กรีนไฮโดรเจน เป็นพลังงานทางเลือกที่น่าสนใจในอนาคต

มูลค่าตลาดก๊าซกรีนไฮโดรเจนที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้าคาดว่าจะเพิ่มขึ้นจาก 15 ล้านบาทในปี 2565 เป็น 53,000 ล้านบาทในปี 2574 จากแผนของภาครัฐที่จะให้โรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติใช้ก๊าซไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงร่วมในสัดส่วน 5% ตั้งแต่ปี 2574

แนวโน้มดังกล่าวจะสามารถสร้างรายได้ให้ผู้ประกอบการในห่วงโซ่อุปทานของการผลิตก๊าซกรีนไฮโดรเจนราว1 แสนล้านบาทในปี 2574 รวมทั้ง ยังก่อให้เกิดเม็ดเงินลงทุนในโครงสร้างพื้นฐานของห่วงโซ่อุปทานดังกล่าวประมาณ 5.4 แสนล้านบาท โดยธุรกิจที่มีโอกาสขยายตัวโดดเด่นที่สุด คือ ผู้ผลิตก๊าซกรีนไฮโดรเจน ซึ่งคาดว่าจะสามารถสร้างรายได้ให้ผู้ประกอบการกลุ่มนี้ประมาณ 5.3 หมื่นล้านบาทในปี 2574

ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าจากการใช้ก๊าซกรีนไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงร่วมในสัดส่วน 5% มีแนวโน้มลดลงจาก 3.3 บาท/หน่วยไฟฟ้าในปี 2566 เป็น 2.5 บาท/หน่วยไฟฟ้าในปี 2574 แต่ยังสูงกว่าการใช้ก๊าซธรรมชาติ 100% ดังนั้น ภาครัฐควรออกนโยบายสนับสนุนการใช้พลังงานดังกล่าวในแง่ของการเก็บภาษีคาร์บอน และชดเชยต้นทุนการผลิตไฟฟ้าผ่านการรับซื้อไฟฟ้า

หลายประเทศทั่วโลกต่างมีเป้าหมายที่จะบรรลุ Net Zero Emission ภายในปี 2593 เพื่อรักษาอุณหภูมิของโลกให้สูงขึ้นไม่เกิน 1.5 องศาเซลเซียส ภาครัฐและเอกชนของประเทศทั่วโลกจึงจำเป็นต้องลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกอย่างน้อย 45% เมื่อเทียบกับปี 2553 นอกเหนือการเปลี่ยนมาใช้รถยนต์ไฟฟ้าและการใช้พลังงานหมุนเวียนที่เริ่มมีการปรับใช้มาระยะหนึ่งแล้ว หนึ่งในทางเลือกที่น่าสนใจในระยะถัดไปคือ การใช้ก๊าซไฮโดรเจน

ก๊าซไฮโดรเจนมีแนวโน้มจะเข้ามาทดแทนการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น ก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน มากขึ้นในภาคอุตสาหกรรม การขนส่ง และการผลิตไฟฟ้า เนื่องจากพลังงานจากก๊าซดังกล่าวปล่อยก๊าซเรือนกระจกน้อยกว่า จึงเป็นหนึ่งในเครื่องมือที่จะช่วยให้บรรลุเป้าหมาย Net Zero Emission ได้ง่ายขึ้น ส่งผลให้องค์การพลังงานหมุนเวียนระหว่างประเทศ (The International Renewable Energy Agency: IRENA) คาดว่า ความต้องการใช้ไฮโดรเจนทั้งโลกมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง จาก 95 ล้านตันของไฮโดรเจนในปี 2565 เป็น 614 ล้านตันของไฮโดรเจนในปี 2593

สอดคล้องกับประเทศไทย ที่คาดว่าความต้องการใช้ก๊าซไฮโดรเจน โดยเฉพาะกรีนไฮโดรเจนจะเติบโตในระยะข้างหน้า หลังจากสำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน (สนพ.) มีเป้าหมายที่จะสนับสนุนให้โรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติและโรงงานอุตสาหกรรมของไทยหันมาใช้ก๊าซไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงร่วมในการผลิตไฟฟ้าและพลังงานความร้อนมากขึ้น3 เพื่อรับมือกับความท้าทายจากมาตรการภาษีคาร์บอนก่อนข้ามพรมแดน (Carbon Border Adjustment Mechanism: CBAM) ของประเทศคู่ค้าหลัก เช่น สหภาพยุโรป ในระยะข้างหน้า รวมทั้งเพื่อให้บรรลุเป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอน ภายในปี 2593 ซึ่งรายละเอียดของแนวโน้มตลาดไฮโดรเจนของไทย และอุปสรรคในการเติบโตของตลาดดังกล่าวจะได้วิเคราะห์ต่อไปในบทความนี้

