ไฮโดรเจนที่ยั่งยืนในฐานะตัวนำพลังงานสะอาด
การผลิตไฮโดรเจนสีเขียวผ่านการผสานรวมพลังงานหมุนเวียน
ไฮโดรเจนสีเขียวถูกผลิตขึ้นเมื่อมีไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนส่วนเกิน โดยส่วนใหญ่มาจากฟาร์มลมและแผงโซลาร์เซลล์ ซึ่งจะใช้ในการขับเคลื่อนกระบวนการที่เรียกว่าอิเล็กโทรลิซิส กระบวนการนี้โดยพื้นฐานคือการแยกโมเลกุลของน้ำออกเป็นก๊าซไฮโดรเจนและก๊าซออกซิเจน โดยไม่ปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์โดยตรงระหว่างกระบวนการ เมื่อเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิมที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล วิธีนี้ช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์อย่างมาก คือประมาณ 9 ถึง 12 กิโลกรัมต่อไฮโดรเจน 1 กิโลกรัมที่ผลิตด้วยวิธีเดิม สิ่งที่ทำให้ไฮโดรเจนสีเขียวมีศักยภาพสูงในฐานะทางออกด้านพลังงานสะอาดคือ การทำงานได้ดีที่สุดเมื่อใช้ร่วมกับช่วงเวลาที่มีพลังงานหมุนเวียนผลิตออกมาจำนวนมาก เมื่ออุปกรณ์อิเล็กโทรไลเซอร์ทำงานเต็มกำลังในช่วงเหล่านี้ จะช่วยใช้ทรัพยากรได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น และยังช่วยลดภาระให้กับระบบสายส่งไฟฟ้า แทนที่จะเพิ่มภาระให้กับระบบ
ประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมและศักยภาพในการลดคาร์บอน
การเปลี่ยนมาใช้ไฮโดรเจนสีเขียวอาจช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ประมาณ 830 ล้านตันต่อปี จากอุตสาหกรรมหนักภายในช่วงกลางทศวรรษ 2030 ตามรายงานของสำนักงานพลังงานระหว่างประเทศเมื่อปีที่แล้ว เหตุผลคือ เมื่อเผาไหม้จะเกิดเพียงไอน้ำเท่านั้น ทำให้เป็นเครื่องมือสำคัญในการลดรอยเท้าคาร์บอนในหลายอุตสาหกรรม เช่น การผลิตเหล็ก การผลิตสารเคมี และการดำเนินงานด้านการเดินเรือ หากเราสามารถนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้จริงในระดับใหญ่ อุตสาหกรรมต่างๆ อาจเห็นการลดลงของการปนเปื้อนก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ที่เป็นอันตรายได้ประมาณร้อยละ 45 การปรับปรุงในระดับดังกล่าวจะช่วยให้บรรลุเป้าหมายด้านสภาพภูมิอากาศ ขณะเดียวกันก็ช่วยปรับปรุงคุณภาพอากาศให้กับผู้คนที่อาศัยอยู่ใกล้กับสถานประกอบการเหล่านี้
การปล่อยก๊าซตลอดวงจรชีวิตและเกณฑ์ความยั่งยืนสำหรับการผลิตไฮโดรเจน
