หนังสืออิเล็กทรอนิกส์แบบปฏิสัมพันธ์ เรื่อง พลังงานไฮโดรเจน (Hydrogen Energy)

หนังสืออิเลก็ ทรอนกิ สแ/ บบปฏสิ มั พันธ/ พลงั งานไฮโดรเจน Hydrogen Energy

พลังงานไฮโดรเจน Hydrogen Energy ไฮโดรเจน ถือเป&นธาตุทีม่ ีปรมิ าณอย5ูมากที่สุดในจกั รวาลเท5าที่เรามีการตรวจสอบได@ และสามารถคงตวั อย5ไู ด@ท้งั 3 สถานะ คอื ของแขง็ ของเหลว และกKาซ ไฮโดรเจนถอื เปน& สารทม่ี ีความไวไฟ และต@องการความระมัดระวังในการจัดเก็บ โดยมกั อยใู5 นรูปแบบถงั และรปู แบบของเหลว ในอณุ หภูมติ ่ำ หรอื การแปรรูปเป&นแอมโมเนียเพอ่ื จัดเก็บก็สามารถทำได@เชน5 กัน

พลงั งานไฮโดรเจน Hydrogen Energy การนำเอากKาซไฮโดรเจนมาใช@เปน& เช้ือเพลิง แทนเชอื้ เพลิงฟอสซิลทีเ่ ปน& สารประกอบ ไฮโดรคารบT อน(สารประกอบคารบT อนกับ ไฮโดรเจน CxHx) มนั จะไม5มที ง้ั เขม5าไอเสยี และกาK ซคารTบอนไดออกไซดทT ี่เปน& กKาซเรือน กระจกออกมาจากการใช@งานเลย จดั ไดว@ า5 เปน& พลงั งานสะอาดในอุดมคติ



ไฮโดรเจน : พลังงานแห2งอนาคต เมื่อเอ&ยถงึ พลงั งานทางเลือกสำหรบั อนาคต ย&อมมี “พลังงานไฮโดรเจน” (Hydrogen, H2) รวมอย&ู ดPวยอยา& งแน&นอน ทั้งนเ้ี พราะ ไฮโดรเจนสามารถสังเคราะหTไดจP ากวัตถดุ บิ ตามธรรมชาติหลากหลาย ประเภท และเมอ่ื เกิดการเผาไหมP กจ็ ะมีเพียงน้ำและออกซเิ จนเทา& นัน้ ทีเ่ ปน^ ผลพลอยไดP ซ่งึ แตกต&างจาก เชอื้ เพลิงอื่น ๆ ทใี่ หPกaาซคารบT อนไดออกไซดTซง่ึ ส&งผลกระทบโดยตรงต&อการทำใหPโลกรPอนข้ึน (Global warming) นอกจากน้ี ไฮโดรเจนยงั ใหPคา& พลงั งานเชอ้ื เพลงิ ทส่ี งู กว&าคา& พลงั งานชนดิ อนื่ ไมก& อ& ใหPเกิดกลุ&ม ควนั ฝkุนละออง และสามารถประยกุ ตTใชกP บั งานที่ใชพP ลังงานดั้งเดมิ ไดP รวมทั้งยังสามารถนำไปผลติ กระแสไฟฟmาโดยปmอนเขPาเซลลTเชือ้ เพลงิ (Fuel cell) ไดดP วP ย

ไฮโดรเจน : พลังงานแห2งอนาคต ไฮโดรเจน เป^นธาตุท่เี บาที่สดุ และเป^นองคปT ระกอบของนำ้ (H2O) ที่มีมากทส่ี ดุ บนโลก นอกจากนี้ยงั ไผขเอแปฮนลลอโน^ ะงิตาดธไพคภรฮาตฒัเณั โตจดนทุโนฑรดาี่จขTเรยใจึงอวนปนถงมเรกูรปอคะคอ่ื vโเยือตางท&ใูไนดรศนมเห้อี ทม&โลยมม่ีพีีย&าสเามฒัลงยี ทตไกแนมมี่&ลุอลาม& เขีคะแนีกอวไลื่อลดางPวงน่ิรPสมทับาสต่ัวรยาํ โดิปอคลไรมัญกฟะรสงกเับช&าาํอวยห&นบ&ารอมจสบั น่ืคีะหกเๆวรปาาฐั ร^นเมอชพแสเ&นัฒมหะรลอสนิกาง&าาาขดรทปอสเายงงูรงพอะเไศกรลมรมอัง&เษปนบงฐา^นีจอกนพํางัจิเพชิษกขวอ้ืฤแอกเษลงพไะปฮลแเรโปงิลดะทน^ะเรท่ีสมคญำศิตาคปี่รรคญัTบกุนk ณุ ับออไนสสยดมงิ่&าPม(แงบHกี วมตัาCดาทิร)กลววั่ ใซอP จิ ไนมึ่งปัยเป^น กลใพนลา&ลปสาังยุด}ง2เาป0นน2^นคส5โระรลอแงอาไลฟสดะแใฟจนอะmารงเพัฐปเจลยลลงัูท่ยี ิสงานาไหมดนT ปPาไฮใโรชดโะดPพยกรเลาฟเศจังสงนแแาผแนรนหกไง&งฮจาแโะนดรใกชรปเใPพลจนดลนสรงัอหะงยราว&าัฐนางองเสชโเมรมื้องบรเไพิกรูฟาลณฟงิ Tใาmจนถาปา&ก}นก2หาa 0ซนิ 4ธ5เรพรซือ่มหึ่งชจันาะตมทซิาำส่งึ ใจรหะPาโP งเรปโงรดvไงฟดไฟฟำเฟาmนแาmินหจกง&าานกรี้

