รายงานการพิจารณาศึกษา เรื่อง การนำเชื้อเพลิงไฮโดรเจนมาเป็นพลังงานทางเลือก เพื่อการพาณิชย์ สำหรับภาคขนส่ง ภาคการผลิตไฟฟ้า ภาคอุตสาหกรรม และภาคการเกษตร

รายงานการพิจารณาศึกษา เรื่อง การนําเชื้อเพลิงไฮโดรเจนมาเปนพลังงานทางเลือก เพื่อการพาณิชยสําหรับภาคขนสง ภาคการผลิตไฟฟา ภาคอุตสาหกรรม และภาคการเกษตร โดย คณะกรรมาธิการการพลังงาน วุฒิสภา กลุมงานคณะกรรมาธิการการพลังงาน สํานักกรรมาธิการ ๑

รายงานการพิจารณาศึกษา เรื่อง การนําเชื้อเพลิงไฮโดรเจนมาเปนพลังงานทางเลือก เพื่อการพาณิชยสําหรับภาคขนสง ภาคการผลิตไฟฟา ภาคอุตสาหกรรม และภาคการเกษตร โดย คณะกรรมาธิการการพลังงาน วุฒิสภา

(shun) mmntiafmaj ihunum? MUvnimiB.niimiMmtu.3(Seifn..Iy\i.q.Jswasn®.tfsi&d........ VI ...el1..0ooff!,oat/.(5 )...............................TU^.3^1fl£)-lM4.. ls£to.to........................ i1a'3...miiunCTSiioJiJnwii0i.niiyiwamlA^iwuiJiA?l.v.M^iiUY!iManmaniiyiicy.sa.u aivmj/npiTrufU /npifmwanlvlvh /npiawfnvmnu weisfnpimimwii 'ua-apiouifnijjiBfni q nnviPi'wu i»i?ifn q nrmilau Tbstninwam q %J i 4/ • | | ffoat,ufmitJis6aui&i?ifn pmvi ®gti (emaeraojtli^aitlpmviviCk) tuempiiivi ®o ■ ay os d , M Vd d ay *=v o> | o o 1/ a/ ay . ^ nuaiau is£tob ynJi^ul^uu^Pi^aai^niiuisniifmjEyili^aiiaiaai flimiainpiiimiibEWiesweifn vi.pi. lodrtob *ua Goic^ iiipifia^ (®®) ^pitusm^inBnisniivmMnmfluflcusfminBfmsntfty i o d d V d o <=» i ay oy*^ o d d inssmwsunflflisvm* S ajvitnmiat:0i\n0vmianii'3vii£:ii,,Biiajnm Qy «y nisviinanii vmian aauvn^amaai-3 viia^nwila^Pi *1 mnaifruniitiivni niiemeiiijvmj'ui miaVivn nnH rniauinwiemTu niiuemvnwa^itJvimivi'uuAswA'm'uvmiJan miflntnwarns viu q uasuinvmniiunWj'dfyvn aiJaiipmnniiaavnuasniiWvia^i'u pniuiTuPi^Piitivi^^TU vtaimnflnw nwjnu lauauus uasii3ianiiiJ/]iihJisiviPi uasuwmduvifna^wavisflif'iwTflifl waaluvmimasa’iim wasau n viinai^a^ ^{hatmPicusniiiJiBniiPiaisC! tli^naupiia v 1 q ®. viaian emus aaaiuma tbs5TUfl£USni13JlBmi b. mulaian wmnj laauauvii q la^tlissiupisusnuuiBnii piuviviua «• « m. viaaimpiian afipfnfi nauemis la-aibssTUPisusniimBmi paivifia-a <£. ViaTvi 0TWU ‘BlbsVIU u q la-nJissi'UPiaisniiajiBmi pomenu <r. naian aewBa q snuenTiiw la^ibssTUPicusniiuiBnii Piuvia to. uiafmw/n sumiPiriTU laTnumiPioisniiuiBmi q eii. uiaaiJnw 1 thaiEmm«u la^ta'yi'umiaoiiiniiuiBnii q a. unawu uitfaffi IsmnpmjsniiajiBmi tf. inasiiffa laEmjfmapmj 1 H V iJis!5Tu^iJinwpiaisnii3Ji5mi ®o. nman Q^iiLQau laauanq villifmiPiaisnmnBfm ®®. muan eitfa fmivi V mJifmiPicusniiinBfni ®io. muiaian uvipia Iwispn mJifmiPicusniiinBmi ®en. vialvinia viainemn <u ^TJlnwiPicusiniiinBmi sxt. inaitfa ri^^rfnfi vnJinwpiaiiiniiuiBmi ®£. muiaian ifhqna mnwimvia mJin'bnpicusniiinBnii ®t». rauan ani TOaaa q u fiiJinwPiaisniisjiBmi ®cni. virnan an,?* flnenupi <MiJinwiPiai^ni‘3inBmi ®rf. maamai ay piiiw vliJifiwpicusniiuiBnii ay tfad PicusniiuiBmi...

!/ I 9/ ‘uaCl puuunmnsrm'lwwniu'unTa'wqniwnpin’W'ula'S nmtfii^aiiAmVlaTmi.a'u ini.iluwdmuvn^uaamwanmvndwmviftmiA'ij-um /nAnTswadl^vh /nflawanvifmu s uas/npimiifiwn imaiiauia&men a^aina'ntiwanmmmimmwammflnwila^mfifm wamSa/niviawaman miwaO^mjfmibsmnwififn vi.pi. bctbb ‘ua etd •» i s 03mim1auiJiiwalib0mimLasthiemaii03itwa^m£miai5fmi?i3vi<ib£'!tf3j afSei/nwaliJ s vision anus aqsnuwEJ (anus aaaiM) ibssnunnisniiinsminmyia-a'n’u atSaan #mnnnwa* <u (■un^em^visinw awstiw?) <u w^am^numiflcusmiin5nmnmvifmi «u S <u lateim ^nmitinna-j <u CunemTiathn ‘Ufyianm) w^aiA'fliumiflaismiijnsnmnmvimm'u «u 9 leSemi s mtfnmijjisnm © maid ffiuw dnEJiauTUfmpicuafmjjnsfmfmvi^^iu vivmlhtn maa ^ s Iviimivi o bc^cn© G^©^t> - gtJ viTU s

สารบัญ หนา สารบัญตาราง ก สารบัญภาพ ข รายงานการพิจารณาศึกษา ค รายนามคณะกรรมาธิการ ง รายนามคณะอนุกรรมาธิการ ช รายนามที่ปรึกษาคณะอนุกรรมาธิการ ญ บทสรุปผูบริหาร ฏ บทที่ ๑ บทนํา ๑ ๑.๑ ความเปนมาของการพิจารณาศึกษา ๑ ๑.๒ วัตถุประสงค 3 ๑.๓ ขอบเขตของการศึกษา 3 ๑.๔ วิธีการดําเนินงาน 3 1.5 แนวคิด วิธีการ และกระบวนการทํางาน 4 1.6 ประโยชนที่คาดวาจะไดรับ 4 บทที่ ๒ เอกสาร และงานวิจัยที่เกี่ยวของ 5 ๒.๑ การพัฒนาเปลี่ยนผานการใชพลังงานเชื้อเพลิงไปสูพลังงานจากกาซไฮโดรเจน 5 ๒.๒ แผนการพัฒนาการใชพลังงานไฮโดรเจน 5 ๒.๓ สีหลักของไฮโดรเจน 7 ๒.๔ การดักจับ และกักเก็บคารบอน และการดักจับ การใช และการเก็บคารบอน 12 2.5 ปริมาณคารบอนในบรรยากาศสําหรับสิ่งแวดลอม 13 2.6 รูปแบบ และเทคโนโลยีสําหรับการผลิตกาซไฮโดรเจน 14 2.7 การประยุกตใชประโยชนจากกาซไฮโดรเจน 16 2.8 ขอจํากัดของการใชพลังงานกาซไฮโดรเจน 18 2.9 ความปลอดภัยของกาซไฮโดรเจน 18 2.10 รหัส และมาตรฐานกาซไฮโดรเจน 24 2.11 แผนงานและการประยุกตใชพลังงานไฮโดรเจนในหลาย ๆ ประเทศ 26 2.12 เปาหมายภายใตยุทธศาสตรพลังงานไฮโดรเจนแหงสหภาพยุโรป 31 2.13 กลยุทธพลังงานไฮโดรเจนของราชอาณาจักรไทย 33 บทที่ ๓ วิธีการพิจารณาศึกษา 35 ๓.๑ การเชิญหนวยงานที่เกี่ยวของเขารวมประชุม 35 ๓.๒ การเดินทางศึกษาดูงาน 46 3.3 การจัดสัมมนา 53

สารบัญ (ตอ) หนา บทที่ ๔ ผลการศึกษา ขอพิจารณา และการอภิปรายผลขอมูล 59 4.1 ผลการศึกษา 59 4.2 ขอพิจารณา 65 บทที่ ๕ บทสรุปและขอเสนอแนะ 69 บรรณานุกรม 71 ภาคผนวก 79 ภาคผนวก ก การศึกษาดูงาน ณ สถานีเติมกาซไฮโดรเจน 81 ของ PTT, PTT OR, Toyota และ BIG จังหวัดชลบุรี วันที่ ๖ ธันวาคม ๒๕๖๕ ภาคผนวก ข การศึกษาดูงาน ณ โรงงานแยกกาซ 89 ของบริษัท บางกอกอินดัสเทรียลแกส จํากัด (BIG) จังหวัดระยอง วันที่ ๗ มีนาคม ๒๕๖๖ ภาคผนวก ค รายงานการสัมมนา เรื่อง “ไฮโดรเจน : พลังงานทางเลือกแหงอนาคต 95 ตอบโจทยสภาวะโลกรอน?”

ก สารบัญตาราง ตารางที่ หนา ๑.1 แผนการดําเนินการตามชวงเวลา 3 2.1 ไฮโดรเจนสีเขียว สีน้ําเงิน และสีเทา 7 2.2 ไฮโดรเจนสีอื่น ๆ 12 2.3 รวมอุบัติเหตุครั้งสําคัญของไฮโดรเจนที่เกิดขึ้น 22 2.4 รหัส และมาตรฐานกาซไฮโดรเจน 25

ข สารบัญภาพ แผนภาพที่ หนา ๑.1 การปลอยกาซคารบอนไดออกไซดของประเทศไทย 2 2.1 วัฏจักรไฮโดรเจน 5 2.2 ไฮโดรเจนสามารถใชเปนสารตั้งตนในอุตสาหกรรมตาง ๆ 6 2.3 เครื่องแยกน้ําดวยไฟฟาแบบ เยื่อแลกเปลี่ยนประจุบวก 8 2.4 เครื่องแยกน้ําดวยไฟฟา แบบใชสารละลายอัลคาไลน 9 2.5 เครื่องแยกน้ําดวยไฟฟา แบบออกไซดของแข็ง 9 2.6 การเปลี่ยนแปลงโครงสรางไอของกาซมีเทนดวยไอน้ํา 10 2.7 การออกซิเดชันบางสวน 11 2.8 การแปรสภาพเปนกาซ 11 2.9 ภาพรวมของสีไฮโดรเจน 13 2.10 เทคโนโลยีสําหรับการผลิตไฮโดรเจน 14 2.11 การประยุกตใชประโยชนจากกาซไฮโดรเจน 16 2.12 คุณสมบัติของกาซประเภทตาง ๆ 17 2.13 รูปแบบสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนในอนาคตซึ่งมีขนาดเล็กและเขมขน 19 โดยระยะหางดานความปลอดภัยสําหรับกระบวนการไฮโดรเจนเหลว มีขนาดนอยลง สืบเนื่องจากเทคโนโลยีที่ดีขึ้น 3.1 สถานีเติมกาซไฮโดรเจนของ PTT, PTT OR, Toyota และ BIG 47 3.2 รถไฟฟาที่ใชไฮโดรเจนเปนเชื้อเพลิง 48 3.3 ขั้นตอนการผลิตกาซไฮโดรเจนสีเขียว 48 3.4 เครื่องกําเนิดไฟฟาจากกาซไฮโดรเจนสีเขียว สําหรับประจุไฟฟาใหรถไฟฟา 49 3.5 สถานีประจุไฟฟา และเติมกาซไฮโดรเจนสีเขียว 49 3.6 โรงไฟฟาเชื้อเพลิงไฮโดรเจนสีเขียว เครื่องยนต LM1500 ของ GE 50 3.7 ขั้นตอนการผลิตกาซไฮโดรเจนจากผลพลอยไดในการแยกกาซธรรมชาติเหลว 50 (Liquid Natural Gas, LNG) ของบริษัท ปตท. จํากัด (มหาชน) 3.8 ปริมาณการใช และสามารถผลิตกาซไฮโดรเจนตอวัน 51 3.9 กระบวนการผลิตกาซไฮโดรเจน 51 4.1 เสนทางการขนสง Hydrogen ที่คาดวาจะเกิดขึ้น 60 4.2 ปจจุบันไฮโดรเจนสวนมากจะผลิตโดยใชเชื้อเพลิงฟอสซิล มีเพียงสวนนอยเทานั้น 60 ที่ผลิตโดยใชพลังงานทดแทน ซึ่งสวนมากจะถูกนาไปใชอุตสาหกรรมการกลั่น และเปนวัตถุดิบสําหรับปโตรเคมี 4.3 ไฮโดรเจนสามารถผลิตไดโดยใชแหลงพลังงานที่หลากหลาย รวมถึงเชื้อเพลิงฟอสซิล 66 เชน น้ํามัน กาซธรรมชาติ การดัดแปลงเมทานอล กาซมีเทนจากชีวมวล การแยกน้ํา ดวยไฟฟาจากพลังงานลม และแสงอาทิตย จึงสามารถจัดหาพลังงานไดอยางสม่ําเสมอ

