ไฮโดรเจนเขียวอมฟ้า

⭕️ ⭕️ ⭕️

ตั้งชื่อให้หวือหวา ชวนงงไปอย่างนั้นเอง เพราะวันนี้ตั้งใจจะมาชวนคุยเรื่อง ไฮโดรเจนสีฟ้า (blue hydrogen) และ ไฮโดรเจนสีเขียว (green hydrogen)

ไฮโดรเจนไม่มีสีนะครับ อย่าเข้าใจผิด เพียงแต่เราเอาสีเข้ามาเป็นเชิงเปรียบเทียบขยายความว่า ไฮโดรเจนที่เราผลิตขึ้นมาเพื่อใช้เป็นพลังงานนั้น มันดีต่อสิ่งแวดล้อมหรือไม่ โดยเรามักจะเทียบสิ่งแวดล้อมเหมือนต้นไม้ว่า เป็นสีเขียว (green evironment) แล้วเรียกพลังงานที่ได้มาโดยไม่ทำลายสิ่งแวดล้อมว่า พลังงานสีเขียว (green energy) บางคนเล่นคำว่า เป็นพลังงานทั้งเขียวและสะอาด (green & clean) ถ้าไฮโดรเจนที่ผลิตขึ้นมาเข้าข่ายนี้ ก็จะเรียกว่าเป็น ไฮโดรเจนสีเขียว (green hydrogen) อันเป็นแหล่งพลังงานของมนุษยชาติในอุดมคติ ที่เราพยายามจะไปให้ถึงในอนาคต

นั่นคือสีแรกที่ใช้เทียบผลกระทบของกระบวนการผลิตไฮโดรเจนต่อสิ่งแวดล้อม

ผลกระทบสิ่งแวดล้อมที่ว่านั่น ก็พูดกันอยู่ประการเดียวแหละ คือ โลกร้อน (global warming)

และก๊าชเรือนกระจกเพียงหนึ่งเดียวที่ตกเป็นจำเลยตลอดกาลที่ทำให้โลกร้อน คือ ก๊าซ CO2 (carbon dioxide)

ตั้งแต่อดีตถึงปัจจุบัน กระบวนการผลิตพลังงาน ไม่ว่าจะเป็นเรื่องการขนส่งหรือไฟฟ้า ส่วนมากแล้วเป็นการปล่อยก๊าซ CO2 สู่บรรยากาศแทบทั้งสิ้น

รถไฟฟ้า หรืออีวี (electric vehicle) ที่ว่ากันว่า ช่วยลดมลภาวะ เพราะไม่ปล่อย CO2 ก็ต้องมองย้อนทางขึ้นไปว่า ไฟฟ้าที่เอามาชาร์จนั้น มาจากไหน ถ้าเอามาจากโรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนเป็นหลัก บ้านเราไม่มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ไฟฟ้าจากแดดและลม รวมทั้งเขื่อน ก็มีนิดๆหน่อยๆ จึงไม่ได้ช่วยสักเท่าไหร่ เพราะใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นหลัก ดังนั้น ต้องมีการปล่อย CO2 ออกไปในบรรยากาศแน่นอน

เมื่อกระแสของการใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงบูมขึ้นมา เพื่อจะได้เป็นแหล่งเชื้อเพลิงที่ปราศจาก CO2 เพราะไม่มี C (carbon) มาปน เมื่อรวมกับออกซิเจนเพื่อให้พลังงาน ไม่ว่าจะใช้เผาไหม้แบบธรรมดาแล้วเอาพลังงานความร้อนไปใช้ หรือจะใช้วิธีแลกอิออนแบบแบตเตอรี่ ที่เรียกว่า hydrogen fuel cell ก็จะกลายเป็นน้ำอย่างเดียว ซึ่งดูว่าดี แต่กลายเป็นว่า กระบวนการผลิตไฮโดรเจนนั่นเองแหละ ที่ปล่อยก๊าซ CO2 ออกสู่บรรยากาศ

