ไม่เสมอไป

ขึ้นอยู่กับกระบวนการผลิต

หากพิจารณาเฉพาะกระบวนการเผาไหม้ ไฮโดรเจนนับเป็นพลังงานที่ไม่ปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์แม้แต่น้อย เนื่องจากผลพลอยได้จากการเผาไฮโดรเจนมีเพียงไอนํ้าเท่านั้น อีกทั้งไฮโดรเจนยังเป็นธาตุที่พบได้มากที่สุดในจักรวาล หลายคนจึงมองว่าไฮโดรเจนคือเชื้อเพลิงแห่งความหวังที่จะช่วยเราบรรลุเป้าหมายการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเท่ากับศูนย์

อย่างไรก็ตาม ทรัพยากรไฮโดรเจนที่เราพบเจอบนโลกนั้นไม่ได้อยู่เดี่ยวๆ แต่มักจับคู่อยู่กับออกซิเจนในรูปของนํ้า หรือจับคู่อยู่กับคาร์บอนในรูปของก๊าซธรรมชาติ ความยุ่งยากของการใช้ไฮโดรเจนในฐานะเชื้อเพลิงจึงอยู่ที่กระบวนการแยกมันออกจากสารประกอบต่างๆ ซึ่งปัจจุบันสามารถทําได้หลายวิธีโดยแต่ละวิธีก็ปลดปล่อยคาร์บอนในปริมาณที่แตกต่างกัน อุตสาหกรรมไฮโดรเจนจึงใช้รหัส “สี” ต่างๆ เพื่อบ่งชี้ว่าไฮโดรเจนเหล่านั้นผลิตมาอย่างไร

การจะตอบคําถามว่าไฮโดรเจนเป็นพลังงานสะอาดจริงหรือไม่จึงต้องพิจารณาจากกระบวนการผลิต ส่วนบทบาทของไฮโดรเจนในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกก็ควรต้องพิจารณาควบคู่กับความเป็นไปได้ในทางเศรษฐกิจ เพราะปัจจุบันต้นทุนการผลิตไฮโดรเจนนับว่าสูงอย่างยิ่งเมื่อเทียบกับทางเลือกอื่น อย่างเช่นการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์หรือลม

ไฮโดรเจนอันตรายกว่าเชื้อเพลิงชนิดอื่นหรือไม่

ภาพเหตุการณ์บอลลูนโดยสารขนาดยักษ์ที่เกิดไฟลุกไหม้หรือหายนะฮินเดนเบิร์ก (Hindenburg Disaster) กลายเป็นภาพจําที่หลายคนมองว่าไฮโดรเจนคือเชื้อเพลิงที่อันตราย ทั้งที่จวบจนปัจจุบันยังไม่มีใครตอบได้ว่าสาเหตุของหายนะครั้งนั้นเกิดจากอะไร

ความจริงแล้ว คุณสมบัติของไฮโดรเจนนั้นคล้ายคลึงกับก๊าซธรรมชาติ เพราะทั้งสองอย่างเป็นสารไวไฟและระเบิดได้เมื่อโดนความร้อน แถมยังไม่มีสีและไม่มีกลิ่นเหมือนกัน อย่างไรก็ตาม ไฮโดรเจนอาจนับว่ามีความเสี่ยงมากกว่าก๊าซธรรมชาติเนื่องจากติดไฟได้ง่ายกว่าและมีโมเลกุลเล็กกว่า จึงต้องมีการจัดการที่รัดกุมกว่า1

ความจําเป็นที่จะต้องมี “การจัดการที่รัดกุมกว่า” นี้เอง เป็นเหตุผลสําคัญที่ทําให้การผลิตไฮโดรเจนมีต้นทุนที่สูงมาก โดยเฉพาะถ้าจะใช้ในการผลิตไฟฟ้า