ค รายงานการพิจารณาศึกษา เรื่อง การนําเชื้อเพลิงไฮโดรเจนมาเปนพลังงานทางเลือกเพื่อการพาณิชย สําหรับภาคขนสง ภาคการผลิตไฟฟา ภาคอุตสาหกรรม และภาคการเกษตร ของคณะกรรมาธิการการพลังงาน วุฒิสภา ตามที่ที่ประชุมวุฒิสภา ครั้งที่ ๑๗ (สมัยสามัญประจําป ครั้งที่หนึ่ง) วันอังคารที่ ๑๐ กันยายน ๒๕๖๒ ไดมีมติตั้งคณะกรรมาธิการสามัญประจําวุฒิสภา ตามขอบังคับการประชุมวุฒิสภา พ.ศ. ๒๕๖๒ ขอ ๗๘ วรรคสอง (๒๔) ซึ่งคณะกรรมาธิการการพลังงาน วุฒิสภา เปนคณะกรรมการสามัญประจําวุฒิสภา มีหนาที่และอํานาจพิจารณารางพระราชบัญญัติ กระทํากิจการ พิจารณาสอบหาขอเท็จจริงหรือศึกษา เรื่องใด ๆ ที่เกี่ยวกับการบริหาร การสงเสริมพัฒนา การจัดหา การใช การอนุรักษพลังงาน การแสวงหา พลังงานทดแทนและพลังงานทางเลือก การศึกษาผลกระทบและแนวทางการแกไขปญหาอุปสรรค จากการจัดหาและการใชพลังงาน ความมั่นคงดานพลังงาน พิจารณาศึกษา ติดตาม เสนอแนะ และเรงรัดการปฏิรูปประเทศ และแผนแมบทภายใตยุทธศาสตรชาติที่อยูในหนาที่และอํานาจ และอื่น ๆ ที่เกี่ยวของ โดยคณะกรรมาธิการไดพิจารณาศึกษาเรื่อง การนําเชื้อเพลิงไฮโดรเจน มาเปนพลังงานทางเลือกเพื่อการพาณิชยสําหรับภาคขนสง ภาคการผลิตไฟฟา ภาคอุตสาหกรรม และภาคการเกษตร บัดนี้ คณะกรรมาธิการไดพิจารณาศึกษาเรื่องดังกลาวเสร็จเรียบรอยแลว จึงขอรายงานผลการพิจารณาศึกษาตอที่ประชุมวุฒิสภา ดังนี้ ๑. การดําเนินงานของคณะกรรมาธิการการพลังงาน วุฒิสภา ๑.๑ คณะกรรมาธิการการพลังงาน ประกอบดวย ๑) พลเอก สกนธ สัจจานิตย ประธานคณะกรรมาธิการ ๒) พลเรือเอก ชัยวัฒน เอี่ยมสมุทร รองประธานคณะกรรมาธิการ คนที่หนึ่ง ๓) พลอากาศเอก อดิศักดิ์ กลั่นเสนาะ รองประธานคณะกรรมาธิการ คนที่สอง ๔) พลโท อําพน ชูประทุม รองประธานคณะกรรมาธิการ คนที่สาม ๕) พลเอก อุดมชัย ธรรมสาโรรัชต รองประธานคณะกรรมาธิการ คนที่สี่ ๖) นายกรรณภว ธนภรรคภวิน เลขานุการคณะกรรมาธิการ ๗) นายอุปกิต ปาจรียางกูร รองเลขานุการคณะกรรมาธิการ ๘) นายเจน นําชัยศิริ โฆษกคณะกรรมาธิการ ๙) นายสุรชัย เลี้ยงบุญเลิศชัย ประธานที่ปรึกษาคณะกรรมาธิการ ๑๐) พลเอก ฉัตรเฉลิม เฉลิมสุข ที่ปรึกษาคณะกรรมาธิการ ๑๑) พลเอก ดนัย มีชูเวท ที่ปรึกษาคณะกรรมาธิการ ๑๒) พลเรือเอก นพดล โชคระดา ที่ปรึกษาคณะกรรมาธิการ ๑๓) นายไพฑูรย หลิมวัฒนา ที่ปรึกษาคณะกรรมาธิการ ๑๔) นายวิชัย ทิตตภักดี ที่ปรึกษาคณะกรรมาธิการ ๑๕) พลเรือเอก เชิงชาย ชมเชิงแพทย ที่ปรึกษาคณะกรรมาธิการ ๑๖) พลเอก สราวุฒิ ชลออยู ที่ปรึกษาคณะกรรมาธิการ ๑๗) พลเอก สําเริง ศิวาดํารงค ที่ปรึกษาคณะกรรมาธิการ ๑๘) นายสําราญ ครรชิต ที่ปรึกษาคณะกรรมาธิการ

ง รายนามคณะกรรมาธิการการพลังงาน วุฒิสภา พลเอก สกนธ สัจจานิตย ประธานคณะกรรมาธิการ พลเรือเอก ชัยวัฒน เอี่ยมสมุทร พลอากาศเอก อดิศักดิ์ กลั่นเสนาะ รองประธานคณะกรรมาธิการ คนที่หนึ่ง รองประธานคณะกรรมาธิการ คนที่สอง พลโท อําพน ชูประทุม พลเอก อุดมชัย ธรรมสาโรรัชต รองประธานคณะกรรมาธิการ คนที่สาม รองประธานคณะกรรมาธิการ คนที่สี่

จ นายกรรณภว ธนภรรคภวิน นายอุปกิต ปาจรียางกูร เลขานุการคณะกรรมาธิการ รองเลขานุการคณะกรรมาธิการ นายเจน นําชัยศิริ นายสุรชัย เลี้ยงบุญเลิศชัย โฆษกคณะกรรมาธิการ ประธานที่ปรึกษาคณะกรรมาธิการ พลเอก ฉัตรเฉลิม เฉลิมสุข พลเอก ดนัย มีชูเวท ที่ปรึกษาคณะกรรมาธิการ ที่ปรึกษาคณะกรรมาธิการ พลเรือเอก นพดล โชคระดา นายไพฑูรย หลิมวัฒนา ที่ปรึกษาคณะกรรมาธิการ ที่ปรึกษาคณะกรรมาธิการ

ฉ นายวิชัย ทิตตภักดี พลเรือเอก เชิงชาย ชมเชิงแพทย ที่ปรึกษาคณะกรรมาธิการ ที่ปรึกษาคณะกรรมาธิการ พลเอก สราวุฒิ ชลออยู พลเอก สําเริง ศิวาดํารงค ที่ปรึกษาคณะกรรมาธิการ ที่ปรึกษาคณะกรรมาธิการ นายสําราญ ครรชิต ที่ปรึกษาคณะกรรมาธิการ

ช ๑.๒ คณะกรรมาธิการไดตั้งคณะอนุกรรมาธิการพิจารณาศึกษา ติดตามและเสนอแนะ ดานเชื้อเพลิงธรรมชาติ ซึ่งคณะอนุกรรมาธิการคณะนี้ ประกอบดวย ๑) พลโท อําพน ชูประทุม ประธานคณะอนุกรรมาธิการ ๒) นายเจน นําชัยศิริ รองประธานคณะอนุกรรมาธิการ คนที่หนึ่ง ๓) นายสําราญ ครรชิต รองประธานคณะอนุกรรมาธิการ คนที่สอง ๔) นายกวิน ทรัพยสุนทร อนุกรรมาธิการ ๕) ศาสตราจารยจงจิตร หิรัญลาภ อนุกรรมาธิการ ๖) พลอากาศตรี ชินรัตน มณีอินทร อนุกรรมาธิการ ๗) พลอากาศโท ธรรมนิตย สิงหคะสะ อนุกรรมาธิการ ๘) พลอากาศตรี นริศ เขียวแกว อนุกรรมาธิการ ๙) นายบุญธร อุปนันท อนุกรรมาธิการ ๑๐) ผูชวยศาสตราจารยรักไทย บูรพภาค อนุกรรมาธิการ ๑๑) นายเอกชัย คงสวัสดิ์ อนุกรรมาธิการ ๑๒) นายรัตนพัฒน ปวิเศษกุลเดช อนุกรรมาธิการและเลขานุการ

ซ รายนามคณะอนุกรรมาธิการพิจารณาศึกษา ติดตามและเสนอแนะดานเชื้อเพลิงธรรมชาติ พลโท อําพน ชูประทุม ประธานคณะอนุกรรมาธิการ นายเจน นําชัยศิริ นายสําราญ ครรชิต รองประธานคณะอนุกรรมาธิการ คนที่หนึ่ง รองประธานคณะอนุกรรมาธิการ คนที่สอง นายกวิน ทรัพยสุนทร ศาสตราจารยจงจิตร หิรัญลาภ อนุกรรมาธิการ อนุกรรมาธิการ

ฌ พลอากาศโท ธรรมนิตย สิงหคะสะ พลอากาศตรี ชินรัตน มณีอินทร อนุกรรมาธิการ อนุกรรมาธิการ พลอากาศตรี นริศ เขียวแกว นายบุญธร อุปนันท อนุกรรมาธิการ อนุกรรมาธิการ ผูชวยศาสตราจารยรักไทย บูรพภาค นายเอกชัย คงสวัสดิ์ อนุกรรมาธิการ อนุกรรมาธิการ นายรัตนพัฒน ปวิเศษกุลเดช เลขานุการคณะอนุกรรมาธิการ

ญ รายนามที่ปรึกษาคณะอนุกรรมาธิการพิจารณาศึกษาติดตาม และเสนอแนะ ดานเชื้อเพลิงธรรมชาติ ประกอบดวย ๑) พลเอก ฉัตรเฉลิม เฉลิมสุข ๒) พลโท ยศวัฒน อนันตดิลกฤทธิ์ ๓) พลเรือตรี กาณฑ ชาตเสนีย ๔) นายปรีชา ออประเสริฐ ๕) นายเรืองชัย จินตรุงเรืองชัย ๖) นายคุณานันท ทยายุทธ ๗) นางสาวอุไรพรรณ วุฒิสิงหชัย ๘) นายพะโยม ชิณวงศ ๙) นายสุวรรณ อํานวยผลวิวัฒน ๑๐) นายชลอ ภาณุตระกูล ๑๑) พลเรือโท สมัย ใจอินทร ๑๒) นางนฤมล กัลยาณมิตร ๑๓) นายวิโรจน คลังบุญครอง ๑๔) นายพรชัย เวศยวิบุล ๑๕) นายพรชัย สุทธิวรชัย 16) พลโท ชุมพร วิเชียร 17) นายสุรวุฒิ สนิทวงศ ณ อยุธยา ๒. วิธีการพิจารณาศึกษา คณะทํางานกําหนดวิธีการพิจารณาศึกษาเพื่อใหไดมาซึ่งขอมูลดังกลาวโดยการศึกษา เชิงคุณภาพ ดังนี้ ๒.๑ การศึกษาทบทวนจากขอมูลทุติยภูมิ ไดแก ขอเท็จจริงตาง ๆ ที่เกี่ยวของกับโครงสราง ราคาพลังงาน เชน สถานการณดานพลังงาน กฎหมาย ระเบียบ หลักเกณฑ และนโยบายภาครัฐ ๒.๒ การศึกษาโดยเชิญบุคคล ผูบริหารจากหนวยงานที่เกี่ยวของมารวมประชุม เพื่อรับฟงขอมูล และแลกเปลี่ยนความคิดเห็น เพื่อใหไดรับทราบขอมูลอยางครบถวนในการพิจารณาศึกษา ใหมีความสมบูรณ ๒.๓ การจัดสัมมนา เพื่อสรางการรับรูและสรางแนวทางความเขาใจเกี่ยวกับการนําไฮโดรเจนมาใช เปนพลังงานทางเลือกของประเทศอยางรอบดาน ตลอดจนเปนการประสานงานความรวมมือระหวางกัน ของหนวยงานตาง ๆ ดานพลังงานของประเทศ เพื่อสงเสริมและพัฒนาพลังงานไฮโดรเจนทดแทน เชื้อเพลิงฟอสซิลสําหรับประเทศไทย และขยายระดับสูความมุงมั่นพัฒนาเปนเทคโนโลยีดานพลังงาน เพื่อประเทศไทย

ฎ ๓. ผลการพิจารณาศึกษา คณะกรรมาธิการการพลังงาน วุฒิสภา ขอรายงานผลการพิจารณาศึกษาเรื่อง การนําเชื้อเพลิง ไฮโดรเจนมาเปนพลังงานทางเลือกเพื่อการพาณิชยสําหรับภาคขนสง ภาคการผลิตไฟฟา ภาคอุตสาหกรรม และภาคการเกษตร ซึ่งคณะกรรมาธิการไดมอบหมายใหคณะอนุกรรมาธิการพิจารณาศึกษา ติดตาม และเสนอแนะดานเชื้อเพลิงธรรมชาติ ดําเนินการพิจารณาศึกษา โดยคณะกรรมาธิการไดพิจารณารายงาน ของคณะอนุกรรมาธิการ ดวยความละเอียดรอบคอบแลว และไดมีมติเห็นชอบกับรายงานดังกลาว โดยถือวาเปนรายงานการพิจารณาศึกษาของคณะกรรมาธิการ ดังนั้น คณะกรรมาธิการจึงขอเสนอรายงาน การพิจารณาศึกษา โดยมีรายละเอียดตามรายงานทายนี้ เพื่อใหวุฒิสภาไดพิจารณา หากวุฒิสภา ใหความเห็นชอบกับผลการพิจารณาศึกษาของคณะกรรมาธิการขอไดโปรดแจงไปยังคณะรัฐมนตรี เพื่อพิจารณาและดําเนินการตามที่เห็นสมควรตอไป ทั้งนี้ เพื่อประโยชนตอประเทศชาติ และประชาชนสืบไป นายกรรณภว ธนภรรคภวิน เลขานุการคณะกรรมาธิการการพลังงาน วุฒิสภา

ฏ บทสรุปผูบริหาร Executive Summary ในขณะที่โลกเผชิญกับภาวะโลกรอน ไฮโดรเจนกลายเปนวัตถุดิบสําคัญ ที่ใชในอุตสาหกรรม ไฮโดรเจนสามารถใชเปนสารตั้งตนในอุตสาหกรรมตาง ๆ เชน อุตสาหกรรมปโตรเคมีอุตสาหกรรมเหล็ก อุตสาหกรรมรถยนต อุตสาหกรรมอาหาร อุตสาหกรรมอิเลคทรอนิคส และอื่น ๆ โดยสามารถผลิตไดจาก พลังงานหมุนเวียน และเปนมิตรตอสิ่งแวดลอม ไมวาจะใชในการเผาไหม หรือในเซลลเชื้อเพลิง ผลพลอยไดหลักของการเผาไหมกาซไฮโดรเจน คือ น้ํา แทนที่จะเปนกาซคารบอนไดออกไซด ที่เกิดจากการเผาไฮโดรคารบอน เชน กาซธรรมชาติ ถานหิน น้ํามันดิบ ของเหลวไฮโดรคารบอนอื่น ๆ หรือชีวมวล สถิติในป ค.ศ. 2015 ในสหภาพยุโรปมีการใชไฮโดรเจนอยูที่ 339 TWh ซึ่งรวมถึงไฮโดรเจน ที่เปนผลิตภัณฑพลอยได (By Product) จากโรงกลั่น ซึ่งจุดประสงคหลักของการใชไฮโดรเจนดังกลาวคือ เพื่อใชในอุตสาหกรรมการกลั่น และการผลิตแอมโมเนีย โดยปริมาณที่ใชดังกลาวถือวานอยกวารอยละ 10 ของปริมาณไฮโดรเจนที่ถูกใชกันอยูทั่วโลกเบื้องตนมีการประเมินวาภายในป ค.ศ. 2030 จะมีการ ใชไฮโดรเจนในการสรางพลังงานในสหภาพยุโรปไดถึง 665 TWh หรือคิดเปนรอยละ 6 ของพลังงานทั้งหมด ในสหภาพยุโรป และภายในปค.ศ. 2050 จะมีการใชไฮโดรเจนสรางพลังงานไดถึง 2,250 TWh หรือคิดเปนรอยละ 24 ของพลังงานที่ตองการใชในสหภาพยุโรป ขอดีของการใชกาซไฮโดรเจน มีประโยชนหลายประการ - สามารถสังเคราะหไดจากวัตถุดิบตามธรรมชาติหลากหลายประเภท เมื่อเกิดการเผาไหม จะมีเพียงน้ําและกาซออกซิเจนเทานั้นที่เปนผลพลอยไดจากการสันดาป โดยไมปลดปลอย กาซคารบอนไดออกไซดคาพลังงานสูงกวาเชื้อเพลิงนิดอื่น ไมกอใหเกิดกลุมควัน ฝุนละออง สามารถประยุกตใชกับเชื้อเพลิงฟอสซิลเดิมได ขอจํากัดของการใชพลังงานกาซไฮโดรเจน มีขอจํากัดในการใชงาน ดังนี้ 1) การจัดเก็บ และขนสง กาซไฮโดรเจนเปนธาตุที่มีขนาดเล็ก น้ําหนักเบา และยังมีคุณสมบัติ ในการกัดกรอน จึงทําใหยากที่จะเก็บ และขนสง 2) ตนทุนการผลิตสูงในการผลิตไฮโดรเจนสีเขียว ซึ่งปราศจากการปลอยกาซคารบอนไดออกไซด ตองใชอุปกรณสําหรับผลิตกาซ ที่เรียกวา Electrolyzes ซึ่งเปนอุปกรณที่ใชสําหรับแยกน้ําออกเปนกาซไฮโดรเจน และกาซออกซิเจน โดยใชกระแสไฟฟา อุปกรณนี้มีราคาสูง แตราคาของอุปกรณดังกลาว มีแนวโนมที่จะลดลงเรื่อย ๆ ในอนาคตอันใกล 3) การใชเทคโนโลยีขั้นสูง ในการเปลี่ยนเชื้อเพลิงที่ใชผลิตกระแสไฟฟา จากการใชกาซธรรมชาติ เปนใชกาซไฮโดรเจนในการผลิตกระแสไฟฟาแทน จําเปนตองใชเทคโนโลยีขั้นสูงขึ้นเพื่อใหได ประสิทธิภาพเทาเดิม ความปลอดภัยของกาซไฮโดรเจน ความปลอดภัยของเชื้อเพลิง กาซไฮโดรเจน และไฮโดรเจนเหลว ครอบคลุมถึงการผลิต การจัดการ และการใชกาซไฮโดรเจนอยางปลอดภัย กาซไฮโดรเจนมีคะแนนสูงสุด ของ NFPA 704 ที่ระดับ 4 ในระดับความสามารถในการติดไฟ เนื่องจากสามารถติดไฟไดเมื่อผสม ในปริมาณเล็กนอยกับอากาศธรรมดา การจุดระเบิดสามารถเกิดขึ้นไดที่อัตราสวนปริมาตรของ กาซไฮโดรเจนตออากาศต่ําถึงรอยละ 4 เนื่องจากกาซออกซิเจนในอากาศ และความเรียบงาย และคุณสมบัติทางเคมีของปฏิกิริยา

