ในบทความตอนที่แล้ว ผมได้เล่าเรื่องรถไฟฟ้า Fuel Cell อย่างคร่าวๆ ไปแล้ว คราวนี้มาถึงเรื่องที่ไปไกลกว่านั้นดูกันครับ มาดูสิว่ามนุษย์เราสามารถประยุกต์เอาเชื้อเพลิงใหม่ชนิดนี้ไปทำอะไรได้อีกบ้าง

Fuel Cell และเชื้อเพลิงไฮโดรเจนนี้ แรกเริ่มเดิมทีมันเป็นระบบจ่ายพลังงานที่ใช้กับกระสวยอวกาศมาตั้งแต่ปี ค.ศ.1970 แล้ว เพราะผลพลอยได้หลังจากจ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าระบบคือน้ำ (H2O) ซึ่งนักบินอวกาศสามารถนำไปใช้ประโยชน์หมุนเวียนต่อไปได้อีกมากมาย เทคโนโลยีนี้จึงไม่ได้ใหม่อะไรนัก มีการพัฒนาอย่างเงียบๆ แต่ต่อเนื่องเรื่อยมา จนกระทั่งโครงสร้างพื้นฐานของบางประเทศเหมาะสมต่อการนำเอาเทคโนโลยีนี้มาใช้งานเสียที และประเทศไทยของเราก็กำลังขยับเข้าใกล้เทคโนโลยีนี้เข้าไปทุกที

หากถามว่าหลักการทำงานของ Fuel Cell และเชื้อเพลิงไฮโดรเจนนี้เป็นอย่างไร?
หลายๆ คนอาจจะร้อง อ๋อ… ก็เอาไฮโดรเจนมาทำปฏิกิริยากับอากาศ ให้พลังงานและปล่อยน้ำบริสุทธิ์ (H2O) เป็นของเสียไง ถูกต้องทุกอย่าง แต่หากพูดถึงพลังงานงานไฮโดรเจนแล้ว มันไปได้ไกลกว่าการเสริมพลังให้กับรถยนต์ไฟฟ้าอีกมาก มันสามารถเป็นได้ถึงโรงไฟฟ้าเลยทีเดียว

แต่ก่อนไปไกลถึงโรงไฟฟ้า ขออธิบายกลไลการทำงานให้พอเข้าใจได้อย่างง่ายๆ ก่อน คือ เราเอากระแสไฟฟ้ามาแยกโมเลกุลน้ำออกจากกัน จะได้ก๊าซไฮโดรเจน H2 และก๊าซออกซิเจน O2  ออกมา จากนั้นเราก็เอาไฮโดรเจนไปทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในระบบ ซึ่งออกซิเจนก็ไม่ต้องไปหาจากไหนไกล ก็อากาศทั่วไปนี่แหละครับ จากนั้นเราจะได้กระแสไฟฟ้าสู่วงจร และไอน้ำคืนกลับมา พอเห็นภาพไหมครับ มันคือการหมุนเวียนวงจรของน้ำและพลังงานเฉยๆ ไฮโดรเจนคือตัวฝากรับฝากไฟฟ้า แต่หากอธิบายให้เข้าใจง่ายน้อยลงมาอีกหน่อยก็ต้องบอกว่า กระบวนการที่ทำปฏิกิริยาภายในระบบนั้น ไม่มีการจุดระเบิด ไม่มีการเผาไหม้แต่อย่างใด มันทำปฏิกิริยาเคมีต่อกัน (ออซิเดชันและรีดักชัน) นั่นทำให้ไม่เสี่ยงต่อการระเบิด ไม่ลุกไหม้ ไม่สร้างความร้อนสูง

กระบวนการผลิตไฟฟ้าด้วย Fuel Cell และเชื้อเพลิงไฮโดรเจนจึงปลอดภัย และสะอาดสุดใจ เหมาะสมต่อการใช้งานในอนาคตเป็นอย่างมาก

ส่วนหลักการทำงานของการผลิตไฮโดรเจนแบบเข้าใจง่ายสุดๆ ก็คือ กลั่นเอาไฮโดรเจนที่มีอยู่ทุกที่ในโลกนี้ มาทำให้บริสุทธิ์กลายเป็นไฮโดรเจน แล้วจับมันอัดความดันและลดอุณหภูมิจนก๊าซกลายเป็นของเหลว ซึ่งก็มีวิธีการมากมายให้ได้มาซึ่งไฮโดรเจน อาทิ เอาขยะการเกษตร อุจจาระ ซากสัตว์ เศษอาหารมาหมัก เอาจุลินทรีย์มาย่อยจนเกิดก๊าซ แล้วก็แยกเอาไฮโดรเจนออกมาจากก๊าซเหล่านั้น หรือนำเอาพลังงานที่ไม่มีวันหมด เช่น แสงแดด กระแสลม หรือความร้อน มาแยกโมเลกุลน้ำหาไฮโดรเจนตามตัวอย่างที่ยกมาข้างต้น หรือจะเอาตัวก๊าซที่มีไฮโดรเจนเป็นส่วนประกอบอยู่แล้วมาแยกโดยตรงเลยก็ได้ เช่น ก๊าซธรรมชาติ ที่พบมากในเมืองไทย

