เมื่อภาวะโลกร้อนและการปล่อยก๊าซคาร์บอนคอยครองพาดหัวอยู่เป็นประจำ ประเทศต่าง ๆ จึงหันไปหาเทคโนโลยีพลังงานไฮโดรเจนว่าเป็นทางเลือกทดแทนพลังงานฟอสซิลที่ปลอดภัย สะอาด และมีราคาไม่แพง

คบเพลิงโอลิมปิก สัญลักษณ์นิรันดร์ของการแข่งขันกีฬาอันศักดิ์สิทธิ์ที่สืบสาวที่มาย้อนไปได้ถึงชาวโอลิมเปียในยุคโบราณ ได้ลุกโชติช่วงขึ้นในเมืองหลวงของญี่ปุ่นระหว่างการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกฤดูร้อน ณ กรุงโตเกียว ปี 2020

แต่เมื่อตอนที่คบเพลิงถูกจุดขึ้นที่สนามกีฬาแห่งชาติหลังใหม่ในกรุงโตเกียวนั้น เชื้อเพลิงที่หล่อเลี้ยงเปลวไฟเอาไว้นั้นไม่ใช่เชื้อเพลิงฟอสซิล แต่เป็นเชื้อเพลิงไฮโดรเจน

การแข่งขันกีฬาโอลิมปิกฤดูร้อน ณ กรุงโตเกียว ปี 2020 นั้นขับเคลื่อนด้วยเทคโนโลยีไฮโดรเจน ตั้งแต่การใช้เซลล์ไฮโดรเจนในการจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับหมู่บ้านนักกีฬาไปจนถึงการสร้างสถานีไฮโดรเจนกว่า 160 แห่งเพื่อเติมเชื้อเพลิงให้กับรถยนต์ที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิง

ในฐานะผู้บุกเบิกแรกเริ่มในการเปิดรับและพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานไฮโดรเจน ญี่ปุ่นนั้นมีเป้าหมายที่จะลดการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของตนให้เหลือน้อยกว่าหนึ่งในสิบของปัจจุบันให้ได้ภายในปี 2050

ประโยชน์จากเทคโนโลยีนี้ไม่ใช่สิ่งที่ชุมชนพลังงานโลกซึ่งรวมถึงญี่ปุ่นด้วยนั้นไม่สังเกตเห็นจากการที่ไฮโดรเจนได้เป็นจุดสนใจที่สำคัญในการประชุม G20 ในปี 2019

นับตั้งแต่การเปลี่ยนพาหนะขนส่งสินค้าให้ไม่มีการปลดปล่อยคาร์บอนไปจนถึงความสะดวกของการใช้ “แคปซูล” ไฮโดรเจนนั้น ต่อไปนี้จะเป็นห้าเหตุผลที่ทำให้ไฮโดรเจนเป็นพลังงานทางเลือกที่ปลอดภัย สะอาด และมีราคาไม่แพง

1. การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์บนท้องถนนเป็นศูนย์

การพึ่งพาอาศัยพลังงานเชื้อเพลงฟอสซิลอย่างหนักทำให้ภาคคมนาคมขนส่งนั้นมีส่วนสร้างการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทั่วโลกสูงถึง 20 เปอร์เซ็นต์

ยานพาหนะพลังงานไฮโดรเจนอาจเป็นคำตอบของปัญหานี้ เนื่องจากยานพาหนะเซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้ก๊าซไฮโดรเจนขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้านั้นจะปลดปล่อยออกมาเฉพาะน้ำและความร้อน ซึ่งเป็นผลผลิตของกระบวนการนี้เท่านั้น

ในประเทศจีน ยานพาหนะพลังงานไฮโดรเจนนั้นกำลังได้รับความสนใจมากขึ้น โดยมีรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงมากกว่า 1,500 คนขับเคลื่อนอยู่บนท้องถนนในขณะนี้ นายวัน แกงค์ อดีตรัฐมนตรีกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของจีน ผู้นำวิสัยทัศน์ด้านเศรษฐกิจรถยนต์พลังงานไฟฟ้าได้คาดการณ์ว่า รถพลังงานไฮโดรเจนนั้นจะเป็นอนาคตของการคมนาคมขนส่งของทั้งโลก ไม่เฉพาะแต่ในจีนเพียงประเทศเดียว

