ไฮโดรเจนแต่ละสีหมายถึงอะไร รู้ไว้ไม่ตกเทรนด์พลังงานสะอาด
ปัจจุบัน ทุกประเทศทั่วโลกกำลังเดินหน้าสู่ความเป็นกลางทางคาร์บอน (Carbon neutrality) และการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์ (Net Zero) เนื่องจากการประชุมรัฐภาคีกรอบอนุสัญญาสหประชาชาติว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ สมัยที่ 26 ( COP26 ) เมื่อปี 2564 ได้ตั้งเป้าหมายสำคัญที่จะควบคุมอุณหภูมิเฉลี่ยของโลกไม่ให้สูงเกินกว่า 2 องศาเซลเซียส ซึ่งประเทศไทยเองก็เช่นกัน
ดังนั้นเพื่อมุ่งสู่เป้าหมายดังกล่าว การเปลี่ยนผ่านด้านพลังงาน (energy transition) ก็เป็นหนึ่งในคีย์สำคัญ เพราะสัดส่วนการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของประเทศไทยในภาคพลังงานและภาคขนส่งสูงถึง 70% จากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั้งหมด
จึงต้องหาพลังงานทางเลือกใหม่ทดแทนการใช้พลังงานแบบเดิม ๆ ไม่ว่าจะเป็นการเปลี่ยนจากรถสันดาปมาเป็นรถไฟฟ้า(อีวี) หรือการใช้พลังงานหมุนเวียน (renewable energy) อาทิ พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม แทนการใช้พลังงานฟอสซิส ซึ่งอีกหนึ่งพลังงานทางเลือกที่น่าจับตามองและน่าจะเป็นทิศทางใหม่สำหรับอนาคตของโลกนั่นคือ “ไฮโดรเจน”
ไฮโดรเจนคืออะไร
ไฮโดรเจน คือ ธาตุที่เป็นองค์ประกอบของน้ำ ซึ่งมีมากที่สุดบนโลก รวมถึงยังเป็นส่วนประกอบของสารจำพวกไฮโดรคาร์บอน ซึ่งอยู่ในผลิตภัณ์ปิโตรเลียม ยางไม้ และถ่านหิน เป็นต้น โดยคุณสมบัติทั่วไปของไฮโดรเจน คือ ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ติดไฟง่าย ไม่เป็นพิษและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ทำให้ในหลายประเทศทั่วโลกไม่ว่าจะเป็นญี่ปุ่น ออสเตรเลีย สหรัฐอเมริกาก็เริ่มมีโครงการวิจัยเพื่อนำไฮโดรเจนมาใช้เป็นพลังงานหมุนเวียน
แม้จากคุณสมบัติของไฮโดรเจนที่ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น แต่เราอาจเคยได้ยินการแบ่งประเภทไฮโดรเจนด้วย “สี” ไม่ว่าจะเป็นไฮโดรเจนสีเขียว ไฮโดรเจนสีฟ้า หรือแม้แต่ไฮโดรเจนสีเทา ซึ่งการเรียกแต่ละสีของไฮโดรเจนแสดงถึงกระบวนการผลิตที่แตกต่างกัน
ไฮโดรเจนสีเขียว (Green hydrogen)
ไฮโดรเจนสีเขียว เป็นพลังงานหมุนเวียนที่ต้องใช้กระบวนการแยกไฮโดรเจนจากน้ำด้วยพลังงานไฟฟ้า (Electrolysis) เพื่อแยกองค์ประกอบของน้ำระหว่างไฮโดรเจนและออกซิเจน โดยใช้ไฟฟ้าจากพลังงานสะอาด ซึ่งตลอดกระบวนการผลิตจะไม่มีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
อย่างไรก็ตามปัจจุบัน การผลิตไฮโดรเจนสีเขียวยังมีปริมาณที่น้อยมากเมื่อเทียบกับการผลิตไฮโดรเจนสีอื่น เพราะต้นทุนการผลิตมีราคาสูง รวมถึงต้องใช้พลังงานสะอาด อย่างพลังงานลมเพื่อลดค่าใช้จ่าย ทำให้ในอนาคตหากราคาของไฮโดรเจนสีเขียวถูกลงก็อาจจะเป็นทางออกสำคัญของโลกในการเปลี่ยนผ่านสู่พลังงานสะอาดอย่างยั่งยืน
ไฮโดรเจนสีฟ้า (Blue hydrogen)