หลายคนอาจจะรู้แล้วว่า การผลิตไฮโดรเจนวิธีหนึ่งสามารถทำได้ด้วยการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า (electrolysis) ให้ออกมาเป็นก๊าซไฮโดรเจน (H2) และออกซิเจน (O2)

ถ้าเป็นรายการโฆษณาขายของทางทีวี ก็จะต้องอุทานเป็นวลีฮิตว่า “โอ้! พระเจ้าจอร์จ!! มันยอดมาก” ทำอย่างนี้อย่างเดียวแหละ ตัดปัญหาได้หมดละมั้ง …

ไม่ได้หรอกครับ ในโลกของความเป็นจริงนั้น การผลิต H2 ด้วยวิธีนี้ ทั่วโลกทำกันราวๆ 5% เท่านั้น เพราะต้นทุนแพงมาก

อีกประการหนึ่งก็คือ ถ้าไฟฟ้าที่เอามาใช้แยกน้ำนั้น มาจากเครือข่ายสายส่งไฟฟ้า และโรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงธรรมดาที่เป็นสารไฮโดรคาร์บอนจากซากพืชซากสัตว์ (fossil) มันก็หนีไม่พ้นที่จะปล่อย CO2 สู่บรรยากาศอยู่ดี

ยกเว้นเสียแต่ว่า การแยกไฮโดรเจนจากน้ำนั้น ใช้พลังงานไฟฟ้าจากแดดและลม (renewable) โดยไม่ต่อพ่วงกับระบบโครงข่ายไฟฟ้า (power grid) ที่มีศัพท์เรียกให้เห็นภาพว่าโดดเดี่ยวเหมือนถูกปล่อยเกาะ (island) ดังนั้น ไฮโดรเจนที่ผลิตด้วยวิธีนี้จึงจะเป็น green hydrogen อย่างแท้จริง

มาถึงไฮโดรเจนสีฟ้าบ้าง ที่ฝรั่งเรียกว่า “blue hydrogen” นั้น มันคืออะไร

มันก็คือไฮโดรเจนที่มีการผลิตที่ดีต่อสิ่งแวดล้อมเหมือนกัน ถึงแม้จะไม่ถึงกับเขียว แต่ก็มีสีใกล้เคียง คือสีฟ้า บอกความหมายว่า ถึงแม้การผลิตไฮโดรเจนแบบอุตสาหกรรมจากสารไฮโดรคาร์บอน เช่น มีเทน จากก๊าซธรรมชาติ จะกักเก็บคาร์บอนไว้ไม่ให้รวมกับออกซิเจนเป็น CO2 ออกสู่บรรยากาศ หรือถ้าในกระบวนการผลิต ทำให้เกิด CO2 ขึ้นมา ก็จะกักเก็บไว้ ไม่ปล่อยสู่บรรยากาศ แต่เอาไปใช้ประโยชน์อย่างอื่น เช่นเอาไปใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร หรือเครื่องดื่ม (เช่นเอาไปทำน้ำอัดลม)

สรุปว่า ไฮโดรเจนสีเขียว คือ ผลิตแล้วไม่เกิด CO2

ส่วน ไฮโดรเจนสีฟ้า ผลิตแล้วเกิด CO2 แต่กักเก็บไว้ ไม่ปล่อยสู่บรรยากาศ

ข้อดีของ ไฮโดรเจนสีฟ้า ก็คือ ต้นทุนการผลิตในปัจจุบัน ถูกกว่าสีเขียวมาก ถ้าเป้าหมายสุดท้ายปลายทางอยากได้ไฮโดรเจนสีเขียว ก็ต้องทำให้มันถูกลงมาให้ได้

