ประเภทของเชื้อเพลิงไฮโดรเจน (Types of hydrogen fuel)

Healting with hydrogen รูปจาก  https://www.fchea.org/in-transition/2021/2/22/heating-with-hydrogen

การจำแนกประเภทของเชื้อเพลิงไฮโดรเจนนั้นแบ่งออกเป็น 3 สีหลัก ได้แก่ ไ ไฮโดรเจนสีเทา (Grey hydrogen) ไฮโดรเจนสีน้ำเงิน (Blue hydrogen) ไฮโดรเจนสีเขียว (Green hydrogen) โดยจำแนกจากชนิดของแหล่งพลังงานและวิธีในการผลิตไฮโดรเจน ไฮโดรเจนสามารถผลิตได้จากก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน หรือชีวมวล แต่แหล่งพลังงานเหล่านี้มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจก (greenhouse gas) ซึ่งการผลิตไฮโดรเจนสามารถทำได้โดยใช้กระบวนการอิเล็กโทรลิซิสเพื่อแยกน้ำออกเป็นออกซิเจนและไฮโดรเจน[1]

การผลิตไฮโดรเจนสีเทา น้ำเงิน และเขียว.[2]

ไฮโดรเจนสีเทา (Grey hydrogen)

ไฮโดรเจนสีเทาคือไฮโดรเจนที่ผลิตขึ้นโดยใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล เช่น ก๊าซธรรมชาติหรือถ่านหิน ไฮโดรเจนสีเทาคิดเป็นประมาณ 95% ของไฮโดรเจนที่ผลิตได้ในโลกในปัจจุบัน[3] กระบวนผลิตนี้จะปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ถ้าคาร์บอนไดออกไซด์ถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ ไฮโดรเจนที่ผลิตขึ้นจะเรียกว่า ไฮโดรเจนสีเทา [1] ดั้งนั้นไฮโดรเจนสีเทาไม่ถือเป็นเชื้อเพลิงคาร์บอนต่ำ

ไฮโดรเจนสีน้ำเงิน (Blue hydrogen)

ไฮโดรเจนสีน้ำเงินคล้ายกับไฮโดรเจนสีเทา ยกเว้นว่าการปล่อย CO2 ส่วนใหญ่จะถูกกักเก็บ (เก็บไว้ในพื้นดิน) โดยใช้การดักจับและกักเก็บคาร์บอน(CCS: Carbon Capture and Storage)[4] การจับและจัดเก็บคาร์บอนไดออกไซด์แทนที่จะปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศจึงทำให้ไฮโดรเจนสีน้ำเงินเป็นเชื้อเพลิงคาร์บอนต่ำได้ ไฮโดรเจนสีน้ำเงินเป็นทางเลือกที่สะอาดกว่าไฮโดรเจนสีเทาแต่มีราคาแพงเนื่องจากใช้เทคโนโลยีการดักจับคาร์บอน[1]

ไฮโดรเจนสีเขียว (Green hydrogen)

ไฮโดรเจนสีเขียวคือไฮโดรเจนที่ผลิตขึ้นโดยใช้ไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานสะอาด [4] ไฮโดรเจนสีเขียวถือเป็นไฮโดรเจนที่มีการปล่อยมลพิษต่ำหรือเป็นศูนย์ เนื่องจากใช้แหล่งพลังงานสะอาด เช่น ลมและแสงอาทิตย์ ซึ่งไม่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกเมื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ซึ่งไฮโดรเจนสีเขียวเกิดขึ้นเมื่อน้ำ (H₂O) ถูกแบ่งออกเป็นไฮโดรเจน (H₂) และออกซิเจน (O₂) การแยกน้ำเรียกอีกอย่างว่าอิเล็กโทรไลซิสและต้องใช้พลังงาน วิธีการจ่ายไฟฟ้าเพื่อแยกน้ำเป็นกระบวนการที่มีราคาแพง แต่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับการผลิตไฮโดรเจนสีเทา[5]

ไฮโดรเจนสีอื่น ๆ

ในอุตสาหกรรมพลังงาน อาจใช้สีอื่น ๆ เพื่อแยกความแตกต่างระหว่างชนิดของไฮโดรเจน แม้ว่าสีเทา สีฟ้า และสีเขียวเป็นสีทั่วไป แต่มีสีดำ สีน้ำตาล สีแดง สีชมพู สีเหลือง สีเขียวขุ่น และสีขาว เป็นสีสำหรับ Molecular Hydrogen (H2) ที่ผลิตดจากแหล่งพลังงานและกระบวนการผลิต ทั้งนี้โมเลกุลไฮโดรเจนเป็นโมเลกุลที่ประกอบด้วยอะตอมของไฮโดรเจน 2 ตัว  ซึ่งยึดติดกัน    โมเลกุลนี้มักไม่เกิดขึ้นในธรรมชาติ   โดยส่วนใหญ่แล้วอะตอมของไฮโดรเจนจะสร้างพันธะกับอะตอมอื่น ๆ   ตัวอย่างเช่น  อะตอมของไฮโดรเจน 2 ตัว  จะสร้างพันธะกับอะตอมออกซิเจน  เพื่อสร้างโมเลกุลของน้ำ ตัวอย่างเช่น ไฮโดรเจนสีดำและสีน้ำตาลเป็นไฮโดรเจนสีเทาที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้น ไฮโดรเจนสีดำคือการใช้ถ่านหินบีทูมินัส (ถ้าหินสีดำ) ส่วนไฮโดรเจนสีน้ำตาลคือการใช้ลิกไนต์ (ถ่านหินลิกไนต์) ผ่านกระบวนการ Gasification process   เพื่อการผลิตไฮโดรเจน เป็นต้น [13]