ไฮโดรเจนและการใช0งานพลังงานไฮโดรเจน การใช&พลังงานไฮโดรเจน • ไฮโดรเจนเปน* พลังงานทดแทนมกี ารใชง7 านมาตัง้ แตศ: ตวรรษท่ี 18 แลว7 และยงั มีการประยุกตEใช7งานมาอย:าง ต:อเนอ่ื งในรปู แบบต:างๆ ท้งั ในยานพาหนะและในครัวเรือน โดยในปMจจบุ นั ไฮโดรเจนมกั ถูกใชง7 านในสองรูปแบบ หลักๆ คือ • ใช7งานจดุ ระเบิดในเคร่ืองยนตEสันดาป • ในรปู แบบของเซลลเE ช้ือเพลิง • ตัวอยา: งทช่ี ัดเจนที่สดุ ของการใชง7 านพลงั งานไฮโดรเจนคือ “จรวด” ท่สี มยั ก:อนใชพ7 ลงั งานที่มาจากไฮโดรเจนเปน* หลักน่นั เอง นอกเหนือจากนนั้ คืออย:ใู นรปู แบบของเซลลEเชื้อเพลงิ เพื่อประยกุ ตเE ข7าใช7กับอุปกรณEตา: งๆ

เช้อื เพลงิ ที่นำมาใช2ในกระบวนการผลติ พลังงานไฮโดรเจน

เชอ้ื เพลงิ ทน่ี ำมาใช2ในกระบวนการผลติ พลังงานไฮโดรเจน พลังงานไฮโดรเจน เกิดจากการแยกโมเลกุลของน้ำออกเปน= ไฮโดรเจน และ ออกซเิ จน โดยเชื้อเพลงิ ท่ีนำมาใชPในกระบวนการผลติ พลังงานไฮโดรเจนในป•จจุบนั มาจาก 3 แหลง& หลกั คอื 1.จากเช้ือเพลงิ ฟอสซลิ เช&น กาa ซธรรมชาติ ถ&านหนิ และ นำ้ มนั ปvโตรเลียม 2. จากแหลง& พลังงานหมุนเวยี น เชน& ชวี มวล พลงั งานนำ้ และ พลังงานลม 3. จากพลงั งานนวิ เคลยี รT ป•จจบุ ัน กระบวนการผลิตพลงั งานไฮโดรเจนทใี่ หญ&ท่ีสดุ กค็ อื การเปล่ยี นรูปสารไฮโครคารบT อนดวP ยไอนำ้ แ(กSทaาtซจPeครaิงาmร(TบGrอereนfoeไดrnmอHอinกygdไซroดofTใgนheปnydร)ิมrจoางึ cณตaอPมrงbาใกoชnเPดชsัง้ือ)นเพ้ันแลตกิง&กาใรรนะผกบลรวติะนบพกวลานังรงกผาาลนริตไผฮใลนโติดรทรปู เไ่ีแจมบนก& บท&อน่เีใปห้ีก^นเPย็ กพังิดสลกง&งั าaผงซาลนใหสPมะอกี าาดรปอยลา&อ& งย คารTบอนไดออกไซดTเทา& นนั้







เทคโนโลยกี ารผลิตกา< ซไฮโดรเจน

เทคโนโลยีการผลิตกา/ ซไฮโดรเจน การผลติ กา( ซไฮโดรเจนเพอ่ื ใชง7 านจะถกู แบ>งเปน@ 3 เทคโนโลยหี ลกั ดังน้ี • Thermal Process การใช7พลงั งานความรอ7 นกับแหลง> พลังงานเพอ่ื ให7กำเนิดกา( ซไฮโดรเจน • Electrolytic Process การแยกไฮโดรเจนออกจากน้ำด7วยกระแสไฟฟา^ • Photolytic Process การใชพ7 ลงั งานแสงอาทติ ย_เพ่ือแยกไฮโดรเจนออกจากน้ำ ไม>ว>าจะเปน@ วิธีไหน การผลติ ไฮโดรเจนจำนวนมากเพ่ือให7เพยี งพอกบั การใช7งานยงั มีความยงุ> ยาก และตน7 ทุนท่คี >อนข7างสงู ยิ่งรวมกบั การใช7งานรว> มกับเซลลเ_ ชอื้ เพลงิ ทีต่ 7องการตัวเร>งปฏกิ ริ ยิ าภายใน ราคาแพง ยิ่งส>งผลให7ต7นทนุ ของพลงั งานชนิดนีส้ ูงขึ้นไปอกี เม่อื เปรียบเทยี บกับพลงั งานประเภทอืน่ ๆ น่ีจงึ เป@นปจg จยั แรกทที่ ำใหพ7 ลังงานชนดิ น้ไี มไ> ด7รบั ความนยิ ม

วธิ ีการผลิตกา+ ซไฮโดรเจน Steam Methane Reforming (SMR) • วธิ นี ้จี ะใชก+ า- ซธรรมชาติเขา+ ทำ ปฏิกิริยากับไอนำ้ ทอ่ี ณุ หภูมิและ ความดันสงู รวJ มกบั ตัวเรงJ ปฏกิ ริ ิยา จนไดผ+ ลิตภณั ฑอM อกมาเปNน ก-าซคารบM อนไดออกไซดMกบั ไฮโดรเจน ซึ่งก-าซไฮโดรเจนสJวนใหญทJ ่ผี ลิตใช+ อยูJในปTจจุบันนัน้ จะผลติ ด+วยวิธนี ี้ เนื่องจากมตี น+ ทนุ ต่ำท่ีสุด

