เหตุใดไฮโดรเจนสีชมพูที่ผลิตโดยใช้นิวเคลียร์จึงมีบทบาทสำคัญ

จาก เทสลา Elon Musk ถึงประธานคณะกรรมาธิการยุโรป เออซูลาฟอนเดอร์เลเยน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีผู้มีชื่อเสียงหลายคนพูดถึงบทบาทของไฮโดรเจนที่อาจหรืออาจไม่มีบทบาทในการเปลี่ยนโลกไปสู่อนาคตที่ยั่งยืนมากขึ้น

มัสค์มี แสดงความสงสัย เกี่ยวกับประโยชน์ของไฮโดรเจน แต่หลายคนคิดว่ามันสามารถช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในหลายภาคส่วน รวมถึงการขนส่งและอุตสาหกรรมหนัก   

ในขณะที่มีข่าวลือมากมายเกี่ยวกับไฮโดรเจนและความสำคัญของมันในฐานะเครื่องมือในการรักษาอนาคตที่ปล่อยคาร์บอนต่ำ ซึ่งเป็นหัวข้อที่สร้างขึ้น การถกเถียงกันมาก ในช่วงหลายเดือนที่ผ่านมา การผลิตส่วนใหญ่ยังคงใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล

อันที่จริงตาม รายงานการติดตามประจำเดือนกันยายน 2022 จากสำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ การผลิตไฮโดรเจนที่ปล่อยมลพิษต่ำในปี 2021 มีสัดส่วนน้อยกว่า 1% ของการผลิตไฮโดรเจนทั่วโลก

ถ้ามันมีบทบาทใดๆ ในการเปลี่ยนแปลงพลังงานที่วางแผนไว้ การสร้างไฮโดรเจนก็จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ทีเดียว   

“สิ่งแรกที่ต้องพูดคือไฮโดรเจนไม่มีอยู่จริงตามธรรมชาติ ดังนั้นจึงต้องผลิตขึ้น” เรเชล รอธแมน ผู้อำนวยการร่วมของ Grantham Center for Sustainable Futures แห่งมหาวิทยาลัยเชฟฟิลด์กล่าว

“มันมีศักยภาพมากมายในการช่วยให้เราลดการปล่อยคาร์บอนในอนาคต แต่เราจำเป็นต้องหาวิธีการผลิตคาร์บอนต่ำให้ได้ตั้งแต่แรก” เธอกล่าว พร้อมเสริมว่าวิธีการผลิตที่แตกต่างกันนั้น “แสดงถึงสีที่ต่างกัน”

“ปัจจุบัน ไฮโดรเจนประมาณ 95% มาจากการปฏิรูปไอมีเทนด้วยไอน้ำและมีปริมาณคาร์บอนฟุตพรินต์ที่เกี่ยวข้องจำนวนมาก และนั่นคือสิ่งที่เรียกว่าไฮโดรเจน 'สีเทา'” รอธแมนกล่าวกับซีเอ็นบีซี

ไฮโดรเจนสีเทาเป็นไปตาม บริษัท พลังงาน กริดแห่งชาติ, “เกิดจากก๊าซธรรมชาติหรือก๊าซมีเทน” มันบอกว่าก๊าซเรือนกระจกที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการ ไม่ถูกจับดังนั้นรอยเท้าคาร์บอนที่ Rothman อ้างถึง

ความโดดเด่นของวิธีการดังกล่าวขัดแย้งกับเป้าหมายสุทธิเป็นศูนย์อย่างชัดเจน ด้วยเหตุนี้ แหล่งที่มา ระบบ และสีของไฮโดรเจนจึงถูกนำมาใช้เป็นทางเลือกแทน

ซึ่งรวมถึงไฮโดรเจนสีเขียว ซึ่งหมายถึงไฮโดรเจนที่ผลิตขึ้นโดยใช้พลังงานหมุนเวียนและอิเล็กโทรไลซิสด้วยกระแสไฟฟ้า แยกน้ำออกเป็นออกซิเจนและไฮโดรเจน

ในทางกลับกัน ไฮโดรเจนสีน้ำเงินบ่งชี้ถึงการใช้ก๊าซธรรมชาติ ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิล และการใช้และกักเก็บคาร์บอน มีก การอภิปรายในข้อหา เกี่ยวกับบทบาทของไฮโดรเจนสีน้ำเงินในการลดคาร์บอนของสังคม