ไฮโดรเจนสีฟ้าผลิตจากก๊าซธรรมชาติโดยใช้กระบวนการที่เรียกว่า รีฟอร์มมิ่งด้วยไอน้ำ (Steam reforming) ซึ่งนำก๊าซธรรมชาติและน้ำร้อนในรูปของไอน้ำมาผสมเข้าด้วยกัน ซึ่งจะได้ตัวผลลัพธ์ออกมาเป็นไฮโดรเจน แต่ก็ยังคงมีการผลิตคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา ทำให้การผลิตไฮโดรเจนสีฟ้าต้องครอบคลุมไปถึงการใช้เทคโนโลยี carbon capture and storage (CCS) เพื่อจับและกักเก็บตัวคาร์บอนไดออกไซด์เอาไว้ซึ่งบางครั้งเราจะเรียกไฮโดรเจนสีฟ้านี้ว่า ไฮโดรเจนคาร์บอนต่ำ
ไฮโดรเจนสีเทา (Grey hydrogen)
ไฮโดรเจนสีเทา ปัจจุบันนี้เป็นไฮโดรเจนที่ผลิตกันมากที่สุดเพราะผลิตจากก๊าซธรรมชาติหรือก๊าซมีเทน โดยใช้กระบวนการรีฟอร์มมิ่งมีเทน (methane reforming) ซึ่งไม่มีกระบวนการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เหมือนไฮโดรเจนสีฟ้า
ไฮโดรเจนสีอื่น ๆ
นอกจากไฮโดรเจนสีเขียว สีฟ้าและสีเทาแล้ว ยังมีไฮโดรเจนสีอื่น ๆ อีกด้วย ไม่ว่าจะสีชมพู ไฮโดรเจนสีชมพู (Pink hydrogen) ผลิตผ่านกระบวนการแยกไฮโดรเจนจากน้ำด้วยพลังงานไฟฟ้าด้วยพลังงานนิวเคลียร์ ซึ่งไฮโดรเจนสีนี้สามารถเรียกเป็นไฮโดรเจนสีม่วงหรือไฮโดรเจนสีแดงก็ได้ นอกจากนี้ ในกระบวนการผลิตต้องใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ซึ่งมีอุณหภูมิสูงมากสามารถนำไปใช้ผลิตไฮโดรเจนสีอื่นได้ อย่างการผลิตไอน้ำเพื่อให้ได้กระบวนการกระบวนการแยกไฮโดรเจนจากน้ำด้วยพลังงานไฟฟ้า หรือกระบวนการรีฟอร์มมิ่งมีเทนจากพลังงานฟอสซิสให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น
ไฮโดรเจนสีฟ้าน้ำทะเล (Turquoise hydrogen) ที่เป็นไฮโดรเจนสีใหม่ โดยให้กระบวนการมีเทนด้วยความร้อน (methane pyrolysis ) เพื่อผลิตไฮโดรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ในรูปแบบของแข็ง คาดว่าในอนาคต ไฮโดรเจนโดสีฟ้าน้ำทะเลนี้อาจจะมีค่าเท่ากับไฮโดรเจนสีฟ้าที่ปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ต่ำ ซึ่งจะขึ้นอยู่กับการแปรรูปด้วยความร้อน (thermal process) ว่าจะใช้พลังงานจากพลังงานสะอาดและคาร์บอนไดออกไซด์นี้จะถูกเก็บหรือใช้อย่างถาวร
นอกจากนี้ยังมีไฮโดรเจนสีเหลือง (yellow hydrogen) เป็นไฮโดรเจนชนิดใหม่ที่ผลิตโดยผ่านกระบวนการแยกไฮโดรเจนจากน้ำด้วยพลังงานไฟฟ้า (electrolysis) โดยใช้ไฟฟ้าที่ผลิตจากพลังงานหลากหลาย (mixed sources) และไฮโดรเจนสีขาว (white hydrogen) ซึ่งเกิดขึ้นตามธรรมชาติ เป็นไฮโดเจนที่เกิดตามภูมิศาสตร์ถูกพบภายในชั้นใต้ดิน แต่ในปัจจุบันนี้ยังไม่มีแนวทางที่จะสำรวจหรือผลิตไฮโดรเจนสลัดชนิดนี้
สุดท้ายคือ ไฮโดรเจนสีน้ำตาลตรงข้ามกับไฮโดรเจนสีเขียว เพราะผลิตจากถ่านหินหรือพลังงานฟอสซิล โดยใช้กระบวนการแปรสภาพเป็นแก๊ส (gasification)
จากสีสันของไฮโดรเจนเหล่านี้บ่งบอกถึงกระบวการและพลังงานที่ใช้ในการ ตลอดจนวัดระดับความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เพื่อบรรลุเป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอนและ Net Zero ทำให้ “ไฮโดรเจน” อาจจะเป็นคำตอบที่โลกตามหาก็เป็นไปได้
แหล่งที่มา
https://www.nationalgrid.com/stories/energy-explained/hydrogen-colour-spectrum