ฐ ผลการศึกษา ตนทุนการผลิตไฮโดรเจนสีเขียวจะยังคงอยูในระดับสูง แตเมื่อเวลาผานไป ตนทุนการผลิตจะปรับตัวลดลงตามตนทุนการผลิตพลังงานหมุนเวียนที่มีแนวโนมลดลงอยางตอเนื่อง การประหยัดตอขนาด (Economies of scale) และความกาวหนาของเทคโนโลยี โดยรายงานของ PwC คาดวา ตนทุนการผลิตไฮโดรเจนจะลดลงถึงราว 50% ภายในป 2573 จากนั้นจะยิ่งลดลงเรื่อย ในระดับที่ชากวาไปจนกระทั่งถึงป2593 โดยยกตัวอยางตนทุนการผลิตไฮโดรเจนสีเขียว ในกลุมประเทศตะวันออกกลาง แปซิฟก รัสเซีย สาธารณรัฐประชาชนจีน สหรัฐอเมริกา และออสเตรเลีย นาจะอยูที่ประมาณแค 1 - 1.5 ยูโรตอกิโลกรัม (หรือราว 38 - 57 บาทตอกิโลกรัม) เทานั้น ขอพิจารณา ๑) กลยุทธสําคัญที่ใชในการพิจารณาการใชไฮโดรเจนของประเทศไทย ระยะแรก คือ ควรพัฒนาการใชไฮโดรเจนในภาคขนสง ระยะตอไป ตองแขงขันกับ เทคโนโลยีพลังงานสะอาดประเภทอื่น ๆ ๒) การพิจารณาลงทุนในการผลิต และใชไฮโดรเจน ประเทศไทยควรเรงพิจารณาการวางกลยุทธในการสงเสริมการผลิต ไฮโดรเจนสีเขียว พรอมกําหนดเปาหมายที่ชัดเจน ประเทศไทยมีเปาหมายที่จะใชพลังงานทดแทน และพลังงานทางเลือก รอยละ 30 ของการใชพลังงานภายในป พ.ศ. 2579 โดยจัดทําปรับปรุงแผนพัฒนาพลังงานทดแทน และพลังงานทางเลือก (Alternative Energy Development Plan - AEDP 2018) ซึ่งเนนการสงเสริม พลังงานชีวภาพ ๓) สรางระบบ กฎ กติกาที่เอื้อตอการลงทุน และพัฒนาพลังงานไฮโดรเจน เนื่องจากเทคโนโลยี ในการผลิตและพัฒนาไฮโดรเจนสีเขียว โดยเฉพาะเครื่องแยกน้ําดวยไฟฟามีราคาสูง นอกจากนี้ยังตองมี การลงทุนในเทคโนโลยีอื่น ๆ เพื่อประกันความปลอดภัยในกระบวนการผลิต ๔) การทดลองในโครงการนํารอง การทดลองใชกาซไฮโดรเจน เพื่อใชในรถขนสงขนาดใหญ โดยสรางสถานีเติมกาซไฮโดรเจน ใหครอบคลุมพื้นที่ที่กําหนด เชน บริเวณเพื่อลดปริมาณการปลอยกาซคารบอนไดออกไซดและฝุนละออง ขนาดเล็ก PM 2.5 ผลการศึกษาโดยสรุปการเปลี่ยนเชื้อเพลิงฟอสซิลสูเชื้อเพลิงไฮโดรเจน เพื่อการพาณิชย สําหรับภาคขนสง ภาคการผลิตไฟฟา ภาคอุตสาหกรรม และภาคการเกษตร ในสวนของภาคการขนสง เปนแหลงปลอย CO2 ที่ใหญเปนอันดับ 2 รองจากการผลิตไฟฟาและความรอน ซึ่งคิดเปนประมาณ 25 เปอรเซ็นตของการปลอยกาซทั่วโลก ดังนั้น เพื่อขับเคลื่อนการดําเนินงานตามแนวนโยบายของแผนพลังงานชาติ ใหบรรลุเปาหมาย ความเปนกลางทางคารบอน carbon neutrality ภายในป ค.ศ. 2050 และการปลอยกาซ เรือนกระจกสุทธิเปนศูนย (Net zero) ในปค.ศ.2065 จึงมีขอเสนอแนะดังนี้ ๑. รัฐควรกําหนดใหไฮโดรเจนเปนรูปแบบหนึ่งของพลังงานที่จะมีการนํามาใชโดยเรงดวน ทั้งนี้เพื่อใหมีการศึกษา คนควา วิจัย เตรียมความพรอมดานบุคคลากร เพื่อเปนการประชาสัมพันธ ใหประชาชนมีความเขาใจในการนําไฮโดรเจนมาใชงานในรูปแบบตาง ๆ ซึ่งมีมาตรฐานและความปลอดภัย ตามรูปแบบสากล ๒. ภาครัฐจะตองเปนผูนําดวยการจัดทําแผนและจัดสรรงบประมาณเพื่อสนับสนุนสงเสริม การใชประโยชนพลังงานไฮโดรเจน โดยอาจแบงการดําเนินการออกเปน ๒ ระยะ ดังนี้

ฑ ระยะแรก ในชวง ๓ - ๕ ป - จําเปนตองมีการศึกษารายละเอียดในเชิงเศรษฐกิจและเทคโนโลยีควบคูกับการพิจารณา ตนทุนการผลิต การขนสง หวงโซมูลคา เพื่อใชขอมูลและผลการศึกษาในการกําหนด Road Map และแนวทางพัฒนา - เพื่อเปนการสนับสนุนเพื่อเสริมสรางประสบการณและองคความรูใหกับหนวยงานรัฐ และเอกชน สรางความตื่นตัว ความพรอม ความคิดริเริ่ม โดยอาจจัดใหมีการเสนอโครงการสาธิต การใชพลังงานไฮโดรเจนเฉพาะกิจในรูปแบบของ smart mobilities, smart city เปนตน ระยะที่สอง ในชวงถัดจากระยะแรกไป 3 - 5 ปขางหนา เพื่อเปนการสงเสริมใหเกิด การลงทุนพัฒนาการใชประโยชน การพัฒนาโครงสรางพื้นฐาน รวมทั้งการลงทุนในการพัฒนา ผลิตอุปกรณที่เกี่ยวของในเชิงพาณิชย เชน รัฐอาจกําหนดเปาหมายที่ชัดเจนในการผลิตไฮโดรเจนสะอาด เพื่อทดแทนพลังงานฟอสซิลใหไดตามแผนการลดคารบอนของประเทศ หมายเหตุ : เนื่องจากการใชไฮโดรเจนเปนเชื้อเพลิงในภาคขนสง เปนการทั่วไป มีความจําเปนตองลงทุนในโครงสรางพื้นฐานจํานวนมาก ซึ่งศักยภาพของไฮโดรเจนที่ผลิตได ยังไมสามารถรองรับอุปสงคในกรณีเชนนั้น จึงควรดําเนินการในรูปแบบโครงการนํารองที่จํากัดเสนทาง เชน รถบรรทุกขนสง หรือรถไฟ เปนตน ๓. ในขั้นตนควรมีมาตรการสนับสนุนการลงทุนทั้งในรูปแบบการเงินและสิทธิประโยชน ทางภาษี โดยเฉพาะอยางยิ่งสําหรับผูที่ประสงคปรับเปลี่ยนอุปกรณมาใชเชื้อเพลิงไฮโดรเจนครั้งแรก เชน สินเชื่อ และการค้ําประกันที่กําหนดเปาหมาย และจํากัดเวลา ๔. สงเสริมใหเกิดการแขงขัน การลงทุนโครงการโครงสรางพื้นฐาน การผลิต จัดหา และการคาในเชิงพาณิชย สนับสนุนการใชเทคโนโลยีการผลิตไฮโดรเจนที่ไมกอใหเกิดมลภาวะ ไฮโดรเจนสีเขียว (Green Hydrogen) 5. สนับสนุนการใชเทคโนโลยีการผลิตไฮโดรเจนที่ไมกอใหเกิดมลภาวะไปสูการผลิต ไฮโดรเจนสีเขียว (Green Hydrogen) พิจารณาการจัดตั้งหนวยงานเฉพาะกิจเพื่อริเริ่มการศึกษา ออกแบบ และกอสรางโครงการไฮโดรเจนสีเขียวขนาดใหญ โดยรัฐอาจสนับสนุนงบประมาณขั้นตน และเปดให ภาคเอกชนผูมีความสนใจรวมลงทุน ทั้งนี้เพื่อเปนตัวเรงความกาวหนาในการพัฒนาเศรษฐกิจ ไฮโดรเจน และพัฒนาเปนบริษัทมหาชนที่เปดโอกาสใหภาคเอกชนและประชาชนได มีโอกาสในการ รวมลงทุนพัฒนาพลังไฮโดรเจนในอนาคต 6. พิจารณาขอกฎหมายที่เกี่ยวของ แกไขกฎหมายที่ไมจําเปนและบัญญัติกฎหมายใหม เพื่อสนับสนุนกิจกรรมที่จําเปนและเกี่ยวของ โดยในอนาคตอาจตรากฎหมายในระดับพระราชบัญญัติ เพื่อรองรับการดําเนินงาน เนื่องจากปจจุบันการประกอบกิจการไฮโดรเจนทั้งในภาคการผลิต ดานความปลอดภัยอยูภายใตการกํากับดูแลภายใตกฎหมายอื่น ซึ่งมุงเนนการกํากับดูแลความปลอดภัย เปนหลัก ยังไมครอบคลุมทุกดาน

บทที่๑ บทนํา 1.1 ความเป็นมาของการพิจารณาศึกษา ประเทศไทยใช้พลังงานจากแหล่งพลังงานหลายชนิด ทั้งที่เป็นพลังงานฟอสซิล อาทิน้ํามัน น้ํามันดิบ ถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติโดยใช้ในภาคอุตสาหกรรม คมนาคม การค้าและการบริการสาธารณะ การเกษตรและการป่าไม้นอกจากนี้ยังมีการใช้พลังงานคาร์บอนต่ํา อาทิพลังงานน้ํา พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม พลังงานความร้อนใต้พิภพ และพลังงานชีวมวล ซึ่งเป็นผลจากการเปลี่ยนผ่านด้านพลังงาน มาแล้วหลายครั้งเริ่มแรกที่พลังงานมาจากฟืน เริ่มเปลี่ยนมาใช้ถ่านหิน หลังจากนั้นเริ่มการพึ่งพาน้ํามัน และก๊าซธรรมชาติมาจนปัจจุบัน หลังจากที่ทั่วโลกเริ่มตระหนักถึงความไม่ยั่งยืนของแหล่งพลังงานฟอสซิล จึงเริ่มพยายามเปลี่ยนแหล่งพลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิล (ถ่านหิน น้ํามัน ก๊าซธรรมชาติ) มายังแหล่ง พลังงานคาร์บอนต่ํา และพลังงานหมุนเวียน ด้วยเหตุนี้ Energy Transition จึงเข้ามามีบทบาทสําคัญ ในการเปลี่ยนไปสู่พลังงานสะอาดและพลังงานทางเลือก ไม่ว่าจะเป็นพลังงานน้ํา (Water Energy) พลังงานลม (Wind Energy) พลังงานแสงอาทิตย์ (Solar Energy) หรือพลังงานความร้อนใต้พิภพ (Geothermal Energy) เป็นต้น สอดคล้องกับการจัดทําแผนพลังงานชาติที่มีการกําหนดเป้าหมาย มุ่งสู่พลังงานสะอาด และลดการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สุทธิเป็นศูนย์ (carbon neutrality) โดยการส่งเสริมการลงทุนพลังงานสีเขียวในภาคพลังงาน เพื่อสนับสนุนให้ประเทศไทยบรรลุเป้าหมาย ความเป็นกลางทางคาร์บอน ภายในปีค.ศ. 2050 และมุ่งเน้นส่งเสริมความมั่นคงภาคพลังงาน เพื่อรองรับรูปแบบการผลิตและการใช้พลังงานที่มีความหลากหลายมากขึ้นในอนาคต แนวนโยบาย ที่สําคัญคือ เพิ่มการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนจากกําลังผลิตใหม่ให้มากกว่า ร้อยละ 50 ส่งเสริมการปรับเปลี่ยนการใช้พลังงานภาคขนส่งเป็นพลังงานไฟฟ้าสีเขียวผ่านเทคโนโลยียานยนต์ไฟฟ้า ตามนโยบาย 30@30 เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานให้ได้มากกว่า 30 - 40% ปรับโครงสร้างพื้นฐาน รองรับการเปลี่ยนผ่านด้านพลังงานตามแนวทาง 4D1E เช่น การพัฒนาระบบไฟฟ้าที่มีการกระจายตัว และยืดหยุ่น รวมถึงปรับเปลี่ยนรูปแบบการใช้พลังงานเป็นพลังงานไฟฟ้า จากการประชุม COP26 ประเทศไทยควรปรับเป้าหมายในการขับเคลื่อนประเทศให้สอดคล้อง และทัดเทียมกับนานาชาติหลังเข้าร่วมประชุม COP26 นายกรัฐมนตรีพลเอก ประยุทธ์จันทร์โอชา จึงประกาศเป้าหมายสําคัญของประเทศไทย เพื่อให้ประเทศไทยเป็นกลางทางคาร์บอน (Carbon Neutrality) ในปีค.ศ. 2050 และปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์ (Net Zero) ภายในปีค.ศ. 2065 ปัจจุบันประเทศไทยปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 224 ล้านตันคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่า ดังแสดงในรูปที่ 1.1 การไปสู่เป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอนจะต้องปรับเปลี่ยนการปล่อยก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์ที่มาจากหลายภาคส่วน คือ ภาคการขนส่ง ภาคการผลิตไฟฟ้า ภาคอุตสาหกรรม และภาคการเกษตร โดยการดูดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์กลับ สามารถทําได้โดยการใช้ต้นไม้ดูดก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์เพื่อใช้ในการสังเคราะห์แสง สําหรับสร้างเนื้อเยื่อ คาร์โบไฮเดรตน้ําตาล หรืออื่น ๆ ที่มีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบ

- 2 - การปลูกตนไมเพื่อเพิ่มพื้นที่ปา ในปจจุบันสามารถดูดกลับกาซคารบอนไดออกไซดได 90 ลานตันคารบอนไดออกไซดเทียบเทาตอปเปาหมายในการดูดกลับกาซคารบอนไดออกไซด อยูที่ 120 ลานตันคารบอนไดออกไซดเทียบเทาตอปเปนอยางนอย จะสามารถทําใหประเทศไทย สามารถปลอยกาซคารบอนไดออกไซดได120 ลานตันคารบอนไดออกไซดเทียบเทาตอป ในปริมาณ ที่เทากัน เพื่อใหสามารถหักลบกันเปนศูนย และเกิดความเปนกลางทางคารบอนไดภายในป ค.ศ. 2050 ภาพที่ ๑.1 การปลอยกาซคารบอนไดออกไซดของประเทศไทย แหลงที่มา : สํานักงานนโยบาย และแผนพลังงาน กระทรวงพลังงาน 2020 ในสวนการปลอยกาซเรือนกระจกสุทธิเปนศูนย ไมใชเพียงแคการปลอยกาซคารบอนไดออกไซด แตรวมถึงกาซเรือนกระจกทั้งหมด 7 ชนิด ไดแก คารบอนไดออกไซด (Carbon dioxide, CO2), มีเทน Methane,CH4), ไนตรัสออกไซด Nitrous oxide, N2O), กลุมกาซไฮโดรฟลูออโรคารบอน (HFCs), กลุมกาซเปอรฟลูออโรคารบอน (PFCs), ซัลเฟอรเฮกซะฟลูออไรด (Sulfur hexafluoride, SF6) และ ไนโตรเจน ไตรฟลูออไรด (Nitrogen trifluoride, NF3) การยกระดับ Nationally Determined Contributions: NDCs หรือการมีสวนรวม ที่ประเทศกําหนดจากรอยละ 20 - 25 เปนรอยละ 40 โดยใชแนวทางการสนับสนุนทางการเงิน การถายทอดเทคโนโลยีและความรูเขามาชวย การลดอุณหภูมิ ประเทศไทยตั้งเปาหมายอยูระหวาง 1.6 - 1.7 องศาเซลเซียส ซึ่งถือเปน เปาหมายที่ทาทาย เพราะตั้งเปาไวสูงกวาเปาหมายของโลก กระทรวงพลังงานไดกําหนดนโยบาย สงเสริมการใชพลังงานทดแทนของประเทศใหไดรอยละ 20.3 ของการใชพลังงาน กระทรวงพลังงานไดกําหนดนโยบายสงเสริมการใชพลังงานทดแทนของประเทศใหไดรอยละ 20.3 ของการใชพลังงานขั้นสุดทายในป พ.ศ. 2565 ประเทศไทยกําหนดใหมีการใชพลังงานไฮโดรเจน ในภาคคมนาคมขนสงในปริมาณ 100,000 กิโลกรัม ในป พ.ศ. 2560 ที่ผานมา เพื่อทดแทน การนําเขาน้ํามันและลดปญหาสภาวะโลกรอนและมลพิษ เนื่องจากพลังงานไฮโดรเจนเปนพลังงาน ที่สะอาดและสามารถผลิตไดจากวัสดุตั้งตนหลายประเภท เชน กาซธรรมชาติ น้ํา กาซชีวภาพ ชีวมวล ถานหิน สาหราย เปนตน ทําใหไฮโดรเจนไดรับความสนใจในงานวิจัยและพัฒนาพลังงานไฮโดรเจน มาใชอยางจริงจังทั้งการผลิตไฟฟาและการเผาไหม อีกทั้งไฮโดรเจนยังมีคุณสมบัติเดนหลายประการ

- 3 - เชน ใหพลังงานตอหนวยไดสูงสุดในบรรดาเชื้อเพลิงชนิดตาง ๆ และสามารถเผาไหมไดอยางสมบูรณ โดยไมกอใหเกิดมลพิษตอสภาวะแวดลอมซึ่งเปนจุดเดนของพลังงานสะอาด โดยผลผลิตจากการเผาไหม มีเพียงน้ําเทานั้น ปจจุบันทั่วโลกมีการใชไฮโดรเจนประมาณปละ 50 ลานตัน แตจนถึงปจจุบัน ยังคงมีความลาชา ซึ่งสงผลใหประเทศไทยมีความลาหลังในการนําพลังงานไฮโดรเจนมาใชทดแทน เชื้อเพลิงฟอสซิล ที่ผานมาการพัฒนาพลังงานไฮโดรเจนของประเทศไทยยังขาดการเชื่อมตอหรือประสานงานรวมกัน ระหวางภาครัฐและเอกชนทั้งในระดับงานวิจัยและการนําไปประยุกตใช ดังนั้นจึงจําเปนที่จะตองรวบรวม องคความรูที่เกี่ยวกับงานวิจัยและพัฒนา การประยุกตใชงานของพลังงานไฮโดรเจน ตลอดจนมาตรฐาน และความปลอดภัยจากการใชพลังงานชนิดนี้ คณะอนุกรรมาธิการพิจารณา ศึกษา ติดตามและเสนอแนะ ดานเชื้อเพลิงธรรมชาติ ในคณะกรรมาธิการการพลังงาน วุฒิสภา จึงเสนอญัตติพิจารณาศึกษา และรวบรวมขอคิดเห็นโดยการแลกเปลี่ยนองคความรูระหวางหนวยงานตาง ๆ ดานเทคโนโลยีพลังงาน ไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นทั้งในประเทศและตางประเทศ เพื่อเปนแนวทางเสนอรัฐบาลนําไปประกอบการ พิจารณาพัฒนาในระดับนโยบายตอไป 1.2 วัตถุประสงค 1) เพื่อใหทราบสถานภาพของการดําเนินนโยบายงานดานพลังงานไฮโดรเจนของรัฐและเอกชน 2) เพื่อทราบแนวทางการสงเสริม และพัฒนาพลังงานไฮโดรเจนทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิล 3) เพื่อทราบถึงปญหาและอุปสรรคของการดําเนินการพัฒนาการเปลี่ยนผานสูเชื้อเพลิงไฮโดรเจน 1.3 ขอบเขตของการศึกษา รวบรวมขอมูลการผลิตไฮโดรเจน การนํามาใช ประโยชน อุปสรรค จากเอกสารการศึกษา งานวิจัย ลงพื้นที่ดูงานของทุกภาคสวนที่เกี่ยวของในประเทศ แลวนํามาประเมินผล 1.4 วิธีการดําเนินงาน ระยะเวลาดําเนินงานพิจารณาศึกษา ภายในระยะเวลา ๓ เดือน นับตั้งแตเดือน มกราคม ๒๕๖๖ ตารางที่ ๑.1 แผนการดําเนินการตามชวงเวลา กิจกรรม เดือนที่ ๑ ๒ ๓ กิจกรรมที่ ๑ เชิญหนวยงานภาครัฐ และภาคเอกชนในธุรกิจที่เกี่ยวของ มาใหขอมูล กิจกรรมที่ ๒ ศึกษากฎหมายที่เกี่ยวของรวมทั้งขอกําหนดตางๆ กิจกรรมที่ ๓ ศึกษาขอมูลตัวอยางในตางประเทศในการนําเทคโนโลยีเชื้อเพลิง ไฮโดรเจนมาใช รวมไปถึงมาตรฐานเครื่องมือ และมาตรฐานความปลอดภัย กิจกรรมที่ ๔ สรุปผลการศึกษาเสนอคณะอนุกรรมาธิการ กิจกรรมที่ ๕ รายงานฉบับสมบูรณ

- 4 - 1.5 แนวคิด วิธีการ และกระบวนการทํางาน ๑) เชิญหนวยงานภาครัฐและภาคเอกชนในธุรกิจที่เกี่ยวของมาเปนคณะทํางาน เพื่อรวมพิจารณา ขอมูลขอเท็จจริง อันจะนําไปสูขอสรุปแนวทางการตัดสินใจดําเนินการในระยะตอไป ๒) ศึกษาขอกฎหมายทั้งหมดที่เกี่ยวของรวมทั้งขอกําหนดตาง ๆ ๓) ศึกษาขอมูลตัวอยางในตางประเทศในการนําเทคโนโลยีเชื้อเพลิงไฮโดรเจนมาใช รวมไปถึง มาตรฐานเครื่องมือ และมาตรฐานความปลอดภัย ๔) ศึกษาวิเคราะหภาพปริทรรศนของประเทศชั้นนํา ดานเทคโนโลยีเชื้อเพลิงไฮโดรเจน รวมไปถึงกลไกตลาด ๕) ศึกษาดูงานบริษัทตนแบบการผลิต ในประเทศ/ตางประเทศ ๖) เขารวมการสัมมนาที่เกี่ยวของเพื่อรวบรวมขอมูล 1.6 ประโยชนที่คาดวาจะไดรับ 1) รูทิศทางการดําเนินการของประเทศตางๆ ในการใชเชื้อเพลิงที่ปลอยกาซเรือนกระจก ใหลดลงไดตามกําหนดเวลา 2) นําขอศึกษามาปรับ เพื่อใชดําเนินการสําหรับประเทศไทย เพื่อใหสอดคลอง และใชเชื้อเพลิงที่ปลอยกาซเรือนกระจกใหลดลงไดตามกําหนดเวลา

บทที่ ๒ เอกสาร และงานวิจัยที่เกี่ยวของ ๒.๑ การพัฒนาเปลี่ยนผานการใชพลังงานเชื้อเพลิงไปสูพลังงานจากกาซไฮโดรเจน การประชุมรัฐภาคีกรอบอนุสัญญาสหประชาชาติวาดวยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ สมัยที่ 26 (COP26) ที่เมืองกลาสโกวประเทศสกอตแลนด มีขอตกลงเพื่อควบคุมปญหาการเปลี่ยนแปลง สภาพภูมิอากาศ และการผลักดันใหยุติการใชเชื้อเพลิงฟอสซิล ประเทศไทยใหความสําคัญสูงสุด แกการแกไขปญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และพรอมที่จะยกระดับการดําเนินงาน เพื่อมุงสูการบรรลุเปาหมายความเปนกลางทางคารบอน ภายในป ค.ศ. 2050 และเปาหมาย การปลอยกาซเรือนกระจกสุทธิเปนศูนยไดในป ค.ศ. 2065 หากไดรับการสนับสนุนทางดานการเงิน และเทคโนโลยีอยางเต็มที่และเทาเทียม รวมถึงการเสริมสรางขีดความสามารถจากความรวมมือ ระหวางประเทศและกลไกอื่น ๆ ภายใตกรอบอนุสัญญาฯ ประเทศไทยจะสามารถยกระดับเปาหมาย การมีสวนรวมที่ประเทศกําหนด (NDC) เปนรอยละ 40 ไดและมุงสูการปลอยกาซเรือนกระจกสุทธิ ของไทยเปนศูนยไดภายในป ค.ศ. 2050 ภาพที่ 2.1 วัฏจักรไฮโดรเจน แหลงที่มา : Intertek Group PLC. 2.2 แผนการพัฒนาการใชพลังงานไฮโดรเจน ในขณะที่โลกเผชิญกับภาวะโลกรอน ไฮโดรเจนกลายเปนวัตถุดิบสําคัญ ที่ใชในอุตสาหกรรม ไฮโดรเจนสามารถใชเปนสารตั้งตนในอุตสาหกรรมตางๆ เชน อุตสาหกรรมปโตรเคมี อุตสาหกรรมเหล็ก อุตสาหกรรมรถยนต อุตสาหกรรมอาหาร อุตสาหกรรมอิเลคทรอนิคส และอื่น ๆ ดังแสดงในรูปที่ 2.2 - สามารถผลิตไดจากพลังงานหมุนเวียน - เปนมิตรตอสิ่งแวดลอม

- 6 - ภาพที่ 2.2 ไฮโดรเจนสามารถใชเปนสารตั้งตนในอุตสาหกรรมตาง ๆ แหลงที่มา : Bangkok Industrial Gas Co., Ltd, 2023 ไมวาจะใชในการเผาไหม หรือในเซลลเชื้อเพลิง ผลพลอยไดหลักของการเผาไหมกาซไฮโดรเจน คือ น้ํา แทนที่จะเปนกาซคารบอนไดออกไซด ที่เกิดจากการเผาไฮโดรคารบอน เชน กาซธรรมชาติ ถานหิน น้ํามันดิบ ของเหลวไฮโดรคารบอนอื่นๆ หรือชีวมวล ในการรับมือกับปญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ กลยุทธที่สําคัญ และตองทํา อยางเรงดวนก็คือ การลดการปลอยกาซเรือนกระจกใหไดอยางมีนัยสําคัญ หากไมสามารถลดการปลอยกาซ เรือนกระจกลงได ทั่วโลกจะประสบกับปญหา การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอยางรุนแรง การเพิ่มของระดับน้ําทะเล การสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพ โดยพลังงานไฮโดรเจน ถือเปนแหลงพลังงานหนึ่งในอนาคต ที่จะชวยเพิ่มประสิทธิภาพทางพลังงาน ลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิล และชวยลดการปลอยกาซคารบอนไดออกไซดไดอยางมหาศาล ซึ่งในอนาคตอันใกลนี้ ไฮโดรเจน จะเปนปจจัยสําคัญในเกือบทุกภาคอุตสาหกรรม ไฮโดรเจนถือเปนธาตุที่พบมากที่สุดบนโลก แตการจะนํามาใชงานจะตองแปรสภาพใหเปนกาซไฮโดรเจนเสียกอน สถิติในป ค.ศ. 2015 ในสหภาพยุโรปมีการใชไฮโดรเจนอยูที่ 339 TWh ซึ่งรวมถึงไฮโดรเจน ที่เปนผลิตภัณฑพลอยได(By Product) จากโรงกลั่น ซึ่งจุดประสงคหลักของการใชไฮโดรเจนดังกลาวคือ เพื่อใชในอุตสาหกรรมการกลั่น และการผลิตแอมโมเนีย โดยปริมาณที่ใชดังกลาวถือวานอยกวารอยละ 10 ของปริมาณไฮโดรเจนที่ถูกใชกันอยูทั่วโลกเบื้องตนมีการประเมินวาภายในป ค.ศ. 2030จะมีการใชไฮโดรเจน ในการสรางพลังงานในสหภาพยุโรปไดถึง 665 TWh หรือคิดเปนรอยละ 6 ของพลังงานทั้งหมด ในสหภาพยุโรป และภายในปค.ศ. 2050 จะมีการใชไฮโดรเจนสรางพลังงานไดถึง 2,250 TWh หรือคิดเปนรอยละ 24 ของพลังงานที่ตองการใชในสหภาพยุโรป ปจจุบันกาซไฮโดรเจนสามารถถูกผลิตไดจากวัตถุดิบหลากหลายชนิด เชน น้ํา กาซธรรมชาติ น้ํามัน หรือเชื้อเพลิงฟอสซิลชนิดอื่น ๆ เปนตน โดยแตละชนิดก็จะมีการปลอยกาซคารบอนไดออกไซด ในกระบวนการผลิตที่แตกตางกันขึ้นอยูการเผาไหมวาเกิดขึ้นอยางสมบูรณหรือไม ดวยเหตุนี้จึงมีการ