รอยเท้าคาร์บอนจากกระบวนการผลิตไฮโดรเจน

แม้กระบวนการเผาไหม้ไฮโดรเจนจะไม่ปรากฏรอยเท้าคาร์บอน แต่เนื่องจากไฮโดรเจนเผาไหม้ที่อุณหภูมิสูงกว่าก๊าซธรรมชาติจึงอาจก่อให้เกิดมลภาวะอย่างไนโตรเจนออกไซด์และกรดไนตริกในปริมาณที่สูงกว่า มลภาวะเหล่านี้เป็นต้นเหตุของฝุ่นควัน ฝนกรด และสร้างผลกระทบต่อสุขภาพ2 อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีในปัจจุบันสามารถจัดการปัญหาดังกล่าวได้ค่อนข้างดี ประเด็นนี้จึงไม่ใช่เรื่องน่ากังวลนัก ส่วนการตอบคําถามว่าไฮโดรเจนเป็นพลังงานสะอาดหรือเปล่า เราต้องพิจารณาที่ “ต้นทาง” ว่าไฮโดรเจนเหล่านั้นผลิตมาอย่างไร

ในปัจจุบัน การผลิตไฮโดรเจนแทบทั้งหมดจะใช้เทคโนโลยีที่เรียกว่าการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างโมเลกุลมีเทนด้วยไอนํ้า (steam methane reforming) ซึ่งใช้ความร้อนจากไอนํ้าเพื่อแยกไฮโดรเจนออกจากก๊าซธรรมชาติ กระบวนการดังกล่าวปล่อยคาร์บอนค่อนข้างสูง ถ้าหากใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงจะปล่อยคาร์บอนราว 10 ถึง 12 กิโลกรัมคาร์บอนเทียบเท่าต่อการผลิตไฮโดรเจนหนึ่งกิโลกรัม แต่ถ้าใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงจะปล่อยคาร์บอนสูงถึง 22 ถึง 26 กิโลกรัมคาร์บอนเทียบเท่าต่อการผลิตไฮโดรเจนหนึ่งกิโลกรัม

อีกหนึ่งเทคโนโลยีที่ถูกจับตามองและดึงดูดเม็ดเงินลงทุนมหาศาลคืออิเล็กโทรไลซิส (electrolysis) ซึ่งเป็นการใช้กระแสไฟฟ้าแยกไฮโดรเจนออกจากนํ้า หากใช้ไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนเช่นแสงอาทิตย์หรือลม กระบวนการดังกล่าวจะสามารถผลิตไฮโดรเจนหนึ่งกิโลกรัมโดยการปล่อยคาร์บอนเพียง 0.4 ถึง 2.7 กิโลกรัมคาร์บอนเทียบเท่าเท่านั้น อย่างไรก็ตาม รายงานโดยองค์การพลังงานสากลระบุว่าการผลิตไฮโดรเจนด้วยวิธีอิเล็กโทร­ไลซิสยังไม่แพร่หลายนัก โดยคิดเป็นสัดส่วนการผลิตไฮโดรเจนไม่ถึง 1 เปอร์เซ็นต์ของการผลิตไฮโดรเจนทั่วโลกในปี 2019

เนื่องจากไฮโดรเจนมีที่มาหลากหลาย ในแวดวงไฮโดรเจนจึงมีการระบุรหัสสีเพื่อบ่งชี้ถึงกรรมวิธีการผลิตไฮโดรเจนไล่เรียงตั้งแต่สีดํา สีเทา สีฟ้า ไปจนถึงสีเขียว

ไฮโดรเจนสีดําและสีเทา คือไฮโดรเจนที่ผลิตจากกระบวนการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างโมเลกุลมีเทนด้วยไอนํ้าโดยใช้พลังงานถ่านหินหรือก๊าซธรรมชาติ ถึงแม้ไฮโดรเจนประเภทนี้จะไม่ปล่อยคาร์บอนในกระบวนการเผาไหม้ก็จริง แต่หากพิจารณารวมเอาการปล่อยคาร์บอนในกระบวนการผลิตเข้าไปด้วย ไฮโดรเจนชนิดนี้ก็จะถือเป็นเชื้อเพลิงที่ปล่อยคาร์บอนเข้มข้น