     

ทำความรู้จัก ก๊าซไฮโดรเจน

ก๊าซไฮโดรเจน เป็นธาตุที่เบาที่สุดและมีพลังงานสูงสุดต่อหน่วย เมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงชนิดอื่นๆ รวมทั้งไม่เป็นพิษกับสิ่งแวดล้อม และเข้ามาเติมเต็มในส่วนของการผลิตไฟฟ้าในอนาคต จึงทำให้พลังงานดังกล่าวถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้ามากขึ้น

ทั้งนี้ ก๊าซไฮโดรเจนถูกผลิตจากหลากหลายกระบวนการและวัตถุดิบ จึงส่งผลให้ต้นทุนการผลิตและปริมาณปล่อยก๊าซเรือนกระจกของก๊าซไฮโดรเจนแต่ละประเภทแตกต่างกัน ซึ่งสามารถจำแนกได้อย่างน้อย 4 ประเภท ดังนี้

1. บราวน์ไฮโดรเจน เป็นก๊าซไฮโดรเจนที่ได้จากกระบวนการ Gasification โดยใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง ซึ่งเป็นกระบวนการที่นำถ่านหินมาเผาบางส่วนพร้อมทั้งมาทำปฏิกิริยากับไอน้ำ จนเกิดเป็นก๊าซไฮโดรเจนที่มีสัดส่วนก๊าซคาร์บอนไดอออกไซด์ที่สูงสุด จึงทำให้การผลิตบราวน์ไฮโดรเจนปล่อยก๊าซเรือนกระจก (Carbon Footprint) ราว 20 kgCO2e/กิโลกรัมของไฮโดรเจน ซึ่งในปัจจุบัน ต้นทุนการผลิตไฮโดรเจนดังกล่าวราว 0.95-1.90 ดอลลาร์สหรัฐฯ/กิโลกรัมของไฮโดรเจน6

2. เกรย์ไฮโดรเจน เป็นก๊าซไฮโดรเจนที่ผลิตจากกระบวนการ Steam Methane Reforming โดยใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นสารตั้งต้น ซึ่งเป็นกระบวนการที่นำก๊าซธรรมชาติมาทำปฏิกิริยา reforming ร่วมกับไอน้ำที่มีอุณหภูมิ 700-1,000 องศาเซลเซียส เพื่อให้ได้ก๊าซไฮโดรเจน และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ จึงทำให้กระบวนการผลิตไฮโดรเจนดังกล่าวปล่อยก๊าซเรือนกระจก (Carbon Footprint) ราว 8-16 kgCO2e/กิโลกรัมของไฮโดรเจน ซึ่งในปัจจุบัน ต้นทุนการผลิตเกรย์ไฮโดรเจนอยู่ราว 2 ดอลลาร์สหรัฐฯ/กิโลกรัมของไฮโดรเจน

3. บลูไฮโดรเจน เป็นก๊าซไฮโดรเจนที่ผลิตจากกระบวนการแบบเดียวกับเกรย์ไฮโดรเจน แต่ติดตั้งเทคโนโลยีกักเก็บคาร์บอน หรือ Carbon Capture Utilization and Storage (CCUS) เพิ่มเติม ซึ่งช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในกระบวนการผลิต จึงทำให้การผลิตก๊าซบูลไฮโดรเจนปล่อยก๊าซเรือนกระจก (Carbon Footprint) ราว 2-16 kgCO2e/กิโลกรัมของไฮโดรเจน ซึ่งปัจจุบัน ต้นทุนการผลิตก๊าซไฮโดรเจนดังกล่าวอยู่ราว 4-5 ดอลลาร์สหรัฐฯ/กิโลกรัมของไฮโดรเจน

4. กรีนไฮโดรเจน เป็นก๊าซไฮโดรเจนที่ได้จากกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส (Electrolysis) ซึ่งเป็นการแยกน้ำให้กลายเป็นก๊าซไฮโดรเจนและก๊าซออกซิเจนด้วยไฟฟ้าจากพลังงานสะอาด เช่น พลังงานไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ พลังงานไฟฟ้าจากลม จึงทำให้การผลิตไฮโดรเจนดังกล่าวปล่อยก๊าซเรือนกระจก (Carbon footprint) เพียง 0.4-1.7 kgCO2e/กิโลกรัมของไฮโดรเจน ซึ่งปัจจุบันต้นทุนการผลิตก๊าซกรีนไฮโดรเจนอยู่ราว 5.07 ดอลลาร์สหรัฐฯ/กิโลกรัมของไฮโดรเจน