- 7 - ใชสีหลายสีเพื่ออธิบายถึงความสมบูรณของระดับการเผาไหมแตเพื่อใหเกิดประโยชนตอสิ่งแวดลอมมากที่สุด กาซไฮโดรเจนควรจะตองผลิตจากแหลงพลังงานที่สะอาดโดยไมมีการปลอยกาซคารบอนไดออกไซด ในกระบวนการผลิต แทนที่จะใชเชื้อเพลิงฟอสซิลซึ่งเปนวิธีมาตรฐานในปจจุบัน 2.3 สีหลักของไฮโดรเจน ตารางที่ 2.1 สรุป “สี” หลัก สามสีของไฮโดรเจน ไฮโดรเจนสีน้ําเงินนั้นคลายกับไฮโดรเจน สีเทา โดยมีการเพิ่มการดักจับ และกักเก็บคารบอน (Carbon Capture and Storage, CCS) ตารางที่ 2.1 ไฮโดรเจนสีเขียว สีน้ําเงิน และสีเทา คุณสมบัติ สีเขียว สีน้ําเงิน (เพิ่มการดักจับและกักเก็บคารบอน) สีเทา แหลงพลังงาน พลังงานทดแทน กาซธรรมชาติ ถานหิน กาซธรรมชาติ ถานหิน วัตถุดิบ น้ํา กาซธรรมชาติ ถานหิน น้ํามัน ชีวมวล กาซธรรมชาติ เทคโนโลยี การแยกน้ําดวย ไฟฟา การเปลี่ยนสภาพ + การดักจับ กาซสังเคราะห + การดักจับ การเปลี่ยนสภาพ กาซสังเคราะห ผลพลอยได กาซออกซิเจน กาซคารบอนไดออกไซด + การดักจับ กาซคารบอนไดออกไซด รองรอยกาซ คารบอนไดออกไซด นอยสุด ต่ํา ปานกลาง หรือสูง แหลงที่มา : https://broadleaf.com.au/resource-material/the-colour-of-hydrogen/, 2023 ไฮโดรเจนสีเขียว ไฮโดรเจนสีเขียวไมเกี่ยวของกับกาซเรือนกระจกใดๆ ไมวาจะเปนพลังงานที่ใชในการผลิต หรือเปนผลพลอยได ใชพลังงานหมุนเวียนในการแยกน้ํา (H2O) ดวยไฟฟาใหเปน กาซไฮโดรเจน (H2) และกาซออกซิเจน (O2) แหลงพลังงานหมุนเวียนสําหรับผลิตกาซ ไฮโดรเจนสีเขียว เชน - แสงอาทิตย - ลม - ไฟฟาพลังน้ํา - คลื่น และกระแสน้ํา - ความรอนใตพิภพ กาซไฮโดรเจนที่ผลิตโดยการแยกน้ําดวยไฟฟาจากพลังงานแสงอาทิตย บางครั้งเรียกวา ไฮโดรเจนสีเหลือง แมวาคํานี้อาจใชเพื่ออธิบายกาซไฮโดรเจนที่เกิดจากพลังงานใด ๆ ที่สงมาจาก เครือขายไฟฟา

- 8 - การแยกน้ําดวยไฟฟา (Electrolysis) เครื่องแยกน้ําดวยไฟฟา (Electrolyser) ประกอบดวยแผนขั้วไฟฟาบวก และ ลบ (an Anode and a Cathode) คั่นดวยเยื่อบาง ๆ (Membrane) และสารละลายที่นํากระแสไฟฟา (Electrolyte) ที่ผสมตัวเรงปฏิกิริยา (Catalyte) เพื่อแยกกาซออกซิเจนและกาซไฮโดรเจนที่ผลิตขึ้นในขณะที่ ปลอยใหไอออนผาน และเปนฉนวนไฟฟาของขั้วไฟฟา ความหนาแนนกระแส และอุณหภูมิในการทํางาน ที่สามารถทนได และความบริสุทธิ์ของกาซที่เกิดขึ้น กระบวนการแยกน้ําดวยไฟฟา รูปที่ 2.3 รูปที่ 2.4 และรูปที่ 2.5 แสดงเครื่องแยกน้ําดวยไฟฟา 3 ประเภท โดยใชเทคโนโลยี แบบตาง ๆ แตละชนิดผลิตกาซไฮโดรเจน และกาซออกซิเจน โดยมีปฏิกิริยาตางกันเล็กนอยที่ขั้วบวก และขั้วลบ - เครื่องแยกน้ําดวยไฟฟาแบบเยื่อแลกเปลี่ยนประจุบวก (Proton Exchange Membrane:PEM) สารละลายเปนโพลิเมอรแข็ง (รูปที่ 2.3) - เครื่องแยกน้ําดวยไฟฟาแบบ ใชสารละลายอัลคาไลน คือสารละลายอัลคาไลนที่เปนของเหลว โดยปกติจะใชโซเดียมไฮดรอกไซด (NaOH) หรือโพแทสเซียมไฮดรอกไซด (KOH) โดยมีเยื่อบาง ๆ กั้น (รูปที่ 2.4) - เครื่องแยกน้ําดวยไฟฟาแบบ ออกไซดของแข็ง (Solid Oxide Electrolysis Cell: SOEC) เปนเซรามิกที่มีรูพรุน และน้ํา มักจะอยูในรูปของไอน้ํา (รูปที่ 2.5) ภาพที่ 2.3 เครื่องแยกน้ําดวยไฟฟาแบบ เยื่อแลกเปลี่ยนประจุบวก แหลงที่มา : https://broadleaf.com.au/resource-material/the-colour-of-hydrogen/, 2023

- 9 - ภาพที่ 2.4 เครื่องแยกน้ําดวยไฟฟา แบบใชสารละลายอัลคาไลน แหลงที่มา : https://broadleaf.com.au/resource-material/the-colour-of-hydrogen/, 2023 ภาพที่ 2.5 เครื่องแยกน้ําดวยไฟฟา แบบออกไซดของแข็ง แหลงที่มา : https://broadleaf.com.au/resource-material/the-colour-of-hydrogen/, 2023 เครื่องแยกน้ําดวยไฟฟาแบบ PEM และเครื่องแยกน้ําดวยไฟฟาแบบ ใชสารละลายอัลคาไลน ใชในเชิงพาณิชย เครื่องแยกน้ําดวยไฟฟาแบบ SOEC อยูระหวางการพัฒนานํารอง อีกกระบวนการหนึ่ง คือ เครื่องแยกน้ําดวยไฟฟาแบบ เยื่อแลกเปลี่ยนประจุลบ (Anion Exchange Membrane: AEM) กําลังอยูในการพัฒนาในหองปฏิบัติการ ไฮโดรเจนสีน้ําเงิน และสีเทา ไฮโดรเจนสีเทา ผลิตจากไฮโดรคารบอน โดยใชวัตถุดิบ และกระบวนการตาง ๆ มากมาย กระบวนการทั้งหมดสรางกาซคารบอนไดออกไซดเปนผลพลอยได กาซคารบอนไดออกไซดมักจะถูกปลอย สูชั้นบรรยากาศ

- 10 - ไฮโดรเจนสีน้ําเงิน ถูกสรางขึ้นโดยกระบวนการเดียวกับไฮโดรเจนสีเทา แตผลพลอยได ของกาซคารบอนไดออกไซดจะถูกดักจับ และนําไปใช หรือเก็บไว ไฮโดรเจนสีเทาบางครั้ง เรียกวา ไฮโดรเจนสีดํา การเปลี่ยนแปลงโครงสราง และออกซิเดชันบางสวน ในการเปลี่ยนแปลงโครงสรางดวยไอน้ํา ไอน้ําจะทําปฏิกิริยากับวัตถุดิบที่เปนไฮโดรคารบอน เพื่อผลิตกาซไฮโดรเจน กาซคารบอนไดออกไซด และกาซคารบอนมอนอกไซด กระบวนการที่ใชกันอยาง แพรหลายที่สุดในการสรางไฮโดรเจนสีเทา คือ การเปลี่ยนแปลงโครงสรางของ กาซมีเทน ดวยไอน้ํา (Steam Methane Reforming: SMR) กาซมีเทน (CH4) เปนองคประกอบหลักของกาซธรรมชาติ รูปที่ 2.6 แสดงกระบวนการในการสรางไฮโดรเจนสีเทา - กาซมีเทน และไอน้ํา เขาสูเครื่องเปลี่ยนแปลงโครงสราง ปฏิกิริยาการเปลี่ยนแปลงโครงสราง โดยไอน้ํา เริ่มตนจากการกระตุนโดยตัวเรงปฏิกิริยา กอใหเกิดสวนผสมของกาซไฮโดรเจน และกาซคารบอนมอนอกไซด ซึ่งมักเรียกวา กาซสังเคราะห (Syngas) - กาซมีเทนไดรับการทําความสะอาดเพื่อขจัดสิ่งเจือปน และกํามะถัน ใหเปนกาซมีเทนบริสุทธิ์ - การเปลี่ยนแปลงโครงสราง จะตามมาดวยปฏิกิริยาการเปลี่ยนสถานะของไอน้ํา ซึ่งไดรับ การกระตุนจากตัวเรงปฏิกิริยา ทําใหเกิดกาซไฮโดรเจนมากขึ้นจาก กาซสังเคราะห และไอน้ํา - กาซไฮโดรเจน และกาซคารบอนไดออกไซดถูกแยกออกจากกัน สําหรับไฮโดรเจนสีน้ําเงิน กาซคารบอนไดออกไซดถูกจับ และนําไปใชหรือเก็บไว ไมไดถูกปลอยสูบรรยากาศ ภาพที่ 2.6 การเปลี่ยนแปลงโครงสรางไอของกาซมีเทนดวยไอน้ํา แหลงที่มา : https://broadleaf.com.au/resource-material/the-colour-of-hydrogen/, 2023 CO + H2O –> CO2 + H2 CH4 + H2O –> CO + 3H2

- 11 - ปฏิกิริยาออกซิเดชันบางสวนใชกระบวนการเปลี่ยนแปลงโครงสรางที่คลายกัน โดยใชกาซ ออกซิเจนจากอากาศเปนตัวออกซิไดซ (รูปที่ 2.7) เมื่อเปรียบเทียบกับการเปลี่ยนแปลงโครงสรางดวยไอน้ํา การออกซิเดชันบางสวนจะผลิตกาซไฮโดรเจนตอหนวยของกาซมีเทนนอยกวา ภาพที่ 2.7 การออกซิเดชันบางสวน แหลงที่มา : https://broadleaf.com.au/resource-material/the-colour-of-hydrogen/, 2023 การแปรสภาพเปนกาซ เปนกระบวนการที่อุณหภูมิสูง ซึ่งเปลี่ยนวัตถุดิบตั้งตนอินทรีย ใหเปนสวนผสมของกาซไฮโดรเจน และกาซคารบอนมอนอกไซด (กาซสังเคราะห) และผลพลอยไดที่เปนของแข็ง วัตถุดิบตั้งตนที่เปนสารอินทรีย อาจเปนถานหิน น้ํามัน หรือชีวมวล ซึ่งทําปฏิกิริยากับอากาศ กาซออกซิเจน หรือไอน้ํา ในเครื่องแปรสภาพกาซ กาซสังเคราะหไดรับการประมวลผลเพิ่มเติมในปฏิกิริยาการเปลี่ยนสถานะของไอน้ํา ดังรูปที่ 2.8 แสดงกระบวนการสําหรับการแปรสภาพเปนแกสจากถานหิน ภาพที่ 2.8 การแปรสภาพเปนกาซ แหลงที่มา : https://broadleaf.com.au/resource-material/the-colour-of-hydrogen/, 2023

- 12 - 2.4 การดักจับ และกักเก็บคารบอน และการดักจับ การใช และการเก็บคารบอน การดักจับ และกักเก็บคารบอน (Carbon Capture and Storage: CCS) และการดักจับ การใช และการเก็บคารบอน (Carbon Capture, Utilization and storage: CCUS) เปนชุดของกระบวนการ ที่ปองกันการปลอยกาซคารบอนไดออกไซดสูชั้นบรรยากาศ วิธีที่พบมากที่สุดสําหรับ CCS คือ การดักจับ กาซคารบอนไดออกไซดและเก็บไวอยางถาวรในชั้นทางธรณีวิทยาที่อยูลึกลงไปใตดิน ซึ่งมักจะทําโดย การฉีดกาซคารบอนไดออกไซดเขาไปในแหลงผลิตน้ํามัน หรือกาซเพื่อเพิ่มการฟนตัวของไฮโดรคารบอน สําหรับการนําน้ํามันกลับมาใชใหม (EOR) กาซคารบอนไดออกไซดจะผสมกับน้ํามันเพื่อสรางของเหลว ที่มีความหนืดต่ํา แรงตึงผิวต่ํา ทําใหสามารถไหลเขาสูหลุมผลิตไดอยางอิสระมากขึ้น โดยปกติจะเปน กระบวนการวงปด ซึ่งกาซคารบอนไดออกไซดที่ไหลกลับสูพื้นผิวในกระแสน้ํามันจะถูกแยกออก และฉีดกลับเขาไปใหม กาซคารบอนไดออกไซดอาจถูกจับ และใชเปนวัตถุดิบในอุตสาหกรรม เชน การผลิตสารเคมี และปุย ไฮโดรเจนสีอื่น ๆ ตารางที่ 2.2 ไฮโดรเจนสีอื่น ๆ คุณสมบัติ สีชมพู(สีมวง) สีเทอรคอยซ สีน้ําตาล แหลงพลังงาน นิวเคลียร กาซธรรมชาติ กาซธรรมชาติ ถานหิน วัตถุดิบ น้ํา กาซธรรมชาติ ถานหิน ชีวมวล เทคโนโลยี การแยกน้ําดวยไฟฟา การเผาถาน กาซสังเคราะห ผลพลอยได กาซออกซิเจน กากนิวเคลียร ผงคารบอน กาซคารบอนไดออกไซด รองรอยกาซ คารบอนไดออกไซด นอย กากนิวเคลียร ปานกลาง สูง แหลงที่มา : https://broadleaf.com.au/resource-material/the-colour-of-hydrogen/, 2023 ไฮโดรเจนสีชมพู ไฮโดรเจนสีชมพูเกิดจากการแยกน้ําดวยไฟฟา จากพลังงานนิวเคลียร ความรอนจาก เครื่องปฏิกรณนิวเคลียรอาจถูกนํามาใชเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของการแยกน้ําดวยไฟฟา และเพื่อผลิตไอน้ํา สําหรับการแยกน้ําดวยไฟฟา ออกไซดที่เปนของแข็ง (รูปที่ 2.5) ไอน้ํายังสามารถใชสําหรับการปฏิรูป กาซมีเทนดวยไอน้ํา (รูปที่ 2.6) และสําหรับการเปลี่ยนสถานะไอน้ําของกาซสังเคราะห กาซไฮโดรเจน ที่ผลิตโดยใชพลังงานนิวเคลียรบางครั้งเรียกวา ไฮโดรเจนสีมวง หรือไฮโดรเจนสีแดง พลังงานนิวเคลียรไมกอใหเกิดกาซคารบอนไดออกไซดในระหวางการทํางาน แตจะกอใหเกิด กากนิวเคลียรมีมีอันตรายมาก ไฮโดรเจนสีเทอรคอยซ ไฮโดรเจนสีเทอรคอยสถูกสรางขึ้นจากกาซมีเทน โดยใชกระบวนการเผาถานแบบใชกาซออกซิเจนต่ํา ซึ่งเปนกระบวนการที่อุณหภูมิสูง เพื่อยอยสลายวัตถุดิบตั้งตนอินทรียเปน กาซสังเคราะหสารประกอบ ไฮโดรคารบอนที่ระเหยงาย และสารตกคางที่อุดมดวยธาตุคารบอนแข็ง ในบรรยากาศที่มีกาซออกซิเจนนอย หรือไมมีเลย สารประกอบที่ระเหยงายอาจถูกแปรรูปในเครื่องเปลี่ยนแปลงโครงสราง และกาซสังเคราะห