นอกจากสีน้ำเงินและเขียวแล้ว ยังมีอีกสีที่ดึงดูดความสนใจคือสีชมพู เช่นเดียวกับไฮโดรเจนสีเขียว กระบวนการประกอบด้วยอิเล็กโทรไลซิส แต่มีความแตกต่างที่สำคัญ: สีชมพูใช้นิวเคลียร์

“ถ้าคุณแยก … น้ำ คุณจะได้ไฮโดรเจนและออกซิเจน” รอธแมนกล่าว “แต่การแยกน้ำต้องใช้พลังงาน ดังนั้นสิ่งที่ไฮโดรเจนสีชมพูพูดถึงคือการแยกน้ำโดยใช้พลังงานที่มาจากนิวเคลียร์”

ซึ่งหมายความว่า “ทั้งระบบมีคาร์บอนต่ำ เพราะ … ไม่มีคาร์บอนในน้ำ … แต่แหล่งพลังงานก็มีคาร์บอนต่ำมากเช่นกันเพราะเป็นนิวเคลียร์”

นอกจากอิเล็กโทรลิซิสแล้ว รอธแมนยังตั้งข้อสังเกตว่านิวเคลียร์ยังสามารถใช้กับสิ่งที่เรียกว่าวัฏจักรเทอร์โมเคมีได้อีกด้วย

เธออธิบายว่าสิ่งนี้ควบคุมอุณหภูมิที่สูงมากเพื่อแยกน้ำออกเป็นออกซิเจนและไฮโดรเจน 

ไฮโดรเจนสีชมพูมีผู้สนับสนุนที่สำคัญอยู่แล้ว ซึ่งรวมถึง EDF Energy ซึ่งมีแนวคิดในการผลิตไฮโดรเจนที่ Sizewell C ซึ่งเป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาด 3.2 กิกะวัตต์ที่วางแผนไว้สำหรับสหราชอาณาจักร

“ที่ Sizewell C เรากำลังสำรวจวิธีการผลิตและใช้ไฮโดรเจนในหลายๆ วิธี” เว็บไซต์ของบริษัทกล่าวว่า “ประการแรก มันสามารถช่วยลดการปล่อยมลพิษระหว่างการก่อสร้างโรงไฟฟ้า”

“ประการที่สอง เมื่อ Sizewell C เปิดใช้งาน เราหวังว่าจะใช้ความร้อนบางส่วนที่ผลิตขึ้น (ควบคู่ไปกับกระแสไฟฟ้า) เพื่อทำให้ไฮโดรเจนมีประสิทธิภาพมากขึ้น” บริษัทกล่าวเสริม

EDF Energy ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งขององค์กรข้ามชาติ กลุ่ม EDFกล่าวในแถลงการณ์ที่ส่งถึง CNBC: “ไฮโดรเจนที่ผลิตจากพลังงานนิวเคลียร์สามารถมีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนผ่านของพลังงาน”

บริษัทยังรับทราบว่ามีความท้าทายที่ภาคส่วนนี้ต้องเผชิญและการพัฒนา

“ปัจจุบัน ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงที่มีราคาค่อนข้างแพง ดังนั้นความท้าทายหลักสำหรับไฮโดรเจนอิเล็กโทรลีติคที่มีคาร์บอนต่ำ ไม่ว่าจะผลิตจากพลังงานหมุนเวียนหรือพลังงานนิวเคลียร์ คือการลดต้นทุนการผลิต”

สิ่งนี้จำเป็นต้องมี “นโยบายสนับสนุนที่ส่งเสริมการลงทุนในโครงการผลิตไฮโดรเจนในยุคแรกเริ่ม และกระตุ้นให้ผู้ใช้เปลี่ยนจากเชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นไฮโดรเจนคาร์บอนต่ำ”

“การเติบโตของตลาดสำหรับไฮโดรเจนคาร์บอนต่ำจะทำให้เกิดการประหยัดต่อขนาดและ “การเรียนรู้ด้วยการกระทำ” ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนการผลิต”

ในขณะที่มีความตื่นเต้นเกี่ยวกับบทบาทของนิวเคลียร์ในการผลิตไฮโดรเจนและการเปลี่ยนแปลงพลังงานที่กว้างขึ้น ตัวอย่างเช่น IEA กล่าวว่าพลังงานนิวเคลียร์มี "ศักยภาพที่สำคัญในการมีส่วนร่วมในการลดคาร์บอนของภาคพลังงาน" โดยไม่ต้องบอกว่าไม่เป็นที่ชื่นชอบของทุกคน .