ปัจจุบัน กำลังการผลิตก๊าซไฮโดรเจนของไทยส่วนใหญ่เป็นกำลังการผลิตของก๊าซเกรย์ไฮโดรเจน เพราะต้นทุนการผลิตก๊าซไฮโดรเจนดังกล่าวต่ำกว่าต้นทุนการผลิตก๊าซไฮโดรเจนชนิดอื่นๆ อย่างไรก็ดี การใช้ก๊าซเกรย์ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงในภาคส่วนที่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกจำนวนมาก อย่างธุรกิจโรงไฟฟ้าฟอสซิล (ก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน) อาจไม่ช่วยให้ไทยสามารถบรรลุเป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอน (Carbon Neutrality) ได้ โดยก๊าซไฮโดรเจนชนิดอื่นๆ ที่อาจช่วยให้บรรลุเป้าหมายดังกล่าว นั่นคือ ก๊าซบลูไฮโดรเจน และกรีนไฮโดรเจน

 

อย่างไรก็ดี การใช้ก๊าซกรีนไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงร่วมในสัดส่วนที่ 5% ของปริมาณการใช้เชื้อเพลิงของโรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติ ตามแผนของ สนพ. จะช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกราว 2.3% ซึ่งสูงกว่าการใช้ก๊าซบลูไฮโดรเจนซึ่งอยู่ประมาณ 1.9% การใช้ก๊าซกรีนไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้าจึงช่วยให้ไทยสามารถบรรลุเป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอน (Carbon Neutrality) ในปี 2593 ได้ง่ายกว่า

นอกจากนี้ ไทยยังมีจำกัดในเรื่องของศักยภาพในการผลิตก๊าซธรรมชาติ ซึ่งประเมินว่า ปริมาณก๊าซธรรมชาติที่มีในปัจจุบันจะสามารถรองรับความต้องการได้เพียง 6.8-10.7 ปี จึงเป็นอุปสรรคสำคัญในการขยายการกำลังการผลิตก๊าซบลูไฮโดรเจน เพื่อรองรับความต้องการใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้าในระยะยาว ขณะที่ ไทยมีศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงในการผลิตก๊าซกรีนไฮโดรเจนสูง จึงเป็นปัจจัยที่มีแนวโน้มจะทำให้ผู้ประกอบการหันมาผลิตและใช้ก๊าซกรีนไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้ามากขึ้นในระยะข้างหน้า โดยรายละเอียดเพิ่มเติมจะวิเคราะห์ในหัวข้อถัดไป

ความต้องการใช้ กรีนไฮโดรเจน เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้าของไทยมีแนวโน้มเป็นอย่างไร?

ในปัจจุบัน กำลังการผลิตก๊าซกรีนไฮโดรเจนของไทยส่วนใหญ่เป็นโครงการต้นแบบเพื่อนำไปใช้ในการผลิตไฟฟ้าให้กับองค์กรใดองค์กรหนึ่ง แต่ยังไม่ถูกผลิตในเชิงพาณิชย์มากนัก เช่น โครงการไฮบริดกังหันลมลำตะคองเคียงคู่เซลล์เชื้อเพลิง (Wind Hydrogen Hybrid) ซึ่งเป็นโครงการที่แปลงก๊าซไฮโดรเจนที่ผลิตด้วยพลังงานลมให้เป็นไฟฟ้า เพื่อนำไป

ใช้ในศูนย์การเรียนรู้ กฟผ. ลำตะคอง และโครงการบ้านผีเสื้อ ซึ่งเป็นโครงการที่ผลิตไฟฟ้าจากก๊าซไฮโดรเจนที่ผลิตด้วยไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ เพื่อนำใช้ในกลุ่มอาคารบ้านพักของโครงการดังกล่าว จากการประเมินความต้องการใช้ก๊าซกรีนไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้าของไทยจากโครงการต้นแบบดังกล่าว พบว่า ต้องการในปัจจุบันอยู่ราว 80 ตัน/ปี หรือคิดเป็นมูลค่าตลาดราว 14.6 ล้านบาท และคาดว่าจะเพิ่มขึ้นได้สูงสุดเป็น 4.9 แสนตัน ในปี 2574 หรือคิดเป็นมูลค่าตลาดราว 5.3 หมื่นล้านบาท เนื่องจากสำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน (สนพ.) มีแผนที่จะให้โรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติใช้ก๊าซไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงร่วมในการผลิตไฟฟ้า ซึ่งเบื้องต้นกำหนดสัดส่วนการใช้ก๊าซดังกล่าวอยู่ที่ 5% ของปริมาณเชื้อเพลิงทั้งหมดในปี 2574 โดยประเมินในครั้งนี้อยู่ภายใต้สมมุติฐานที่ว่าโรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติใช้ก๊าซกรีนไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงร่วมทั้งหมด

บทความโดย พงษ์ประภา นภาพฤกษ์ชาติ Krungthai COMPASS