ไฮโดรเจนสีฟ้า คือไฮโดรเจนที่ผลิตด้วยกรรมวิธีแบบเดียวกับไฮโดรเจนสีดําและสีเทาแต่เพิ่มเทคโนโลยีดักจับและกักเก็บคาร์บอนเข้ามาด้วย ในทางทฤษฎี เทคโนโลยีดังกล่าวอาจดักจับและกักเก็บคาร์บอนจากกระบวนการผลิตได้สูงสุดร้อยละ 90 แต่ในทางปฏิบัติประสิทธิภาพการดักจับอาจไม่สูงขนาดนั้น ระบบดักจับและกักเก็บคาร์บอนยังใช้พลังงานค่อนข้างมาก และหากพิจารณาร่วมกับการรั่วไหลของมีเทนในกระบวนการผลิตไฮโดรเจนแล้ว ไฮโดรเจนสีฟ้าจึงควรถูกจัดอยู่ในประเภทเชื้อเพลิงคาร์บอนตํ่า ไม่ใช่เชื้อเพลิงที่ปล่อยคาร์บอนเท่ากับศูนย์

ไฮโดรเจนสีเขียวหรือไฮโดรเจนสะอาด คือไฮโดรเจนที่ผลิตด้วยกรรมวิธีอิเล็กโทรไลซิสโดยใช้พลังงานหมุนเวียนในการผลิตไฟฟ้า กระบวนการอิเล็กโทรไลซิสไม่ปล่อยคาร์บอน เมื่อนับรวมรอยเท้าคาร์บอนของพลังงานหมุนเวียนเข้าไปด้วยก็จะถือว่าปล่อยคาร์บอนในปริมาณที่น้อยมากๆ ทางเลือกนี้จึงนับเป็นทางออกที่ดีที่สุดหากต้องการใช้ไฮโดนเจนเพื่อรับมือวิกฤตภูมิอากาศ

นอกจากนี้ ในอุตสาหกรรมผลิตไฮโดรเจนยังมีการเรียกไฮโดรเจนสีอื่นๆ อีกด้วย เช่น ไฮโดรเจนสีชมพูที่ผลิตด้วยกรรมวิธีอิเล็กโทรไลซิสแต่ใช้พลังงานนิวเคลียร์ ไฮโดรเจนสีเทอร์ควอยซ์ที่ผลิตด้วยกระบวนการที่ชื่อว่ามีเทนไพโรไลซิส (methane pyrolysis) ซึ่งจะได้ไฮโดรเจนกับสารประกอบคาร์บอนที่เป็นของแข็ง หรือไฮโดรเจนสีเหลืองที่ผลิตจากพลังงานแสงอาทิตย์

ความท้าทายของการใช้ไฮโดรเจนเพื่อการผลิตไฟฟ้า

ประเทศไทยไม่มีอุตสาหกรรมไฮโดรเจนเป็นของตัวเอง หากจะหันมาใช้พลังงานดังกล่าวก็ต้องนําเข้าหรือวางรากฐานการผลิตภายในประเทศโดยเริ่มจากการนับหนึ่ง หน่วยงานภาครัฐของไทยต่างแสดงความสนใจพัฒนาอุตสาหกรรมไฮโดรเจน อาทิ กระทรวงพลังงาน และกระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรมที่เดินหน้าในเชิงนโยบาย ส่วนกลุ่มรัฐวิสาหกิจอย่าง ปตท. และการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทยเองก็เริ่มศึกษาความเป็นไปได้ สร้างเครือข่ายพันธมิตร รวมถึงลงนามความร่วมมือกับผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมไฮโดรเจนจากประเทศญี่ปุ่น

หมุดหมายหลักของอุตสาหกรรมไฮโดรเจนไทยปรากฏอยู่ในร่างแผนพัฒนากําลังการผลิตไฟฟ้าของไทย พ.ศ. 2567 ซึ่งคาดว่าจะผสมก๊าซธรรมชาติซึ่งเป็นเชื้อเพลิงหลักในการผลิตไฟฟ้าของไทยด้วยไฮโดรเจนในสัดส่วน 5 เปอร์เซ็นต์ภายในปี 2030 เพื่อลดการปล่อยคาร์บอน3