วธิ กี ารผลติ ก2าซไฮโดรเจน Gasification • วธิ ีนจี้ ะคล+ายกนั กับ SMR แตJใชเ+ ชอ้ื เพลงิ ไฮโดรคารบM อน ในรูปของแขง็ เข+าทำปฏกิ ิรยิ ากับ ก-าซออกซิเจนและไอน้ำที่อุณหภูมสิ ูง ได+ผลผลิตเปNนกา- คารบM อนไดออกไซดM กบั ไฮโดรเจนเชนJ เดยี วกัน แตวJ ิธีน้ีจะมีตน+ ทุนสงู กวาJ SMR

วิธีการผลิตกา+ ซไฮโดรเจน Electrolysis • Electrolysis หรือ กระบวนการแยกนำ้ ดว+ ยไฟฟา\\ นน่ั เอง ซง่ึ ถา+ ไฟฟ\\าที่ใช+ในการผลติ นัน้ ไดม+ า จากพลงั งานหมุนเวียนหรือพลังงาน นวิ เคลียรMแล+วไฮโดรเจนทผ่ี ลิตไดน+ จี้ ะ ถอื วJาเปNน Green Hydrogen ท่ีเปNน พลงั งานสะอาดอยาJ งทีเ่ ราต+องการ แตกJ ็ต+องแลกมาดว+ ยตน+ ทนุ การผลติ ที่ สงู

วธิ ีการผลติ กาK ซไฮโดรเจน Solar Thermochemical Hydrogen • Solar Thermochemical Hydrogen เปNนวิธกี ารทใี่ ชค+ วามรอ+ นสงู จาก พลังงานแสงอาทิตยแM บบรวมแสงใน การแยกน้ำใหเ+ ปNนก-าซออกซิเจนกับ ไฮโดรเจน

กาa ซไฮโดรเจนทีผ่ ลิตดวP ยกระบวนการตา& ง ๆ จึงมกี ารแยกประเภทเพือ่ บ&งบอกว&าเปน^ ไฮโดรเจน ท่ผี ลติ มาจากกระบวนการผลติ แบบใดเปน^ มิตรตอ& ส่งิ แวดลอP มแคไ& หน

การแยกประเภทเพ่ือบ6งบอกวา6 เป9นไฮโดรเจน ท่ผี ลิตมาจากกระบวนการผลติ แบบใดเป9นมติ รต6อสงิ่ แวดลอB มแค6ไหน • จะเห็นไดวP า& Gray กบั Brown Hydrogen น้นั ก็ยงั มี การปลอ& ยกาa ซคารTบอนไดออกไซดอT อกมาจาก กระบวนการผลติ ส&วน Blue hydrogen นั้นจะมีการ ดไมกั &ปจลับอ& แยยสกบู& เอรารกยาaาซกคาศารซTบึง่ กอ็จนะไดเปอ^นอมกิตไซรดตTออ& อสก่งิ แมวาดเกล็บPอไมวP มากขึน้ แต&ยอ& มแลกมาดวP ยตนP ทุนที่สงู ข้ึนดวP ย • สว& นไฮโดรเจนทผ่ี ลติ ดวP ยกระบวนการ Electrolysis จะเป^น Green Hydrogen ไดกP ็ต&อเม่อื พลงั งานไฟฟmา ท่ีนำมาผลิตไฮโดรเจนน้มี าจากพลงั งานหมนุ เวียนเช&น ลม แสงอาทติ ยT พลังน้ำหรอื พลังงานนวิ เคลียรT ถPา เไชฟ้ือฟเพาm ทล่ีนิงฟำมอาสผซลลิ ติ กไ็จฮะโดยงัรไเจมน&ถมือวาจ&าเาปกน^โรงGไrฟeฟenาm ทใี่ ชP Hydrogen ซึง่ เช้ือเพลิงสะอาดอยา& งที่เราตPองการ



Hydrogen Fuel Cell • ป7จจบุ ันก็ได<มีการนำไฮโดรเจนมาประยกุ ต/ใช<งานรวG มกบั เซลล/ เชอื้ เพลิง(Fuel Cell) ในการนำไฮโดนเจนมาผลิตไฟฟUาจGาย ให<กับมอเตอรไ/ ฟฟาU ทใ่ี ชใ< นการขบั เคลอื่ นรถ โดยรถยนตท/ ี่ใช< เชื้อเพลงิ ไฮโดรเจนรวG มกับ Fuel Cell น้ีจะเรยี กวGา FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle) • การทำงานของ Hydrogen Fuel Cell นีจ้ ะใช<ไฮโดรเจนเขา< ไป ทำปฏิกริ ยิ ากับออกซิเจนในอากาศ โดยการทำปฏิกิริยาจะเกิดใน ตวั เซลลเ/ ช้อื เพลิงไดผ< ลผลติ เปhนพลงั งานไฟฟUาและน้ำ ดงั น้ันสิง่ ที่ ปลGอยออกมาจากทอG ไอเสยี ของรถ FCEV นนั้ ก็จะมเี พยี งอากาศ และน้ำเทGาน้นั สGวนพลงั งานไฟฟUาทไ่ี ด<มากจ็ ะถูกนำไปจGายใหก< ับ มอเตอร/เหมอื นกับรถ BEV(Battery Electric Vehicle) รถไฟฟาU ทใี่ ชแ< บตเตอรีใ่ นการเก็บและจGายไฟฟUาใหก< บั มอเตอร/ โดยไมGมเี ครื่องยนต/เลยนนั้ เอง



