Hydrogen Fueling Stations — สถานีเติมไฮโดรเจน
เนื่องจากปัญหาโลกร้อน ทำให้รัฐบาลทั่วโลกได้ริเริ่มนโยบายในการลดก๊าซ CO2 มามากมาย สัดส่วนของก๊าซ CO2 ส่วนมากมาจากภาคการขนส่ง ตั้งแต่ปี 1980 รถยนต์เครื่องดีเซลใหม่ๆ ได้ออกมาขายในตลาดอย่างมากมาย ด้วยประสิทธิภาพของเชื้อเพลิงที่ดี และการปล่อยก๊าซ CO2 ที่ต่ำลง ของเครื่องยนต์ดีเซล ทำให้การขายเครื่องยนต์น้ำมันปิโตเลียมค่อยๆ ลดลงอย่างต่อเนื่อง
แต่ทว่าก็มีรายงานออกมามากมายว่า เครื่องยนต์ดีเซลนี้ได้ปล่อยมลภาวะต่างๆ ทำให้อากาศรอบข้างปนเปื้อนไปด้วยสสารที่อันตราย ด้วยเหตุนี้เองทำให้ยอดขายของเครื่องยนต์ดีเซลลดลงอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ปี 2013 และมีแนวโน้มที่จะลดลงเรื่อยๆ เนื่องจากมีรถยนต์ที่ประสิทธิภาพดีกว่า ใช้พลังงานสะอาดกว่า และไม่ก่อให้เกิดมลภาวะทางอากาศและเสียง อย่างเช่น รถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้แบตเตอรี่ (BEV) และไฮโดรเจน (FCEV)
ในการที่จะเปลี่ยนมาใช้รถยนต์ BEV และ FCEV นั้น ปัญหาหลักๆคือ ราคาเริ่มต้นของรถยนต์ทั้งสองนี้ค่อนข้างแพงกว่า รถยนต์สันดาปแบบดั้งเดิมอยู่มาก และเมื่อคนซื้อรถยนต์ที่ใช้พลังงานสะอาดมาแล้ว คนจะกังวลเรื่องของการไม่มีสถานีการเติมเชื้อเพลิง
ถ้าผู้บริโภคไม่กล้าที่จะซื้อรถยนต์ไฮโดรเจนมา ทำให้ภาคเอกชลไม่กล้าลงทุนในการสร้างสถานีเติมก๊าซไฮโดรเจนอีก ซึ่งปัญหานี้สามารถแก้ไขได้โดยการช่วยเหลือจากรัฐบาล เพื่อที่จะลดการปล่อยก๊าซ CO2 นโยบายการสนับสนุนให้ประชากรใช้รถยนต์ที่ใช้พลังงานสะอาดก็เป็นตัวเลือกหนึ่งที่มีประสิทธิภาพมากในการลดการปล่อย CO2 นโยบายที่มาช่วยให้ผู้ลงทุน ในด้านของ Infrastructure ของระบบไฮโดรเจน ให้ผู้บริโภคมีความมั่นใจในตัวสถานีเติมไฮโดรเจน (เหมือนกับนโยบายกระตุ้นสถานีชาร์จของรถยนต์ BEV)
สถานีเติมก๊าซไฮโดรเจน ทำการเติมไฮโดรเจนที่มีความดันสูง (700 bar) เข้าสู่รถยนต์ FCEV เนื่องจากการผลิตไฮโดรเจนนี้ส่วนมากจะอยู่ไกลจากพื้นที่ใช้งาน ทำให้ต้องมีการขนส่ง ไม่ว่าจะเป็นแบบดั้งเดิมคือผ่านรถบรรทุก หรือผ่านตามระบบท่อส่ง ยิ่งไปกว่านั้น งานวิจัยมากมายได้เสนอให้ผลิตไฮโดรเจนที่สถานีเลย เพื่อที่จะประหยัดค่าใช้จ่ายที่จะตามมาต่างๆ ซึ่งแต่ละแบบก็จะมีข้อดีข้อเสียที่ต่างกันออกไป
