ไฮโดรเจน คืออะไร?

---

ในศตวรรษที่ 21 โลกของเรากำลังเผชิญกับความท้าทายครั้งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์มนุษยชาติ —
วิกฤตการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (Climate Change)
ซึ่งเป็นผลโดยตรงจากการสะสมของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) และก๊าซเรือนกระจกอื่นๆ ที่เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล
ไม่ว่าจะเป็นถ่านหิน น้ำมัน หรือก๊าซธรรมชาติ

พลังงานที่เคยเป็นต้นกำเนิดแห่งความเจริญทางเศรษฐกิจ
กลับกลายเป็นต้นเหตุของปัญหาสิ่งแวดล้อมระดับโลกในวันนี้
อุณหภูมิโลกเฉลี่ยเพิ่มขึ้นมากกว่า 1 องศาเซลเซียสในรอบศตวรรษที่ผ่านมา
และผลกระทบที่ตามมาเริ่มชัดเจนขึ้นทุกปี —
ตั้งแต่พายุและน้ำท่วมที่รุนแรงขึ้น ไปจนถึงภัยแล้ง ไฟป่า และการขาดแคลนน้ำจืดในหลายภูมิภาค

นี่คือสัญญาณเตือนว่า “โลกของเราไม่สามารถเดินหน้าด้วยพลังงานแบบเดิมได้อีกต่อไป”

เพื่อตอบสนองต่อปัญหานี้ ประเทศต่างๆ ทั่วโลกได้ร่วมกันกำหนดเป้าหมายสำคัญ
นั่นคือการบรรลุ Net Zero Emission —
หรือการทำให้ “ปริมาณคาร์บอนที่ปล่อยออกมา” เท่ากับ “ปริมาณที่ถูกดูดซับหรือชดเชยกลับคืนสู่ธรรมชาติ”

ขณะเดียวกัน แนวคิดเรื่อง ความเป็นกลางทางคาร์บอน (Carbon Neutrality)
ก็กลายเป็นแนวทางหลักที่หลายประเทศ ภาคธุรกิจ และองค์กรชั้นนำของโลกยึดถือ
โดยมุ่งสร้างสมดุลระหว่างการปล่อยและการดูดซับคาร์บอนในทุกกระบวนการผลิตและการใช้พลังงาน

การเดินสู่เป้าหมายนี้ไม่ใช่เรื่องง่าย เพราะต้องอาศัยการ “ปฏิวัติระบบพลังงาน” ทั้งระบบ
โลกจึงเริ่มหันมาค้นหาทางเลือกใหม่ของพลังงานสะอาด
ที่ไม่เพียงลดการปล่อยคาร์บอน แต่ยังต้องสามารถผลิตได้อย่างต่อเนื่องและยั่งยืน

พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม และพลังงานหมุนเวียนอื่น ๆ
ได้กลายเป็นหัวใจสำคัญของการเปลี่ยนผ่านพลังงาน (Energy Transition)
แต่แม้เทคโนโลยีเหล่านี้จะเติบโตอย่างรวดเร็ว
ปัญหาหนึ่งที่ยังคงอยู่คือ “ความไม่สม่ำเสมอของการผลิตไฟฟ้า”
กลางคืนไม่มีแดด บางวันไม่มีลม ทำให้ระบบพลังงานต้องการแหล่งพลังงานที่ยืดหยุ่นและเก็บสำรองได้

และในบรรดาพลังงานสะอาดทั้งหมด
มีพลังงานชนิดหนึ่งที่กำลังถูกยกให้เป็น “ตัวเปลี่ยนเกม” ของโลกยุค Net Zero —
นั่นคือ พลังงานไฮโดรเจน (Hydrogen Energy)

ก่อนจะพูดถึง “พลังงานไฮโดรเจน” ที่หลายคนกำลังให้ความสนใจทั่วโลก เราคงต้องย้อนกลับมาดูกันก่อนว่า “ไฮโดรเจน” แท้จริงแล้วคืออะไร

สัญลักษณ์ตามตารางธาตุ คือ H

“ไฮโดรเจน” (Hydrogen) เป็นธาตุที่เบาที่สุด และเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของสรรพสิ่งมากมายบนโลก

คำว่า Hydrogen มาจากภาษากรีกว่า “Hydro” หมายถึง น้ำ
และ “Genes” หมายถึง ผู้ให้กำเนิด
รวมกันจึงแปลว่า “ผู้ให้กำเนิดน้ำ” หรือ Water-former

ชื่อนี้ถูกตั้งโดยนักเคมีชาวฝรั่งเศสชื่อ อ็องตวน ลาวัวซิเยร์ (Antoine Lavoisier)
ในปี ค.ศ. 1783 หลังจากค้นพบว่า
เมื่อก๊าซไฮโดรเจนถูกจุดติดไฟและรวมตัวกับออกซิเจน จะเกิด “น้ำ” เป็นผลลัพธ์
นี่คือจุดเริ่มต้นของชื่อที่ใช้มาจนถึงทุกวันนี้