ร่องรอยสิ่งแวดล้อมของไฮโดรเจนขึ้นอยู่กับวิธีการผลิตเป็นอย่างมาก การศึกษาที่พิจารณาตลอดวงจรชีวิตแสดงให้เห็นว่า ไฮโดรเจนเกรย์ที่ผลิตจากการรีฟอร์มก๊าซธรรมชาติปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่าไฮโดรเจนกรีนประมาณสิบเท่า สหภาพยุโรปได้พัฒนามาตรฐานการรับรองที่เรียกว่า RFNBO เพื่อยืนยันการผลิตไฮโดรเจนสีเขียวที่แท้จริง กฎระเบียบเหล่านี้ไม่เพียงแค่ตรวจสอบแหล่งพลังงานหมุนเวียนเท่านั้น แต่ยังติดตามเวลาและสถานที่ที่ไฟฟ้าถูกผลิตขึ้น เทียบกับช่วงเวลาที่เกิดกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส บริษัทต่างๆ จำเป็นต้องปฏิบัติตามแนวทางเหล่านี้อย่างระมัดระวัง มิฉะนั้น เราอาจจบลงด้วยโครงการไฮโดรเจนที่ดูสะอาดบนกระดาษ แต่ยังคงสนับสนุนการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลไว้เบื้องหลัง การทำสีเขียวเทียม (Greenwashing) แบบนี้อาจทำลายความคืบหน้าที่แท้จริงในการเข้าสู่ทางแก้ปัญหาด้านพลังงานที่ยั่งยืน
บทบาทของไฮโดรเจนสีเขียวในการสนับสนุนระบบพลังงานแบบวงจรปิด
ไฮโดรเจนสีเขียวมีบทบาทสำคัญในการทำให้ระบบพลังงานแบบวงจรปิดทำงานได้มีประสิทธิภาพมากขึ้น เมื่อมีพลังงานส่วนเกินจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น ลม หรือแสงอาทิตย์ พลังงานนั้นจะถูกแปลงเป็นเชื้อเพลิงที่สามารถจัดเก็บไว้ใช้ในภายหลังได้ทั้งในภาคอุตสาหกรรมต่างๆ หรือแม้แต่การผลิตไฟฟ้ากลับมาอีกครั้ง ขณะนี้โรงงานชั้นนำบางแห่งเริ่มผสม CO2 ที่ดักจับได้จากแหล่งชีวภาพเข้ากับไฮโดรเจนสีเขียวเพื่อผลิตสิ่งที่เรียกว่า อี-เมทานอล ซึ่งก็คือการป้องกันไม่ให้คาร์บอนปล่อยสู่บรรยากาศ ความสามารถในการทำงานสองทิศทางนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งต่อการปรับสมดุลระบบกริดไฟฟ้าที่มีแผงโซลาร์เซลล์และกังหันลมจำนวนมากเชื่อมต่ออยู่ นอกจากนี้ กระบวนการนี้ยังสร้างวัสดุสะอาดที่จำเป็นสำหรับการผลิตสินค้าต่างๆ เช่น ปุ๋ยเคมีและเหล็กกล้า โดยไม่ต้องปล่อยคาร์บอนในระดับที่เคยมีจากกระบวนการผลิตเหล่านั้น
การลดคาร์บอนในภาคส่วนที่ยากต่อการลดด้วยไฮโดรเจนสีเขียว
การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมเหล็ก เคมีภัณฑ์ และอุตสาหกรรมหนัก
ไฮโดรเจนสีเขียวเป็นทางเลือกที่ช่วยลดการปล่อยคาร์บอนในภาคอุตสาหกรรมที่ไม่สามารถเปลี่ยนไปใช้ไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ ยกตัวอย่างเช่น อุตสาหกรรมผลิตเหล็ก ซึ่งคิดเป็นประมาณ 7 เปอร์เซ็นต์ของการปล่อย CO2 ทั่วโลก เมื่อแทนถ่านหินด้วยไฮโดรเจนสีเขียวในกระบวนการลดแร่เหล็ก โรงงานสามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกลงได้เกือบ 98% โครงการ H2 Green Steel ในประเทศสวีเดนได้พิสูจน์แล้วว่าวิธีนี้ใช้ได้จริงตั้งแต่ปี 2024 ส่วนการผลิตแอมโมเนียนั้น การเปลี่ยนมาใช้ไฮโดรเจนที่ผลิตผ่านกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส ช่วยลดการปล่อยก๊าซลงได้ประมาณ 40% ผู้ผลิตปูนซีเมนต์ก็เริ่มเห็นประโยชน์เช่นกัน โดยการผสมไฮโดรเจนเข้ากับเชื้อเพลิงจะช่วยลดปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ รวมถึงลดปริมาณฝุ่นที่เกิดขึ้น สิ่งที่ทำให้ไฮโดรเจนโดดเด่นคือความสามารถในการจัดการกับอุณหภูมิสูงมากและการทำปฏิกิริยาทางเคมีที่จำเป็นในอุตสาหกรรมหนักเหล่านี้ ซึ่งเป็นภาคส่วนที่ยากต่อการลดมลภาวะด้วยวิธีอื่น
