ไฟฟ้า
ไฮโดรเจน
ไฮโดรเจนจะเป็นพลังงานให้โลกได้จริงหรือ?
ไฮโดรเจนเป็นธาตุที่มีมากที่สุดในจักรวาล และมีศักยภาพจะเปลี่ยนโลกได้ แต่กลับหาใช้ได้ยากอย่างน่าประหลาด ไฮโดรเจนสีเขียวผลิตได้ด้วยการแยกน้ำด้วยไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน มันเก็บพลังงานสะอาดได้ และใช้เป็นเชื้อเพลิงให้รถบรรทุก เรือ และเครื่องบิน รวมถึงช่วยลดการปล่อยคาร์บอนจากอุตสาหกรรมสำคัญอย่างการผลิตเหล็กได้ แต่ยังมีความท้าทายใหญ่เรื่องประสิทธิภาพและโครงสร้างพื้นฐาน ที่ขวางกั้นไฮโดรเจนจากการใช้งานอย่างแพร่หลาย
(คู่มือภาพประกอบกำลังจะมาเร็ว ๆ นี้)
2.6คะแนนรวม
คะแนนของวิธีแก้ปัญหานี้
- ผลกระทบ4 / 5ช่วยลดการปล่อยก๊าซจากการผลิตเหล็ก ปุ๋ย และการขนส่งทางเรือ และเก็บพลังงานสะอาดได้นาน
- ความเร็ว2 / 5ต้องสร้างระบบผลิต ท่อส่ง และโครงสร้างพื้นฐานสำหรับกักเก็บก่อนทั้งหมด
- ค่าใช้จ่าย2 / 5ไฮโดรเจนสีเขียวยังแพงกว่าไฮโดรเจนจากเชื้อเพลิงฟอสซิลหลายเท่า
- ความพร้อมของเทคโนโลยี2 / 5อิเล็กโทรไลเซอร์พิสูจน์แล้วว่าใช้ได้ แต่ไฮโดรเจนสีเขียวยังมีการผลิตในระดับเล็กมาก
- ธรรมชาติ3 / 5ตอนใช้สะอาด แต่การผลิตต้องใช้พลังงานและน้ำมาก
แบบทดสอบ
คำถาม 1 จาก 10
ไฮโดรเจนคิดเป็นกี่เปอร์เซ็นต์ของอะตอมในดาวฤกษ์?
คะแนน 0 / 10
บทบรรยาย
ไฮโดรเจนคือผู้เปลี่ยนเกม มันมีศักยภาพจะเปลี่ยนโลกด้วยการจ่ายและกักเก็บพลังงานสีเขียว มันอาจใช้ขับเคลื่อนรถบรรทุก เรือ เครื่องบิน หรือแม้แต่ทั้งเมืองได้ แต่ถ้าจะทำให้การปฏิวัติไฮโดรเจนเกิดขึ้นจริง มนุษยชาติต้องเอาชนะความท้าทายทางเทคนิคและเศรษฐกิจหลายอย่าง งั้นเตรียมตัวดำดิ่งสู่ระดับอะตอม แล้วมาดูกันว่าไฮโดรเจนมีดีพอจะเปลี่ยนโลกไหม!
ถ้าคุณเปิดหนังสือเรื่องจักรวาล คุณจะเจอไฮโดรเจนตั้งแต่บทแรกเลย นั่นเพราะมันคือหนึ่งในหน่วยประกอบพื้นฐานของจักรวาล มันคิดเป็น 90% ของอะตอมในดวงดาว [1-4] และบนโลก ไฮโดรเจนก็เป็นส่วนประกอบหลักของน้ำ พืช และแม้แต่ DNA ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด [4-7].
มันยังเป็นเชื้อเพลิงที่ให้พลังงานสูงมากด้วย ซึ่งเป็นเหตุผลที่ NASA ใช้มันส่งจรวดไปสำรวจอวกาศ [8,9,10]. เห็นได้ชัดว่าไฮโดรเจนพามนุษยชาติไปได้สูงขึ้นอยู่แล้ว และที่ดีที่สุดคือ มันไม่ปล่อย CO2 เลย!
แล้วทำไมมันถึงยังไม่ใช่ตัวเลือกพลังงานอันดับหนึ่งของโลก? คือว่ามันไม่ง่ายขนาดนั้น.
ไฮโดรเจนบริสุทธิ์สกัดจากโลกได้ยาก แม้จะมีแหล่งสะสมตามธรรมชาติอยู่ก็ตาม [11-17]. ปกติมันจะจับกับธาตุอื่นเป็นสารประกอบ ตัวอย่างเช่น เมื่อจับกับออกซิเจน มันจะกลายเป็นน้ำ หรือ H2O. มันยังจับกับคาร์บอนเพื่อกลายเป็นก๊าซฟอสซิล หรือที่เรียกกันว่ามีเทน หรือ CH4 ได้ด้วย.
ดังนั้นถ้าจะได้ไฮโดรเจนบริสุทธิ์ ก็ต้องแยกมันออกจากธาตุที่มันจับอยู่ด้วย เมื่อแยกไฮโดรเจนออกจากน้ำ ก็จะปล่อยออกซิเจนออกมา เมื่อแยกมันออกจากก๊าซฟอสซิล ก็จะปล่อยคาร์บอนออกมา เพราะงั้นการใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงจะดีหรือร้ายต่อโลก ก็ขึ้นอยู่กับว่าไฮโดรเจนนั้นผลิตอย่างไร.
ตอนนี้มีวิธีหลักในการผลิตเชื้อเพลิงไฮโดรเจนอยู่สามแบบ เรียกว่า สีเทา สีน้ำเงิน และสีเขียว: [18-21]
ทุกวันนี้ ไฮโดรเจนส่วนใหญ่ผลิตจากเชื้อเพลิงฟอสซิล [22-28] และชนิดที่พบบ่อยที่สุดคือ ไฮโดรเจนสีเทา ที่ผลิตจากก๊าซฟอสซิล แต่ไม่ว่าจะใช้ก๊าซ ถ่านหิน หรือน้ำมัน การผลิตไฮโดรเจนจากเชื้อเพลิงฟอสซิลก็ปล่อย CO2 จำนวนมากสู่บรรยากาศ [19,26,27,28]. น่าเศร้าที่วิธีเหล่านี้คิดเป็นกว่า 99% ของการผลิตไฮโดรเจนทั้งหมด [23,24,28]. เจ็บเลย!
