ปตท. ขับเคลื่อน “ไฮโดรเจน” พลังงานแห่งอนาคต

จากผลกระทบของสภาวะโลกร้อนในปัจจุบัน ส่งผลให้เกิดภัยพิบัติในพื้นที่ต่าง ๆ ทั่วโลก อันเป็นผลมาจากการเพิ่มปริมาณของก๊าซเรือนกระจก (Green House Gas: GHG) โดยมีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เป็นก๊าซเรือนกระจกที่ถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศโลกมากเป็นอันดับ 1 จึงมีข้อตกลงระหว่างประเทศในการลดปริมาณ CO2 ในชั้นบรรยากาศ ทำให้แนวโน้มการใช้พลังงานฟอสซิล อาทิ ถ่านหิน ปิโตรเลียม และก๊าซธรรมชาติ ลงลดอย่างมีนัยสำคัญ และกำลังจะหมดไปในอนาคตอันใกล้ 

พลังงานฟอสซิลจะถูกแทนที่ด้วยพลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy) ที่มีอยู่ในธรรมชาติ และไม่ก่อให้เกิดมลภาวะต่อสภาพแวดล้อม ได้แก่ พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานน้ำ พลังงานลม พลังงานชีวมวล โดยเฉพาะพลังงานไฮโดรเจน  (Hydrogen ) ที่จะนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงสะอาดตอบโจทย์การลดก๊าซเรือนกระจกได้ เนื่องจากก๊าซไฮโดรเจนไม่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ การใช้ไฮโดรเจนจึงไม่ปล่อยก๊าซ CO2 ฝุ่นละออง หรือมลพิษไอเสียอื่น ๆ นอกจากนี้ ไฮโดรเจนยังมีค่าพลังงานความร้อนต่อน้ำหนักสูงกว่าน้ำมัน Gasoline ประมาณ 3 เท่า ซึ่งหมายความว่า ด้วยน้ำหนักเชื้อเพลิงที่เท่ากัน รถยนต์ที่ใช้พลังงานไฮโดรเจนจะวิ่งได้ระยะทางที่ไกลกว่ารถที่ใช้น้ำมันเชื้อเพลิง Gasoline
 

ปัจจุบัน "พลังงานไฮโดรเจน" ได้รับความสนใจจากทั่วโลก และเชื่อว่าไฮโดรเจนจะเป็นส่วนหนึ่งของการเปลี่ยนผ่านการใช้พลังงาน (Energy Transition) และคงไม่ใช่เรื่องใหม่อีกต่อไปสำหรับประเทศไทยต่อจากนี้

ทั้งนี้ ไฮโดรเจน (H) มีการคิดค้นเพื่อใช้งานตั้งแต่ศตวรรษที่ 18 โดยน้ำ (H2O) เป็นสารประกอบที่ประกอบด้วย ธาตุไฮโดรเจน เป็นแหล่งของไฮโดรเจนที่มีมากที่สุดในโลก  ไฮโดรเจนมีคุณสมบัติอยู่ได้ทั้ง 3 สถานะ คือ ของแข็ง ของเหลวและก๊าซ โดยจะเปลี่ยนสถานะไปตามอุณหภูมิและแรงดัน ซึ่งไฮโดรเจนสามารถผลิตได้จากวัตถุดิบหลายชนิด ไม่ว่าจะเป็น ถ่านหิน ก๊าซธรรมชาติ และ น้ำ  ในแต่ละกระบวนการผลิตไฮโดรเจนจะปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณที่ต่างกัน 
 

ด้วยเหตุผลดังกล่าว จึงได้มีการกำหนดสีของไฮโดรเจนเพื่อบ่งบอกถึงความสะอาดของไฮโดรเจนที่ต่างกัน ได้แก่

ไฮโดรเจนสีน้ำตาล (Brown Hydrogen) เป็นไฮโดรเจนที่ใช้ถ่านหินเป็นวัตถุดิบในกระบวนการผลิต-ผ่านกระบวนการ Gasification ซึ่งถือว่าเป็นกระบวนการผลิตที่มีการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มากที่สุด