การบูรณาการข้ามภาคส่วนในอุตสาหกรรมและขนส่ง
ไฮโดรเจนช่วยเชื่อมโยงส่วนต่าง ๆ ของระบบพลังงานของเราเข้าด้วยกันในรูปแบบที่น่าสนใจ มันขับเคลื่อนเครื่องจักรขนาดใหญ่ ใช้ในการเดินรถบรรทุกระยะทางไกลบนทางหลวง และช่วยรักษาความมั่นคงของระบบไฟฟ้าเมื่อความต้องการใช้พลังงานเปลี่ยนแปลง เมื่อมีพลังงานสะอาดส่วนเกินจากแหล่งพลังงานแสงอาทิตย์หรือลม เราสามารถแปลงพลังงานนั้นเป็นไฮโดรเจนผ่านกระบวนการที่เรียกว่าอิเล็กโทรลิซิส จากนั้นนำไฮโดรเจนไปใช้งานในสถานที่ต่าง ๆ เช่น โรงงานเคมีที่ต้องการความร้อนสูง หรือแม้แต่รถไฟพิเศษบางประเภทที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิงแทนดีเซล สิ่งที่สำคัญที่สุดคือ ท่อส่งไฮโดรเจนหนึ่งเส้นไม่ได้มีประโยชน์เพียงด้านเดียว ตามการวิจัยล่าสุดในปี 2023 ท่อส่งเหล่านี้อาจสามารถตอบสนองความต้องการด้านการให้ความร้อนในภาคอุตสาหกรรมได้ประมาณหนึ่งในสามของพื้นที่หนึ่ง ๆ ในขณะเดียวกันก็ทำหน้าที่เป็นระบบกักเก็บพลังงานในช่วงเวลาที่ฟาร์มกังหันลมผลิตไฟฟ้าไม่เพียงพอ การมีจุดประสงค์สองประการเช่นนี้ทำให้ระบบโดยรวมมีประสิทธิภาพมากกว่าการสร้างโครงสร้างพื้นฐานแยกต่างหากสำหรับแต่ละอย่าง
กรณีศึกษา: ไฮโดรเจนสีเขียวในอุตสาหกรรมการผลิตเหล็กและเคมีภัณฑ์
ในประเทศเยอรมนี พื้นที่อุตสาหกรรมแห่งหนึ่งสามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในกลุ่มที่ 1 ลงได้เกือบสองในสามภายในเวลาเพียง 18 เดือน โดยการเปลี่ยนจากการใช้ก๊าซธรรมชาติมาเป็นไฮโดรเจนสีเขียวสำหรับกระบวนการต่างๆ เช่น การอบอ่อนเหล็กและการผลิตเมทานอล สิ่งที่ทำให้ความสำเร็จนี้น่าประทับใจยิ่งขึ้นคือ ทั้งระบบดำเนินงานด้วยพลังงานไฟฟ้าจากฟาร์มลมนอกชายฝั่งที่มีกำลังการผลิต 140 เมกะวัตต์ ผลลัพธ์คือสามารถผลิตไฮโดรเจนได้ประมาณ 9,500 ตันต่อปี ซึ่งปริมาณนี้เพียงพอที่จะผลิตเหล็กได้ราวครึ่งล้านตันที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำกว่าเดิมมาก เมื่อมองไปที่การทำงานร่วมกันระหว่างอุตสาหกรรมต่างๆ โครงการนี้ถือเป็นตัวอย่างที่โดดเด่นของการใช้ทรัพยากรร่วมกัน โดยออกซิเจนที่เหลือและพลังงานความร้อนเสียเกือบทั้งหมดถูกนำกลับมาใช้ใหม่ในระบบอื่นๆ โดยประมาณ 92% ของของเสียเหล่านี้ถูกนำกลับมาใช้ประโยชน์ในรูปแบบต่างๆ ภายในกลุ่มอุตสาหกรรมนี้
ความเป็นวงจรในห่วงโซ่มูลค่าเทคโนโลยีไฮโดรเจน
การรีไซเคิลวัสดุสำคัญ: โลหะกลุ่มมีค่าในเซลล์เชื้อเพลิงและเครื่องแยกไฟฟ้า
เทคโนโลยีเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอนพึ่งพาโลหะกลุ่มแพลตินัม เช่น แพลตินัม และอิเรเดียม เป็นอย่างมาก โลหะมีค่าเหล่านี้สร้างปัญหาให้กับห่วงโซ่อุปทาน เนื่องจากปริมาณสำรองมีจำกัด และกระบวนการขุดเจาะก่อให้เกิดความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก อย่างไรก็ตาม ในแง่บวก เมื่อพิจารณาเซลล์เชื้อเพลิงและหน่วยแยกไฟฟ้าที่หมดอายุการใช้งาน โลหะมีค่าส่วนใหญ่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ผ่านกระบวนการรีไซเคิล ตามข้อมูลล่าสุดจากสถาบันวัสดุวงจรปิด (Circular Materials Institute) ปี 2023 อัตราการกู้คืนเกินกว่า 90% ซึ่งช่วยลดการพึ่งพาการขุดวัสดุดิบใหม่จากเหมือง สิ่งที่ดีไปกว่านั้น บริษัทที่ร่วมมือกันในระบบวงจรปิดกับผู้รีไซเคิล สามารถลดการปล่อยมลพิษตลอดวงจรผลิตภัณฑ์ได้ระหว่างสี่สิบถึงหกสิบเปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิมที่พึ่งพาเฉพาะวัตถุดิบใหม่
การออกแบบเพื่อการนำกลับมาใช้ใหม่และการกู้คืนเมื่อสิ้นอายุการใช้งานในระบบไฮโดรเจน
ปัจจุบัน ระบบไฮโดรเจนกำลังเปลี่ยนไปสู่ระบบที่มีโครงสร้างแบบโมดูลาร์ ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์โดยอนุญาตให้มีการปรับปรุงหรือนำชิ้นส่วนไปใช้งานใหม่ ตัวอย่างเช่น ชุดเซลล์อิเล็กโทรไลเซอร์ มักจะถูกถอดแยกและนำกลับไปใช้ในงานที่มีขนาดเล็กลง ในขณะเดียวกันแผ่นไบโพลาร์มักสามารถฟื้นฟูกลับมาใช้งานได้อีกครั้งผ่านกระบวนการขัดเงาทางอิเล็กโทรเคมี นอกจากนี้ ยังมีมาตรฐาน ISO 22734 ปี 2023 ที่กำลังเป็นที่นิยมในอุตสาหกรรม ซึ่งช่วยให้ชิ้นส่วนต่างๆ ทำงานร่วมกันได้ข้ามรุ่นโครงสร้างพื้นฐาน ทำให้ชิ้นส่วนเก่าไม่กลายเป็นล้าสมัยเมื่อมีเทคโนโลยีใหม่เข้ามา สิ่งนี้มีความสำคัญเพราะผู้ผลิตต้องการให้การลงทุนของตนมีอายุการใช้งานยาวนาน โดยไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนอุปกรณ์ทั้งหมดทุกไม่กี่ปี
การสร้างสมดุลระหว่างผลกระทบจากการทำเหมือง PGM กับอัตราการรีไซเคิล และนวัตกรรมวงจรปิด
การรีไซเคิลช่วยลดความต้องการ PGMs ใหม่ แต่เราไม่สามารถมองข้ามได้ว่าการเหมืองแร่ยังคงคิดเป็นสัดส่วนประมาณ 8 ถึง 12 เปอร์เซ็นต์ของรอยเท้าคาร์บอนในเทคโนโลยีไฮโดรเจน สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศคาดการณ์ว่าการผลิตเซลล์เชื้อเพลิงอาจเพิ่มขึ้นสามเท่าภายในปี 2030 ดังนั้นการขยายขีดความสามารถในการรีไซเคิลของเราจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง นอกจากนี้ยังเริ่มมีทางเลือกที่น่าสนใจปรากฏขึ้น เช่น ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำจากรูเทเนียม และระบบอิเล็กโทรลิซิสที่ไม่ต้องใช้โลหะมีค่าเลย การพัฒนาเหล่านี้หมายความว่าเราจะพึ่งพาทรัพยากรหายากน้อยลง และก้าวเข้าใกล้เป้าหมายเศรษฐกิจหมุนเวียนที่ทุกคนพูดถึงกันมากขึ้น