จริง ๆ แล้ว แค่การผลิตไฮโดรเจนสีเทาอย่างเดียวก็ปล่อย CO2 มากกว่าทั้งสหราชอาณาจักรและออสเตรเลียรวมกัน [28,29]!
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีที่เรียกว่าการดักจับและกักเก็บคาร์บอน ทำให้โรงไฟฟ้าดัก CO2 ที่ปล่อยออกมา แล้วเก็บไว้ใต้ดินได้ [30,31,32]. เมื่อจับคู่กับการผลิตไฮโดรเจน ผลลัพธ์นี้เรียกว่า ไฮโดรเจนสีน้ำเงิน [33,34].
แต่วิธีนี้แม้จะลดการปล่อย CO2 ได้ แต่ตอนนี้ยังมีแนวโน้มให้มีเทน (CH4) รั่วไหล [34-37] ซึ่งอาจแย่ต่อบรรยากาศมากกว่า 80 เท่าในช่วง 20-ปี [38,39,40]. งานวิจัยชิ้นหนึ่งยังพบว่า ถ้าทำผิดวิธี การปล่อย CH4 ที่เพิ่มขึ้นอาจสูงจนเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลไปตั้งแต่แรกยังดีกว่า [35].
สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ตามหาจริง ๆ คือ เอลโดราโดแห่งพลังงานสะอาด ที่เรียกว่า ไฮโดรเจนสีเขียว มันผลิตจากน้ำด้วยกระบวนการเคมีที่เรียกว่าอิเล็กโทรลิซิส: [41-45]
ลองนึกภาพถังน้ำใบใหญ่ หรือ H2O. ถ้าจะเอาไฮโดรเจนออกมา คุณต้องตัดพันธะระหว่างมันกับออกซิเจนก่อน วิธีทำคือใช้ไฟฟ้าแยกพันธะในโมเลกุลน้ำออก แล้วได้ก๊าซไฮโดรเจนอันล้ำค่า ง่ายนิดเดียว!
ทั้งหมดนี้ใช้พลังงานหมุนเวียนอย่างพลังงานแสงอาทิตย์และลมได้ โดยแทบไม่มีการปล่อยก๊าซเลย [41-45].
ไฮโดรเจนสีเขียว นี้มีศักยภาพจะพลิกโฉมโลก [21,28,43,44,45]. อุตสาหกรรมอย่างการผลิตปิโตรเคมีและการผลิตเหล็ก [44-47] ซึ่งคิดเป็นราว 3.6% และ 7.2% ของการปล่อยก๊าซทั่วโลก [48] เริ่มสะอาดขึ้นด้วยการใช้ไฮโดรเจนสีเขียวแทนเชื้อเพลิงฟอสซิล บางประเทศกำลังลงทุนกับมันเพื่อลดคาร์บอนจากการผลิตแอมโมเนีย ซึ่งเป็นสารประกอบที่ใช้ในปุ๋ย และจะลดการปล่อยก๊าซทั่วโลกได้อีก 1-2% [44-46,49-53].
ผู้เชี่ยวชาญกำลังศึกษาการใช้มันในระบบขนส่งด้วย รถยนต์มีความสำคัญน้อยกว่า เพราะรถยนต์ไฟฟ้าทำได้ดีอยู่แล้ว แต่รถบรรทุกระยะไกล การขนส่งทางเรือนานาชาติ และเครื่องบินระยะไกล มีความสำคัญกว่า เพราะพวกมันใช้แบตเตอรี่หนัก ๆ เป็นพลังงานไม่ได้ ไฮโดรเจนสีเขียวจึงเป็นทางเลือกที่เหมาะมาก [21,28,44,45,54].
ในทางทฤษฎี (และตราบใดที่ผลิตอย่างยั่งยืน) การปล่อยโดยตรงเพียงอย่างเดียวจากการใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนก็คือน้ำ จริง ๆ แล้วน้ำนี้ยังถูกใช้บนกระสวยอวกาศของ NASA ซึ่งนักบินอวกาศดื่มมันด้วย! [55,56]
แล้วมีข้อแม้อะไร?
คือถ้าเผาไฮโดรเจนตรง ๆ มันก็อาจทำให้ไนโตรเจนในอากาศเกิดปฏิกิริยาและสร้างไนโตรเจนออกไซด์ ซึ่งเป็นมลพิษทางอากาศที่อันตราย [57-61].
ถึงจะยังสะอาดกว่าการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิล แต่ทางเลือกที่สะอาดที่สุดคือไม่เผามันเลย แล้วใช้เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ที่เปลี่ยนพลังงานเคมีของไฮโดรเจนเป็นไฟฟ้าโดยตรง [62-65]. วิธีนี้ไม่เพียงมีประสิทธิภาพกว่า แต่ยังไม่ปล่อยไนโตรเจนออกไซด์ และแน่นอนว่า CO2 ก็เป็นศูนย์! [57-59,63-65]
ฟังดูดีใช่ไหม? แล้วทำไมไฮโดรเจนที่ผลิตทุกวันนี้ถึงมี สีเขียว ไม่ถึง 1%? [23,24,28] ทำไมทุกคนไม่หันมาใช้เวอร์ชันที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมนี้?
