ไฮโดรเจนส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตสารเคมี เช่น ปุ๋ย และในโรงกลั่นน้ำมัน ไฮโดรเจนส่วนใหญ่ในโลกปัจจุบันผลิตจากก๊าซธรรมชาติหรือถ่านหิน ซึ่งเป็นวิธีการที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณมาก ประเทศที่พัฒนาแล้วจึงมองหา “ไฮโดรเจนสีเขียว” แทน – ผลิตโดยใช้ไฟฟ้าหมุนเวียน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม Rod Crompton และ Bruce Young ผู้เชี่ยวชาญด้านพลังงานอธิบายถึงประโยชน์และความท้าทายที่เป็นไปได้ของไฮโดรเจนสีเขียว
ต้องการไฮโดรเจนทั่วโลกสูงถึง 94 ล้านตันในปี 2564 และมีพลังงาน
เท่ากับประมาณ2.5% ของการใช้พลังงานขั้นสุดท้ายทั่วโลก มีเพียงประมาณ0.1%ของการผลิตไฮโดรเจนทั่วโลกในปัจจุบันเท่านั้นที่เป็นสีเขียว แต่มีการวางแผนการขยายตัวครั้งใหญ่
เนื่องจากวัตถุประสงค์ของการใช้ไฮโดรเจนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมคือการลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ การใช้งานที่จะกำหนดเป้าหมายเป็นอันดับแรกควรเป็นการใช้งานที่จะลดการปล่อยก๊าซมากที่สุด บันไดของ Liebreich แสดงให้เห็นว่าพวกเขาเป็นอย่างไร การใช้งานในแถวบนสุด (สีเขียว) เป็นการใช้ไฮโดรเจนที่มีค่าสีเขียวอย่างมีประสิทธิภาพ
แต่ปัจจุบันไฮโดรเจนสีเขียวมีค่าใช้จ่ายในการผลิตมากกว่าไฮโดรเจนประเภทที่สะอาดน้อยกว่า การใช้แอมโมเนียเพื่อผลิต แอมโมเนีย 180 ล้านตันต่อปีทั่วโลกสำหรับการผลิตปุ๋ยจะส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อราคาอาหาร การผลิตไฮโดรเจนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมไม่ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ แต่การก่อสร้างโครงสร้างพื้นฐานด้านไฟฟ้าหมุนเวียนในปัจจุบันใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลซึ่งปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
ตามปกติแล้ว ไฮโดรเจนผลิตมาจากแหล่งพลังงานที่ไม่หมุนเวียน เช่น ถ่านหิน (“ไฮโดรเจนสีดำ”) และก๊าซธรรมชาติ (“ ไฮโดรเจนสีเทา ”) เมื่อรวมวิธีการเหล่านี้เข้ากับการดักจับและกักเก็บคาร์บอน ไฮโดรเจนที่ผลิตได้จะเรียกว่า “ไฮโดรเจนสีน้ำเงิน”
ปัจจุบัน ไฮโดรเจนสีเขียวมีต้นทุนเทียบเท่าพลังงานโดย ประมาณระหว่าง 250 ถึง 400 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อน้ำมันหนึ่งบาร์เรลที่ประตูโรงงาน ตามรายงานของ International Renewable Energy Agency คาดการณ์การลดต้นทุนในอนาคต แต่ก็ไม่แน่นอน ราคาน้ำมันปัจจุบันอยู่ที่ประมาณ 100 ดอลลาร์ต่อบาร์เรล ซึ่งถูกกว่าการใช้ไฮโดรเจนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมแทนผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมทั่วไปมาก
น่าเสียดายที่ฟิสิกส์ของไฮโดรเจนขัดกับการขนส่งไฮโดรเจนที่มีต้นทุน