เทคโนโลยีพลังงานไฮโดรเจนยังสามารถมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการลดคาร์บอนของการขนส่งทางถนนระยะไกลเนื่องจากรถบรรทุกขนาดใหญ่นั้นผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เกือบ 2.5 พันล้านตันในแต่ละปี

ยักษ์ใหญ่ด้านโลจิสติกส์อย่าง DHL และสตาร์ทอัปด้านรถไฟฟ้าอย่าง StreetScooter ได้ร่วมมือกันเพื่อเปิดตัว H2 Panel Van ซึ่งเป็นรถยนต์ไฟฟ้าขนาด 4.25 คันแรกของโลกพร้อมการเพิ่มเซลล์เชื้อเพลิงซึ่งทำให้รถคันนี้สามารถเดินทางได้ไกลถึง 500 กิโลเมตร

DHL มีแผนที่จะนำรถขนส่งพลังงานเซลล์เชื้อเพลิงแบบนี้มาใช้งานบนท้องถนนจำนวน 100 คันในระหว่างปี 2020 และ 2021 เพื่อเป็นส่วนหนึ่งในพันธกิจสู่อุตสาหกรรมโลจิสติกส์ “สีเขียว”

2. ระยะทางการขับขี่ที่ไกลขึ้น

ด้วยระยะเวลาการเติมเชื้อเพลิงที่ค่อนข้างสั้น รถที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนจึงสามารถเดินทางได้ไกลขึ้นด้วยพลังงานที่น้อยลงได้อีกด้วย

ในจีน รถบัสพลังงานไฮโดรเจนสามารถเดินทางได้ไกลกว่า 500 กิโลเมตรด้วยไฮโดรเจนหนึ่งถัง ซึ่งถือเป็นการก้าวกระโดดครั้งใหญ่จากระยะทาง 200 กิโลเมตรที่รถบัสไฟฟ้าทั่วไปทำได้ รถพลังงานไฮโดรเจนในยุโรปนั้นยิ่งสามารถเดินทางได้ไกลยิ่งขึ้น โดยเดินทางได้ถึง 800 กิโลเมตรด้วยเชื้อเพลิงถังเดียว

อีกหนึ่งตัวอย่างคือรถพลังงานไฮโดรเจนชั้นแนวหน้าของโตโยต้าอย่าง Toyota Mirai ซึ่งสามารถเดินทางไกลระยะทาง 3,500 กิโลเมตรจากยุโรปเหนือสู่ยุโรปใต้ก่อนเดินทางย้อนกลับได้สำเร็จด้วยไฮโดรเจนเพียง 40 กิโลกรัมเท่านั้น

แม้ว่าต้นทุนในการผลิตไฮโดรเจนจะเป็นเหตุผลที่ถูกหยิบยกขึ้นมาว่าเป็นกำแพงกีดขวางการใช้งานในวงกว้าง แต่บริษัทหลายแห่ง อาทิ Electriq Global ก็กำลังคิดหาวิธีการนวัตกรรมใหม่ ๆ ที่จะมาจัดการกับความท้าทายนี้

เทคโนโลยีใหม่ที่ใช้งานไฮโดรเจนจากบริษัทสัญชาติอิสราเอล-ออสเตรเลียแห่งนี้ช่วยให้ผู้ขับขี่สามารถเดินทางได้ไกลขึ้นกว่าปกติสูงสุดถึงสองเท่าในราคาที่น้อยกว่าครึ่งหนึ่งของน้ำมันเชื้อเพลิง ส่วนที่ดีที่สุดคืออะไรน่ะหรือ เทคโนโลยีนี้ไม่มีการปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์เลยแม้แต่น้อย

3. การลดคาร์บอนในภาคอุตสาหกรรม

จากการใช้งานเชื้อเพลิงฟอสซิลปริมาณมาก อุตสาหกรรมการผลิตเหล็กกล้าและเคมีภัณฑ์จึงถือเป็นภาคอุตสาหกรรมที่ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นปริมาณมหาศาลมาอย่างยาวนาน

แต่เทคโนโลยีพลังงานไฮโดรเจนนั้นกำลังเปลี่ยนแปลงสิ่งต่าง ๆ ไปอย่างช้า ๆ

ภาคปิโตรเคมีและเคมีภัณฑ์ซึ่งปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาเป็นจำนวนตันรวมสูงสุดถึง 1.25 ตันในปี 2017 กำลังหันมาใช้ไฮโดรเจนจากการแยกน้ำด้วยไฟฟ้าเพื่อทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิล

ภายในอุตสาหกรรมการผลิตเหล็กกล้านั้น การพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ที่เป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญได้นำไปสู่โครงการที่น่าคาดหวังจำนวนมาก อาทิ โรงงานผลิตเหล็กกล้าในฮัมบูร์ก ซึ่งใช้กระบวนการนวัตกรรมที่ใช้ไฮโดรเจนในการผลิตเหล็กกล้าโดยมีการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ต่ำ

ในสวีเดน บริษัทผู้ผลิตเหล็กกล้า Hybrit ได้พัฒนาโรงงานผลิตเหล็กกล้าพลังงานไฮโดรเจนปราศจากเชื้อเพลิงฟอสซิลแห่งแรกของโลกขึ้นโดยมีเป้าหมายที่จะใช้เชื้อเพลิงชีวภาพในการผลิตแร่เหล็กปั้นเม็ด

รายงานล่าสุดจากองค์การพลังงานระหว่างประเทศระบุว่า ยิ่งมีอุตสาหกรรมที่เปิดรับพลังงานไฮโดรเจนเพิ่มมากขึ้น ต้นทุนการผลิตไฮโดรเจนจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนก็อาจมีราคาที่ถูกลงมากขึ้นภายในปี 2030

4. จัดเก็บง่าย ใช้งานสะดวก

หนึ่งในประโยชน์ของสำคัญของไฮโดรเจนคือ ความสะดวกในการจัดเก็บ ขนส่ง และใช้งาน ซึ่งหมายความว่า ประเทศที่มีพื้นที่น้อยสำหรับอุปกรณ์พลังงานลมและแสงอาทิตย์ก็ยังสามารถใช้ประโยชน์จากพลังงานปราศจากคาร์บอนได้

บริษัทพลังงานหลายแห่งยังคงหาวิธีการจัดเก็บและใช้งานศักยภาพของไฮโดรเจนให้ได้ประสิทธิภาพอยู่อย่างต่อเนื่อง ในมณฑลออกซฟอร์ดเชอร์ ของสหราชอาณาจักร ยักษ์ใหญ่ด้านเทคโนโลยีอย่าง Siemens ได้เปิดตัวอุปกรณ์เก็บพลังงานสาธิตเครื่องแรกของโลกที่สามารถจัดเก็บและขนย้ายเชื้อเพลิงคาร์บอนได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ

เชื้อเพลิงไฮโดรเจนนั้นมีความอเนกประสงค์มากขนาดที่ในปี 2016 ทีมวิจัยของญี่ปุ่นได้ออกแบบและสร้าง “แคปซูล” ไฮโดรเจนที่ช่วยให้ผู้บริโภคจัดเก็บแบตเตอรี่ไฮโดรเจนในกระเป๋ากางเกงและนำมาใช้งานในชีวิตประจำวันขึ้นได้สำเร็จ

5. ความสำเร็จในการใช้งานของการเดินทางในอวกาศ

การใช้งานพลังงานไฮโดรเจนนั้นขัดกับความเชื่อส่วนใหญ่ตรงที่นี่ไม่ใช่เรื่องใหม่แต่อย่างใด องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ หรือองค์การ NASA (National Aeronautics and Space Administration) ได้ใช้งานไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงขับเคลื่อนจรวดและชุดเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อขับเคลื่อนหน่วยพลังงานเสริมในอวกาศมาตั้งแต่ต้นยุค 1960 แล้ว

ในทศวรรษเดียวกันนั้นเอง นักออกแบบด้านอุตสาหกรรมสัญชาติอเมริกาที่ได้รับการยกย่องในระดับนานาประเทศอย่าง บรู๊คส์ สตีเวนส์ ก็ได้เปิดตัว Utopia Concept ซึ่งเป็นซีรีส์รถที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่มาปฏิบัติวงการยานยนต์

แต่การใช้งานไฮโดรเจนที่น่าจดจำที่สุดนั้นคงต้องยกให้กับโครงการเยือนดวงจันทร์ อะพอลโล ในปี 1967 ที่ NASA ใช้จรวดระบบวาวล์ความสูง 363 ฟุตที่ขับเคลื่อนด้วยไฮโดรเจนเหลว ออกซิเจนเหลว และน้ำมันก๊าด

จรวดเหล่านี้ได้รับการตั้งชื่อว่า “Saturn V” ซึ่งถือว่าเป็นจรวดที่ทรงพลังที่สุดที่เคยมีการสร้างขึ้นมานับตั้งแต่วันนั้นจนถึงปัจจุบันนี้