ตอนนี้ไฮโดรเจนมีราคาแพง และต้องใช้ไฟฟ้ามากในการผลิต [66-69]. ถ้าคุณอยากให้มือถือใช้พลังงานจากไฮโดรเจนสีเขียว แทนที่จะชาร์จตรงด้วยพลังงานหมุนเวียน คุณต้องเปลี่ยนไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนเป็นไฮโดรเจนก่อน แล้วใช้เซลล์เชื้อเพลิงเปลี่ยนมันกลับเป็นไฟฟ้า การทำแบบนี้อาจเสียพลังงานไปถึง 70% ของพลังงานที่คุณจะได้ หากชาร์จมือถือจากแผงโซลาร์เซลล์โดยตรงตั้งแต่แรก! [70,71,72]
ดูเหมือน สีเขียว ไฮโดรเจน จะไม่ค่อยคุ้มเงินเท่าไร แล้วทำไมคนถึงควรใช้มันจ่ายพลังงานให้บ้านและเมืองล่ะ?
คำตอบอยู่ที่คุณสมบัติอันทรงพลังที่สุดอย่างหนึ่งของไฮโดรเจน… ความสามารถในการกักเก็บพลังงานจำนวนมากไว้ใช้ในอนาคต.
กังหันลมต้องมีลม และแผงโซลาร์เซลล์ต้องมีแสงแดด ดังนั้นในวันที่มืดและไร้ลม ก๊าซและถ่านหินจึงมักต้องเข้ามาช่วยให้ไฟฟ้ายังเดินต่อไปได้ แต่มีไอเดียที่เขียวกว่านั้น:
จ่ายพลังงานให้บ้านด้วยพลังงานหมุนเวียนผ่านโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะที่ยืดหยุ่น และสร้างฟาร์มลมกับฟาร์มโซลาร์ให้มากพอจะผลิตพลังงานส่วนเกิน จากนั้นส่งไฟฟ้าส่วนเกินไปยังโรงผลิตไฮโดรเจนสีเขียว เพื่อใช้ผลิตไฮโดรเจน แล้วเก็บไฮโดรเจนนี้ไว้ใช้ผลิตไฟฟ้าเมื่อแสงอาทิตย์และลมผลิตพลังงานไม่พอต่อความต้องการ [73-76].
และถ้ายังไม่พอ ไฮโดรเจนยังเก็บใต้ดินในปริมาณมหาศาลได้นาน ๆ ในเหมืองเก่า ถ้ำเกลือ หรือแม้แต่แหล่งกักเก็บน้ำมันและก๊าซที่ใช้หมดแล้ว [77-80]. นั่นหมายความว่าใช้ได้ตลอดปี แม้แต่ในช่วงฤดูหนาวที่หนาวเย็น.
สิ่งนี้เรียกว่าการกักเก็บข้ามฤดูกาล และหลายประเทศกำลังลงทุนกับมันอยู่แล้ว [23,81,82,83]. สักวันหนึ่งมันอาจช่วยกำจัดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลได้ ยิ่งไปกว่านั้น แหล่งไฮโดรเจนขนาดใหญ่นี้ยังทำให้ประเทศต่าง ๆ มีอิสระด้านพลังงานมากขึ้น พึ่งพาการนำเข้าพลังงานน้อยลง จึงไม่ต้องพึ่งประเทศอื่นเพื่อให้ไฟยังติดอยู่ [84,85,86].
แต่แบตเตอรี่ทำแบบเดียวกันไม่ได้เหรอ?
ไม่เชิง ปริมาณแบตเตอรี่ที่ต้องใช้เพื่อกักเก็บพลังงานสำรองให้เมืองนานหลายสัปดาห์หรือหลายเดือน จะแพงกว่ามาก ๆ [87-90]. แต่ไฮโดรเจนสามารถกักเก็บในปริมาณมากได้ในราคาถูกมาก และอาจแก้ปัญหาการกักเก็บพลังงานนี้ได้ [91,92].
แล้วไฮโดรเจนจะมีบทบาทในการลดคาร์บอนของโลกได้ไหม? ได้ แต่ต้องเป็นไฮโดรเจนสีเขียวที่ผลิตจากพลังงานหมุนเวียน [93] และต้นทุนต้องสมเหตุสมผลด้วย [66-69]. การจะทำแบบนั้นได้ ต้องขยายและปรับปรุงโครงสร้างพื้นฐาน และใช้พลังงานหมุนเวียนในวงกว้าง.
แต่มีข่าวดี! ตอนนี้พลังงานลมและแสงอาทิตย์ถูกกว่าเชื้อเพลิงฟอสซิลแล้ว [27,94-97]. และด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีของเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์ในช่วงหลัง ราคาการผลิตไฮโดรเจนสีเขียวก็ลดลงอย่างรวดเร็ว [98-102].
ดังนั้น หากมนุษยชาติสนับสนุนเทคโนโลยีเกิดใหม่นี้ ไฮโดรเจนสีเขียวก็อาจเป็นหนึ่งในดาวเด่นที่เรารอคอยอยู่.
