วิจัยชี้ การสร้าง ‘ไฮโดรเจน’ มากเกินไป อาจส่งผลเสียต่ออากาศไม่ต่างจากใช้รถน้ำมัน

• ไฮโดรเจนจะทำปฏิกิริยากับ OH ที่เป็นตัวลดก๊าซเรือนกระจก
• หากผลิตไฮโดรเจนมากขึ้น อาจส่งผลให้มีการสะสมมีเทนเพิ่มขึ้น
• ต้องมีไฮโดรเจนในอากาศให้น้อยกว่า “จุดหักเห”
• พลังงานทางเลือกอื่นก็มีปัญหาเช่นกัน

แหล่งพลังงานแต่ละรูปแบบต่างมีข้อดีและข้อเสียที่แตกต่างกันไป ไฮโดรเจนก็เช่นกัน โดยไฮโดรเจนถูกเสนอว่าเป็นทางเลือกของแหล่งพลังงานที่นอกจากน้ำมันมาเป็นหลักสิบปีแล้ว

แม้ว่าโครงสร้างพื้นฐานของพลังงานไฮโดรเจนจะยังพัฒนาไม่เต็มศักยภาพด้วยเหตุผลหลายประการ แต่พลังงานไฮโดรเจนก็ดูเหมือนจะมีความเป็นไปได้ในบางกรณี ในโลกที่มีความนิยมรถไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ (BEV) เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ

แต่มีงานวิจัยหนึ่งที่ระบุว่าการสร้างไฮโดรเจนจะส่งผลเสียต่อสภาพอากาศไม่ต่างจากน้ำมันเชื้อเพลิงในปัจจุบันเท่าไหร่นัก

ไฮโดรเจนจะทำปฏิกิริยากับ OH ที่เป็นตัวลดก๊าซเรือนกระจก

งานวิจัยที่ดำเนินการโดย Princeton University และ National Oceanic and Atmospheric Association พบว่า ไฮโดรเจนสามารถทำปฏิกิริยากับโมเลกุลอีกชนิดหนึ่งที่เรียกว่า ไฮดรอกซิล เรดิคัล (OH) ซึ่งโดยตัวมันเองแล้วจะทำหน้าที่ลดการสะสมตัวของก๊าซเรือนกระจกในชั้นบรรยากาศ

โดยนักวิจัยพบว่าเมื่อถึงจุดที่เกินขัดจำกัดของการปล่อยก๊าซไฮโดรเจนแล้ว OH จะไม่สามารถทำหน้าที่ของมัน (ลดก๊าซเรือนกระจก) ได้ ส่งผลให้มีก๊าซมีเทนในชั้นบรรยากาศที่มากเกินไป อย่างที่เว็บไซต์ Sci Tech Daily ระบุว่า

“ไฮดรอกซิล เรดิคัล (OH) สามารถทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนที่อยู่บนชั้นบรรยากาศ และเมื่อ OH ที่อยู่บนชั้นบรรยากาศที่มีต่อวันนั้นน้อยลงแล้ว การปล่อยไฮโดรเจนที่สูงขึ้นในชั้นบรรยากาศนั้นหมายความว่า OH จะถูกใช้ไปกับการทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน ทำให้เหลือ OH ที่จะทำปฏิกิริยากับมีเทนลดลง ผลที่ตามมาคือ ก๊าซมีเทนจะอยู่บนชั้นบรรยากาศนานขึ้น และขยายผลกระทบของภาวะโลกร้อนให้นานขึ้น”

หากผลิตไฮโดรเจนมากขึ้น อาจมีการสะสมมีเทนเพิ่มขึ้นด้วย

จากที่ Matteo Bertagni นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ High Meadows Environmental Institute ซึ่งทำงานเกี่ยวกับการลดคาร์บอน ระบุว่า ผลกระทบของการเพิ่มขึ้นของไฮโดรเจนอาจเกิดขึ้นเมื่อรัฐบาลให้แรงจูงใจเพื่อการขยายตัวของการผลิตไฮโดรเจน ซึ่งอาจส่งผลต่อสภาพอากาศยาวนานกว่าทศวรรษสำหรับโลกของเรา

Bertagni กล่าวว่า “ถ้าเราปล่อยไฮโดรเจนออกสู่ชั้นบรรยากาศตอนนี้ มันจะนำไปสู่การสะสมของก๊าซมีเทนมากขึ้นในปีต่อ ๆ ไป”

“แม้ว่าไฮโดรเจนจะมีอายุขัยในชั้นบรรยากาศเพียง 2 ปี แต่คุณจะยังคงได้รับก๊าซมีเทนที่เกิดจากไฮโดรเจนเหล่านั้นต่อไปอีกราว 30 ปีนับจากนี้”

ต้องมีไฮโดรเจนในอากาศให้น้อยกว่า “จุดหักเห”

ในงานวิจัยนี้ นักวิจัยยังระบุจุดหักเหที่การปล่อยไฮโดรเจนจะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของก๊าซมีเทนในชั้นบรรยากาศ และยังนำไปสู่การทำลายประโยชน์ระยะสั้นบางอย่างของไฮโดรเจนที่มีเป้าหมายให้เป็นพลังงานสะอาด โดยนักวิจัยได้ระบุเกณฑ์สำหรับการปล่อยไฮโดรเจนไว้ด้วย