ศกั ยภาพการใช+งานไฮโดรเจน

ศักยภาพการใชงB านไฮโดรเจน ระบบกักเกบ็ พลงั งาน • นอกจากการใชงP านในอตุ สาหกรรมและภาคขนสง& แลPว ไฮโดรเจนยงั มศี ักยภาพในการประยกุ ตT ใชPเปน^ ระบบกักเก็บพลังงานเพือ่ เสริมความม่ันคงใหกP บั การผลิตไฟฟmาดPวยพลังงานหมนุ เวียน โดยนำเอาพลงั งานไฟฟmาส&วนเกินจากระบบนำมาผลิตกaาซไฮโดรเจนอดั เกบ็ ไวP และเมื่อมีความตอP งการใชไP ฟฟmากจ็ ะเอากaาซไฮโดรเจนทีเ่ ก็บไวมP าทำปฏกิ ริ ิยาใน Fuel Cell เพอื่ ผลติ กระแสไฟฟmาสง& เขาP ระบบ • เรมิ่ มใี ชPงานแลPวกับการผลิตไฟฟmาแบบผสมผสานระหวา& งพลงั งานลมและระบบกักเกบ็ พลงั งาน ดPวยกaาซไฮโดรเจนและ Fell Cell เพอ่ื เสริมเสถยี รภาพในการผลิตไฟฟาm จากพลังงานลม ใหมP ีความมั่นคงและมีเสถียรภาพต&อระบบไฟฟmา

ศักยภาพการใชงB านไฮโดรเจน นวิ เคลียร<ฟ>วชน่ั • ไฮโดรเจนนั้นยงั มีศกั ยภาพทีจ่ ะมาปลดปล&อยมนุษยชาตใิ หเP ปน^ อสิ ระดPานพลังงาน ดPวยการนำมาใชPเป^น เชอื้ เพลงิ นิวเคลยี รแT บบฟวv ชั่น ซง่ึ ถือไดวP า& เป^นความฝ•นอนั ตอ& เน่ืองยาวนานของมนษุ ยนT บั ตั้งแต&ท่ีเรามี ความรูPดาP นพลังงานนวิ เคลียรT • ตัวอยา& งศกั ยภาพของพลังงานนวิ เคลยี รฟT วv ชั่นทใ่ี ชPไฮโดรเจนเป^นเชอ้ื เพลงิ นั้นมีใหเP ห็นอย&ูแลPวทุกวัน ตัง้ แต&ต่นื นอนตอนเชาP ยันพระอาทติ ยตT ก เพราะดวงอาทิตยTนน่ั แหละคือเตาปฏกิ รณTนิวเคลยี รฟT vวชั่น ในธรรมชาตทิ ่ีใหพP ลังงานแกท& กุ ชวี ิตบนโลกมาอย&างตอ& เน่อื งยาวนานกวา& 4,600 ลPานป} และจะยังคงส&องสวา& งเจิดจรัสไปอีก 5,000 ลาP นป}

ศักยภาพการใช+งานไฮโดรเจน นวิ เคลยี รฟ9 ว; ชน่ั ปจT จุบนั การพัฒนาเทคโนโลยี นิวเคลียรฟM hวช่ันเรม่ิ ใกล+เคยี งความ จรงิ แล+ว อีกไมนJ านหนงึ่ ใน Mega Project ในการกอJ สร+างเตาปฏิกรณM นวิ เคลยี รฟM วh ช่นั เพอื่ การทดสอบ เดนิ เครื่องสำหรับผลติ ไฟฟา\\ เครอ่ื ง แรกของโลกก็จะแล+วเสรจ็ (โครงการ ITER)

โครงการ ITER • โครงการ ITER เปน^ หนง่ึ ในโครงการความร&วมมอื ระหวา& งประเทศใชเP วลาพฒั นานานกวา& 50 ป} มเี จ็ดประเทศสมาชิกหลัก คอื สหรฐั อเมริกา จนี ญปี่ kุน เกาหลใี ตP รสั เซีย อนิ เดยี และสหภาพยุโรป (นับรวมเปน^ หนึ่งสมาชิก) วตั ถปุ ระสงคเT พ่ือแสดงใหPเหน็ วา& เราสามารถรักษาเสถียรภาพกระบวนการ นวิ เคลียรฟT vวช่ันในพลาสมาไดโP ดยการสรPางปฏกิ ิริยานวิ เคลียรฟT vวชั่นในพลาสมาทีถ่ กู กักขงั ดPวย สนามแมเ& หลก็ เพอื่ ใชใP นการผลติ ไฟฟาm โดยขPอมลู ท่ีไดจP ากเตาปฏกิ รณฟT วv ชั่นน้ีจะถกู ใชใP นการออกแบบ และสราP งเตาปฏิกรณนT วิ เคลียรฟT vวชั่นสำหรับการผลิตไฟฟmาในอนาคต ซึ่งถาP ทำสำเร็จจะเปน^ การพลิก อนาคตดาP นพลงั งานของมนุษยชาตอิ ยา& งแนน& อน • เพราะเตาปฏกิ รณชT นิดนีใ้ ชPไฮโดรเจนเป^นเชือ้ เพลิงซง่ึ มอี ยู&แลPวอยา& งมหาศาลบนโลกในรูปของนำ้ และ ไมม& ีปญ• หาการจัดการกากเชือ้ เพลิงนิวเคลยี รเT หมือนกบั โรงไฟฟาm นิวเคลยี รทT ี่มอี ยู&ในป•จจุบนั เน่อื งดวP ย ผลผลิตที่ไดจP ากเตาปฏกิ รณนT วิ เคลียรฟT วv ชั่นนไ้ี ม&ก&อใหPเกดิ สารกัมมนั ตรังสีใหPเราตอP งจัดการภายหลงั