- 13 - ถูกแปรรูปในปฏิกิริยาการเปลี่ยนสถานะของไอน้ํา ในขณะที่ กระบวนการเผาถานแบบกาซออกซเจนต่ํา สามารถใชวัตถุดิบตั้งตนไดหลายชนิด สําหรับการผลิตไฮโดรเจนสีเทอรคอยซ วัตถุดิบตั้งตนมักจะเปน กาซธรรมชาติ ไฮโดรเจนสีน้ําตาล และสีดํา ไฮโดรเจนสีน้ําตาล ผลิตขึ้นจากถานหินสีน้ําตาล (ลิกไนต) หรือมวลชีวภาพ โดยใชการ แปรสภาพเปนกาซ (รูปที่ 2.8) กาซคารบอนไดออกไซดจะไมถูกดักจับ ถานหินดําสามารถใชในการ ทําใหเปนกาซได แตไมมีกาซไฮโดรเจนมากเทากับถานหินลิกไนต กาซไฮโดรเจนที่ผลิตดวยวิธีนี้บางครั้ง เรียกวาไฮโดรเจนสีดํา คําวาไฮโดรเจนสีดํา บางครั้งก็ใชอยางสับสนเพื่ออธิบายผลิตกาซไฮโดรเจน จากปฏิกิริยาของไอน้ํา และกาซมีเทน ที่เรียกวา ไฮโดรเจนสีเทา สรุปสเปกตรัมสีของไฮโดรเจน ภาพที่ 2.9 แสดงภาพรวมของสีไฮโดรเจน และกระบวนการในการผลิตกาซไฮโดรเจน ภาพที่ 2.9 ภาพรวมของสีไฮโดรเจน แหลงที่มา : https://broadleaf.com.au/resource-material/the-colour-of-hydrogen/, 2023 2.5 ปริมาณคารบอนในบรรยากาศสําหรับสิ่งแวดลอม - ไฮโดรเจนสีเขียว สีเหลือง และสีชมพู เปนสีที่ไมกอใหเกิดกาซเรือนกระจก - การใชกาซธรรมชาติเปนวัตถุดิบในการผลิต ไฮโดรเจนสีฟา ไฮโดรเจนสีเทอรคอยซ หรือไฮโดรเจนสีเทา จะเหมาะสมก็ตอเมื่อจําเปนตองใชกาซไฮโดรเจน เปนสารตั้งตนในปฏิกิริยาเคมี เพื่อสรางผลิตภัณฑที่มีมูลคาสูง

- 14 - - หากใชไฮโดรเจนสีน้ําเงิน สีฟาคราม หรือสีเทา ที่ใช กาซมีเทน เปนเชื้อเพลิง ในหลายกรณี การใชกาซมีเทนโดยตรงจะมีประสิทธิภาพมากกวามาก - อยางไรก็ตาม การผลิตกาซไฮโดรเจนในทางอุตสาหกรรม และผลกระทบทางเศรษฐกิจ มีการเปลี่ยนแปลงอยางรวดเร็ว ความพยายามในการวิจัย และพัฒนา ที่สําคัญเกี่ยวกับการผลิต พลังงานหมุนเวียนและเครื่องแยกกาซไฮโดรเจนประสิทธิภาพสูง แสดงใหเห็นถึงความตั้งใจ ในการลดตนทุนการผลิต การดําเนินงาน และเพิ่มประสิทธิภาพ การผลิตกาซไฮโดรเจนที่เปนมิตร ตอสิ่งแวดลอม มีการคาดการณวาการพัฒนานี้ จะทําใหตนทุนของไฮโดรเจนสีเขียว สามารถแขงขัน กับไฮโดรเจนสีน้ําเงินจากเปลี่ยนแปลงโครงสรางของ กาซมีเทน (Methane Steam Reformer: SMR) ซึ่งเปนรูปแบบที่ถูกที่สุดในปจจุบัน 2.6 รูปแบบ และเทคโนโลยีสําหรับการผลิตกาซไฮโดรเจน กาซไฮโดรเจนที่นํามาใชงานสามารถผลิตไดจากแหลงผลิตกาซไฮโดรเจนดวยกระบวนการตางๆ ไดหลายวิธีการดังตอไปนี้ ภาพที่ 2.10 เทคโนโลยีสําหรับการผลิตไฮโดรเจน 1. การสลายตัวดวยความรอน (Thermolysis) เปนการผลิตกาซไฮโดรเจนโดยใชน้ําเปนวัตถุดิบตั้งตน แลวใชความรอนสูงในการสลายน้ํา เปนไฮโดรเจนไอออน (H+ ) ออกซิเจนไอออน (O- ) กาซไฮโดรเจน (H2) กาซออกซิเจน (O2) ไฮดรอกไซด ไอออน (OH- ) ไฮโดรเจนเพอรออกไซด (H2O2) และไฮโดรเพอรอกซิล แตการสลายตัวเกิดไดนอย ถึงแมจะใชอุณหภูมิสูงมาก นอกจากนี้ในการประยุกตใชกระบวนการนี้ในอุตสาหกรรม หรือในเชิงพาณิชย อุปกรณหรือวัสดุที่ใชในกระบวนการผลิต ตองมีความคงทนตอการทํางานในอุณหภูมิสูงได 2. กระบวนการเรงปฏิกิริยาเชิงแสง (Photocatalytic Process) เปนกระบวนการผลิตกาซไฮโดรเจน โดยใชสารกึ่งตัวนําเปนตัวเรงปฏิกิริยาเชิงแสง ซึ่งรับโฟตอน (photon) จากแสงอาทิตยไปกระตุนอิเล็กตรอน (electron) ทําใหน้ําแตกตัวเปนกาซไฮโดรเจน และกาซออกซิเจน จากนั้นจึงผานกระบวนการทํากาซไฮโดรเจนใหบริสุทธิ์ ตัวเรงปฏิกิริยาเชิงแสง

- 15 - ที่นิยมใชไดแก ไทเทเนียมไดออกไซด (Titanium Dioxide, TiO2) ทังเสตนออกไซด (Tungsten (III) Oxide, WO3) และแพลทินัม (Platinum, Pt) เปนตน ประสิทธิภาพของกระบวนการขึ้นอยูกับโครงสรางผลึก สมบัติรวม และพื้นที่ผิวของตัวเรงปฏิกิริยา ขอจํากัดของกระบวนการนี้ คือ ตัวเรงปฏิกิริยาที่ใช ตองมีความทนทานตอการกัดกรอนในน้ํา 3. Steam Methane Reforming เปนการผลิตกาซไฮโดรเจนจากกาซธรรมชาติโดยตัวเรงปฏิกิริยา คือ นิกเกิล อุณหภูมิที่ใช 500 - 1,000 องศาเซลเซียส ผลผลิตที่ไดจะประกอบดวยกาซไฮโดรเจน และกาซคารบอนมอนอกไซดเปนหลัก ไดกาซคารบอนไดออกไซด นํ้า และกาซมีเทน เปนผลิตภัณฑรวม ซึ่งวิธีนี้ไมไดชวยใหลดคารบอน ในบรรยากาศ (Carbon Foot Print) ถาหากไมมีการใชเทคโนโลยีกักเก็บ และดูดซับคารบอนเขารวมดวย 4. กระบวนการไอนํ้า - เหล็ก (Steam-Iron Process) เปนกระบวนการผลิตกาซไฮโดรเจนที่สามารถผลิตกาซไฮโดรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูง โดยอาศัยปฏิกิริยา รีดักชัน - ออกซิเดชัน ของเหล็กออกไซด หรือแมกนีไทต ซึ่งผลที่ไดนอกจากไดกาซ ไฮโดรเจนยังไดกาซคารบอนไดออกไซดดวย 5. การแยกสลายน้ําดวยไฟฟา (Electrolysis) เปนกระบวนการใหไฟฟากระแสตรงที่ขั้วไฟฟาของเซลลเคมีไฟฟา เพื่อใหเกิดปฏิกิริยา ออกซิเดชัน และรีดักชัน ทําใหโมเลกุลน้ําถูกแยกออกเปน กาซออกซิเจน และกาซไฮโดรเจน การแยกน้ําดวยไฟฟา ปกติจะตองแรงดันไฟฟาที่สูงกวา 1.23 โวลต ขอดีของการผลิตกาซไฮโดรเจน จากวิธีนี้จะมีความบริสุทธิ์สูง และไมมีการปลอยกาซคารบอนไดออกไซด สวนขอเสียคือ คาใชจาย ดานพลังงานไฟฟาสูง 6. การผลิตกาซไฮโดรเจนชีวภาพ (Biohydrogen Production) เปนการผลิตกาซไฮโดรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูง ดวยกระบวนการทางชีวภาพผานสิ่งมีชีวิต จําพวกจุลินทรีย โดยสวนมากจะใชนํ้าจากของเสียอินทรีย หรือชีวมวลเปนสารตั้งตนหลัก เอนไซม หรือสารประกอบจําพวกโปรตีนชวยเรงปฏิกิริยา การผลิตกาซไฮโดนเจนชีวภาพ สามารถจําแนก เปนประเภทที่ใชแสง และไมใชแสงในการผลิต 7. การผลิตกาซไฮโดรเจนดวยการหมัก (Fermentation Hydrogen Production) เปนการผลิตกาซไฮโดรเจนโดยใชกระบวนการทางชีวเคมี โดยทําใหสารอินทรียยอยสลาย และมีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีโดยอาศัยเอนไซมที่ผลิตจากจุลินทรีย สามารถจําแนกไดหลายแบบ ไดแก การหมักแบบไมใชแสง และการหมักแบบใชแสง การหมักแบบไมใชแสงพบในแบคทีเรีย ที่ไมใชอากาศ 8. การสังเคราะหดวยแสง (Photosynthesis) เปนกระบวนการผลิตกาซไฮโดรเจนที่พบมากในสาหราย โดยใชแสงอาทิตยมากระตุน ใหโมเลกุลของนํ้าแตกออกเปนไฮโดรเจนไอออน กาซออกซิเจน และอิเล็กตรอน โดยขอจํากัดหลัก ของการผลิตกาซไฮโดรเจนผานการสังเคราะหดวยแสงในการใชงานเชิงอุตสาหกรรม คือมีคาใชจาย ในการผลิตสูง 9. การแยกดวยเยื่อบาง (Membrane Separation) เปนกระบวนการแยกกาซผสมดวยเยื่อบางสังเคราะห เชน การแยกกาซไฮโดรเจนออก จากกาซผสมที่มีกาซไนโตรเจน และกาซมีเทน การแยกกาซไฮโดรเจนจากกระบวนการกลั่นน้ํามัน

- 16 - และการแยกกาซมีเทนออกจากกาซชีวภาพ เปนตน ปกติการแยกกาซดวยเยื่อบางนิยมใชเยื่อบาง ที่ผลิตจากพอลิเมอรที่ไมมีรูพรุน โดยการแยกกาซแตละชนิดออกจากกันจะอาศัยคุณสมบัติการละลาย และความสามารถในการแพรที่ตางกันของกาซแตละชนิด 2.7 การประยุกตใชประโยชนจากกาซไฮโดรเจน ภาพที่ 2.11 การประยุกตใชประโยชนจากกาซไฮโดรเจน การกลั่นน้ํามันปโตรเลียม กาซไฮโดรเจนถูกนํามาใชประโยชนในการเปลี่ยน หรือปรับปรุงคุณภาพน้ํามันดิบ เพื่อผลิตเปนน้ํามันเชื้อเพลิง เชน กาซไฮโดรเจนซัลไฟดถูกนํามาเปนสารตั้งตน เพื่อกําจัดสารซัลเฟอร ในน้ํามัน ซึ่งเปนสารที่กอใหเกิดมลพิษทางอากาศ เชน ฝนกรด นอกจากนี้ไฮโดรเจนยังถูกนํามาใช เปนสารตั้งตนในกระบวนการ Hydrodealkylation เพื่อเปลี่ยนโทลูอีนใหเปนเบนซิน และมีเทน เปนตน เซลลเชื้อเพลิง กาซไฮโดรเจนถูกนํามาใชประโยชนในการผลิตกระแสไฟฟาโดยเซลลเชื้อเพลิง ซึ่งจะเกิดปฏิกิริยา รีดักชัน และออกซิเดชัน ในสารละลายที่นํากระแสไฟฟา (Electrolyte) ทําใหเกิดเปนกระแสไฟฟา การผลิตกระแสไฟฟาโดยวิธีนี้ถือเปนการผลิตกระแสไฟฟาที่สะอาด เนื่องจากผลิตภัณฑที่ไดจากการผลิต คือ น้ํา และไมมีการปลอยกาซคารบอนไดออกไซด อุตสาหกรรมอาหาร ในอุตสาหกรรมอาหารมีการเติมกาซไฮโดรเจน เพื่อเปลี่ยนโครงสรางของกรดไขมันไมอิ่มตัว ในไขมันสัตวและน้ํามันพืช ใหกลายเปนกรดไขมันอิ่มตัว เพื่อใชในการผลิตเนยขาว เนยถั่ว และเนยเทียม เปนตน

