษาได้ยาวนาน กระบวนการกักเก็บไม่ยุ่งยาก จึงสามารถใช้เป็นพลังงานสำรองเพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ ได้ โดยไม่ต้องเร่งรีบใช้หลังผลิต
- ไฮโดรเจนสีเขียวถือเป็นพลังงานที่มีความอเนกประสงค์ เพราะสามารถแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าหรือก๊าซสังเคราะห์ได้ จะใช้ประโยชน์ทางการค้า ใช้ในภาคอุตสาหกรรม หรือใช้ในระบบการขนส่งก็ได้
- การขนส่งและการใช้ประโยชน์จากไฮโดรเจนสีเขียว สามารถใช้กับโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่เดิมได้ เช่น ขนส่งผ่านท่อก๊าซธรรมชาติ ใช้ไฮโดรเจนสีเขียวทดแทนในโรงกลั่นที่เคยใช้ไฮโดรเจนสีเทา การใช้งานกับเครื่องจักรต่างๆ เป็นต้น
ข้อเสียและข้อจำกัดของไฮโดรเจนสีเขียว
- การผลิตไฮโดรเจนสีเขียวมีต้นทุนสูงมาก เนื่องจากพลังงานไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ต้องใช้ ไม่ว่าจะเป็นประเภทไหนก็มีต้นทุนสูงกว่าการผลิตไฮโดรเจนแบบเก่าหลายเท่าตัว
- ในกระบวนการผลิตไฮโดรเจนสีเขียว จำเป็นต้องใช้พลังงานมากกว่าการผลิตเชื้อเพลิงประเภทอื่น
- ความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นจากการจัดเก็บและขนส่ง เนื่องจากไฮโดรเจนเป็นธาตุที่มีน้ำหนักเบา ระเหยง่าย และติดไฟได้ง่าย จึงต้องอาศัยมาตรการป้องกันและเทคโนโลยีขั้นสูงเพื่อลดความเสี่ยงนี้
สถานการณ์ไฮโดรเจนสีเขียวในปัจจุบัน
ด้วยคุณสมบัติที่โดดเด่นและสอดรับกับแนวคิดพลิกวิกฤติด้านพลังงาน ทำให้ไฮโดรเจนสีเขียวได้รับความสนใจ และมีความต้องการใช้งานเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง แต่อัตราการผลิตในปัจจุบันนั้นยังไม่ตอบโจทย์ หากเทียบสัดส่วนก็ถือว่าน้อยกว่าไฮโดรเจนสีเทาอยู่มาก ต้นทุนต่อหน่วยที่ค่อนข้างสูงก็ทำให้หลายภาคส่วนตัดสินใจได้ยาก เนื่องจากการปรับเปลี่ยนไปใช้พลังงานไฮโดรเจนสีเขียวจะต้องมีค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้นเป็นเท่าตัว
เว้นแต่ในบางพื้นที่ซึ่งมีทรัพยากรอุดมสมบูรณ์และมีความพร้อมทางด้านพลังงานหมุนเวียนมากกว่า เช่น ออสเตรเลีย รัสเซีย กลุ่มประเทศตะวันออกกลาง เป็นต้น ก็จะสามารถผลิตไฮโดรเจนสีเขียวได้ด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่า เราจึงได้เห็นประเทศเหล่านี้พัฒนาโครงการเพื่อใช้ประโยชน์จากไฮโดรเจนสีเขียวเป็นกลุ่มแรกๆ
ความเคลื่อนไหวที่น่าจับตามอง
ความเคลื่อนไหวของกลุ่มประเทศที่มีความพร้อมนี่แหละที่น่าสนใจ เพราะมีการวางแผนพัฒนาโครงการยักษ์ใหญ่ที่จะส่งผลกระทบระดับประเทศ และอาจสร้างแรงกระเพื่อมออกไปเป็นวงกว้างในไม่ช้า ลองมาดูตัวอย่างโครงการไฮโดรเจนสีเขียวของประเทศเหล่านี้กัน
- สหภาพยุโรป แม้ว่าต้นทุนการผลิตไฮโดรเจนสีเขียวในพื้นที่จะค่อนข้างสูง แต่กลุ่มประเทศโซนยุโรปกลับเป็นผู้นำที่มีบทบาทมากในการสนับสนุนพลังงานสะอาดชนิดนี้ มีหลายประเทศร่วมมือกันเพื่อสร้างแหล่งผลิตไฮโดรเจนสีเขียวขนาดใหญ่ มีการผลักดันให้มีการใช้ไฮโดรเจนสีเขียวในภาคอุตสาหกรรม และยังมีแผนลงทุนในโครงการที่เกี่ยวข้องอีกหลายรูปแบบ
- ซาอุดิอาระเบีย มีการสร้างโรงงานพลังงานสีเขียวขนาดใหญ่ และมีการนำพลังงานหมุนเวียนที่มีอยู่มาใช้ประโยชน์ร่วมกัน โดยคาดหวังว่าจะเป็นเมืองปลอดคาร์บอนในอนาคต
- ญี่ปุ่น ตั้งโรงงานไฮโดรเจนสีเขียวที่ใหญ่ที่สุด และมีแผนพัฒนาหลายด้านพร้อมกัน เพื่อลดปริมาณการปล่อยมลพิษให้เหลือศูนย์ในปี 2050
- จีน วางแผนสร้างแหล่งผลิตไฮโดรเจนขนาดใหญ่ โดยใช้ทรัพยากรพลังงานลมที่มีอยู่อย่างมหาศาล
- ชิลี ด้วยความพร้อมทางด้านพลังงานหมุนเวียนที่มีอยู่ ชิลีจึงลงทุนกับโครงสร้างพื้นฐานที่เกี่ยวข้องทั้งหมด โดยมีเป้าหมายเป็นผู้นำในการผลิตและส่งออกไฮโดรเจนสีเขียว
นี่เป็นแค่ส่วนหนึ่งเท่านั้น ยังมีอีกหลายประเทศที่กำลังมองหาโอกาส และประเมินความเป็นไปได้ในการลงทุน รวมถึงมีนโยบายที่จะผลักดันให้ทั้งประเทศลดปริมาณการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั้งหมดได้
บทสรุป
ท้ายที่สุดแล้วไฮโดรเจนสีเขียวก็จะมีต้นทุนในการผลิตต่ำลง เข้าถึงได้ง่าย และมีรูปแบบการใช้งานที่จับต้องได้มากกว่านี้ในอนาคต ไม่ต่างจากพลังงานหมุนเวียนประเภทอื่นๆ ที่ต้องอาศัยแรงผลักดันอย่างมากในช่วงแรก และเมื่อถึงตอนนั้นเราจะลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศได้หลายล้านตันต่อปี นับเป็นอีกก้าวสำคัญที่จะเปลี่ยนระบบพลังงานทั้งหมดให้เป็นพลังงานสีเขียวได้