เพาเวอร์-ทู-แกส และการผนึกกลุ่มภาคส่วนเพื่อระบบพลังงานแบบบูรณาการ
เทคโนโลยีพาวเวอร์ทูแกส (P2G) กำลังเปลี่ยนแปลงระบบพลังงานอย่างยั่งยืน โดยช่วยให้เกิดการผสานรวมระหว่างภาคต่างๆ และความยืดหยุ่นของโครงข่ายไฟฟ้าผ่านกระบวนการอิเล็กโทรลิซิสและการจัดเก็บพลังงานจากไฮโดรเจน เทคโนโลยีเหล่านี้ทำหน้าที่เชื่อมโยงไฟฟ้าส่วนเกินจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนเข้ากับความต้องการพลังงานในภาคอุตสาหกรรม พร้อมทั้งส่งเสริมหลักการเศรษฐกิจหมุนเวียน
อิเล็กโทรลิซิสและเมทานาชัน: เทคโนโลยีพาวเวอร์ทูแกสที่ช่วยเพิ่มความยืดหยุ่น
กระบวนการอิเล็กโทรลิซิสใช้ไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนในการแยกโมเลกุลน้ำออกเป็นก๊าซไฮโดรเจนและก๊าซออกซิเจน ในขณะเดียวกัน การเมทานิชั่นทำงานต่างออกไปโดยการรวมไฮโดรเจนกับคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกจับมาจากแหล่งอื่นเพื่อสร้างเชื้อเพลิงมีเทนสังเคราะห์ เทคโนโลยีเหล่านี้กลายเป็นเรื่องน่าสนใจมากขึ้นเมื่อใช้พลังงานจากแผงโซลาร์เซลล์หรือกังหันลม เพราะจะได้เชื้อเพลิงที่ไม่ปล่อยคาร์บอนเพิ่มเข้าสู่บรรยากาศ เทคโนโลยีเหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งกับอุตสาหกรรม เช่น การบิน ที่ยังไม่สามารถเปลี่ยนไปใช้พลังงานไฟฟ้าทั้งหมดได้อย่างมีประสิทธิภาพ หากพิจารณาจากตัวเลขปัจจุบัน ระบบอิเล็กโทรไลเซอร์สมัยใหม่มีประสิทธิภาพอยู่ที่ประมาณ 75 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเพิ่มขึ้นประมาณ 15 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับสิ่งที่เป็นไปได้ในปี 2020 ทำให้เทคโนโลยีเหล่านี้เข้าใกล้ความเป็นไปได้ทางการค้ามากขึ้นสำหรับธุรกิจที่ต้องการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
การจัดเก็บพลังงานจากไฮโดรเจนและการปรับสมดุลกริดไฟฟ้า
ไฮโดรเจนมีความหนาแน่นของพลังงานประมาณ 33.3 กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อกิโลกรัม ซึ่งทำให้มันเหมาะสำหรับการจัดเก็บพลังงานหมุนเวียนส่วนเกินเมื่อความต้องการลดลง เมื่อฟาร์มพลังงานลมเชื่อมต่อกับอิเล็กโทรไลเซอร์ที่มีกำลังรวมประมาณ 5 กิกะวัตต์ จะช่วยลดการสูญเสียพลังงานได้ราว 34 เปอร์เซ็นต์ต่อปีในระบบโครงข่ายไฟฟ้าที่ใช้พลังงานหมุนเวียนเป็นหลัก ตามผลการศึกษาเมื่อปีที่แล้ว สิ่งที่หมายความโดยทางปฏิบัติคือ บริษัทผู้ผลิตไฟฟ้าสามารถจัดการกับความผันผวนของปริมาณพลังงานที่ผลิตได้ดีขึ้น รวมถึงรักษาระดับการจ่ายไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องแม้ในช่วงที่สภาพอากาศเลวร้ายติดต่อกันหลายวัน
