บทนำ
พลังงานไฮโดรเจนเป็นแหล่งพลังงานสะอาดทางเลือกใหม่ที่น่าจับตามอง ด้วยคุณสมบัติที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ไม่ก่อให้เกิดมลพิษหรือก๊าซเรือนกระจกเมื่อนำมาใช้งาน จึงมีประโยชน์อย่างมากในการช่วยลดปัญหาภาวะโลกร้อนและความเสื่อมโทรมของสิ่งแวดล้อม พลังงานไฮโดรเจนมีแนวโน้มที่จะมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในอนาคต โดยเฉพาะในการขับเคลื่อนเศรษฐกิจและสังคมไปสู่ความยั่งยืน
กระบวนการผลิตพลังงานไฮโดรเจน
พลังงานไฮโดรเจนสามารถผลิตได้จากหลากหลายวิธี วิธีหลักๆ ได้แก่ 1) การแยกน้ำด้วยกระแสไฟฟ้า (Electrolysis) โดยใช้พลังงานไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานสะอาดเพื่อแยกโมเลกุลน้ำให้เป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน 2) กระบวนการรีฟอร์มมิ่งก๊าซธรรมชาติด้วยไอน้ำ (Steam methane reforming) ซึ่งเป็นการเปลี่ยนมีเทนให้เป็นไฮโดรเจน และ 3) การแยกไฮโดรเจนจากชีวมวลโดยวิธีแก๊สซิฟิเคชัน (Biomass gasification) ซึ่งเป็นการเปลี่ยนสารอินทรีย์ให้เป็นแก๊สเชื้อเพลิง
ในกระบวนการผลิตพลังงานไฮโดรเจนนั้น มีการพัฒนาเทคโนโลยีต่างๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและลดต้นทุน เช่น การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อเร่งการเกิดปฏิกิริยาเคมี และการพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิง (Fuel cell) เพื่อเปลี่ยนพลังงานเคมีในไฮโดรเจนให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้โดยตรง
การใช้งานพลังงานไฮโดรเจน
พลังงานไฮโดรเจนสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างหลากหลาย โดยเฉพาะในภาคการขนส่ง เช่น การใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงในรถยนต์ไฟฟ้าแบบเซลล์เชื้อเพลิง (Fuel cell electric vehicles) ซึ่งปล่อยเพียงไอน้ำเท่านั้น นอกจากนี้ยังสามารถนำไฮโดรเจนไปใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าโดยไม่ก่อให้เกิดมลพิษอีกด้วย
ในภาคอุตสาหกรรม ไฮโดรเจนถูกนำไปใช้ในการผลิตสารเคมีสำคัญหลายชนิด เช่น ปุ๋ย แอมโมเนีย และเหล็กกล้า เป็นต้น ในอนาคตพลังงานไฮโดรเจนยังมีศักยภาพสูงที่จะถูกนำไปใช้ในการผลิตความร้อนในโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงใช้เป็นสารตั้งต้นในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีได้อีกด้วย
ข้อดีของพลังงานไฮโดรเจน
ข้อดีที่สำคัญของพลังงานไฮโดรเจน คือ เป็นพลังงานสะอาดที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศหรือก๊าซเรือนกระจกเมื่อนำมาใช้งาน ช่วยบรรเทาปัญหาโลกร้อนและความเสื่อมโทรมของสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ ไฮโดรเจนยังสามารถผลิตได้จากแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่หลากหลาย เช่น พลังงานลม แสงอาทิตย์ และชีวมวล ทำให้สามารถผลิตได้อย่างยั่งยืนโดยไม่พึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิล
พลังงานไฮโดรเจนยังมีประสิทธิภาพสูง สามารถให้พลังงานในปริมาณมากเมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงอื่นๆ และยังสะดวกในการจัดเก็บและขนส่ง ทำให้สามารถนำมาใช้ได้ตามต้องการในภายหลัง