ไฮโดรเจนสีเทา (Grey Hydrogen) เป็นไฮโดรเจนที่ผลิตโดยใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นวัตถุดิบผ่านกระบวนการ Steam Methane Reforming (SMR) ซึ่งยังมีการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ แต่น้อยกว่าการใช้ถ่านหินเป็นเป็นวัตถุดิบ

ไฮโดรเจนสีฟ้า (Blue Hydrogen) เป็นไฮโดรเจนที่ผลิตจากก๊าซธรรมชาติเช่นเดียวกันกับไฮโดรเจนสีเทา แต่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นในกระบวนการผลิต จะถูกกักเก็บด้วยเทคโนโลยี Carbon Capture and Storage หรือ CCS

ไฮโดรเจนสีชมพู (Pink Hydrogen) เป็นไฮโดรเจนที่ผลิตโดยใช้กระบวนการ Water Electrolysis ซึ่งเป็นการแยกไฮโดรเจนออกจากน้ำ และพลังงานไฟฟ้าที่ใช้มีต้นกำเนิดจะมาจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์

สุดท้ายไฮโดรเจนสีเขียว (Green Hydrogen) เป็นไฮโดรเจนที่ผลิตจากกระบวนการแยกไฮโดรเจนออกจากน้ำ หรือ ใช้กระบวนการที่เรียกว่า Water Electrolysis โดยพลังงานไฟฟ้าและพลังงานไฟฟ้านั้นต้องมาจากพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Energy) หรือ พลังงานลม (Wind Energy)  

ดังนั้น ไฮโดรเจนสีเขียวนับเป็นพลังงานที่มีความสะอาดและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ถึงแม้ว่าในปัจจุบัน จะมีการผลิตไฮโดรเจนสีเขียวอยู่เพียง 5% ของปริมาณไฮโดรเจนที่ใช้งานกันทั่วโลก แต่ก็เป็นที่

คาดหมายกันว่า ไฮโดรเจนสีเขียวนี้จะเข้ามามีบทบาทอย่างมากในด้านพลังงานหลังปี 2573 เป็นต้นไป และราคาของไฮโดรเจนสีเขียวก็มีแนวโน้มถูกกว่าไฮโดรเจนสีเทาในอนาคตอีกด้วย

 
ไฮโดรเจนพลังงานแห่งอนาคต
    
ไฮโดรเจนถูกมองว่าเป็นหัวใจสำคัญ ที่จะช่วยลดคาร์บอนไดออกไซด์ในอนาคต ของการเปลี่ยนผ่านพลังงาน ด้วยคุณสมบัติเฉพาะตัวที่สามารถใช้งานในภาคส่วนต่างๆของเศรษฐกิจ 

ปัจจุบันหลายประเทศได้ออกนโยบาย และแผนยุทธศาสตร์ในการพัฒนาและประยุกต์ใช้งานไฮโดรเจน เพื่อกระตุ้นให้เกิดอุปสงค์และ อุปทานภายในประเทศ โดยมีการใช้งานเทคโนโลยีไฮโดรเจนเพื่อวัตถุประสงค์ลดการปลดปล่อยคาร์บอนในหลายประเทศทั่วโลก โดยเฉพาะประเทศในฝั่งยุโรป สหรัฐอเมริกา และตะวันออกกลาง ทั้งนี้เนื่องจากความได้เปรียบเชิงพื้นที่ในการพัฒนาพลังงานหมุนเวียน ตัวอย่างของการพัฒนาการใช้งานไฮโดรเจนเพื่อมุ่งสู่ความเป็นกลางทางคาร์บอน ได้แก่