ที่ปรึกษาผู้เชี่ยวชาญ
4
ขอขอบคุณ
Dr. Jennifer Johnstone-Hack
มหาวิทยาลัยเชฟฟิลด์
ภาควิชาวิศวกรรมเคมี วัสดุ และชีวภาพ
Dr. Adrien Chauvet
มหาวิทยาลัยเชฟฟิลด์
คณะวิทยาศาสตร์คณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์กายภาพ, สถาบันพลังงาน
Huazhang Tian
มหาวิทยาลัยเชฟฟิลด์
ศูนย์ประสิทธิภาพทรัพยากรขั้นสูง
Colin Nolden
มหาวิทยาลัยเชฟฟิลด์
สถาบันพลังงาน
วิดีโอเพิ่มเติม
20 ลิงก์
แหล่งข้อมูลเหล่านี้ไม่เกี่ยวข้องกับเรา ทุกลิงก์ที่นี่เป็นภาษาอังกฤษ
ภาพรวมและการผลิต
ไฮโดรเจน: เชื้อเพลิงแห่งอนาคต?The Economist
ความจริงเกี่ยวกับไฮโดรเจนDW Planet A
ไฮโดรเจนสีเขียวจะยุติยุคเชื้อเพลิงฟอสซิลได้อย่างไรTED
ไฮโดรเจนจะช่วยให้โลกไปถึงเน็ตซีโร่ได้ไหม?Financial Times
ไฮโดรเจนสีเขียวคืออะไร และจะเป็นพลังงานแห่งอนาคตไหม?CNBC
ความจริงเรื่องปัญหาสกปรกของไฮโดรเจน - อธิบายไฮโดรเจนสีเขียวUndecided with Matt Ferrell
ไฮโดรเจนราคาถูกจะกลายเป็นเชื้อเพลิงสะอาดชนิดต่อไปได้อย่างไรBloomberg Originals
ไฮโดรเจนสีน้ำเงิน การหลอกลวงเชื้อเพลิงฟอสซิลครั้งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์?Just Have A Think
ไฮโดรเจนในอุตสาหกรรม
การขนส่งด้วยไฮโดรเจน
การเก็บพลังงาน
อ่านเพิ่มเติม
28 ลิงก์
แหล่งข้อมูลเหล่านี้ไม่เกี่ยวข้องกับเรา ทุกลิงก์ที่นี่เป็นภาษาอังกฤษ
ภาพรวมและการผลิต
- ไฮโดรเจนคืออะไร? - National Grid
- สเปกตรัมสีของไฮโดรเจน - National Grid
- พื้นฐานเชื้อเพลิงไฮโดรเจน - US Department of Energy
- การผลิตไฮโดรเจน - US Energy Information Administration (EIA)
- การใช้ไฮโดรเจน - US Energy Information Administration (EIA)
- ไฮโดรเจนสีเทา สีฟ้า สีเขียว - อธิบายสีต่าง ๆ ของไฮโดรเจน - World Economic Forum
- ไฮโดรเจน - MIT Climate Portal
ไฮโดรเจนสีเขียว
- การผลิตไฮโดรเจน: อิเล็กโทรลิซิส - US Department of Energy
- การแยกน้ำด้วยไฟฟ้าเพื่อผลิตไฮโดรเจนสีเขียว - Linde
- ไฮโดรเจนสีเขียว - Stegra
- ไฮโดรเจนสีเขียวสะอาดแค่ไหน? - MIT Climate Portal
ไฮโดรเจนในอุตสาหกรรม - แอมโมเนียสีเขียว
ไฮโดรเจนในอุตสาหกรรม - เหล็กกล้าสีเขียว
การเผาไหม้เชื้อเพลิงไฮโดรเจน vs เซลล์เชื้อเพลิง
- เครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้ไฮโดรเจนและเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน - Cummins Inc.
- เซลล์เชื้อเพลิง - US Department of Energy (see also Fuel Cells Fact Sheet)
การขนส่งพลังงานไฮโดรเจน
- ไฮโดรเจนในระบบขนส่ง - US Environmental Protection Agency (EPA)
การเก็บพลังงานไฮโดรเจน
การเก็บพลังงานไฮโดรเจน - โครงสร้างพื้นฐานและผลกระทบ
ข้อมูลเชิงลึกและรายงานเชิงลึก
ไฮโดรเจนขาว (แหล่งธรรมชาติ)
- ไฮโดรเจนธรรมชาติ: ทางออกที่ยังไม่ถูกใช้เพื่อลดคาร์บอน? - Oxford University
แหล่งอ้างอิง
111 ลิงก์
ทุกลิงก์ที่นี่เป็นภาษาอังกฤษ
- [1] ตารางธาตุ | Los Alamos National Laboratory
- [2] แรกเริ่มมีไฮโดรเจน | Nature Chemistry
- [3] ข้อมูลเกี่ยวกับไฮโดรเจน | Norwegian Hydrogen
- [4] ไฮโดรเจน - ข้อมูลธาตุ คุณสมบัติ และการใช้งาน | Royal Society of Chemistry
- [5] เกลียวคู่ | Chemistry LibreTexts
- [6] พันธุศาสตร์ | University of Houston
- [7] การค้นพบพันธะไฮโดรเจนใน DNA และการประเมินใหม่ของแบบจำลองสองสายของ Creeth ปี 1948 สำหรับโครงสร้างของมัน | Biochemical Society Transactions
- [8] การใช้ไฮโดรเจน | US Energy Information Administration (EIA)
- [9] ห้องทดลองจรวด - วางรากฐานไฮโดรเจน | NASA
- [10] ไฮโดรเจนจะขับเคลื่อนอนาคตของอุตสาหกรรมการบินและอวกาศได้ไหม? | WHA-International
- [11] การค้นหาไฮโดรเจนธรรมชาติ: ยักษ์พลังงานที่ซ่อนอยู่หรือความฝันที่เอื้อมไม่ถึง? | ACS Energy Letters
- [12] การสะสมตัวของทรัพยากรไฮโดรเจนธรรมชาติในเปลือกโลกทวีป | Nature Reviews Earth & Environment (ข่าว: นักวิทยาศาสตร์ระบุส่วนประกอบสำคัญในการค้นหาไฮโดรเจนสะอาดจากธรรมชาติ | University of Oxford; แหล่งไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติในเปลือกโลกอาจเป็นแหล่งพลังงานสะอาดสำคัญ | Renewable Energy Magazine)
- [13] ไฮโดรเจนธรรมชาติ - ทางออกลดคาร์บอนที่ยังไม่ถูกใช้? | Oxford Academic
- [14] Frontiers | ศักยภาพของไฮโดรเจนธรรมชาติในควิเบก (แคนาดา): รีวิวครั้งแรก | Frontiers in Geochemistry
- [15] การคาดการณ์ด้วยแบบจำลองเกี่ยวกับทรัพยากรไฮโดรเจนทางธรณีวิทยาทั่วโลก | Science Advances