(อ้างอิง: Encyclopaedia Britannica, Royal Society of Chemistry, U.S. Department of Energy)

มันเป็นก๊าซที่เบามาก — เบากว่าอากาศถึงเกือบ 14 เท่า
เป็นธาตุที่พบมากที่สุดในจักรวาล (กว่า 70% ของสสารทั้งหมดประกอบด้วยไฮโดรเจน)
แต่บนโลกเรากลับไม่พบมันในรูปแบบ ก๊าซไฮโดรเจน (H₂) ที่บริสุทธิ์
เพราะมันชอบจับตัวกับธาตุอื่นเสมอ เช่น

• จับกับออกซิเจน → กลายเป็น น้ำ (H₂O)
   
• จับกับคาร์บอน → กลายเป็น มีเทน (CH₄) หรือสารประกอบไฮโดรคาร์บอน
   
• จับอยู่ในสารอินทรีย์ เช่น พืช น้ำมัน และสิ่งมีชีวิต
   

แม้ว่า “พลังงานไฮโดรเจน” (Hydrogen Energy) จะดูเหมือนเทคโนโลยีใหม่ แต่ในความเป็นจริง มนุษย์รู้จักใช้ไฮโดรเจนเพื่อผลิตพลังงานมาตั้งแต่ศตวรรษที่ 19 แล้ว — จุดเริ่มต้นนั้นเรียบง่ายมาก คือการ “เผาไหม้โดยตรง” เพื่อให้ความร้อน แสงสว่าง หรือใช้เป็นแรงขับเคลื่อนของเครื่องจักร

ในช่วงอุตสาหกรรมยุคแรก ๆ ไฮโดรเจนถูกผสมใน “ก๊าซเมือง” (Town Gas) ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงหลักของบ้านเรือนในยุโรปและอเมริกาเหนือก่อนที่จะมีการใช้ก๊าซธรรมชาติแพร่หลาย ก๊าซชนิดนี้ได้จากการกลั่นถ่านหิน และมีส่วนประกอบของไฮโดรเจนอยู่มาก เมื่อนำมาเผาไหม้จะให้เปลวไฟร้อนและสว่าง ใช้กับหลอดไฟและเตาแก๊สในบ้านเรือนยุคนั้น ถือเป็นการใช้พลังงานจากไฮโดรเจนในรูปแบบที่ง่ายและตรงที่สุด — คือการ “เปลี่ยนพลังงานเคมีให้กลายเป็นพลังงานความร้อน” ผ่านการเผาไหม้

ต่อมาเมื่อมนุษย์เริ่มเข้าสู่ยุคอุตสาหกรรมหนัก ไฮโดรเจนถูกนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงในงานวิศวกรรมที่ต้องการพลังงานเข้มข้น เช่น ในการทดสอบเครื่องยนต์และในอุตสาหกรรมอวกาศ ไฮโดรเจนเหลวถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงหลักของจรวด เนื่องจากให้พลังงานจำเพาะสูง เมื่อเผาไหม้ร่วมกับออกซิเจนจะเกิดแรงขับมหาศาล

ในทางปฏิบัติจริงการใช้ไฮโดรเจนในลักษณะ “การเผาไหม้โดยตรง” จึงเป็นรากฐานของแนวคิดพลังงานไฮโดรเจนทั้งหมด — ตั้งแต่เตาอุตสาหกรรม กังหันก๊าซ เครื่องยนต์สันดาปภายใน ไปจนถึงจรวดอวกาศ และในปัจจุบัน เทคโนโลยีเหล่านี้กำลังได้รับการปรับปรุงใหม่ให้เหมาะสมกับการลดคาร์บอน เช่น การดัดแปลงกังหันก๊าซให้สามารถเผาไหม้เชื้อเพลิงผสมระหว่างก๊าซธรรมชาติและไฮโดรเจน เพื่อค่อยๆ เปลี่ยนผ่านสู่การลดมลพิษจากการเผาไหม้โดยไม่ต้องสร้างระบบใหม่ทั้งหมด

นอกจากการเผาไหม้โดยตรงแล้ว ไฮโดรเจนยังถูกใช้ในเชิงพลังงานแบบอื่น ๆ ที่ไม่ได้เกิดจากการเผาไหม้ เช่น การผลิตไฟฟ้าด้วย เทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิง (Fuel Cell) ซึ่งแปลงพลังงานเคมีของไฮโดรเจนให้กลายเป็นไฟฟ้าโดยตรงผ่านกระบวนการไฟฟ้าเคมี ปฏิกิริยานี้ไม่เกิดเปลวไฟ ไม่มีควัน และของเสียเพียงอย่างเดียวคือ “น้ำบริสุทธิ์” เท่านั้น วิธีนี้ถือเป็นจุดเริ่มต้นของ “พลังงานไฮโดรเจนยุคใหม่” ที่โลกกำลังพัฒนาอย่างจริงจังในปัจจุบัน และเป็นเทคโนโลยีที่เราจะให้ความสำคัญมากที่สุดในแนวทาง Zero Emission