ปTจจบุ ันนอกจากโครงการ ITER ท่กี ำลงั กอJ สร+างในประเทศฝร่ังเศส ยงั มเี คร่อื งปฏิกรณฟM วh ชน่ั อีกหลาย เคร่ืองทเ่ี ริม่ เดนิ เคร่อื งแล+ว โดยมีจนี ทเี่ ร่ิมกา+ วเข+ามาเปนN หนึ่งใน ผ+ูนำการพฒั นาเทคโนโลยนี วิ เคลยี รM ฟhวชั่น

พลงั งานไฮโดรเจนกับประเทศไทย ในชว& งเวลาปจ• จุบันประเทศไทยมกี ารใชพP ลงั งานไฮโดรเจนอยพู& อสมควร โดยเฉพาะการใชงP าน ในการผลติ กระแสไฟฟmา โดยพลังงานไฮโดรเจนจะทำหนาP ทสี่ นับสนุนการผลติ กระแสไฟฟmาพลงั งานลม เพอื่ เพมิ่ ความเสถยี รในการผลิตกระแสไฟฟาm นอกเหนอื จากโรงงานไฟฟาm แลPว ประเทศไทยเองกม็ กี ารทำโรงงานไฮโดรเจนและรถยนตTไฮโดรเจน เช&นกัน รวมถึงมีแผนการใชPเป^นหนง่ึ ในพลงั งานทดแทนอกี ดPวย ซ่งึ ในสว& นนอี้ าจตPองมกี ารพจิ ารณากันว&า ในระยะยาวแลPว แผนการเดมิ ทม่ี ีการวางไวPจะมกี ารเปล่ียนแปลงหรอื ไม& เนอ่ื งจากการเขPามาของรถยนตT ไฟฟmาและพลงั งานแสงอาทิตยTที่อาจมคี วามคุPมคา& มากกว&าในระยะยาว เพราะสุดทาP ยแลวP ไม&วา& จะมคี วามนิยมหรือไม& พลงั งานไฮโดรเจนยังเปน^ เพยี ง “ทางเลอื ก” ของ พลังงานทดแทนเทา& น้นั ซึ่งก็ตอP งตดิ ตามกนั ว&าทPายสุดแลPว พลงั งานประเภทใดกนั แนท& ่จี ะขน้ึ มาเป^น “พลังงานหลกั ” ของโลกในอนาคต

โรงไฟฟ5าเซลล8เช้อื เพลงิ ไฮโดรเจนแหง? แรกในประเทศไทย

โรงไฟฟา& เซลล+เช้อื เพลิงไฮโดรเจนแหง8 แรกในประเทศไทย การผลติ ไฟฟาX พลังงานหมุนเวียนจากกังหันลม และแปรสภาพมาเปน* การกักเก็บพลังงานในรูปของกา[ ซ ไฮโดรเจน ทน่ี ับวา: เปน* นวตั กรรมพลงั งานรูปแบบใหม: (Fuel Cell) ท่ีกฟผ.กำลงั นำรอ: งใหท7 ่ีโรงไฟฟXาลำตะคองฯ เปน* ตน7 แบบนำไปส:กู ารผลติ พลังงานในรปู เดียวกนั ทโ่ี รงไฟฟาX แห:งอื่นๆ



โรงไฟฟ=าเซลลเ9 ชื้อเพลิงไฮโดรเจนแหงD แรกในประเทศไทย นวตั กรรมตนP แบบของระบบกักเกบ็ พลงั งานจบั ค&กู ับการผลิตไฟฟmาจากพลังงานลม จะเป^นตวั ช&วยลด ขอP จำกดั และแกปP •ญหาความไม&เสถียรของการผลติ ไฟฟmาจากกงั หันลม หรอื การจา& ยไฟฟาm ไดเP พยี งบาง ช&วงเวลา จะเปน^ ประโยชนTต&อการส&งเสริมการใชPพลงั งานหมุนเวียนในอนาคตของไทย ซึ่งโครงการกงั หัน ลมผลิตไฟฟmาลำตะคอง ระยะที่ 2 ตั้งอยูบ& รเิ วณพื้นทอี่ า& งเกบ็ น้ำบนเขายายเทย่ี ง นบั เปน^ พ้นื ที่ที่มศี กั ยภาพ พลังงานลมในการผลติ ไฟฟmามากที่สดุ ในประเทศไทย ทำใหPกฟผ.ติดตงั้ กังหันลมจำนวน 12 ตนP กำลงั ผลิตรวม 24 เมกะวตั ตT หรือตPนละ 2เมกะวัตตT ซึง่ เรมิ่ จา& ยไฟฟmาดตP งั้ แต&วันที่ 13 ธันวาคมป}ทแ่ี ลวP แต& ไฟฟาm ทผ่ี ลติ ไดPจากกงั หนั ลม มีขีดจำกัด ไมส& ามารถผลิตกระแสไฟไดPสม่ำเสมอ ทำใหP กฟผ. ตัดสนิ ใจต&อ ยอดนำระบบพัฒนาเสถียรภาพการผลิตไฟฟmาจากกงั หันลม (Wind Hydrogen Hybrid) ซึง่ เปน^ เทคโนโลยกี กั เกบ็ พลังงานไฟฟmาจากกังหันลมในรูปของกaาซไฮโดรเจน เพ่อื นำมาจบั คก&ู ับเซลลเT ชอื้ เพลงิ (Fuel Cell) ผลติ ไฟฟาm ขนาด 300 กิโลวตั ตT สำหรับจา& ยไฟฟmาใหPกบั ศูนยTการเรียนรูP กฟผ. ลำตะคอง