- [16] การพบไฮโดรเจนใต้ดินในฝรั่งเศสจุดความหวังพลังงานสะอาด | พลังงานไฮโดรเจน | The Guardian
- [17] การพบและมุมมองการสกัดไฮโดรเจนธรรมชาติ: บริบทบราซิล | Energies
- [18] เศรษฐศาสตร์และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่ต่ำของไฮโดรเจนสีต่าง ๆ | International Journal of Hydrogen Energy
- [19] สีของไฮโดรเจน | The Belfer Center for Science and International Affairs
- [20] วิธีผลิตไฮโดรเจนและสีของมัน | CIC energiGUNE
- [21] นโยบายสำหรับไฮโดรเจนสีเขียว | IRENA (ไฮโดรเจนสีเขียว: คู่มือจัดทำนโยบาย | IRENA)
- [22] ทรัพยากรไฮโดรเจน | US Department of Energy
- [23] Global Hydrogen Review 2024 | IEA
- [24] ไฮโดรเจน | IRENA
- [25] ไฮโดรเจนสีน้ำเงินจะผูกเราไว้กับเชื้อเพลิงฟอสซิลตลอดไปหรือไม่?: One Earth (ใน: การทำความร้อนบ้านด้วยไฮโดรเจนเป็นแค่ฝันลม ๆ แล้ง ๆ หรือเปล่า? บททบทวนหลักฐาน | Joule)
- [26] สู่คำนิยามไฮโดรเจนตามความเข้มการปล่อยของมัน - การวิเคราะห์ | IEA
- [27] ความเปลี่ยนแปลงในตลาดไฮโดรเจนโลก: สีสันหลากหลายของไฮโดรเจน | Fuel Cells Bulletin
- [28] อนาคตของไฮโดรเจน | IEA
- [29] การปล่อย GHG ของทุกประเทศทั่วโลก | EDGAR - The Emissions Database for Global Atmospheric Research
- [30] การดักจับ ใช้ประโยชน์ และกักเก็บคาร์บอน - ระบบพลังงาน | IEA
- [31] 20 ปีของการดักจับและกักเก็บคาร์บอน - บทวิเคราะห์ | IEA
- [32] การดักจับและกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ | IPCC
- [33] ไฮโดรเจนสีน้ำเงิน | Global CCS Institute
- [34] ไฮโดรเจนสีน้ำเงินอาจเป็นแหล่งพลังงานสีเขียวในช่วงเปลี่ยนผ่านสู่การลดคาร์บอน | International Journal of Hydrogen Energy
- [35] ไฮโดรเจนสีน้ำเงินเขียวแค่ไหน? | Resource Sustainability and Energy Resilience
- [36] ความเสี่ยงของเศรษฐกิจไฮโดรเจนต่อมีเทนในบรรยากาศ | Nature Communications (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
- [37] ไฮโดรเจนสีน้ำเงิน: ไม่สะอาด ไม่คาร์บอนต่ำ ไม่ใช่ทางออก | IEEFA (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
- [38] บทที่ 7: งบประมาณพลังงานของโลก ผลป้อนกลับของสภาพภูมิอากาศ และความไวต่อสภาพภูมิอากาศ | IPCC
- [39] มีเทนและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ - Methane Tracker 2021 - บทวิเคราะห์ | IEA
- [40] การปล่อยมีเทน | พลังงาน การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ สิ่งแวดล้อม | European Commission
- [41] ภาพรวมเทคโนโลยีอิเล็กโทรลิซิสในน้ำเพื่อผลิตไฮโดรเจนสีเขียว | Energy Reports
- [42] ภาพรวมสั้น ๆ ของระบบผลิตไฮโดรเจนสีเขียวด้วยพลังงานแสงอาทิตย์และลม: แนวโน้มและมาตรฐาน | International Journal of Hydrogen Energy
- [43] การผลิตไฮโดรเจน: อิเล็กโทรลิซิส | US Department of Energy
- [44] มาตรฐานไฮโดรเจนสีเขียว | Green Hydrogen Organisation (GH2)
- [45] มุมมองพลังงานโลก 2023: แนวโน้มไฮโดรเจน | McKinsey
- [46] ศักยภาพของไฮโดรเจนสำหรับอุตสาหกรรมเคมี | Deloitte
- [47] โอกาสเหล็กสีเขียวระดับโลกจากไฮโดรเจนรอบแหล่งพลังงานหมุนเวียนคุณภาพสูงและแหล่งแร่เหล็ก | Nature Communications
- [48] รายสาขา: การปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลกมาจากไหนบ้าง? | Our World in Data (ใช้ข้อมูลจาก: การปล่อยก๊าซเรือนกระจก (GHG) | Climate Watch)
- [49] แอมโมเนีย: ปุ๋ยเชื้อเพลิงและแหล่งเก็บพลังงานคาร์บอนเป็นศูนย์ | The Royal Society
- [50] บทบาทของไฮโดรเจนและแอมโมเนียในการรับมือความท้าทายสู่คาร์บอนสุทธิเป็นศูนย์ | The Royal Society
- [51] ลดการปล่อย GHG ด้วยแอมโมเนียและปุ๋ยสีเขียว | McKinsey
- [52] การผลิตแอมโมเนียในอุตสาหกรรมปล่อย CO2 มากกว่าปฏิกิริยาผลิตสารเคมีอื่นใด นักเคมีอยากเปลี่ยนเรื่องนี้ | C&EN
- [53] การใช้พลังงานตลอดวัฏจักรชีวิตและการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการผลิตแอมโมเนียด้วยทรัพยากรหมุนเวียนและผลพลอยได้จากอุตสาหกรรม | Green Chemistry
- [54] ปลดล็อกพลังของไฮโดรเจนสำหรับขนส่งสินค้าระยะไกล | McKinsey
- [55] เซลล์เชื้อเพลิงสำหรับงานวิทยาศาสตร์อวกาศ | NASA
- [56] เซลล์เชื้อเพลิง, Apollo | National Air and Space Museum
- [57] เครื่องยนต์สันดาปภายในไฮโดรเจนและเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน | Cummins Inc.