ถ่านหินบิทูมินัสใช้ผลิตไฮโดรเจนสีดำ (Black hydrogen) [6]

ถ่านหินสีน้ำตาล (ลิกไนต์) ใช้ผลิตไฮโดรเจนสีน้ำตาล (Brown hydrogen) [7]

เชื้อเพลิงชีวมวลใช้ผลิตไฮโดรเจนสีแดง (Red hydrogen) [8]

พลังงานไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใช้ผลิตไฮโดรเจนสีชมพู (Pink hydrogen) [9]

พลังงานแสงอาทิตย์หรือแหล่งพลังงานผสมจากโครงข่ายไฟฟ้าใช้ทำไฮโดรเจนสีเหลือง (Yellow hydrogen) [10]

มีเทนไพโรไลซิสใช้ทำไฮโดรเจนสีเทอร์ควอยซ์ (turquoise hydrogen) [11]

ไฮโดรเจนทางธรณีวิทยาที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเรียกว่าไฮโดรเจนสีขาว (White hydrogen) [12]

แปลและรียบเรียงโดย ดร.วิชาญ นาคทอง ทีมงาน iEnergy Guru

Main Reference :

J.M.K.C. Donev et al. (2021). Energy Education - Types of hydrogen fuel [Online]. Available: https://energyeducation.ca/encyclopedia/Types_of_hydrogen_fuel. [Accessed: June 21, 2022].

1. "Hydrogen: grey, blue, and BC green," Resource Works, 2020. [Online]. Available: https://www.resourceworks.com/hydrogen-grey-blue. [Accessed: 11-May-2021]
2. "What is hydrogen and how is it made?" The World of Hydrogen. [Online]. Available: https://www.theworldofhydrogen.com/gasunie/what-is-hydrogen/. [Accessed: 11-May-2021]
3. "What is the difference between Grey, Blue and Green?" CertifHy Canada Inc. [Online]. Available: https://www.certifhy.ca/Green%20and%20Blue%20H2.html. [Accessed: 11-May-2021]
4. "New Hydrogen Economy - Hope or Hype?" World Energy Council, 2019. [Online]. Available: https://www.worldenergy.org/assets/downloads/WEInsights-Brief-New-Hydrogen-economy-Hype-or-Hope-ExecSum.pdf. [Accessed: 11-May-2021]

1. "From Grey and Blue to Green Hydrogen," TNO. [Online]. Available: https://www.tno.nl/en/focus-areas/energy-transition/roadmaps/towards-co2-neutral-industry/hydrogen-for-a-sustainable-energy-supply/. [Accessed: 11-May-2021]
2. Wikimedia Commons, [Online] Available: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bituminous_coal_(Vandusen_Coal,_Lower_Pennsylvanian;_Irish_Ridge_East_roadcut,_near_Trinway,_Ohio,_USA)_3_(33236930615).jpg
3. Wikimedia Commons. (May 13, 2015). Lignite [Online]. Available: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lignite_Klingenberg.jpg
4. Wikimedia Commons, [Online] Available: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:U.S._Department_of_Energy_-_Science_-_394_051_002_(9443064499).jpg
5. Wikimedia Commons. (July 7, 2015). Nuclear Power Plant [Online]. Available: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nuclear_Power_Plant_Cattenom.jpg#/media/File:Nuclear_Power_Plant_Cattenom.jpg
6. Wikimedia Commons. Renewable Energy on the Grid [Online]. Available: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Renewable_Energy_on_the_Grid.jpg
7.  "The quest for CO2-free hydrogen – methane pyrolysis at scale," William Daloz, Frederik Scheiff, Kai Ehrhardt, Dieter Flick, Andreas Bode. BASF, 2019. [Online]. Available: https://arpa-e.energy.gov/sites/default/files/1%20Scale%20up%20BASF.pdf
8. Wikimedia Commons. Anticline trap [Online]. Available: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Anticline_trap.svg
9. "The hydrogen colour spectrum," National Grid, 2021. [Online] Available: https://www.nationalgrid.com/stories/energy-explained/hydrogen-colour-spectrum. [Accessed: July 22, 2021]
10. https://www.fchea.org/in-transition/2021/2/22/heating-with-hydrogen