การเชื่อมโยงภาคส่วน: การผสานเครือข่ายไฟฟ้า อุตสาหกรรม และก๊าซ
P2G ส่งเสริมความสัมพันธ์แบบพึ่งพากันข้ามภาคส่วน: ระบบโครงข่ายไฟฟ้าจัดส่งไฮโดรเจนไปยังโรงงานปุ๋ย ในขณะที่ความร้อนเสียจากอุตสาหกรรมช่วยสนับสนุนการให้ความร้อนในเขตเมือง แบบจำลองแบบบูรณาการแสดงให้เห็นว่า การผนวกกันเช่นนี้สามารถลดของเสียด้านพลังงานปฐมภูมิได้ 28–32% เมื่อเทียบกับระบบที่แยกเดี่ยว และเครือข่ายพลังงาน-ก๊าซแบบผสมยังเพิ่มความยืดหยุ่น โดยประสบปัญหาการหยุดจ่ายไฟลดลง 40% ระหว่างเหตุการณ์สภาพอากาศรุนแรง
แนวทางชีวมวลและของเสียสู่ไฮโดรเจนในโมเดลคาร์บอนหมุนเวียน
การแปลงชีวมวลและของเสียอินทรีย์เป็นไฮโดรเจนอย่างยั่งยืน
ของเหลือทิ้งจากการเกษตร ซากอาหาร และแม้แต่ตะกอนจากน้ำเสีย กำลังได้รับชีวิตใหม่ผ่านกระบวนการแก๊สซิฟิเคชันและกระบวนการย่อยสลายแบบไม่ต้องการออกซิเจน ซึ่งเปลี่ยนวัสดุดังกล่าวให้กลายเป็นเชื้อเพลิงไฮโดรเจน เพียงแค่ในยุโรป เทคโนโลยีเหล่านี้สามารถจัดการขยะอินทรีย์ได้ประมาณ 60 ล้านตันต่อปี ทำให้ขยะกลายเป็นสิ่งมีค่าแทนที่จะปล่อยให้เน่าเปื่อยอยู่ในหลุมฝังกลบ การปรับปรุงล่าสุดในวิธีการแปรรูปด้วยความร้อนและความดันสูง (hydrothermal processing) ทำให้เราได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้นเมื่อทำงานกับวัสดุชีวภาพที่มีความชื้นสูง ดังนั้น ขยะที่เปียกชื้นซึ่งเคยจัดการได้ยาก ตอนนี้สามารถแปรรูปได้อย่างมีประสิทธิภาพ อีกทั้งยังได้ประโยชน์เพิ่มเติมในด้านการปกป้องสิ่งแวดล้อม เพราะวิธีนี้ช่วยป้องกันการปล่อยก๊าซมีเทนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเมื่อขยะย่อยสลายไปตามเวลา ซึ่งเป็นเหตุผลที่เข้าใจได้สำหรับทุกคนที่กังวลเกี่ยวกับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
การผสานไฮโดรเจนเข้ากับกรอบเศรษฐกิจคาร์บอนหมุนเวียน
ไฮโดรเจนที่ผลิตจากของเสียเชื่อมโยงวัฏจักรคาร์บอนตามธรรมชาติเข้ากับความพยายามในการลดการปล่อยมลพิษจากอุตสาหกรรม การผนวกแนวทางนี้เข้ากับเทคโนโลยีการดักจับคาร์บอน ส่งผลให้ดูดซับคาร์บอนออกจากชั้นบรรยากาศมากกว่าที่ปล่อยออกมา เช่น ในกรณีของหลุมฝังกลบ การเปลี่ยนการปล่อยก๊าซมีเทนให้กลายเป็นไฮโดรเจนที่ใช้ได้จริง พร้อมทั้งกักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไว้ ทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า ระบบวงจรคาร์บอนปิด (closed carbon loop system) ระบบที่คล้ายนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งต่ออุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมผลิตซีเมนต์ ที่สามารถใช้แทนเชื้อเพลิงแบบดั้งเดิมในเตาเผา นอกจากนี้ CO2 ที่ถูกดักจับไม่ได้นำไปกักเก็บเฉยๆ แต่ถูกนำไปใช้ในการเพาะเลี้ยงสาหร่ายเพื่อผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ แทนที่จะปล่อยทิ้งไว้เฉยๆ สิ่งนี้ทำให้โมเลกุลคาร์บอนยังคงทำงานอยู่ในเศรษฐกิจของเรา แทนที่จะสะสมกลายเป็นมลพิษ