- [58] ศูนย์ข้อมูลเชื้อเพลิงทางเลือก: พื้นฐานไฮโดรเจน | US Department of Energy
- [59] การใช้ไฮโดรเจนก่อมลพิษทางอากาศอย่างไนโตรเจนออกไซด์หรือไม่? | US Department of Energy
- [60] การศึกษาสมรรถนะและลักษณะการปล่อยมลพิษของหัวเผาการหมุนวนต่ำในอุตสาหกรรม เมื่อใช้ก๊าซธรรมชาติ มีเทน ก๊าซธรรมชาติผสมไฮโดรเจน และไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิง | International Journal of Hydrogen Energy
- [61] การปล่อย NOx จากเชื้อเพลิงผสมไฮโดรเจน-มีเทน | GT Strategic Energy Institute
- [62] ข้อดีและข้อเสียของเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนคืออะไร? | TWI (ดูเพิ่มเติม เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนคืออะไรและทำงานอย่างไร? | TWI)
- [63] เอกสารข้อมูลเซลล์เชื้อเพลิง | US Department of Energy (เซลล์เชื้อเพลิง | US Department of Energy)
- [64] ไฮโดรเจน & เซลล์เชื้อเพลิง: วิทยาศาสตร์เบื้องหลังเซลล์เชื้อเพลิง | SEPUP
- [65] เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนเทียบกับรถยนต์สันดาปไฮโดรเจน: ต่างกันอย่างไร? | sopp + sopp
- [66] พลังงานจากไฮโดรเจนสีเขียวจะมีราคาแพง แม้ในปี 2050 | CRU Group
- [67] ไฮโดรเจนสีเขียว: โครงการพลังงานที่ผลาญเงินหลายพันล้านดอลลาร์ | Manhattan Institute
- [68] ต้นทุนของไฮโดรเจนสีเขียว: ต้องเกิดอะไรขึ้นถึงจะแข่งขันได้ | ET EnergyWorld
- [69] สร้างจุดเปลี่ยน: นโยบายไฮโดรเจนสีเขียวและต้นทุนเทคโนโลยี | IRENA
- [70] ไฮโดรเจนสีเขียว | EECA
- [71] ความจริงเบื้องหลังกระแสไฮโดรเจนสีเขียวที่ถูกปั่นจนเกินจริง | Greentech Media (ที่เก็บถาวร)
- [72] ห้าเหตุผลที่ควรกังวลเรื่องไฮโดรเจนสีเขียว | Clean Energy Group
- [73] พลังงานหมุนเวียนที่ไม่สม่ำเสมอ: แหล่งไฮโดรเจนเดียวในอนาคต? | International Journal of Hydrogen Energy
- [74] การกักเก็บพลังงานไฮโดรเจน: ทางออกใหม่สำหรับปัญหาพลังงานหมุนเวียนไม่สม่ำเสมอ | Renewable Energy World
- [75] การกักเก็บไฟฟ้าขนาดใหญ่ | The Royal Society (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
- [76] การกักเก็บไฮโดรเจน: ตอบโจทย์ความต้องการพลังงานของสหราชอาณาจักร | Hydrogen UK (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
- [77] โพรงเกลือ: กุญแจสู่การกักเก็บไฮโดรเจน? | Polytechnique Insights (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
- [78] ศักยภาพการใช้ RES และการกักเก็บ H2 ใต้ดินในเหมืองร้าง | Materials Proceedings (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
- [79] รีวิวการกักเก็บไฮโดรเจนใต้ดินในแหล่งก๊าซที่หมดแล้ว: ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับกลไกปฏิสัมพันธ์ระหว่างหินกับของไหล และผลต่อความสมบูรณ์ของกระบวนการ | Fuel (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
- [80] การกักเก็บไฮโดรเจน | Statera Energy (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
- [81] การกักเก็บไฮโดรเจนระยะยาว | IRENA (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
- [82] การกักเก็บข้ามฤดูกาล: ตัวช่วยสู่เน็ตซีโร่ | Regen (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
- [83] การกักเก็บพลังงานสะอาดขั้นสูง | US Department of Energy (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
- [84] ไฮโดรเจนสีเขียวกับแนวคิดความมั่นคงทางพลังงานที่กำลังเปลี่ยนไป: ความท้าทายและการเปรียบเทียบ | Renewable Energy (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
- [85] ความเห็น: ไฮโดรเจนช่วยเพิ่มความมั่นคงทางพลังงานได้ | The Engineer
- [86] กรณีศึกษา - การเก็บไฮโดรเจนสีเขียวเพื่อคุ้มครองความมั่นคงทางพลังงาน | RMI
- [87] อนาคตของการกักเก็บพลังงาน: ไฮโดรเจน VS ลิเทียม | SENZA
- [88] ประเมินบทบาทของไฮโดรเจนในโซลูชันกักเก็บพลังงาน | EE Times