ประเทศไทย ถือเปน^ ประเทศแรกในเอเชยี ทนี่ ำเอานวตั กรรม ดงั กลา& วมาใชกP กั เก็บพลงั งานไฟฟmาจากกังหันลม มาทำเป^นพลงั งานไฮโดรเจนและเซลลเT ชื้อเพลงิ ผลติ กระแสไฟฟmา เพราะประเทศอนื่ มกี ารนำการนำพลงั งานจาก โซลารTเซล หรอื พลงั งานหมนุ เวยี น มาทำเป^น ไฮโดรเจนแลวP แต&ยังไม&มีการนำไฟฟาm ที่ไดจP าก กังหนั ลม มาทำเป^นไฮโดรเจน อย&างทเี่ รยี กวา& ไฮบรดิ ซ่ึงวิธีการนี้จะชว& ยใหPสามารถจา& ยไฟฟmา ไดPตลอด 24 ชว่ั โมง รวมถงึ จะใชเP ปน^ แหล&งเรยี นรPู สำคญั ในดPานการพัฒนาระบบกักเกบ็ พลังงาน หมุนเวยี น



พลงั งานจากลมมขี อ& จำกัด การผลติ ไฟจากกงั หันลมถวั เฉล่ียจะผลิตไดPประมาณ 30% ของทัง้ ป} เพราะลมไมไ& ดPมาสม่ำเสมอ มกั มาช&วงหวั ค่ำหรือกลางคนื หรือลมมาแรง ผลิตไฟไดมP าก แตเ& รากไ็ มม& ีท่เี กบ็ ไฟ และถาP ลมอ&อน ไป กไ็ มส& ามารถผลติ กระแสไฟไดPอกี ซ่งึ การที่เราจะนำพลังงานท่ีกา็ ซไฮโดรเจน นำมาเปน^ ไปพลังงาน หมุนเวียนใชPท่ีศูนยTการเรียน เพราะทีน่ จ่ี ะใชไP ฟจากกังหนั ลมไมไ& ดP ทง้ั หมด เพราะไฟจากกงั หนั ยังไมม& คี วามเสถียรพอ มบี างช&วงอ&อน แตใ& นศูนยมT กี ารแสดงวิดที ศั นT ถาP ไฟไม&พอ ไฟไมส& ม่ำเสมอ กจ็ ะมี ปญ• หา จึงนำไปสูก& ารนำพลังงานไฟฟmาบางส&วนมาผลิตเปน^ กาa ซ ไฮโดรเจน และนำมาใชทP ีศ่ นู ยTการเรยี นรPู ฯ

ระบบ Wind Hydrogen Hybrid ระบบ Wind Hydrogen Hybrid มหี ลักการทำางานคือ เมือ่ กงั หนั ลมผลติ ไฟฟEา สGวน หน่ึงจะจาG ยเขาM ระบบโรงไฟฟEา อกี สGวนหน่งึ จะจGายเขาM ที่เครอื่ งแยกน้ำดวM ยไฟฟEา นำ กRาซไฮโดรเจน (H2) ทีไ่ ดMไปผาG นระบบการบบี อัดดMวยแรงดนั แลMวนำไปกกั เกบ็ ไวใM นถัง กกั เกบ็ เมื่อมีความตMองการใชไM ฟฟEากจ็ ะนำกาR ซไฮโดรเจน ท่ีกลายเปน] เซลล^เชื้อเพลงิ แลวM ในกำลงั ผลติ 300 กิโลวัตต^ เปลยี่ นเป]นกระแสไฟฟาE จาG ยไฟฟาE เขาM ศนู ยก^ ารเรียนรMู ลำตะคอง นอกจากน้ี พลงั งานจากไฮโดรเจนท่ีเปน] พลงั งานเช้ือเพลงิ สามารถใชไM ดM 10 ชั่วโมง มี ขMอดีเป]นมติ รกับส่งิ แวดลMอม ตรงทีไ่ มมG ีการใชMสารเคมี หรือปลGอยมลพิษทางอากาศหรือ น้ำ อุปกรณ^บางสGวนไมกG GอใหเM กิดขยะ โดยในสGวนที่เปน] Electrolyzerมีอายกุ ารใชMงาน 8-10 ปo , Fuel Cell 3 ปo เม่อื หมดอายุการรใชงM านตวั Catalyst ของ Fuel Cell สามารถปรับสภาพนำไปใชMใหมไG ดM ทำใหMไมGตMองกำจดั เปน] ขยะ สGวนแผGน Polymer Electrolyte Membrane ตอM งเปลีย่ นและกำจัดไป