ต่ำ มีความท้าทายมากกว่าเชื้อเพลิงเหลวที่ใช้น้ำมันเป็นเชื้อเพลิง ก๊าซปิโตรเลียมเหลว หรือก๊าซธรรมชาติเหลว การขนส่งไฮโดรเจนในมหาสมุทรจะต้องมีอุณหภูมิต่ำมาก (-253 ℃) น้ำมันเบนซินหรือดีเซลไม่ต้องการการทำความเย็นที่มีราคาแพง: มันถูกขนส่งที่อุณหภูมิอากาศแวดล้อม
และไฮโดรเจนมีพลังงานเพียง 25% ของน้ำมัน 1 ลิตร ทำให้การขนส่งและเก็บพลังงานในปริมาณที่เท่ากันมีราคาแพงกว่ามาก
มีการศึกษาทางเลือกอื่นในการขนส่งไฮโดรเจน เนื่องจากแอมโมเนีย (NH₃) ขนส่งได้ง่ายกว่าและถูกกว่าไฮโดรเจน สำนักงานพลังงานหมุนเวียนระหว่างประเทศจึงแนะนำให้ “เก็บ” ไฮโดรเจนไว้ในแอมโมเนียเพื่อการขนส่ง แต่นั่นต้องใช้อุปกรณ์เพิ่มเติมในการใส่ไฮโดรเจนลงในแอมโมเนียและแยกออกที่ปลายทาง กระบวนการเหล่านี้เพิ่มต้นทุนประมาณ US$2.50-US$4.20/กก. (เทียบเท่ากับ US$123-US$207 ต่อบาร์เรลน้ำมัน) ตามรายงานของหน่วย งาน
ไฮโดรเจนจัดการได้ยากกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิลทั่วไป เป็นก๊าซที่ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่มีรส ซึ่งแตกต่างจากไฮโดรคาร์บอนทั่วไป ทำให้การตรวจจับการรั่วไหลทำได้ยากขึ้นและเพิ่มความเสี่ยงในการเกิดไฟไหม้หรือการระเบิด ไฟไฮโดรเจนไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตามนุษย์
ในอดีต ไฮโดรเจนถูกควบคุมภายในขอบเขตโรงงานและจัดการโดยบุคลากรที่ผ่านการฝึกอบรม การนำไฮโดรเจนเข้าสู่สังคมอย่างแพร่หลายจำเป็นต้องมีมาตรการและทักษะใหม่ๆ รวมถึงการประกันภัย การจัดการวัสดุ การดับเพลิง และการจัดการภัยพิบัติ
โครงการเมกะโปรเจกต์ไฮโดรเจนโครงการแรกมีแนวโน้มที่จะสร้างที่ใด?
การก่อสร้างโครงการไฮโดรเจนสีเขียวขนาดกิกะวัตต์ แห่งแรก ในซาอุดีอาระเบียได้เริ่มขึ้นแล้ว โครงการบุกเบิกหลายโครงการจะถูกสร้างขึ้นในซีกโลกใต้ โดยส่วนใหญ่อยู่ในประเทศกำลังพัฒนา เนื่องจากมีประชากรหนาแน่นน้อยกว่าและมีแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ดีกว่า (แสงอาทิตย์และลม) สำหรับผลิตกระแสไฟฟ้าที่จำเป็น
แม้ว่าสิ่งนี้อาจฟังดูดีสำหรับประเทศกำลังพัฒนา แต่การพัฒนาโครงการไฮโดรเจนขนาดใหญ่ก็มีความเสี่ยงสูง ประการหนึ่ง “กฎเหล็ก” ของเมกะโปรเจกต์ระบุว่า “เกินงบ เกินเวลา เสียผลประโยชน์ ซ้ำแล้วซ้ำเล่า” เจ้าของโครงการแบกรับความเสี่ยงในการดำเนินโครงการ
ความเสี่ยงยังรวมถึงความเสี่ยงจากอัตราแลกเปลี่ยน สถานที่ห่างไกล เทคโนโลยีบุกเบิก และการขาดทักษะ ประเทศเจ้าภาพในอนาคตจะต้องสร้างสมดุลระหว่างความเสี่ยงเหล่านี้กับสิ่งล่อใจของการลงทุน การจ้างงาน และดุลการชำระเงินที่ดีขึ้น พวกเขาควรจะดึงการรับประกันจากประเทศลูกค้าของตนเพื่อหลีกเลี่ยงความอยุติธรรมของภาคใต้ทั่วโลกที่อุดหนุนภาคเหนือทั่วโลกในขณะที่เปลี่ยนไปสู่พลังงานที่สะอาดกว่า