- [89] เหตุผลมูลค่า 2.5 ล้านล้านดอลลาร์ที่เราพึ่งแบตเตอรี่เพื่อทำให้โครงข่ายไฟฟ้าสะอาดไม่ได้ | MIT Technology Review
- [90] ก้าวข้ามแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 4 ชั่วโมง: ความท้าทายและโอกาสของการกักเก็บพลังงานระยะยาว(กว่า) | NLR (NREL)
- [91] การสร้างแบบจำลองแบบไดนามิกของการกักเก็บพลังงานด้วยก๊าซอัด เพื่อเสริมพลังงานลมหมุนเวียนที่ไม่สม่ำเสมอ | International Journal of Hydrogen Energy
- [92] การประเมินความจุและวิเคราะห์ต้นทุนการกักเก็บไฮโดรเจนทางธรณีวิทยา: กรณีศึกษาในภูมิภาค Intermountain-West สหรัฐอเมริกา | International Journal of Hydrogen Energy
- [93] เหนือสายรุ้ง: ทำไมการเข้าใจความเข้มคาร์บอนตลอดห่วงโซ่มูลค่าจึงสำคัญกว่าสีของไฮโดรเจน | Wood Mackenzie
- [94] IEA ยืนยัน พลังงานแสงอาทิตย์คือ ‘ไฟฟ้าที่ถูกที่สุดในประวัติศาสตร์’ | CarbonBrief (ข่าวประชาสัมพันธ์ของ World Energy Outlook 2020 | IEA)
- [95] Lazard LCOE+ (มิถุนายน 2025)
- [96] การคาดการณ์เทคโนโลยีบนฐานข้อมูลจริงและการเปลี่ยนผ่านด้านพลังงาน | Joule
- [97] พลังงานหมุนเวียนแข่งขันได้มากขึ้น แม้ต้นทุนจะเฟ้อ | IRENA (ข่าวประชาสัมพันธ์ของ Renewable power generation costs in 2022 | IRENA)
- [98] การลดต้นทุนไฮโดรเจนสีเขียว | IRENA
- [99] วิเคราะห์ต้นทุนไฮโดรเจนสีเขียวในอนาคต | PwC
- [100] ไฮโดรเจนสีเขียวจะถูกกว่าไฮโดรเจนสีเทาภายในสิ้นทศวรรษ | BloombergNEF
- [101] ผู้เชี่ยวชาญอธิบายว่าทำไมต้นทุนไฮโดรเจนสีเขียวถึงลดลงและจะลดลงต่อไป | S&P Global Market Intelligence
- [102] ต้นทุนที่แท้จริงของไฮโดรเจนจากโซลาร์ | ต้นทุนเฉลี่ยตลอดอายุโครงการของไฮโดรเจนในยุโรป 2021-2050 | Bozen-Bolzano Institutional Archive (ดู หมายเหตุอ้างอิง*)
หมายเหตุอ้างอิง
4
ผลกระทบทางอ้อมของการปล่อยก๊าซไฮโดรเจนต่อบรรยากาศ
การปล่อยก๊าซไฮโดรเจนรั่วไหลเกิดขึ้นเมื่อไฮโดรเจนหลุดออกสู่ชั้นบรรยากาศโดยไม่ตั้งใจระหว่างการผลิต การเก็บ การขนส่ง หรือการใช้งาน. เรื่องนี้อาจเกิดจากรอยรั่วในท่อ วาล์ว ถังเก็บ หรือระหว่างกระบวนการอุตสาหกรรม. ไฮโดรเจนเป็นโมเลกุลที่เล็กและเบามาก จึงหลุดรอดผ่านจุดบกพร่องเล็กนิดเดียวในระบบกักเก็บได้ง่ายเป็นพิเศษ.
เมื่ออยู่ในชั้นบรรยากาศ ก๊าซไฮโดรเจนส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทางอ้อม โดยไปเปลี่ยนสมดุลของก๊าซเรือนกระจก. กลไกสำคัญคือการทำปฏิกิริยากับอนุมูลไฮดรอกซิล (OH) ซึ่งสำคัญต่อปฏิกิริยาและกลไกต่าง ๆ ในชั้นบรรยากาศ. ไฮโดรเจนทำปฏิกิริยากับ OH ทำให้มี OH เหลือใช้น้อยลง. เพราะ OH มีหน้าที่ย่อยสลายมีเทน (CH4) ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจกที่รุนแรง การที่ OH ลดลงจึงทำให้มีเทนอยู่ในชั้นบรรยากาศนานขึ้น และเพิ่มผลทำให้โลกร้อนที่รุนแรงอยู่แล้วของมัน. เนื่องจากวิธีผลิตไฮโดรเจน - เช่น SMR ที่ใช้ผลิตไฮโดรเจนสีน้ำเงิน - ก็อาจทำให้มีเทนรั่วไหลได้เช่นกัน เรื่องนี้จึงยิ่งแย่ลง.
นอกจากส่งผลต่อมีเทนแล้ว ไฮโดรเจนยังมีอิทธิพลต่อการก่อตัวของโอโซนในชั้นโทรโพสเฟียร์ ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจกทุติยภูมิ. ไฮโดรเจนช่วยให้เกิดโอโซนผ่านการมีส่วนในปฏิกิริยาเคมีเมื่อมีไนโตรเจนออกไซด์ (NOₓ). ปฏิกิริยาเหล่านี้มักเกิดในบรรยากาศชั้นล่าง ที่แสงแดดขับเคลื่อนกระบวนการโฟโตเคมีเป็นลูกโซนอันซับซ้อน. โอโซนส่วนเกินทำหน้าที่เป็นก๊าซเรือนกระจก กักเก็บความร้อนและทำให้โลกร้อนขึ้น. แต่โอโซนก็เป็นมลพิษที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพมนุษย์และระบบนิเวศด้วย.
ดังนั้น การปล่อยไฮโดรเจนรั่วไหล แม้ตัวมันเองจะไม่ใช่ก๊าซเรือนกระจกโดยตรง ก็ทำให้การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศแย่ลงทางอ้อมผ่านผลกระทบต่อพลวัตของมีเทนและโอโซน. ก๊าซทั้งสองชนิดนี้ยังมีศักยภาพในการทำให้โลกร้อนสูงกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) มาก.