ระบบพฒั นาเสถยี รภาพการผลติ ไฟฟาX จากกงั หนั ลม Wind Hydrogen Hybrid จะสามารถลดการใช<นำ้ มนั เช้ือเพลิงในการผลติ ไฟฟUาไดป< ระมาณ 109.26 ลา< นลติ ร/ปt 2. ลดการปลอG ยกuาซ คาร/บอนไดออกไซด/ (CO2) ได<ประมาณ 264,148 ตนั /ปt สามารถผลิตไฟฟUาได< 453.85 ลา< นหนวG ย/ปt นบั เปนh การตอบสนองนโยบายภาครฐั โดยการนำาพลังงานหมุนเวียนท่มี ีอยGใู นประเทศมาใชใ< หเ< กิดประโยชน/สงู สดุ อกี ทั้งยงั เปนh แหลงG ศึกษาขอ< มลู ด<านพลงั งานทดแทนใหก< บั นักเรยี น นกั ศกึ ษา และผส<ู นใจทั่วไป

การปฏิวตั ไิ ฮโดรเจนสีเขยี ว

การปฏวิ ตั ไิ ฮโดรเจนสเี ขยี ว • ชิลี ลงทนุ ในโครงสร7างพ้นื ฐานดา7 นไฮโดรเจนเน่ืองจากทรัพยากรลมท่เี หมาะสมท่สี ดุ • ซาอดุ ีอาระเบยี กำลงั สร7างโรงงานพลงั งานสเี ขยี วและแอมโมเนยี ทใี่ หญท> ี่สดุ ในนีโอม ซงึ่ ไดร7 บั การขนานนามวา> เป@น “เมอื งแหง> อนาคต” นอกจากนี้ ACWA Power บรษิ ัทพลงั งานของซาอุดิอาระเบีย ได7ลงนามในข7อตกลงกับ Air Products บรษิ ทั อตุ สาหกรรมเคมีของสหรัฐฯ เพือ่ สร7างโรงงาน ซงึ่ จะใช7พลงั งานลมและพลงั งานแสงอาทติ ย_ ทว่ั ทง้ั ทะเลทราย และคาดว>าจะขบั เคลอ่ื นซาอดุ อิ าระเบียส>กู ารปลอดคารบ_ อนในอนาคต

การปฏวิ ตั ไิ ฮโดรเจนสีเขียว • สหภาพยุโรป ประกาศความตง้ั ใจทจ่ี ะขยายการลงทุนในไฮโดรเจนสีเขยี วขนาดใหญ> 550 พันลา7 นเหรียญ ซึ่งเปน@ สว> นหนง่ึ ของแผนพฒั นาพลงั งานสะอาด เชน> เดยี วกบั คณะกรรมาธกิ าร Electrolyzers ได7ประกาศกลยทุ ธ_ดา7 นไฮโดรเจนทเี่ รยี กร7อง ใหม7 ีการลงทนุ ไฮโดรเจนสีเขียวมลู คา> 430 พนั ลา7 นดอลลาร_ภายใน พ.ศ. 2573 • เยอรมนี มไี ฮโดรเจนอย>ใู นแผนพลังงานมาต้ังแต> พ.ศ.2549 รัฐบาลได7จัดสรรเงินทนุ จำนวนมากให7แก> โครงการ “National Hydrogen Strategy” เพ่ือพัฒนาอุตสาหกรรมไฮโดรเจน และสนบั สนนุ การใชง7 านไฮโดรเจนในอตุ สาหกรรมต>างๆ ซ่ึงทำเงนิ ไดถ7 งึ 7 พนั ลา7 นยโู ร สำหรับการเปด„ ตวั ไฮโดรเจนสีเขียวในเยอรมนี และอีก 2 พนั ลา7 นยโู รสำหรบั พนั ธมติ รระหว>าง ประเทศ

การปฏวิ ตั ิไฮโดรเจนสีเขยี ว • สเปน ได7ประกาศโครงการท่ีจะเป„ดตัวอิเลก็ โทรไลเซอร_ 4 ตัวทจี่ ะบรรลุเป^าหมาย 20% ของไฮโดรเจนสีเขียวภายใน ค.ศ. 2030 ประเทศสเปนมีภูมทิ ศั น_และรูปแบบสภาพอากาศ ในอุดมคตสิ ำหรบั การผลติ ไฮโดรเจนดว7 ยพลงั งานแสงอาทิตยแ_ ละพลังงานลม • ญี่ปุKน โรงงานไฮโดรเจนสีเขยี วที่ใหญท> ่สี ดุ แหง> หน่ึงของโลกเพ่ิงเปด„ ใหม>ใกล7กบั ฟุกชุ มิ ะ ซ่ึงเกดิ ภัยพิบตั นิ ิวเคลยี รห_ ลงั แผ>นดนิ ไหวและสึนามิใน พ.ศ. 2554 ญ่ีปุ‡นไดจ7 >ายเบยี้ ประกนั ภยั สำหรับไฮโดรเจนสเี ขยี วมากกว>าไฮโดรเจนธรรมดา และญป่ี ‡นุ ประกาศเปา^ หมายการปล>อยมลพษิ เป@นศนู ยภ_ ายในปˆ ค.ศ. 2050

ข0อดขี องพลงั งานไฮโดรเจน • เปLนพลงั งานสะอาด • การใชงN านเทยี บเทOาพลงั งานนำ้ มัน • สามารถประยุกต<ใชNไดNหลากหลาย