มี สีเขียว และ สีฟ้า แล้ว สีอื่นๆเช่นสีแดง มีไหม

มีครับ เพราะไหนๆจะเล่นเรื่องสีแล้ว เขาเลยทำเสียเยอะแยะ เป็นสีรุ้งไปเลย

สมัยเด็กๆ ผมเคยเห็นเขาทำกังหันลมให้เด็กเล่น โดยทำจากกระดาษสี่เหลี่ยมจัตุรัส ออกมาเป็นกังหันลมที่มี 4 ใบพัด คนที่เขาแยกแยะสีของไฮโดรเจน คงจะนึกถึงกังหันลมที่เคยเล่นตอนเด็ก จึงทำรูปเป็นกังหันลมที่แต่ละใบพัดจะเป็นสีต่างๆ แน่นอนว่าต้องมีสีเขียวและสีฟ้า รวมทั้งสีแดงที่พูดถึงข้างบนนั่นด้วย แต่เพื่อให้แต่ละสีได้ครอบคลุมถึงการผลิตไฮโดรเจนในแบบต่างๆใบพัดจึงเกิน 4 ใบไปมาก คือมีถึง 12 ใบ ไม่รู้ว่าเขาทำใบพัดเยอะแยะเพื่อความสวยงามรึเปล่า เพราะผมดูคำจำกัดความแล้ว น่าจะลดจำนวนลงได้

ดูไปดูมา เพิ่งถึงบางอ้อ พอจะรู้ว่าทำไมเขาจึงทำเป็นรูปใบพัด … ก็เพราะกราฟฟิกรูปนี้ ทำมาจากผู้ผลิตโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ของญี่ปุ่น คือ MHI (Mitsubishi Heavy Industry) นั่นเอง เนื่องจากเขาก็ผลิตกังหันไอน้ำขนาดใหญ่ของโรงไฟฟ้าด้วย ซึ่งมีใบพัดเยอะแยะ

มาดูสีของใบพัดไฮโดรเจนแต่ละใบ พร้อมทั้งความหมาย กันดีกว่าครับ …

1 ขาว (white) เริ่มจากขาว คือเริ่มตั้งแต่เราไม่ทำอะไรเลย มันคือไฮโดรเจนที่พบตามธรรมชาติใต้ดิน

2 ทอง (gold) มีสีทองด้วย ซึ่งฝรั่งไม่มีในแถบสี สงสัยญี่ปุ่นจะได้รับอิทธิพลจากจีนที่ชอบมีสีทอง ไฮโดรเจนสีทอง หมายถึงการผลิตไฮโดรเจนจากการหมักจุลินทรีย์ในบ่อน้ำมันเก่า แล้วใช้กระบวนการดักจับ CO2 ให้มีปริมาณคาร์บอนเท่าเดิม (carbon neutrality)

3 น้ำตาล (brown) และ …

4 ดำ (black) ไฮโดรเจนสีน้ำตาลและดำทั้งสองอย่างนี้ เป็นการผลิตไฮโดรเจนแบบดั้งเดิม ที่ใช้ถ่านหิน หรือถ่านลิกไนต์ (black or brown coal) เป็นวัตถุดิบ จึงปล่อย CO2 ออกมามากมาย

5 เทา (gray) ไฮโดรเจนสีเทา (อย่าไปเทียบกับธุรกิจสีเทานะครับ คนละเรื่องกัน) เป็นการผลิตไฮโดรเจนที่ทำกันอยู่มากที่สุดในปัจจุบัน โดยผลิตจากก๊าซธรรมชาติ และปล่อย CO2 น้อยกว่าการผลิตไฮโดรเจนแบบสีน้ำตาลและดำ

6 ฟ้าคราม (turquoise) ไฮโดรเจนฟ้าคราม เป็นไฮโดรเจนที่ผลิตจากก๊าซมีเทน ซึ่งเป็นสารไฮโดรคาร์บอนอย่างหนึ่ง จึงสามารถแยกออกได้เป็น ก๊าซไฮโดรเจนกับคาร์บอนที่เป็นของแข็ง โดยไม่ปล่อยก๊าซ CO2 ออกสู่บรรยากาศ