จากที่กล่าวมา จะเห็นได้ว่าประเทศไทยก็เป็นอีกหนึ่งประเทศที่เหมาะสมต่อพลังงานไฮโดรเจนเป็นอย่างมาก ทั้งแดดที่มีมากมายตลอดปี หรือจะเป็นประเทศเกษตรกรรมที่มีซากพืชซากสัตว์เหลือใช้ทางการเกษตรกรรมมากมายปีละหลายสิบล้านตัน หรือจะเป็นแหล่งก๊าซธรรมชาติที่มีอยู่ทั่วในผืนแผ่นดิน ผืนแผ่นน้ำของไทย นอกจากนั้นประเทศไทยยังเป็นฐานการผลิตอุตสาหกรรมที่มีความสำคัญของภูมิภาคอีกด้วย นั่นทำให้ในกระบวนการการผลิตสินค้าบางอย่าง อาจได้ก๊าซไฮโดรเจนเป็นผลพลอยได้เหลือใช้นั่นเอง

ส่วนใหญ่แล้ว โรงไฟฟ้าพลังงานไฮโดรเจนมักจะตั้งอยู่ร่วมกันกับโรงผลิตไฮโดรเจน จึงทำให้โรงไฟฟ้ามีขนาดใหญ่ ใช้พื้นที่ค่อนข้างมาก ทั้งส่วนเก็บกักไฮโดรเจน ทั้งส่วนเก็บกักวัตถุดิบ ส่วนผลิต ฯลฯ ณ ปัจจุบันโรงไฟฟ้าพลังงานไฮโดรเจนยังเป็นลักษณะของโรงไฟฟ้าผสมผสาน ที่ใช้ทั้งพลังงานจากหลากหลายแหล่งมาผลิตกระแสไฟฟ้าโดยตรง ส่วนที่เหลือใช้จึงนำมาผลิตไฮโดรเจน นั่นส่งผลให้ต้องการพื้นที่ที่ใหญ่ขึ้นไปอีก

หากวัดจริงๆ แล้ว เครื่องผลิตกระแสไฟฟ้าจากก๊าซไฮโดรเจนนั้นมีขนาดไม่ใหญ่เลย สามารถติดตั้งไว้ใช้เองที่สวนหลังบ้าน หรือแม้แต่ใส่ไว้ที่ชั้นใต้ดินก็สามารถทำได้

แล้วค่อยหาไฮโดรเจนมาเติมภายหลัง นั่นจะสามารถลดพื้นที่การใช้งานลงได้เป็นอย่างมาก ซึ่งในอนาคตเราอาจจะสามารถโทรสั่งก๊าซไฮโดรเจนจากร้านค้าแถวบ้านมาส่ง แบบเดียวกับก๊าซหุงต้มก็เป็นไปได้

แม้แต่ในพื้นที่อยู่ห่างไกล อาจไม่จำเป็นต้องลากสายไฟฟ้าแรงสูงข้ามป่าข้ามเขาอีกต่อไปแล้ว หากสถานที่นั้นๆ สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้เอง ไม่ว่าจะจากการผลิตไฮโดรเจนใช้เองหรือจัดส่งไฮโดรเจนมาจากโรงงานผลิตโดยตรงก็ตาม เราสามารถเลือกระบบการขนส่งได้หลากหลาย ทั้งจากทางรถ ทางเรือ ทางอากาศ หรือทางท่อส่งก๊าซก็แล้วแต่ความเหมาะสมในสภาพเส้นทางพื้นที่นั้นๆ

จากที่กล่าวมาทั้งหมด พลังงานไฮโดรเจนจึงเป็นพลังงานที่จะสร้างความมั่นคง และยั่งยืนให้กับประเทศ ไม่ต้องไปกังวลกับภาวะผันผวนทางพลังงานน้ำมัน ที่เราไม่มีครอบครองและไม่สามารถผลิตได้เองอีกต่อไป

ที่มาข้อมูล:
กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน (พพ.) กระทรวงพลังงาน www.dede.go.th
Fuel Cell Education Thailand www.fuelcell.co.th

ภาพประกอบ: missingkk