ดังนั้น จึงมีความจำเป็นที่เราจะต้องปล่อยก๊าซไฮโดรเจนให้ต่ำกว่าจุดหักเห แม้ว่าการทำเช่นนี้จะนำไปสู่การที่ยังคงใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลอยู่ก็ตาม

แน่นอนว่ารถไฮโดรเจนฟิวเซล (FCEV) นั้นปล่อยเฉพาะไอน้ำ แต่การรั่วไหลจากกระบวนการผลิตและการขนส่งสามารถมีได้เสมอ และหากการรั่วไหลของไฮโดรเจนไปจนถึงมีเทนนั้นมากเพียงพอ การใช้รถน้ำมันก็อาจเป็นทางเลือกที่ดีกว่า

Bertagni กล่าวว่า “การจัดการอัตรารั่วไหลของไฮโดรเจนและมีเทนเป็นสิ่งสำคัญ” “หากคุณมีการรั่วไหลของก๊าซมีเทนและไฮโดรเจนเพียงเล็กน้อย นั่นก็ทำให้ไฮโดรเจนสีฟ้า (blue Hydrogen) ที่คุณผลิตได้นั้นไม่ได้ดีไปกว่าการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลเท่าไหร่นัก อย่างน้อยก็ในอีก 20 - 30 ปีข้างหน้า”

โดยไฮโดรเจนส่วนใหญ่ที่ผลิตในปัจจุบันมาจากการย่อยสลายแก๊สธรรมชาติ โดยการแยกไฮโดรเจนออกจากคาร์บอนและปล่อยคาร์บอนออกสู่ชั้นบรรยากาศ ซึ่งเรียกว่า ไฮโดรเจนสีเทา (grey hydrogen) แต่หากมีการกักเก็บคาร์บอนเอาไว้จะเรียกว่า ไฮโดรเจนสีฟ้า (blue hydrogen)

ส่วนไฮโดรเจนที่ผลิตจากกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส ซึ่งเป็นการแยกน้ำออกเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน จะเรียกว่า ไฮโดรเจนสีเขียว (green hydrogen) ซึ่งไฮโดรเจนแบบนี้ที่จะเป็นกลางทางคาร์บอน และกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสนี้จะต้องใช้พลังงานหมุนเวียนเท่านั้น

ในกรณีนี้จะพูดถึง ไฮโดรเจนสีฟ้า (blue hydrogen) และไฮโดรเจนสีเขียว (green hydrogen) เท่านั้นเพราะเป็นกระบวนการที่สะอาดที่สุดในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม ไฮโดรเจนทั้ง 2 แบบนี้เองที่นักวิจัยยังระบุจุดหักเหเอาไว้ว่าไม่ควรรั่วออกไปในชั้นบรรยากาศเท่าไหร่

โดยนักวิจัยระบุว่าสำหรับไฮโดรเจนสีเขียว (green hydrogen) นั้นควรที่จะมีการรั่วไหลในชั้นบรรยากาศไม่เกิน 9% ส่วนไฮโดรเจนสีฟ้า (blue hydrogen) ควรที่จะมีน้อยกว่านั้น เพราะอาจเกิดการสะสมของก๊าซมีเทนในชั้นบรรยากาศขึ้นได้

อ่านเพิ่มเติม : เพราะเหตุใดจึงต้องเลิกใช้เครื่องยนต์สันดาปที่ใช้พลังงานจาก “ไฮโดรเจน” ?

พลังงานทางเลือกอื่นก็มีปัญหาเช่นกัน

ดังนั้น อาจจะดีถ้าผู้ผลิตรถยนต์จะไม่เร่งรีบในการผลิตรถ FCEV มากจนเกินไป ส่วนการผลิตลิเธียมสำหรับ BEV ก็ยังคงเพิ่มขึ้นอีก 6 เท่าภายในปี 2035 เพื่อสนับสนุนจำนวนรถยนต์ไฟฟ้าที่กำลังจะเพิ่มขึ้น

ไปจนถึงค่าไฟฟ้าที่ดูเหมือนว่าจะแพงขึ้นสำหรับช่วงกลางคืน และรถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้แบตเตอรี่จะต้องมีสถานีชาร์จที่สามารถกักเก็บพลังงานได้เท่ากับเมืองเล็ก ๆ เมืองหนึ่งเลยทีเดียว

ในขณะเดียวกัน ดูเหมือนว่าเชื้อเพลิงสังเคราะห์หรือ e-fuel ก็ยังไม่ค่อยน่าสนใจเพราะแม้จะมีราคาไม่แพงนัก แต่เนื่องจากกระบวนการสร้างเชื้อเพลิงเหล่านี้ยังไม่มีประสิทธิภาพเท่าที่ควร จึงทำให้เชื้อเพลิงเหล่านี้ยังสร้างมลภาวะได้พอ ๆ กับน้ำมันเชื้อเพลิงทั่วไป ทำให้เรายังต้องค้นหาคำตอบเกี่ยวกับพลังงานทดแทนกันต่อไป

อ่านเพิ่มเติม : Porsche นำร่องพัฒนาน้ำมันรถยนต์สังเคราะห์ หวังเป็นทางออกยั่งยืนให้กับรถแข่ง