ระบบการผลิตไฮโดรเจนแบบ Centralised ด้วยโรงผลิตขนาดใหญ่ จะมีข้อได้เปรียบคือ สามารถผลิตก๊าซไฮโดรเจนได้ราคาถูก โดยใช้หลักการ Economy of Scale โดยใช้เทคโนโลยีในการผลิต Electrolyser, Steam Methane Reforming (SMR), หรือ Auto-Thermal Reforming (ATR) ผสมผสานกับเทคโนโลยี Carbon Capture เพื่อให้ได้ไฮโดรเจนที่ผลิตมาจากวัตถุดิบที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น จากนั้นไฮโดรเจนที่ถูกผลิตจะถูกส่งไปในที่ต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นทางท่อส่ง หรือทางถังใส่รถบรรทุก
การเคลื่อนย้ายไฮโดรเจนผ่านรถบรรทุก นี้เป็นสิ่งที่ทุกคนคุ้นเคย เพราะว่าการขนส่งน้ำมันปิโตเลียมในปัจจุบันก็ได้ทำการขนส่งผ่านรถบรรทุกอยู่แล้ว ทำให้ไม่ต้องมีการลงทุนอะไรเพิ่มเติม แต่จะมีค่าเชื้อเพลิงของรถขนส่งที่ต้องจ่ายอยู่ โดยมีการเปรียบเทียบการขนส่งไฮโดรเจนกับน้ำมันปิโตเลียม ซึ่งหากเป็นกรณีของไฮโดรเจนที่เป็นก๊าซอัด (Compressed Hydrogen) จะทำการอัดด้วยความดัน 300 bar จะต้องขนส่ง 22 รอบจึงจะมีพลังงานเท่ากับการส่งน้ำมันปิโตเลียมหนึ่งรอบ ทำให้มีหลายคนคิดค้นวิธีการส่งแบบต่างๆขึ้นมา ซึ่งอีกทางเลือกหนึ่งก็คือการทำให้ไฮโดรเจนเป็นของเหลว (Liquid Hydrogen) เสียก่อน ไฮโดรเจนที่เป็นของเหลวจะมีความหนาแน่นของพลังงานมากกว่าก๊าซ ซึ่งจะต้องขนส่ง 3 รอบจึงจะมีพลังงานเท่ากับการส่งน้ำมันปิโตเลียมหนึ่งรอบ การเคลื่อนย้ายไฮโดรเจนผ่านรถบรรทุก จะต่างจากน้ำมันปิโตเลียม ก็คือ จะมีการสูญเสียไฮโดรเจนขณะขนส่งได้ ซึ่งจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของอากาศภายนอก วัสดุที่ใช้ทำถังกักเก็บ ฉนวนที่ใช้ทำถังกักเก็บ และระยะทางในการขนส่ง
หากเคลื่อนย้ายผ่านระบบท่อส่ง สิ่งที่จะต้องคำนึงก็คือการแพร่ของไฮโดรเจน เข้าไปสร้างฟองอากาศในวัสดุที่ใช้มาทำท่อ จำพวก โลหะต่างๆ งานวิจัยปัจจุบันมีการแนะนำให้ใช้โพลิเมอร์ เช่น Polyethelene มาทำท่อส่งเพื่อลดการแพร่ของไฮโดรเจนเข้าวัสดุ ซึ่งการทำแบบนี้ต้องอาศัยการลงทุนเป็นจำนวนมาก โดยเฉพาะพื้นที่ในเมืองที่ต้องขุดถนนในการวางท่อ แต่ถ้าหากสร้างเสร็จสิ้น ค่าเคลื่อนย้ายไฮโดรเจนจะมีราคาที่ถูกมาก
มาถึงตอนนี้แล้ว พอจะรู้แล้วใช่ไหมครับว่า สถานีไฮโดรเจนนี้ได้ไฮโดรเจนมาจากไหน (ท่อ, รถบรรทุก, ผลิต ณ สถานี) ซึ่งแต่ละแบบก็มีต้นทุนและคุณลักษณะที่ไม่เหมือนกัน สุดท้ายนี้อยากฝากไว้ว่า หากเรามีการเพิ่มสถานีเติมไฮโดรเจนแล้ว ความต้องการและการผลิตไฮโดรเจนก็ควรจะเพิ่มขึ้นตามมาด้วยนะครับ เนื่องจากโพสนี้เริ่มยาวแล้วนะครับ ผมจะทำการยกตัวอย่างของการประยุกต์ ของสถานีเติมไฮโดรเจนในอีกบทความหนึ่งนะครับ
ถ้าชอบโพสนี้ และอยากได้อัพเดทข้อมูลเกี่ยวกับเทคโนโลยีของ EV ในอนาคต ก็สามารถกด Follow ได้เลยนะครับบ :)