ประเทศเยอรมนี ได้ร่วมมือกับรัสเซีย นำโฮโดรเจนที่ผลิตได้ส่งผ่านท่อมายังเยอรมนี รวมถึงการเปิดให้บริการรถไฟพลังงานไฮโดรเจนเป็นครั้งแรกของโลก ทดแทนรถไฟเชื้อเพลิงดีเซล วิ่งได้ราว 1,000 กิโลเมตรต่อไฮโดรเจนหนึ่งถัง ด้วยความเร็วสูงสุดที่ 140 กิโลเมตรต่อชั่วโมง 

ประเทศญี่ปุ่น บริษัท Honda มีแผนทดสอบการใช้ไฮโดรเจนในการผลิตไฟฟ้าเพื่อใช้ใน Data Center ขณะที่บริษัท ISUZU ได้นำรถบรรทุกพลังงานไฮโดรเจน มาทดลองวิ่งใช้งานจริงในญี่ปุ่น ก่อนเตรียมเปิดขายปี ค.ศ. 2027

ส่วนประเทศฝรั่งเศส บริษัท Pragma Industries ได้ผลิตจักรยานพลังงานไฮโดรเจนออกสู่ตลาด สามารถวิ่งได้ประมาณ 100 กิโลเมตร จากการใช้ไฮโดรเจนจำนวนสองลิตร และบริษัท Compagnie Fluvial de Transport เริ่มใช้เรือพลังงานไฮโดรเจนขนส่งสินค้าเชิงพาณิชย์ ขนส่งสินค้าผ่านเส้นทางแม่น้ำ Seine ในฝรั่งเศสเป็นที่แรก เป็นต้น 

ขณะที่ประเทศไทย ก็มีความเป็นไปได้ในการใช้ประโยชน์จากเชื้อเพลิงไฮโดรเจน เพื่อลดการปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ ใน 3 ภาคส่วนหลัก ได้แก่ ภาคอุตสาหกรรมที่มีการใช้พลังงานความร้อนสูง เช่น อุตสาหกรรมเหล็กและเหล็กกล้า อะลูมิเนียม ซีเมนต์ เคมีภัณฑ์ และการกลั่นน้ำมัน ภาคการผลิตไฟฟ้า ซึ่งสามารถนำไฮโดรเจนไปใช้เป็นเชื้อเพลิงโดยตรง หรือนำไปผสมกับก๊าซธรรมชาติใช้งานในเครื่องผลิตไฟฟ้ากังหันก๊าซผ่านกระบวนการเผาไหม้โดยตรง หรือผลิตพลังงานไฟฟ้าจากเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิง และภาคการขนส่ง ซึ่งไฮโดรเจนสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงโดยตรงในรถยนต์ไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง รวมถึงรถโดยสารและรถบรรทุก เป็นต้น

แม้ว่า ปัจจุบันต้นทุนการผลิตไฮโดรเจนยังสูงอยู่ แต่เริ่มเห็นแนวโน้มที่ลดลง โดยเฉพาะต้นทุนของเทคโนโลยีของ Water Electrolysis ที่ใช้ผลิตไฮโดรเจนสีเขียว ปรับตัวลดลงกว่า 40-50% ในช่วง 5 ปีที่ผ่านมา (2558-2562) ประกอบกับต้นทุนค่าไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน มีแนวโน้มลดลง โดยค่าเฉลี่ยราคาต้นทุนพลังงานไฟฟ้าที่ได้จากพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม ลดลงกว่า 40-90% ในรอบ 10 ปีที่ผ่านมา (2553-2563) 

ส่งผลให้ราคาของไฮโดรเจนสีเขียวที่ผลิตได้ในปัจจุบันทั่วโลก จะอยู่ในช่วง $1.6 - $10 ต่อกิโลกรัม ซึ่งขึ้นอยู่กับราคาไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนที่ผลิตในประเทศนั้นๆ และขนาดกำลังการผลิตของ Electrolyzer 