แหล่งอ้างอิงเพิ่มเติม:
- การประเมินด้วยหลายแบบจำลองเกี่ยวกับศักยภาพการทำให้โลกร้อนของไฮโดรเจน | Nature Communications
- การตอบสนองของอนุมูลไฮดรอกซิล (OH) ต่อแรงบังคับทางอุตุนิยมวิทยา และนัยต่อสมดุลมีเทน | Geophysical Research Letters
- การออกซิเดชันในชั้นบรรยากาศที่เพิ่มขึ้นเพื่อมุ่งสู่ความเป็นกลางทางคาร์บอน ช่วยลดแรงบังคับต่อสภาพภูมิอากาศจากมีเทน | Nature Communications
ไนโตรเจนออกไซด์จากการเผาไหม้ไฮโดรเจน
แก้ไข: ในวิดีโอใช้คำว่า “ไนตรัสออกไซด์ ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจกที่รุนแรง” แต่คำที่ตั้งใจหมายถึงคือไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) ซึ่งรวมถึงไนตริกออกไซด์และไนโตรเจนไดออกไซด์ ที่อาจเกิดขึ้นเมื่่อไนโตรเจนและออกซิเจนในอากาศทำปฏิกิริยากันที่อุณหภูมิสูงจากการเผาไหม้ไฮโดรเจน พวกมันเป็นมลพิษทางอากาศที่เป็นอันตราย ซึ่งทำให้คุณภาพอากาศแย่ลงและเพิ่มโอโซนระดับพื้นดิน แต่ตัวมันเองไม่ใช่ก๊าซเรือนกระจก
ไนตรัสออกไซด์ (N₂O) เป็นสารประกอบคนละชนิดและเป็นก๊าซเรือนกระจกที่รุนแรง มันไม่ใช่มลพิษหลักที่เกี่ยวข้องกับการเผาไหม้ไฮโดรเจน แม้จะตรวจพบในปริมาณน้อยมากภายใต้เงื่อนไขบางอย่าง งานวิจัยหนึ่งที่ศึกษาเครื่องต้มน้ำไฮโดรเจน 100% ตรวจพบ N₂O เป็นหลักระหว่างการทำงานที่กำลังสูง A เซลล์เชื้อเพลิงไม่ใช้การเผาไหม้ จึงไม่ปล่อย NOx ที่เกิดจากการเผาไหม้ ณ จุดใช้งาน [57-61,63-65]
การใช้ไฮโดรเจนสีเขียวในสมาร์ทกริดร่วมกับแหล่งพลังงานหมุนเวียนอื่น ๆ
เมื่อการผลิตพลังงานหมุนเวียน เช่น จากลมหรือแสงอาทิตย์ มากเกินกว่าความต้องการหรือความจุของโครงข่ายไฟฟ้า ก็ทำให้ไฟฟ้าที่ผลิตได้บางส่วนต้องถูกปล่อยทิ้งไว้ไม่ได้ใช้ การจำกัดการผลิตไฟฟ้าหมุนเวียนแบบนี้เรียกว่า ‘การตัดทอนการผลิต’ โดยไฟฟ้าที่ถูกตัดทอนมักสูญเปล่า ในระบบโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ ไฟฟ้าส่วนเกินนี้สามารถถูกส่งต่อแบบยืดหยุ่นไปจ่ายให้ระบบอิเล็กโทรลิซิส ซึ่งผลิตไฮโดรเจนสีเขียวได้ โครงข่ายอัจฉริยะช่วยให้ใช้พลังงานหมุนเวียนได้คุ้มที่สุด ด้วยการติดตามการผลิตและความต้องการแบบเรียลไทม์ แล้วส่งไฟฟ้าที่ถูกตัดทอนไปยังหน่วยอิเล็กโทรลิซิสโดยอัตโนมัติแทนที่จะปล่อยทิ้ง เมื่อผลิตแล้ว ไฮโดรเจนสีเขียวสามารถเก็บไว้ในถังแรงดันสูง โพรงเกลือใต้ดิน หรือวิธีเก็บระยะยาวแบบอื่นได้ เมื่อความต้องการไฟฟ้าจากโครงข่ายพุ่งสูง หรือการผลิตพลังงานหมุนเวียนลดลง (เช่น ตอนลมน้อยหรือกลางคืน) ไฮโดรเจนที่เก็บไว้ก็เปลี่ยนกลับเป็นไฟฟ้าได้ผ่านเซลล์เชื้อเพลิงหรือกังหัน การเชื่อมระบบนี้ไม่เพียงใช้พลังงานหมุนเวียนที่ผลิตได้อย่างคุ้มค่า แต่ยังให้แหล่งพลังงานที่เสถียรและสั่งจ่ายได้ เพื่อช่วยปรับสมดุลโครงข่ายในช่วงเวลานาน ๆ
แหล่งอ้างอิงเพิ่มเติม:
กราฟต้นทุนเครื่องแยกน้ำด้วยไฟฟ้าที่คาดการณ์
กราฟนี้เป็นการคาดการณ์รายจ่ายลงทุน (CAPEX) ของอิเล็กโทรไลเซอร์ไฮโดรเจนถึงปี 2050 เป็นหน่วยยูโร (€) ต่อกิโลวัตต์ (kW) ของกำลังการผลิตอิเล็กโทรไลเซอร์ โดยอิงจากกราฟในรูปที่ 4 ใน [102]. กราฟนี้คาดการณ์ CAPEX ของระบบอิเล็กโทรไลเซอร์ภายใต้ 3 สถานการณ์การเติบโตของปริมาณการผลิต: “ภายในปี 2050 กำลังการผลิตติดตั้งคาดว่าจะอยู่ที่ 1 TWel, 5 TWel หรือ 17 TWel. สองกรณีแรกอิงจากสถานการณ์ของ International Renewable Energy Agency (IRENA) [98] ส่วนกรณีหลังจำเป็นสำหรับระบบพลังงานและอุตสาหกรรมที่ยั่งยืน 100% ภายในปี 2050”. การขยายกำลังการผลิตอิเล็กโทรไลเซอร์ครั้งใหญ่นี้คาดว่าจะทำได้จริง โดยมีหลักฐานว่า “ภูมิภาคยุโรปส่วนใหญ่ที่ศึกษา มีศักยภาพทางเทคนิคสูงพอที่จะพึ่งพาตัวเองได้ด้วยพลังงานหมุนเวียน” B. เส้นในกราฟอิงจากผลของสถานการณ์พื้นฐานที่คาดการณ์ไว้ (5 TWel) ซึ่งแสดงว่าไม่เพียงแต่ต้นทุนการผลิตไฮโดรเจนสีเขียวอาจลดลง แต่ยังคาดว่าจะลดลงด้วย.
