- 17 - เภสัชภัณฑ์ ในอุตสาหกรรมเภสัชภัณฑ์ใช้ก๊าซไฮโดรเจนเป็นสารตั้งต้นเพื่อผลิต Sorbitol ซึ่งเป็นน้ําตาล แอลกอฮอล์ซึ่งนําไปใช้ผลิตผลิตภัณฑ์เครื่องสําอาง วัสดุประสาน และสารตึงผิว เป็นต้น อุตสาหกรรมโลหะ ในทางวิศวกรรม ก๊าซไฮโดรเจนถูกใช้เป็นก๊าซสําหรับป้องกันในการเชื่อม เช่น ในการผลิต สแตนเลส ก๊าซไฮโดรเจนจะถูกผสมกับก๊าซอาร์กอน เพื่อใช้สําหรับการเชื่อมสแตนเลส นอกจากนี้ ยังถูกใช้ในกระบวนการตัดโลหะต่าง ๆ การบิน และอวกาศ ก๊าซไฮโดรเจนเป็นหนึ่งในพลังงานทางเลือกที่น่าสนใจสําหรับอุตสาหกรรมการบิน และอวกาศ เนื่องจากคุณสมบัติเฉพาะของก๊าซไฮโดรเจน คือ น้ําหนักเบา และเป็นเชื้อเพลิงสะอาด ในอุตสาหกรรม การบิน และอวกาศ เซลล์เชื้อเพลิง 2 ชนิด ที่นิยมใช้คือ เซลล์เชื้อเพลิง Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) และเซลล์เชื้อเพลิง Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) ข้อดีของการใช้ก๊าซไฮโดรเจน มีประโยชน์หลายประการ - สามารถสังเคราะห์ได้จากวัตถุดิบตามธรรมชาติหลากหลายประเภท - เมื่อเกิดการเผาไหม้จะมีเพียงน้ํา และก๊าซออกซิเจน เท่านั้นที่เป็นผลพลอยได้จากการสันดาป โดยไม่ปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ - ค่าพลังงานสูงกว่าเชื้อเพลิงนิดอื่น - ไม่ก่อให้เกิดกลุ่มควัน ฝุ่นละออง - สามารถประยุกต์ใช้กับเชื้อเพลิงฟอสซลเดิ ิมได้ ภาพที่ 2.12 คุณสมบัติของก๊าซประเภทต่าง ๆ แหล่งที่มา : Bangkok Industrial Gas Co., Ltd, 2023

- 18 - 2.8 ขอจํากัดของการใชพลังงานกาซไฮโดรเจน กาซไฮโดรเจนมีขอจํากัดในการใชงาน ดังนี้ 1) การจัดเก็บ และขนสง กาซไฮโดรเจนเปนธาตุที่มีขนาดเล็ก น้ําหนักเบา และยังมีคุณสมบัติในการกัดกรอน จึงทําใหยากที่จะเก็บ และขนสง 2) ตนทุนการผลิตสูง ในการผลิตไฮโดรเจนสีเขียว ซึ่งปราศจากการปลอยกาซคารบอนไดออกไซดตองใชอุปกรณ สําหรับผลิตกาซ ที่เรียกวา Electrolyzes ซึ่งเปนอุปกรณที่ใชสําหรับแยกน้ําออกเปนกาซไฮโดรเจน และกาซออกซิเจน โดยใชกระแสไฟฟา อุปกรณนี้มีราคาสูง แตราคาของอุปกรณดังกลาว มีแนวโนม ที่จะลดลงเรื่อย ๆ ในอนาคตอันใกล 3) การใชเทคโนโลยีขั้นสูง ในการเปลี่ยนเชื้อเพลิงที่ใชผลิตกระแสไฟฟา จากการใชกาซธรรมชาติเปนใชกาซไฮโดรเจน ในการผลิตกระแสไฟฟาแทน จําเปนตองใชเทคโนโลยีขั้นสูงขึ้นเพื่อใหไดประสิทธิภาพเทาเดิม 2.9 ความปลอดภัยของกาซไฮโดรเจน ความปลอดภัยของเชื้อเพลิง กาซไฮโดรเจน และไฮโดรเจนเหลว ครอบคลุมถึงการผลิต การจัดการ และการใชกาซไฮโดรเจนอยางปลอดภัย กาซไฮโดรเจนมีคะแนนสูงสุดของ NFPA 704 ที่ระดับ 4 ในระดับความสามารถในการติดไฟ เนื่องจากสามารถติดไฟไดเมื่อผสมในปริมาณเล็กนอยกับอากาศธรรมดา การจุดระเบิดสามารถเกิดขึ้นได ที่อัตราสวนปริมาตรของกาซไฮโดรเจนตออากาศต่ําถึงรอยละ 4 เนื่องจากกาซออกซิเจนในอากาศ และความเรียบงาย และคุณสมบัติทางเคมีของปฏิกิริยา อยางไรก็ตาม กาซไฮโดรเจนไมมีการจัดอันดับ สําหรับความเปนอันตรายโดยกําเนิดสําหรับปฏิกิริยา หรือความเปนพิษ การจัดเก็บ และการใชกาซ ไฮโดรเจนมีความทาทายที่ไมเหมือนใครเนื่องจากความงายในการรั่วไหลของเชื้อเพลิงที่เปนกาซ การจุดระเบิดดวยพลังงานต่ํา สวนผสมของเชื้อเพลิงกับอากาศที่ติดไฟไดหลากหลาย การลอยตัว และความสามารถในการทําใหโลหะเปราะ ซึ่งตองคํานึงถึงเพื่อความปลอดภัย การดําเนินงาน[1] ไฮโดรเจนเหลวมีความทาทายเพิ่มเติมเนื่องจากความหนาแนนที่เพิ่มขึ้น และอุณหภูมิที่ต่ํามาก ซึ่งจําเปนตอการรักษาใหอยูในรูปของเหลว นอกจากนี้ ความตองการ และการใชในอุตสาหกรรม เชน เชื้อเพลิงจรวด แหลงกักเก็บพลังงานทางเลือก น้ําหลอเย็นสําหรับเครื่องกําเนิดไฟฟาในสถานีไฟฟา วัตถุดิบตั้งตนในอุตสาหกรรม และกระบวนการทางเคมี รวมถึงการผลิตแอมโมเนีย และเมทานอล เปนตน เพิ่มขึ้นอยางตอเนื่องซึ่งมี นําไปสูความสําคัญที่เพิ่มขึ้นของการพิจารณาโปรโตคอลความปลอดภัย ในการผลิต การจัดเก็บ การถายโอน และการใชกาซไฮโดรเจน[1] การปองกัน รายการที่ตองพิจารณาเพื่อชวยในการออกแบบระบบ และขั้นตอนเพื่อหลีกเลี่ยงอุบัติเหตุ เมื่อตองจัดการกับกาซไฮโดรเจน เนื่องจากหนึ่งในอันตรายหลักของกาซไฮโดรเจน คือวามันติดไฟไดงายมาก[4] การทํากาซใหเฉื่อย และไลกาซ มีความสําคัญ ซึ่งเปนขั้นตอนความปลอดภัยมาตรฐาน ที่ตองดําเนินการเมื่อทําการถายโอนกาซไฮโดรเจน ในการทําใหเฉื่อย หรือไลกาซ ออกอยางเหมาะสม จะตองคํานึงถึงขีดจํากัดการติดไฟดวย และกาซไฮโดรเจน นั้นแตกตางจากกาซชนิดอื่นอยางมาก

- 19 - ที่ความดันบรรยากาศปกติจะอยูที่รอยละ 4 ถึง 75 ของปริมาตรกาซไฮโดรเจนในกาซออกซิเจน อยูที่รอยละ 4 ถึง 94 ในขณะที่ขีดจํากัดความสามารถในการจุดระเบิดของกาซไฮโดรเจนในอากาศ อยูที่รอยละ 18.3 ถึง 59 โดยปริมาตร[1][5][6][7] ในความเปนจริง ขีดจํากัดความสามารถในการติดไฟ เหลานี้มักจะเขมงวดกวานี้ เนื่องจากความปนปวนระหวางเกิดไฟไหมอาจทําใหเกิดการระเบิด ซึ่งอาจทําใหเกิดการระเบิดได สําหรับการเปรียบเทียบ ขีดจํากัดการยุบตัวของน้ํามันเบนซินในอากาศ คือ รอยละ 1.4 - 7.6 และของกาซอะเซทิลีนในอากาศรอยละ[8] 2.5 - 82 ดังนั้นเมื่ออุปกรณเปดใหอากาศกอน หรือหลังการถายโอนกาซไฮโดรเจน จึงมีเงื่อนไขเฉพาะ ที่ตองพิจารณาซึ่งอาจปลอดภัยสําหรับการถายโอนกาซชนิดอื่น เหตุการณเกิดขึ้นเนื่องจากการทําใหเฉื่อย หรือการไลอากาศไมเพียงพอ หรือเนื่องจากการประเมินปริมาณอากาศในอุปกรณต่ําเกินไป (เชน เมื่อเติมผงแปง) สงผลใหเกิดการระเบิด[9] ดวยเหตุผลนี้ขั้นตอน และอุปกรณในการเฉื่อย หรือการไลอากาศจึงมีลักษณะเฉพาะสําหรับกาซไฮโดรเจน และบอยครั้งอุปกรณ หรือเครื่องหมาย บนสายกาซไฮโดรเจนควรแตกตางไปจากเดิมอยางสิ้นเชิง เพื่อใหแนใจวากระบวนการนี้ และกระบวนการอื่น ๆ ไดรับการปฏิบัติตามอยางถูกตอง เนื่องจากการระเบิดหลายครั้งเกิดขึ้น เพียงเพราะกาซไฮโดรเจน สายหนึ่งเสียบเขากับสายหลักโดยไมไดตั้งใจ หรือเพราะสายกาซไฮโดรเจน สลับกับสายกาซอื่น[10][11][12] ภาพที่ 2.13 รูปแบบสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนในอนาคตซึ่งมีขนาดเล็กและเขมขน โดยระยะหางดานความปลอดภัยสําหรับกระบวนการไฮโดรเจนเหลวมีขนาดนอยลง สืบเนื่องจากเทคโนโลยีที่ดีขึ้น แหลงที่มา : https://energy.sandia.gov/

- 20 - การจัดการแหลงกําเนิดการจุดระเบิด พลังงานที่ใชในการจุดระเบิดขั้นต่ําของกาซไฮโดรเจนในอากาศ คือ 0.02 mJ ทําใหกาซไฮโดรเจน เปนหนึ่งในสารที่มีคาพลังงานที่ใชในการจุดระเบิดต่ําที่สุด และสวนผสมของกาซไฮโดรเจนกับอากาศ ที่ทําใหสามารถจุดไฟได คือ กาซไฮโดรเจน ตอ อากาศ มีอัตราสวน 1 : 10 ในขณะที่การสวนผสม ของน้ํามันเบนซินกับอากาศ คือ น้ํามันเบนซิน ตอ อากาศ มีอัตราสวน 1 : 14.7 [1][5] ดวยเหตุนี้ จึงตองมีการตรวจสอบแหลงที่มาของการจุดระเบิดที่เปนไปได อุปกรณไฟฟา สายดิน ควรเปนไป ตามขอกําหนดการจัดประเภทพื้นที่อันตรายที่เกี่ยวของ[13][14]แหลงที่มาใดๆ ที่เปนไปได (เชน การออกแบบ ระบบระบายอากาศบางแบบ[15]) สําหรับการสะสมไฟฟาสถิตก็ควรลดใหเหลือนอยที่สุดเชนกัน เชน ผานอุปกรณปองกันไฟฟาสถิตย[16] ขั้นตอนการทํางานของอุปกรณปองกันการระเบิด ตองแข็งแกรง ครอบคลุม และมีการบังคับ ใชอยางดี ควรกําจัด และระบายอากาศในพื้นที่สูง เก็บตัวอยางในบริเวณสถานที่กอนทํางาน อุปกรณ ที่ติดตั้งบนเพดานควรเปนไปตามขอกําหนดของพื้นที่อันตราย (NFPA 497) [9] และไมควรใช ระบบระบายแบบจานแตก เนื่องจากสามารถทําใหเกิดการจุดระเบิด และไฟไหม ควรใชระบบระบาย แรงดันอื่น ๆ เชน วาลวระบายแทน[17][18] ความสมบูรณทางกล และเคมีปฏิกิริยา มีคุณสมบัติทางเคมีหลัก 4 ประการ ที่ตองคํานึงถึงเมื่อจัดการกับกาซไฮโดรเจนที่สามารถ สัมผัสกับวัสดุอื่นไดแมในความดันบรรยากาศ และอุณหภูมิปกติ 1. เคมีของกาซไฮโดรเจนแตกตางจากสารเคมีทั่วไปอยางมาก เชน มีปฏิกิริยาออกซิเดชัน ในสภาพแวดลอมโดยรอบ และการเพิกเฉยตอคุณสมบัติทางเคมีที่เปนเอกลักษณ กอใหเกิดปญหา ที่โรงงานเคมีบางแหง[19] กาซไฮโดรเจนสามารถถูกสรางจากผลพลอยไดจากปฏิกิริยาอื่นที่อาจถูกมองขาม เชน เซอรโคเนียม และไอน้ํา สรางแหลงไฮโดรเจน[20][21] อันตรายนี้สามารถหลีกเลี่ยงไดบาง โดยใชตัวเรงปฏิกิริยาอัตโนมัติแบบ ปฏิกิริยาโตตอบ 2. ความเขากันไดทางเคมีของกาซไฮโดรเจนกับวัสดุกอสรางทั่วไปอื่น ๆ เชน เหล็ก[22][23] เนื่องจากการแตกตัวของกาซไฮโดรเจน จึงควรพิจารณาความเขากันไดของวัสดุกับกาซไฮโดรเจน เปนพิเศษ 3. การพิจารณาเหลานี้สามารถเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติมไดเนื่องจากปฏิกิริยาพิเศษที่อุณหภูมิสูง 4. การแพรกระจายของกาซไฮโดรเจนแตกตางจากกาซทั่วไปอยางมาก ดังนั้นจึงตองเลือกวัสดุ ที่ปองกันการรั่วซึมอยางระมัดระวัง[24][25] ปจจัยทั้งสี่เหลานี้ไดรับการพิจารณาในระหวางการออกแบบเริ่มตนของระบบโดยใชไฮโดรเจน และโดยทั่วไปจะบรรลุผลสําเร็จไดโดยการจํากัดการสัมผัสระหวางโลหะที่ไวตอปฏิกิริยากับไฮโดรเจน ไมวาจะเปนการเวนระยะ การชุบดวยไฟฟา การทําความสะอาดพื้นผิว การเลือกใชวัสดุและการรับประกัน คุณภาพในระหวางการผลิต การเชื่อม และติดตั้ง มิฉะนั้น ความเสียหายของไฮโดรเจนสามารถจัดการ และตรวจจับไดโดยอุปกรณตรวจสอบพิเศษ[26][9] ระบบตรวจจับการรั่วไหล และเปลวไฟ ตองเลือกตําแหนงของแหลงกาซไฮโดรเจน และทอดวยความระมัดระวัง เนื่องจากกาซไฮโดรเจน เปนกาซที่เบากวาอากาศ จึงสะสมอยูดานบน ซึ่งกอใหเกิดอันตรายจากการระเบิด หลายคนคุนเคยกับ การปองกันไอระเหยที่หนักกวาอากาศ แตไมคุนเคยกับไอระเหยที่เบากวา จึงควรสังเกตเปนพิเศษ