 
นโยบายรัฐกับการส่งเสริมการใช้ไฮโดรเจน
    
จากที่ประเทศไทยตั้งเป้าหมายสู่ความเป็นกลางทางคาร์บอน (Carbon Neutrality) ภายในปี 2593  และการปลดปล่อยคาร์บอนเป็นศูนย์ (Net Zero Emission) ภายในปี 2608 การใช้พลังงานไฮโดรเจนจึงเป็นแนวทางหนึ่งที่ช่วยสนับสนุนให้ประเทศมุ่งสู่เป้าหมายที่วางไว้ได้ จึงได้มีการผลักดันให้เกิดการใช้ไฮโดรเจน 

โดยภาครัฐได้มีการเตรียมความพร้อม จัดทำแนวทางการพัฒนาและส่งเสริม การใช้ไฮโดรเจนของประเทศสอดคล้องกับยุทธศาสตร์ 4 ด้านประกอบด้วย 1.การพัฒนาตลาดและสร้างแรงจูงใจให้กับผู้ใช้ 2.ส่งเสริมการวิจัยและพัฒนาอุตสาหกรรม 3.พัฒนาโครงสร้างพื้นฐาน และ 4.ปรับปรุงกฎระเบียบและมาตรฐาน โดยแบ่งการดำเนินงานเป็น 3 ระยะ ได้แก่

ระยะสั้น ช่วงปี 2563-2573 เตรียมความพร้อม จัดทำโครงการนำร่อง จัดทำแผนและศึกษารูปแบบธุรกิจใหม่ จัดทำมาตรฐานความปลอดภัย และทดสอบ ปรับปรุงระบบกักเก็บและขนส่ง 

ระยะกลาง ช่วงปี 2574-2583 เป็นการพัฒนาไฮโดรเจนเชิงพาณิชย์ในภาคพลังงาน โดยจะมีการใช้งานไฮโดรเจนผสม 10-20% ในการผลิตไฟฟ้าผ่านระบบท่อส่งก๊าซ รวมถึงการนำไฮโดรเจนมาใช้ในภาคขนส่ง หรือในรถยนต์ไฟฟ้าแบบเซลล์เชื้อเพลิง (Fuel Cell Electric Vehicle: FCEV) การพัฒนาโครงสร้างพื้นฐาน และขยายสถานีไฮโดรเจน การส่งเสริมการลงทุน และสิทธิประโยชน์ด้านภาษี และจัดทำกฎระเบียบ มาตรฐานคุณภาพก๊าซฯ และสถานีกักเก็บ

ระยะยาว ช่วงปี 2584-2593 เพิ่มสัดส่วนผสมไฮโดรเจน 25-75 % ในระบบท่อส่งก๊าซธรรมชาติ  และเพิ่มสัดส่วนการใช้ในรถยนต์ FCEV การกำหนดโครงสร้างราคา พัฒนาแพลตฟอร์มและการซื้อขายคาร์บอน พัฒนาโครงสร้างพื้นฐานและขยายสถานีไฮโดรเจน สร้างโครงข่าย RE-power รองรับไฮโดรเจนสีเขียว และกำหนดมาตรฐานการขนส่ง FCEV และสถานีเติมไฮโดรเจน

ในขณะที่ บริษัท ปตท. จำกัด (มหาชน) ได้เล็งเห็นความสำคัญของการประยุกต์ใช้งานไฮโดรเจนในการลดการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์รวมถึงโอกาสในการสร้างธุรกิจไฮโดรเจน โดยที่ผ่านมา ปตท. ได้มีการติดตามความความก้าวหน้าของเทคโนโลยีไฮโดรเจนอย่างใกล้ชิดและต่อเนื่อง 
โดยในปี 2562 กลุ่ม ปตท. ได้จัดตั้ง Hydrogen Thailand Club ร่วมกับพันธมิตรทั้งภาครัฐและเอกชน เพื่อเตรียมความพร้อมและผลักดันในเรื่องเทคโนโลยีไฮโดรเจนให้กับประเทศไทย ปัจจุบันมีสมาชิก 54 บริษัท 