7 ฟ้า (blue) ไฮโดรเจนสีฟ้า เป็นการผลิตไฮโดรเจนที่นำเอาการผลิตแบบสีเทา (gray) ที่ทำกันมากที่สุดในตอนนี้ มารวมกับเทคโนโลยี่การจับคาร์บอน (carbon capture) เพื่อจะได้ปล่อย CO2 ออกไปในบรรยากาศให้น้อยที่สุด จึงเป็นวิธีหลักในการควบคุมลดปริมาณ CO2 ในบรรยากาศที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน

8 ม่วง (purple)

9 ชมพู (pink) และ …

10 แดง (red) การผลิตไฮโดรเจนที่ใช้โค้ดสีสามอย่างนี้ ไม่เข้าใจเหมือนกันว่าจะแยกทำไม คงอาจจะดูว่า เพราะมันมีสีแดงปนเหมือนกันหมดละกระมัง เนื่องจาก การผลิตไฮโดรเจนที่มีสีแดงปนนี้ จะหมายถึงการแยกน้ำด้วยไฟฟ้าให้ออกมาเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน ไม่มี CO2 ออกมาเลย เช่นเดียวกันการผลิตไฮโดรเจนสีเขียว ทว่า แหล่งพลังงานไฟฟ้าที่นำมาแยกน้ำนั้น จะมาจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

11 เหลือง (yellow) การผลิตโฮโดรเจนสีเหลือง เป็นการแยกน้ำด้วยไฟฟ้าอีกเช่นเดียวกัน แต่เจาะจงว่า แหล่งพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ ต้องเป็นไฟฟ้าพลังแสงอาทิตย์เท่านั้น

12 เขียว (green) อันสุดท้ายแล้ว เป็นการผลิตไฮโดรเจนในอุดมคติ ที่สังคมมนุษยชาติเราจะต้องถึงจุดนั้นให้ได้ ซึ่งเป็นการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า โดยแหล่งพลังงานไฟฟ้ามาจากพลังงานทางเลือก (renewable) เท่านั้น เพียงแต่ว่าตอนนี้มันแพง และพลังงานทางเลือกก็ยังถูกจำกัดจากสภาพภูมิประเทศในแต่ละที่แต่ละแห่งไป

สรุปว่า ไฮโดรเจนเขียว เหลือง และแดง ใช้การแยกน้ำด้วยไฟฟ้าทั้งหมด ต่างกันแต่แหล่งพลังงานไฟฟ้าเท่านั้น ว่า มาจากไหน

สังคมโลกในตอนนี้ เท่าที่ติดตามข่าว ดูว่าญี่ปุ่น น่าจะเป็นประเทศที่ผลักดันเรื่องพลังงานไฮโดรเจนมากที่สุด

โตโยต้า ผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่ ก็ชูประเด็นรถยนต์ไฮโดรเจนมาตลอด

MHI (Mitsubishi Heavy Industry) ผู้ผลิตโรงไฟฟ้ารายใหญ่ ก็จ้องจะสร้างโรงไฟฟ้าที่ใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิง

สดๆร้อนๆ เมื่อวันคริสต์มาสที่ผ่านมานี่เอง (2022-12-25) รัฐมนตรีกระทรวงพาณิชย์และอุตสาหกรรมของญี่ปุ่น (Yasutoshi Nishimura Japan’s Minister of Economy, Trade and Industry) ได้บินไปช้อปปิ้งหาซื้อแหล่งพลังงานถึงเมืองริยาด (Riyadh) ประเทศซาอุดีอาระเบีย โดยได้เซ็นสัญญาซื้อขายไฮโดรเจนและแอมโมเนียกับรัฐมนตรีพลังงานของซาอุดีอาระเบีย (Saudi Arabia’s energy minister Prince Abdulaziz bin Salman) เพื่อความมั่นคงทางด้านพลังงานของญี่ปุ่นในอนาคต

อดีตที่ผ่านมา ซาอุดีอาระเบียเป็นผู้ขายน้ำมัน (supplier) ให้ญี่ปุ่นรายใหญ่ที่สุด (40%)