การเปรียบเทียบความยั่งยืน: ไฮโดรเจนจากของเสีย เทียบกับ ไฮโดรเจนสีเขียว
| สาเหตุ | ไฮโดรเจนจากของเสีย | ไฮโดรเจนสีเขียว |
|---|---|---|
| รอยเท้าคาร์บอน | -50 ถึง -80 กก. CO₂e/กิกะจูล¹ | 0–1 กก. CO₂e/กิกะจูล² |
| ประสิทธิภาพในการใช้ทรัพยากร | ใช้แหล่งของเสียที่มีอยู่แล้ว | ต้องการโครงสร้างพื้นฐานพลังงานหมุนเวียนใหม่ |
| ผลกระทบต่อการใช้ที่ดิน | หลีกเลี่ยงการปล่อยก๊าซมีเทนจากของเสีย | การแข่งขันที่อาจเกิดขึ้นกับภาคการเกษตรในการใช้พื้นที่สำหรับติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์/ลม |
ไฮโดรเจนจากของเสียมีข้อดีในด้านการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทันทีโดยการนำของเสียมาใช้ให้เกิดประโยชน์ ในขณะที่ไฮโดรเจนสีเขียวให้ทางออกในระยะยาวที่สามารถขยายขนาดได้ โดยใช้พลังงานหมุนเวียนเป็นแหล่งพลังงาน
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับไฮโดรเจนอย่างยั่งยืน
ไฮโดรเจนสีเขียวคืออะไร และผลิตอย่างไร
ไฮโดรเจนสีเขียวผลิตขึ้นจากการแยกน้ำด้วยไฟฟ้า (อิเล็กโทรลิซิส) ที่ใช้พลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานลมหรือพลังงานแสงอาทิตย์ กระบวนการนี้จะแยกโมเลกุลน้ำออกเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน โดยไม่มีการปล่อยคาร์บอนโดยตรง
ไฮโดรเจนสีเขียวช่วยลดการปล่อยคาร์บอนได้อย่างไร
ไฮโดรเจนสีเขียวช่วยให้อุตสาหกรรมสามารถลดการปล่อย CO2 ได้อย่างมาก โดยการแทนที่เชื้อเพลิงฟอสซิลด้วยไฮโดรเจน ซึ่งเมื่อเผาไหม้จะปล่อยเพียงไอน้ำเท่านั้น
อุปสรรคในการใช้ไฮโดรเจนสีเขียวคืออะไร
อุปสรรคเหล่านี้รวมถึงความจำเป็นในการสร้างโครงสร้างพื้นฐานพลังงานหมุนเวียนใหม่ มาตรฐานการรับรองเพื่อให้มั่นใจว่าการผลิตเป็นไปอย่างแท้จริงตามแนวทางสีเขียว และการจัดการห่วงโซ่อุปทานของโลหะมีค่าที่ใช้ในเทคโนโลยีไฮโดรเจน
ไฮโดรเจนสามารถยั่งยืนได้จริงในระยะยาวหรือไม่
ใช่ โดยเฉพาะหากผสานเข้ากับการรีไซเคิลและแนวคิดเศรษฐกิจหมุนเวียน เพื่อลดการใช้วัสดุใหม่ และมั่นใจว่าอายุการใช้งานของส่วนประกอบเทคโนโลยีไฮโดรเจนมีความยั่งยืน
สารบัญ
- ไฮโดรเจนที่ยั่งยืนในฐานะตัวนำพลังงานสะอาด
- การลดคาร์บอนในภาคส่วนที่ยากต่อการลดด้วยไฮโดรเจนสีเขียว
- ความเป็นวงจรในห่วงโซ่มูลค่าเทคโนโลยีไฮโดรเจน
- เพาเวอร์-ทู-แกส และการผนึกกลุ่มภาคส่วนเพื่อระบบพลังงานแบบบูรณาการ
- แนวทางชีวมวลและของเสียสู่ไฮโดรเจนในโมเดลคาร์บอนหมุนเวียน
- คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับไฮโดรเจนอย่างยั่งยืน