วิจารณ์รวมถึงกรีนพีซ “พลังงานนิวเคลียร์ได้รับการขนานนามว่าเป็นวิธีแก้ปัญหาพลังงานของเรา แต่ในความเป็นจริงแล้ว การสร้างนั้นซับซ้อนและมีราคาแพงมาก” องค์กรด้านสิ่งแวดล้อมกล่าว “มันยังสร้างขยะอันตรายจำนวนมหาศาลอีกด้วย”

อนาคตหลากสี?

ในระหว่างการสัมภาษณ์ของเธอกับ CNBC Rothman แห่งมหาวิทยาลัย Sheffield ได้พูดถึงภาพรวมและบทบาทของไฮโดรเจนประเภทต่างๆ เราเคยเห็นเวลาที่ระดับไฮโดรเจนสีน้ำเงินและสีเทาลดลงถึงศูนย์หรือไม่?

“มันขึ้นอยู่กับว่าคุณกำลังดูกรอบเวลานานแค่ไหน” เธอกล่าว และเสริมว่า “ในโลกอุดมคติ ในที่สุดพวกเขาก็จะลดลงต่ำมาก”

“ในที่สุด เราควรกำจัดไฮโดรเจนสีเทาทั้งหมดของเรา เนื่องจากไฮโดรเจนสีเทามีรอยเท้าคาร์บอนจำนวนมาก และเราจำเป็นต้องกำจัดมัน” รอธแมนกล่าว

“ในขณะที่เราปรับปรุงการดักจับและกักเก็บคาร์บอน อาจมีช่องว่างสำหรับไฮโดรเจนสีน้ำเงินและนั่นยังไม่ได้รับการประเมิน ขึ้นอยู่กับ … การพัฒนาที่นั่น”

“สีชมพูและสีเขียวที่เรารู้ว่าต้องมีที่ว่างเพราะนั่นคือที่ที่คุณได้รับคาร์บอนต่ำ [ไฮโดรเจน] และเรารู้ว่ามันควรจะมี มันเป็นไปได้ที่จะไปถึงที่นั่น”

Fiona Rayment หัวหน้านักวิทยาศาสตร์ของ UK National Nuclear Laboratory ซึ่งเหมือนกับ EDF Energy เป็นสมาชิกของสมาคมการค้า Hydrogen UK ได้ย้ำถึงความสำคัญของการมีตัวเลือกต่างๆ มากมายในอีกหลายปีข้างหน้า

“ความท้าทายของค่าสุทธิเป็นศูนย์ไม่สามารถประเมินได้ต่ำเกินไป เราจะต้องใช้แหล่งผลิตไฮโดรเจนที่มีคาร์บอนต่ำทั้งหมดเพื่อทดแทนการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิล” เธอกล่าวกับ CNBC

แม้ว่าจะมีการพูดคุยกันมากมายเกี่ยวกับการใช้สีเพื่อแยกความแตกต่างของวิธีการผลิตไฮโดรเจนแบบต่างๆ แต่ก็มีการถกเถียงกันอย่างคึกคักว่าควรมีระบบการจำแนกประเภทดังกล่าวหรือไม่

“สิ่งที่เราต้องการคือไฮโดรเจนที่มีคาร์บอนต่ำ” รอธแมนกล่าว “และฉันรู้ว่ามีความสับสนมากมายเกี่ยวกับสีต่างๆ และฉันเคยได้ยินบางคนพูดว่า … 'ทำไมเราถึงมีสี ทำไมเราถึงไม่มีไฮโดรเจนและไฮโดรเจนคาร์บอนต่ำ'”

“และท้ายที่สุด บิตคาร์บอนต่ำเป็นสิ่งสำคัญ และทั้งสีชมพูและสีเขียวก็ทำเช่นนั้น”