การศึกษาพบว่า การผสมไฮโดรเจนในอัตราส่วน 5 เปอร์เซ็นต์ในโรงไฟฟ้าก๊าซจะช่วยลดการปล่อยคาร์บอนได้ราว 2 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น4 ปัจจุบันการใช้ไฮโดรเจนเพื่อผลิตไฟฟ้าจึงไม่เป็นที่แพร่หลายมากนัก โดยจํากัดอยู่เฉพาะในโรงไฟฟ้านําร่องและยังไม่มีการนํามาใช้จริงในเชิงพาณิชย์ด้วยเหตุผลสองประการ คือต้นทุนสูงและประสิทธิภาพตํ่า

รายงานล่าสุดโดย Bloomberg New Energy Finance5 ซึ่งศึกษาการเปลี่ยนผ่านพลังงานของประเทศไทยพบว่า หากประเทศไทยสามารถผลิตไฮโดรเจนได้เองแล้วนําไฮโดรเจนดังกล่าวมาใช้ในการผลิตไฟฟ้าจะส่งผลให้ต้นทุนเชื้อเพลิงเพิ่มขึ้นราว 4 เท่าตัวเมื่อเทียบกับการใช้ก๊าซเพื่อผลิตไฟฟ้า แต่หากต้องนําเข้าไฮโดรเจน ราคาเชื้อเพลิงก็จะแพงกว่านี้เสียอีก ต้นทุนเชื้อเพลิงที่เพิ่มขึ้นคิดเทียบเท่ากับการจ่ายเงิน 6,000 บาท (191 ดอลลาร์สหรัฐ) เพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกหนึ่งตันคาร์บอน หากราคาคาร์บอนในประเทศไทยไม่สูงระดับนี้ การที่โรงไฟฟ้าจะหันมาใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงย่อมไม่คุ้มค่า และการใช้พลังงานหมุนเวียนที่ราคาถูกย่อมเป็นทางเลือกที่ดีกว่า

ที่สําคัญ กระบวนการดังกล่าวยังด้อยประสิทธิภาพ เนื่องจากการผลิตไฮโดรเจนสีเขียวจําเป็นต้องใช้กระแสไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนแล้วจึงค่อยเผาไฮโดรเจนอีกทอดหนึ่งเพื่อผลิตไฟฟ้า กระบวนการดังกล่าวทําให้สูญเสียพลังงานไปราวสองในสาม6 วิธีการเช่นนี้จึงไม่สมเหตุสมผลและยังมีต้นทุนสูงกว่าการใช้ไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนตรงๆ โดยไม่ต้องนําไปใช้ผลิตไฮโดรเจน

เนื่องจากต้นทุนที่สูงและประสิทธิภาพที่ตํ่า อุตสาหกรรมไฮโดรเจนในปัจจุบันจึงไม่ได้ผลิตไฮโดรเจนเพื่อจําหน่ายให้โรง­ไฟฟ้า แต่นําไปใช้เป็นวัตถุดิบเพื่อผลิตแอมโมเนียซึ่งเป็นส่วนผสมสําคัญของปุ๋ยเคมี ส่งให้อุตสาหกรรมกลั่นนํ้ามันเพื่อใช้ลดซัลเฟอร์ รวมถึงป้อนอุตสาหกรรมปิโตรเคมีเพื่อใช้ผลิตเมทานอล

บทบาทของไฮโดรเจนในการบรรลุเป้าหมาย net zero

แม้ว่าต้นทุนในการผลิตไฮโดรเจนจะสูงและการนําไฮโดรเจนมาใช้เป็นเชื้อเพลิงจะด้อยประสิทธิภาพกว่าทางเลือกอื่น แต่ไฮโดรเจนก็ยังมีบทบาทสําคัญหากเราต้องการบรรลุเป้าหมายการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเท่ากับศูนย์ เนื่องจากไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงทางเลือกที่ให้ความร้อนสูงและไม่ปล่อยคาร์บอนซึ่งสามารถประยุกต์ใช้กับภาคอุตสาหกรรมและการขนส่งที่ยังไม่สามารถใช้ไฟฟ้าได้ ไม่ว่าจะเป็นอุตสาหกรรมหนักอย่างซีเมนต์ เหล็กกล้า และปิโตรเคมี รวมถึงภาคการขนส่งบรรทุกหนักทั้งทางบก ทางนํ้า และทางอากาศ