ก่อนหน้านั้นเพียงเดือนเดียว ซาอุก็มาจีบไทยเพื่อที่จะจับมือกันพัฒนาเป็นแหล่งผลิตไฮโดรเจนป้อนตลาดในแถบนี้ โดยมองว่า ไฮโดรเจนจะเป็นแหล่งพลังงานในอนาคต ที่จะเข้ามาแทนน้ำมัน ทั้งด้านการขนส่ง (transportation) และไฟฟ้า (electricity) นำโดยองค์กรรัฐวิสาหกิจสองแห่ง คือ การปิโตรเลียมแห่งประเทศไทย (ปตท.) และการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) ซึ่งทั้งสองหน่วยงาน กำกับดูแลโดยกระทรวงพลังงาน

ในเดือนพฤศจิกายน ACWA Power บริษัทยักษ์ใหญ่ทางด้านพลังงานของซาอุดีอาระเบีย ได้มาเซ็นสัญญา MoU (Memorandum of Understanding) กับ ปตท. และ กฟผ. เพื่อสร้างโรงผลิตไฮโดรเจนสีเขียว (green hydrogen) ขนาดใหญ่ในประเทศไทย มูลค่ากว่าสองแสนล้านบาท (US$7 billion) เพื่อผลิต green hydrogen ปีละประมาณ 225,000 ตัน (ประมาณเท่ากับ green ammonia 1.2 ล้านตัน)

ตอนนี้ ACWA Power ของซาอุกำลังลุยหนัก เพราะเพิ่งจะเซ็นสัญญากับอินโดนีเซียเพียงสัปดาห์เดียวก่อนจะมาไทยเพื่อร่วมกันพัฒนา green ไฮโดรเจน และ green แอมโมเนีย และครึ่งปีแรกก็ไปเซ็นสัญญาหลายพันล้านกับประเทศโอมาน เพื่อสร้างโรงงาน green แอมโมเนีย

เราคงได้เห็นบทบาทของไฮโดรเจนมากขึ้นเรื่อยๆในฐานะแหล่งพลังงานในอนาคต เพราะดูได้จากแนวโน้มของโลก บริษัทน้ำมันยักษ์ใหญ่ทั้งหลายก็เริ่มหันมามองธุรกิจทางด้าน green hydrogen มากยิ่งขึ้น เช่น Shell, Adani และ TotalEnergies ซึ่งต่างก็ลงเงินในธุรกิจด้านนี้ไปแล้ว หลายพันล้านดอลลาร์

ถึงแม้เมืองไทยเราเพิ่งจะเริ่มกันแค่ศึกษาความเป็นไปได้ (feasibility study) แต่ก็ยังไม่สาย เพราะหนทางยังอีกยาวไกล

แต่บทบาทของรัฐก็คงเอาแน่ เพราะเมื่อวันที่ 17 พฤศจิกายน ที่ผ่านมา กฟผ.ก็ขนกองทัพบริษัทในเครือมาทั้งหมด (EGAT group : EGCO, RATCH, EGAT international and INNOPOWER) มาร่วมลงนาม MoU กับ กระทรวงการลงทุนของซาอุดิอาระเบีย (MISA: Ministry of Investment of Saudi Arabia by Mr. Fahad J. Alnaeem, Ministry Deputy for Investments) เพื่อพัฒนาพลังงานสะอาด (clean energy)

เมื่อรัฐนำร่อง เอกชนก็ต้องจับตา รอดูว่าหมู่หรือจ่า ถ้าเป็นนายร้อย ก็เฮงไป อยากได้ไฮโดรเจนเขียว อาจจะต้องเป็นเขียวอมฟ้าไปก่อนสักพักละกระมังครับ ๏๛

… @_@ …
วัชระ นูมหันต์
2023-01-15

Ref: spectra.hi.com/hydrogen-production-is-it-better-to-go-green-or-blue-or-green-and-blue
All Rights Reserved ©