ความท้าทายและอุปสรรค
อย่างไรก็ตาม การนำพลังงานไฮโดรเจนมาใช้อย่างแพร่หลายยังคงมีความท้าทายและอุปสรรคอยู่บ้าง โดยเฉพาะด้านต้นทุนการผลิตที่สูงกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิล จำเป็นต้องอาศัยเทคโนโลยีและนวัตกรรมใหม่ๆ ในการเพิ่มประสิทธิภาพและลดต้นทุนลง นอกจากนี้ การใช้พลังงานไฮโดรเจนในวงกว้างยังต้องการการลงทุนพัฒนาระบบสาธารณูปโภคและโครงสร้างพื้นฐานที่จำเป็นด้วย เช่น สถานีเติมไฮโดรเจน ระบบท่อส่งและสายส่งไฟฟ้า
ความปลอดภัยและมาตรฐานในการใช้งานก็เป็นประเด็นสำคัญ เนื่องจากไฮโดรเจนเป็นแก๊สไวไฟและระเบิดได้ง่ายหากมีการรั่วไหล ดังนั้นจึงต้องมีการกำหนดมาตรฐานและระบบรักษาความปลอดภัยที่เข้มงวดในทุกขั้นตอนของการผลิต ขนส่ง และการใช้งาน
แนวโน้มอนาคตของพลังงานไฮโดรเจน
หลายประเทศทั่วโลกได้ตระหนักถึงประโยชน์และความสำคัญของพลังงานไฮโดรเจน จึงได้วางแผนยุทธศาสตร์เพื่อปรับเปลี่ยนไปสู่สังคมไฮโดรเจน (Hydrogen society) ที่ใช้ไฮโดรเจนเป็นพลังงานหลักในกิจกรรมทางเศรษฐกิจต่างๆ โดยมีความร่วมมือกันระหว่างภาครัฐ เอกชน และนักวิจัย ในการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตไฮโดรเจนให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นและราคาถูกลง
การลงทุนวิจัยด้านเทคโนโลยีไฮโดรเจนจึงมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้บรรลุเป้าหมายการปรับเปลี่ยนสู่ระบบเศรษฐกิจคาร์บอนต่ำและสร้างความยั่งยืนให้กับสิ่งแวดล้อมในระยะยาว
สรุป
พลังงานไฮโดรเจนเป็นแหล่งพลังงานสะอาดที่มีศักยภาพสูงในการเป็นพลังงานหลักของโลกในอนาคต ด้วยคุณสมบัติที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ช่วยบรรเทาปัญหามลพิษและโลกร้อน ตลอดจนสามารถตอบโจทย์การพัฒนาที่ยั่งยืนได้เป็นอย่างดี แม้การนำไฮโดรเจนมาใช้อย่างแพร่หลายจะยังมีความท้าทายทั้งด้านต้นทุน เทคโนโลยี และการสร้างระบบโครงสร้างพื้นฐานรองรับ แต่หากภาคส่วนต่างๆ ร่วมมือกันพัฒนาอย่างจริงจังและต่อเนื่อง พลังงานไฮโดรเจนก็จะเป็นกุญแจสำคัญที่นำพาเราไปสู่อนาคตแห่งพลังงานคาร์บอนต่ำที่ยั่งยืนอย่างแน่นอน
บทนำ
พลังงานไฮโดรเจนเป็นแหล่งพลังงานสะอาดทางเลือกใหม่ที่น่าจับตามอง ด้วยคุณสมบัติที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ไม่ก่อให้เกิดมลพิษหรือก๊าซเรือนกระจกเมื่อนำมาใช้งาน จึงมีประโยชน์อย่างมากในการช่วยลดปัญหาภาวะโลกร้อนและความเสื่อมโทรมของสิ่งแวดล้อม พลังงานไฮโดรเจนมีแนวโน้มที่จะมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในอนาคต โดยเฉพาะในการขับเคลื่อนเศรษฐกิจและสังคมไปสู่ความยั่งยืน
แหล่งอ้างอิง
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8880752/
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9671993/
http://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0360319921045377
https://afdc.energy.gov/fuels/hydrogen-production
https://www.energy.gov/eere/articles/hydrogen-clean-flexible-energy-carrier