นอกจากนี้ ไฮโดรเจนยังรับบทบาทเสมือนระบบกักเก็บพลังงานสํารองไม่ต่างจากแบตเตอรี่ โดยเราสามารถใช้พลังงานส่วนที่เกินจากการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์และลมมาผลิตไฮโดรเจนเก็บไว้ แล้วนําไฮโดรเจนมาผลิตไฟฟ้าในช่วงเวลาที่พลังงานหมุนเวียนไม่สามารถตอบสนองความต้องการใช้ไฟฟ้าได้และระบบกักเก็บพลังงานอย่างแบตเตอรี่มีไม่เพียงพอ

อย่างไรก็ตาม แม้จะมีการผลักดันอุตสาหกรรมไฮโดรเจนจากหลายภาคส่วน แต่ปริมาณการผลิตไฮโดรเจนคาร์บอนตํ่าก็ยังถือว่าน้อยมากๆ องค์การพลังงานสากลระบุว่า ในปี 2023 มีการผลิตไฮโดรเจนคาร์บอนตํ่าไม่ถึง 1 ล้านตัน ซึ่งนับเป็นสัดส่วนราว 1 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับกําลังผลิตไฮโดรเจนทั่วโลกที่ 97 ล้านตัน7 ความท้าทายสําคัญของอุตสาหกรรมไฮโดรเจนสีเขียวคือเงินลงทุนในโครงสร้างพื้นฐานและต้นทุนการผลิตที่ยังไม่สามารถแข่งขันได้ในเชิงพาณิชย์

ปฏิเสธไม่ได้ว่าไฮโดรเจนสีเขียวจะมีบทบาทสําคัญในการบรรลุเป้าหมายการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเท่ากับศูนย์ โดยเฉพาะในกลุ่มอุตสาหกรรมที่ทางเลือกในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกมีอยู่จํากัด แต่ในภาคการผลิตไฟฟ้าที่เรามีทางเลือกที่ดีกว่าและถูกกว่าอย่างพลังงานแสงอาทิตย์และลม ไฮโดรเจนก็ดูจะเป็นทางเลือกที่ต้นทุนสูงและเกินจําเป็น

  1. Office of Energy Efficiency and Renewable Energy, “Hydrogen Safety,” U.S. Department of Energy, www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/pdfs/h2_safety_fsheet.pdf
  2. “Does the Use of Hydrogen Produce Air Pollutants such as Nitrogen Oxides?,” U.S. Department of Energy, https://www.energy.gov/eere/fuelcells/does-use-hydrogen-produce-air-pollutants-such-nitrogen-oxides
  3. Lamonphet Apisitniran, “PTT Set to Rev Up Hydrogen Investments,” Bangkok Post, March 13, 2025, https://www.bangkokpost.com/sustainability/2978928/ptt-set-to-rev-up-hydrogen-investments
  4. Joshua D. Rhodes, Thomas Deetjen, F. Todd Davidson, Michael Lewis, and Robert Hebner, “Hydrogen Blending in Texas Natural Gas Power Plants at Scale,” H2@UT, https://sites.utexas.edu/h2/files/2022/01/TX-H2-Power-Plant-Blending.pdf
  5. BloombergNEF, Thailand: Turning Point for a Net-Zero Power Grid (Bloomberg Finance L.P, 2025), https://assets.bbhub.io/professional/sites/24/19-05-2025_Thailand_Turning-Point-for-a-Net-Zero-Power-Grid.pdf
  6. Ibid.
  7. “Hydrogen,” International Energy Agency, https://www.iea.org/energy-system/low-emission-fuels/hydrogen