ปี 2565 บริษัท ปตท. จำกัด (มหาชน) (PTT), บริษัท ปตท.น้ำมันและการค้าปลีก จำกัด (มหาชน) (PTTOR), บริษัท บางกอกอินดัสเทรียลแก๊ส จำกัด (BIG), บริษัท โตโยต้า ไดฮัทสุ เอ็นจิเนียริ่ง แอนด์ แมนูแฟคเจอริ่ง จำกัด (TDEM) และ บริษัท โตโยต้า มอเตอร์ ประเทศไทย จำกัด (TMT) ร่วมมือกันศึกษาและทดลองการนำไฮโดรเจนมาใช้ในภาคยานยนต์ของประเทศไทย ปัจจุบันมีการจัดทำโครงการติดตั้งสถานีนำร่องทดลองใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง FCEV แห่งแรกของประเทศไทย (Hydrogen Station) ณ อ.บางละมุง จ.ชลบุรี โดยการนำ รถยนต์ โตโยต้า มิไร (Toyota Mirai) รถยนต์พลังงานไฮโดรเจน ในรูปแบบรถรับส่งระหว่างสนามบินอู่ตะเภา จ.ชลบุรี (U-Tapao Limousines) ให้บริการนักท่องเที่ยวและผู้ที่สนใจในพื้นที่พัทยา - ชลบุรี

ขณะที่ปี 2566 ที่ผ่านมา ปตท. โออาร์ BIG และ โตโยต้า ได้ต่อยอด “โครงการความร่วมมือวิจัยและพัฒนาระบบสาธิตการใช้ Hydrogen ในรถ FCEV” โดยได้เพิ่มขีดความสามารถของ Hydrogen Station ในการเติมเชื้อเพลิงจากที่สามารถเติมให้กับรถยนต์ Toyota Mirai ซึ่งมีความจุ Hydrogen ที่ 5.6 กิโลกรัม เพิ่มเป็นความจุสูงสุดที่ 50 กิโลกรัม เพื่อขยายผลการใช้งานในรถยนต์ประเภทต่าง ๆ เช่น รถบรรทุก รถหัวลาก และรถโดยสารพลังงานไฮโดรเจน นับเป็นครั้งแรกที่ได้มีการนำรถกลุ่มนี้เข้ามาทดสอบการใช้งานในประเทศไทย

นอกจากนี้ บริษัท ปตท.สำรวจและผลิตปิโตรเลียม จำกัด (มหาชน) (ปตท.สผ.) ยังได้จับมือกับพันธมิตรเพื่อศึกษาและพัฒนาโครงการผลิตกรีนไฮโดรเจนขนาดใหญ่ในโอมาน กำลังการผลิต 2.2 แสนตันต่อปี คาดว่าจะเริ่มการผลิตกรีนไฮโดรเจนในปี 2573 ซึ่งสามารถนำความรู้มาต่อยอดปรับใช้ในประเทศไทย

อีกทั้ง ปตท.ได้ร่วมมมือกับบริษัท RINA ในโครงการนำร่องการทดสอบการผสมก๊าซไฮโดรเจนในก๊าซธรรมชาติ เพื่อรองรับการพัฒนาการใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงในอนาคต และยังเป็นการสร้างโอกาสทางธุรกิจในการพัฒนาห้องปฏิบัติการของ สถาบันนวัตกรรม ปตท. ให้เป็นศูนย์ปฏิบัติการ การให้บริการเชิงเทคนิคในการใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงของประเทศไทยด้วย 

ดังนั้น จากการดำเนินงานของ ปตท. ดังกล่าว จึงเป็นแรงสำคัญที่จะช่วยผลักดันเทคโนโลยีไฮโดรเจนให้เกิดขึ้นในประเทศ และยังเป็นการส่งเสริมการเติบโตในธุรกิจพลังงานแห่งอนาคต และบรรลุเป้าหมาย Net Zero Emissions ของกลุ่ม ปตท. และประเทศไทยที่วางไว้ได้