ขอ0 จำกัดของพลังงานไฮโดรเจน

ข0อจำกดั ของพลังงานไฮโดรเจน • ไฮโดรเจนเป=นสิง่ ทีจ่ ดั เก็บและขนสงF ยาก เนื่องจากไฮโดรเจนเปน= ธาตแุ รกในตารางธาตุ มขี นาดเลก็ นำ้ หนกั เบา และยงั มี คุณสมบัตใิ นการกดั กรFอน จึงทำให&ยากที่จะเกบ็ และขนสFง โครงการสรา& งโรงไฟฟาO ของนครลอสแองเจลสี จึงวางแผนแก&ปญR หาด&วยการใช& Salt Dome ซง่ึ เปน= ช้นั หิน เกลือใตด& นิ ท่สี ามารถสรา& งโพรงกนั รว่ั ซมึ สำหรบั กกั เกบ็ ก]าซไฮโดรเจนไดเ& ป=นอยFาง ดี โดยโครงการนมี้ แี ผนทจ่ี ะสร&าง Salt Dome ให&ไดถ& ึง 100 แหงF ภายในปa 2045

ข0อจำกัดของพลงั งานไฮโดรเจน • การผลิตไฮโดรเจนจากเช้ือเพลิงสะอาดมีตนN ทุนสงู ต&นทนุ หลักในการผลิต Green Hydrogen ก็คอื Electrolyzer ซ่งึ เป=นอปุ กรณoทใ่ี ชใ& น กระบวนการผFานกระแสไฟฟาO เพอ่ื แยกน้ำออกเป=นไฮโดรเจนและออกซเิ จน อยาF งไรก็ดี ในปจR จบุ นั เทคโนโลยนี ้มี ีราคาลดลงกวFา 40% จากเม่ือ 5 ปทa ่ีแลว& และคาดวFาราคาจะปรบั ลดลงอกี 1 ใน 3 ภายในปa 2025 โดยบรษิ ัทวจิ ัยและท่ปี รึกษาด&านพลังงาน Wood Mackenzie ระบุวาF การผลิต Green Hydrogen จะเพ่ิมขึ้นอกี 12 เทาF ในชวF ง 5 ปa ข&างหนา& ในขณะท่ตี น& ทุนการผลติ จะต่ำลง นอกจากนี้ สำนกั วิจยั BloombergNEF ยงั คาดการณวo Fา ราคา Green Hydrogen อาจจะ ลดลงเหลือแคF 1.4 ดอลลารoสหรัฐ/กิโลกรมั ในปa 2030 จากระดบั 2.5-6.8 ดอลลารoสหรฐั / กโิ ลกรมั ในปจR จบุ นั ซึ่งถอื เปน= ระดบั ราคาที่พอจะแขงF ขนั ในตลาดได&

ข0อจำกดั ของพลังงานไฮโดรเจน • ไฮโดรเจนมีคณุ สมบตั ทิ ต่ี าF งจากก]าซธรรมชาติ ใแใชนมเ7อ7วทตุ า> คสไโฮานโหโดลกรยรเจรขี มนน้ั ไแสดลูงเ7 ะขหกนึ้ม(าเือซพนธ่อื กรในัรหมไ7 ดชแ7ปาตตร>กิจะาสะรมทิเปคีธลิภณุ ยี่ าสนพมจเบทากตัา> กเใิ ดนา( มิ ซกาธรรเรผมาชไหาตมมิ แ7 าลใว7ชใ7พหล7คงั วงาามนรไอ7ฮนโดทร่ีสเจามนาจรถำเนปำน@ ไปต7อใชง7 อไกฮำยโห>าดงนรไดเรจกนด็ ใี นผสพ7ู เฒักลนขานโคารดงใกหาญรใ>โรหง7มไีปฟรฟะา^ สยทิ ูทธาภิ หา_มพ่นั เใพจิ่มวขา> ้ึนจไะดสอ7 าีกมการ>อถนหทาจี่ วะิธเปผี ลด„ ิตดกำเรนะนิแกสาไฟรโฟรง^าไจฟาฟกพ^าตลางั มงาน ลคบลสรงดวรทา7ิษากงมุนาัทกรมใา(ปนง>ุ ซมลอคน่ัอ>ุตายพสรกาย_บา(หาอซยกนคารไามรดรมขอบ_นอออี้กงกนผำไซลไพ7ู ดังดัฒอเ_ใรอนนียกปากเไรรทซิมอ7 คดางโ_สณในำหโมห7มลารแียกบั หีดกเล7าชลน>งน>>มุพนอลี้เหไุตงัดสลง7เาา็กปนห„ดปทกปูนรารรซงะมเิเเลมดทอื นน็ต่ี กตเ7อพร_ง่อืกรใงชรอ7 กะ7พมาจใลรกชังใใ7ชงแนา7พลรนละาคเงัคควงามาาทมนภี ่คี รไณั 7ุมฮอ7 คฑโนดา>_สรตูงโเ>อดจแกยนลาหเะพรล่ือาย

สาเหตทุ ่ีพลงั งานไฮโดรเจนไมถC กู ยกเปนH พลังงานหลัก • ไฮโดรเจนถึงเปLนพลังงานทดแทนท่ยี งั คงถูกจบั ตามองจากหลายๆ บริษทั ยกตวั อยOางเชนO Toyota ทย่ี ังคงเล็งเห็นประสิทธภิ าพการใชNงานพลงั งาน ชนิดน้อี ยูO ทวาO มันก็ไมอO าจกNาวขาN มไปเปนL “พลงั งานหลกั ” ในหมOมู วล พลงั งานทดแทนไดN • สาเหตขุ องเร่อื งน้ีมอี ยOู 2 ปจc จัยใหญOๆ น่นั คือกรรมวธิ ีการผลิตกา2 ซไฮโดรเจน เพือ่ ใชงN าน และการสนับสนนุ การใชงN านพลงั งานประเภทน้ี