- 21 - เชน การลอยตัว ความเครียดมักเกิดดานบนของถังเก็บขนาดใหญ[27] มันสามารถแพรเขาไปในทอ และแพรไปยังจุดหมายปลายทางได ดวยเหตุนี้ ทอกาซไฮโดรเจนจึงควรติดฉลากอยางดีและอยูเหนือทออื่น ๆ เพื่อปองกันการรั่วไหล การตรวจสอบ และปองกัน[4][9] แมจะมีการออกแบบที่เหมาะสม การรั่วไหลของกาซไฮโดรเจนยังสนับสนุนการเผาไหม ที่อัตราการไหลต่ํามาก ต่ําถึง 4 ไมโครกรัม/วินาที[1][28][6] ดวยเหตุนี้ การตรวจจับจึงมีความสําคัญ ตัวตรวจจับกาซไฮโดรเจนชวยใหตรวจจับการรั่วไหลของกาซไฮโดรเจนไดอยางรวดเร็ว เพื่อใหแนใจวา สามารถระบายกาซไฮโดรเจนออก และติดตามแหลงที่มาของการรั่วไหลได สามารถเพิ่มเทปพิเศษ รอบ ๆ ทอ หรือบางตําแหนงเพื่อจุดประสงคในการตรวจจับกาซไฮโดรเจน วิธีการดั้งเดิมคือ การเติมกลิ่น ใหกาซไฮโดรเจนเชนเดียวกับกาซธรรมชาติ ในการใชงานเซลลเชื้อเพลิง สารใหกลิ่นเหลานี้สามารถปนเปอน เซลลเชื้อเพลิงได แตนักวิจัยกําลังตรวจสอบวิธีการอื่น ๆ ที่อาจใชในการตรวจจับกาซไฮโดรเจน เทคโนโลยีสําหรับเติมกลิ่นแบบใหม ตัวตรวจจับกาซขั้นสูง และอื่น ๆ[1] แมวาเปลวไฟของกาซไฮโดรเจนจะมองเห็นไดยากดวยตาเปลา (อาจเรียกวา “เปลวไฟ ที่มองไมเห็น”) แตพวกมันจะปรากฏบนเครื่องตรวจจับเปลวไฟ UV/IR ไดอยางงายดาย เมื่อเร็ว ๆ นี้ เครื่องตรวจจับ Multi IR ไดรับการพัฒนาขึ้น ซึ่งตรวจจับเปลวไฟไฮโดรเจนไดเร็วยิ่งขึ้น[29][30] สิ่งนี้คอนขางสําคัญในการตอสูกับไฟไฮโดรเจน เนื่องจากวิธีที่นิยมใชในการดับไฟ คือการหยุดแหลงที่มา ของการรั่วไหล เชน การราดน้ําที่แหลงกําเนิดการรั่วโดยตรง น้ําจะทําใหเกิดน้ําแข็ง เพื่อยุติการรั่ว [31][27] การระบายอากาศ และการเผากาซสวนเกิด นอกเหนือจากความกังวลเรื่องการติดไฟแลว ในพื้นที่ปดลอม กาซไฮโดรเจนเปนกาซที่มีผล ตอการหายใจของมนุษย ทําใหหายใจไมได[1] จึงควรตรวจสอบใหแนใจวามีการระบายอากาศที่เหมาะสม เพื่อจัดการกับเรื่องการติดไฟ และการหายใจ หากเกิดเหตุขึ้น เนื่องจากโดยทั่วไปแลวการระบาย กาซไฮโดรเจนสูชั้นบรรยากาศนั้นปลอดภัย อยางไรก็ตาม เมื่อวางแผน และออกแบบ ระบบระบายอากาศ ตองจําไววา กาซไฮโดรเจนมีแนวโนมที่จะสะสมที่เพดาน และยอดของโครงสรางมากกวาที่พื้น เหตุอันตรายตาง ๆ สามารถบรรเทาลงไดดวยขอเท็จจริงที่วา กาซไฮโดรเจนเพิ่มขึ้นอยางรวดเร็ว และมักจะกระจายตัวกอนที่จะเกิดการจุดระเบิด[32][9] ในสถานการณฉุกเฉิน หรือการบํารุงรักษาบางอยาง กาซไฮโดรเจนยังสามารถถูกเผาได[33] ตัวอยางเชน คุณลักษณะดานความปลอดภัยในรถยนตที่ใชกาซไฮโดรเจนบางรุน สามารถเผาไหมเชื้อเพลิงได หากถังเกิดไฟไหม ซึ่งจะเผาไหมจนหมดโดยที่รถเสียหายเพียงเล็กนอย ตรงกันขามกับรถยนต ที่ใชน้ํามันเบนซิน[34] การจัดการสินคาคงคลัง และระยะหางของสิ่งอํานวยความสะดวก ตามหลักการแลวจะไมเกิดไฟไหม หรือการระเบิด แตสถานที่ควรไดรับการออกแบบ ใหเกิดการจุดระเบิดโดยไมตั้งใจ จะชวยลดความเสียหายเพิ่มเติมได ควรพิจารณาระยะหางขั้นต่ํา ระหวางถังเก็บกาซไฮโดรเจน รวมกับความดันของถังเก็บกาซไฮโดรเจน (c.f., NFPA 2 และ 55) ควรวางชองระบายอากาศเพื่อไมใหสวนอื่น ๆ ของสถานที่ไดรับอันตราย ในบางสถานการณ ควรติดตั้งหลังคาที่สามารถปลิวออกจากสวนอื่น ๆ ของโครงสรางไดอยางปลอดภัยจากการระเบิด[9] การแชแข็ง ไฮโดรเจนเหลวมีคุณสมบัติทางเคมีที่แตกตางกันเล็กนอยเมื่อเทียบกับสารเคมีสําหรับการแชแข็งอื่น ๆ เนื่องจากอากาศที่สะสมเพียงเล็กนอยสามารถปนเปอนไฮโดรเจนเหลวไดงาย และสรางสวนผสมที่ไมเสถียร

- 22 - ซึ่งมีความสามารถในการระเบิดคลายกับระเบิด ทีเอ็น ทีและวัสดุที่ระเบิดไดสูงอื่น ๆ ดวยเหตุนี้ ไฮโดรเจนเหลว จึงตองใชเทคโนโลยีการจัดเก็บที่ซับซอน เชน ภาชนะบรรจุฉนวนความรอนแบบพิเศษ และตองมีการจัดการ แบบพิเศษทั่วไปสําหรับสารแชแข็งทั้งหมด สิ่งนี้คลายกัน แตรุนแรงกวาออกซิเจนเหลว แมจะใชภาชนะ ที่หุมฉนวนความรอนก็ตาม การรักษาอุณหภูมิใหต่ําเชนนี้ยังทําไดยาก และกาซไฮโดรเจนจะคอย ๆ รั่วไหลออกไป (โดยทั่วไปจะระเหยในอัตรารอยละ 1 ตอวัน)[1][35] อันตรายหลักของไฮโดรเจนจากการแชแข็ง คือสิ่งที่เรียกวา BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion) เนื่องจากไฮโดรเจนเปนกาซในสภาพบรรยากาศ การเปลี่ยนสถานะ อยางรวดเร็วพรอมกับพลังงานการระเบิดรวมกันเพื่อสรางสถานการณที่เปนอันตรายมากขึ้น[36] ปจจัยของความเปนมนุษย (Human Factor) ควบคูไปกับการฝกอบรมดานความปลอดภัยในการทํางานแบบดั้งเดิม รายการตรวจสอบ เพื่อชวยปองกันไมใหขามขั้นตอนที่มักขามไป (เชน การทดสอบจุดสูงในพื้นที่ทํางาน) มักจะถูกนํามาใช พรอมดวยคําแนะนําเกี่ยวกับอันตรายจากสถานการณที่เกิดขึ้นในการทํางานกับไฮโดรเจน[9][37] เหตุการณที่เกิดขึ้น ตารางที่ 2.3 รวมอุบัติเหตุครั้งสําคัญของไฮโดรเจนที่เกิดขึ้น วันที่ สถานที่ ความเสียหาย สาเหตุที่นาสงสัย 1937- 05-06 สถานีการบิน ทหารเรือ Lakehurst ขณะที่เรือเหาะฮินเดนเบิรก กําลังใกลจะลงจอด ไฟไดจุดชนวน เซลลไฮโดรเจนดานทายเรือ ซึ่งทําใหเซลลขางเคียงแตก และทําใหเรือเหาะตกลงสูพื้น ทางทายเรือกอน จากนั้นไฟนรก ก็เคลื่อนไปทางทายเรือ ระเบิด และจุดเซลลที่เหลือ แมจะมีสถานีขาว 4 แหงที่บันทึก ภัยพิบัติบนแผนฟลม และคําใหการ ของพยานที่รอดตายจากลูกเรือ และผูคนบนพื้นดิน แตสาเหตุ ของเพลิงไหมในเบื้องตนก็ยังไมมี ขอสรุปที่ชัดเจน 1999 Hanau, เยอรมนี ถังเคมีขนาดใหญที่ใชเก็บไฮโดรเจน สําหรับกระบวนการผลิตเกิดระเบิด ถังไฮโดรเจนไดรับการออกแบบ ใหนอนตะแคง แตแทนที่จะวาง ตั้งตรง แรงที่อยูดานบนของถัง ทําใหมันแตกและระเบิด[27] 2011 Fukushima, ญี่ปุน อาคารเครื่องปฏิกรณสามแหง ไดรับความเสียหายจากการระเบิด ของไฮโดรเจน แทงเชื้อเพลิงที่หุม Zircaloy ที่ถูกเปดออกจะรอนจัด และทําปฏิกิริยากับไอน้ํา ปลอยไฮโดรเจนออกมา[42][43] ภาชนะบรรจุเต็มไปดวยไนโตรเจนเฉื่อย ซึ่งปองกันไมใหไฮโดรเจนเผาไหม ในภาชนะบรรจุ อยางไรก็ตาม ไฮโดรเจนรั่วไหลออกจากการกักกัน

- 23 - วันที่ สถานที่ ความเสียหาย สาเหตุที่นาสงสัย เขาไปในอาคารเครื่องปฏิกรณ ซึ่งผสมกับอากาศ และระเบิด[44] เพื่อปองกันการระเบิดเพิ่มเติม รูระบายอากาศถูกเปดที่ดานบน ของอาคารเครื่องปฏิกรณที่เหลืออยู 2018- 02-12 1.20 p.m. ไดมอนดบาร ชานเมือง ลอสแองเจลิส แคลิฟอรเนีย ระหวางทางไปสถานีไฮโดรเจน FCV รถบรรทุกที่บรรทุกถัง ไฮโดรเจนอัดประมาณ 24 ถัง เกิดไฟลุกไหม สิ่งนี้ทําใหเกิดการ อพยพในขั้นตนในพื้นที่รัศมีหนึ่ง ไมลของไดมอนดบาร เกิดเหตุ ไฟไหมรถบรรทุกเมื่อเวลาประมาณ 13.20 น. ที่จุดตัดของถนน South Brea Canyon และ Golden Springs Drive ตามรายงานของหนวยดับเพลิง ของเมืองลอสแองเจลิส [46][47][48][49] คณะกรรมการความปลอดภัย ดานการขนสงแหงชาติ ไดเปดการสอบสวน[50] 2018 Aug. Veridam El Cajon, CA รถบรรทุกสงของที่บรรทุก ไฮโดรเจนเหลวเกิดไฟไหมที่ โรงงานผลิต Veridiam[51] El Cajon แคลิฟอรเนีย[52] รถบรรทุกสงของที่บรรทุก ไฮโดรเจนเหลวเกิดไฟไหมที่ โรงงานผลิต Veridiam[51] El Cajon CA.[52] ไมทราบสาเหตุที่ทําใหเกิด การระเบิด[53] 2019- 05-23 Gangwon Technopark in Gangneung, South Korea ถังไฮโดรเจนระเบิด เสียชีวิต 2 ราย บาดเจ็บ 6 ราย. [55][56] ออกซิเจนซึมเขาไปในถังเก็บ ไฮโดรเจน. [57] 2019 Jun. Air Products and Chemicals facility in Santa Clara, CA การระเบิดของรถบรรทุกน้ํามัน สรางความเสียหายใหกับโรงงาน เปลี่ยนถายไฮโดรเจนโดยรอบ ทอสงน้ํารั่ว [58] สงผลใหสถานี เติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนหลายแหง ในพื้นที่ซานฟรานซิสโก ปดชั่วคราว. [59]

- 24 - วันที่ สถานที่ ความเสียหาย สาเหตุที่นาสงสัย 2019 Jun. Norway สถานีเติมเชื้อเพลิง Uno-X ประสบเหตุระเบิด[60] สงผลให สถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจน Uno-X ทั้งหมดตองหยุดทํางาน และหยุดการขายรถยนตเซลล เชื้อเพลิงชั่วคราวในประเทศ[61] การสืบสวนพบวาระบบแยกน้ํา ดวยไฟฟา หรือเครื่องจายที่ลูกคาใช ไมมีสวนเกี่ยวของกับเหตุการณนี้ [62][63] แต Nel ASA ประกาศวา ตนเหตุเกิดจากขอผิดพลาด ในการประกอบของอุปกรณเฉพาะ ในถังไฮโดรเจนในหนวยเก็บ แรงดันสูง[64] 2020- 04-07 OneH2 Hydrogen Fuel plant in Long View, North Carolina การระเบิดทําใหอาคารโดยรอบ ไดรับความเสียหายอยางมาก แรงระเบิดรูสึกไดหางออกไป หลายไมล สรางความเสียหาย แกบานเรือนราว 60 หลัง ไมมีรายงานผูไดรับบาดเจ็บ จากการระเบิด เหตุการณยังอยูระหวางการสืบสวน [68][69][70][71] บริษัทเผยแพรขาว ประชาสัมพันธ ระบบความปลอดภัย ของไฮโดรเจนทํางานไดอยางมี ประสิทธิภาพ ปองกันการบาดเจ็บ จากการระเบิดของโรงงาน. [72] 2020- 09-30 Changhua City, Taiwan รถบรรทุกไฮโดรเจนชนและระเบิด คนขับเสียชีวิต อุบัติเหตุรถบรรทุกไฮโดรเจน พลิกคว่ํา บนทางหลวง [75] 2021- 08-09 Medupi Power Station in South Africa การระเบิดในหนวยที่ 4 ของโรงงาน ขั้นตอนของผูปฏิบัติงาน ที่ไมเหมาะสมในขณะที่ เครื่องกําเนิดไฟฟา กําจัดกาซไฮโดรเจน[76] 2022- 04-22 Towanda. PA ถังไฮโดรเจนที่ Global Tungsten & Powders Corp. ระเบิด โฆษกของบริษัทกลาววา พนักงาน 5 คนถูกนําตัวสง โรงพยาบาลดวยอาการบาดเจ็บ ที่ไมเปนอันตรายถึงชีวิต OSHA และเจาหนาที่ของบริษัท กําลังสืบสวนเหตุการณนี้[78][79] 2.10 รหัส และมาตรฐานกาซไฮโดรเจน รหัส และมาตรฐานกาซไฮโดรเจน คือ รหัส และมาตรฐาน (RCS) สําหรับรถยนตเซลลเชื้อเพลิง กาซไฮโดรเจน การใชงานเซลลเชื้อเพลิงแบบอยูกับที่ และการใชงานเซลลเชื้อเพลิงแบบพกพา นอกเหนือจากรหัส และมาตรฐานสําหรับผลิตภัณฑเทคโนโลยีกาซไฮโดรเจนแลว ยังมีรหัส และมาตรฐานสําหรับความปลอดภัยของกาซไฮโดรเจน สําหรับการจัดการกาซไฮโดรเจนอยางปลอดภัย[80] และการจัดเก็บกาซไฮโดรเจน ตอไปนี้เปนรายการรหัส และมาตรฐานหลักบางประการที่ควบคุม กาซไฮโดรเจน