โครงการกักเก็บไฮโดรเจนใต้ดินแห่งแรกของโลกมาถึงแล้ว

เมื่อวันที่ 8 พฤษภาคม บริษัท RAG ของออสเตรียได้เปิดตัวโครงการนำร่องการจัดเก็บไฮโดรเจนใต้ดินแห่งแรกของโลก ณ คลังเก็บก๊าซเก่าในเมืองรูเบนส์ดอร์ฟ โครงการนำร่องนี้จะจัดเก็บไฮโดรเจนได้ 1.2 ล้านลูกบาศก์เมตร ซึ่งเทียบเท่ากับไฟฟ้า 4.2 กิกะวัตต์ชั่วโมง ไฮโดรเจนที่จัดเก็บจะผลิตจากเซลล์เมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอนขนาด 2 เมกะวัตต์ที่จัดหาโดยบริษัทคัมมินส์ ซึ่งในระยะแรกจะทำงานที่โหลดพื้นฐานเพื่อผลิตไฮโดรเจนให้เพียงพอสำหรับการจัดเก็บ ในระยะต่อมาของโครงการ เซลล์จะทำงานในลักษณะที่ยืดหยุ่นมากขึ้นเพื่อถ่ายโอนไฟฟ้าหมุนเวียนส่วนเกินไปยังโครงข่ายไฟฟ้า

โครงการนำร่องนี้ถือเป็นก้าวสำคัญในการพัฒนาเศรษฐกิจไฮโดรเจน โดยจะแสดงให้เห็นถึงศักยภาพของการกักเก็บไฮโดรเจนใต้ดินเพื่อการจัดเก็บพลังงานตามฤดูกาล และปูทางไปสู่การใช้งานพลังงานไฮโดรเจนในวงกว้าง แม้ว่ายังมีอุปสรรคอีกมากมายที่ต้องเอาชนะ แต่ก็ถือเป็นก้าวสำคัญไปสู่ระบบพลังงานที่ยั่งยืนและลดการปล่อยคาร์บอนมากยิ่งขึ้น

การกักเก็บไฮโดรเจนใต้ดิน คือการใช้โครงสร้างทางธรณีวิทยาใต้ดินเพื่อกักเก็บพลังงานไฮโดรเจนในปริมาณมาก โดยการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนและผลิตไฮโดรเจน จากนั้นจึงฉีดไฮโดรเจนเข้าไปในโครงสร้างทางธรณีวิทยาใต้ดิน เช่น ถ้ำเกลือ แหล่งกักเก็บน้ำมันและก๊าซที่หมดแล้ว ชั้นหินอุ้มน้ำ และถ้ำหินแข็งที่มีการบุผนัง เพื่อกักเก็บพลังงานไฮโดรเจน เมื่อจำเป็น สามารถสกัดไฮโดรเจนจากแหล่งกักเก็บไฮโดรเจนใต้ดินเพื่อใช้เป็นก๊าซ ผลิตไฟฟ้า หรือวัตถุประสงค์อื่นๆ ได้

พลังงานไฮโดรเจนสามารถจัดเก็บได้หลายรูปแบบ เช่น ก๊าซ ของเหลว การดูดซับบนพื้นผิว ไฮไดรด์ หรือของเหลวที่มีตัวกักเก็บไฮโดรเจนอยู่ภายใน อย่างไรก็ตาม เพื่อให้ระบบไฟฟ้าสำรองทำงานได้อย่างราบรื่นและสร้างเครือข่ายพลังงานไฮโดรเจนที่สมบูรณ์แบบ การจัดเก็บไฮโดรเจนใต้ดินเป็นวิธีเดียวที่เป็นไปได้ในปัจจุบัน การจัดเก็บไฮโดรเจนบนพื้นผิว เช่น ท่อส่งหรือถัง มีความจุในการจัดเก็บและปล่อยไฮโดรเจนที่จำกัดเพียงไม่กี่วันเท่านั้น จึงจำเป็นต้องมีการจัดเก็บไฮโดรเจนใต้ดินเพื่อสำรองพลังงานในระยะยาวหลายสัปดาห์หรือหลายเดือน การจัดเก็บไฮโดรเจนใต้ดินสามารถตอบสนองความต้องการพลังงานได้นานหลายเดือน สามารถสกัดออกมาใช้โดยตรงเมื่อต้องการ หรือสามารถแปลงเป็นไฟฟ้าได้

อย่างไรก็ตาม การจัดเก็บไฮโดรเจนใต้ดินเผชิญกับความท้าทายหลายประการ:

ประการแรก การพัฒนาทางเทคโนโลยีเป็นไปอย่างช้าๆ

ปัจจุบัน การวิจัย พัฒนา และการสาธิตที่จำเป็นสำหรับการจัดเก็บในแหล่งก๊าซธรรมชาติที่หมดแล้วและแหล่งน้ำบาดาลยังดำเนินไปอย่างช้าๆ จำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อประเมินผลกระทบของก๊าซธรรมชาติที่เหลืออยู่ในแหล่งที่หมดแล้ว ปฏิกิริยาของแบคทีเรียในแหล่งน้ำบาดาลและแหล่งก๊าซที่หมดแล้วซึ่งอาจก่อให้เกิดการปนเปื้อนและการสูญเสียไฮโดรเจน และผลกระทบของความแน่นในการจัดเก็บที่อาจได้รับผลกระทบจากคุณสมบัติของไฮโดรเจน

ประการที่สอง ระยะเวลาก่อสร้างโครงการค่อนข้างยาวนาน

โครงการกักเก็บก๊าซใต้ดินต้องใช้ระยะเวลาก่อสร้างค่อนข้างนาน โดยอาจใช้เวลา 5-10 ปีสำหรับถ้ำเกลือและแหล่งกักเก็บที่หมดแล้ว และ 10-12 ปีสำหรับการกักเก็บในชั้นน้ำบาดาล สำหรับโครงการกักเก็บไฮโดรเจน อาจใช้เวลานานกว่านั้น

3. ถูกจำกัดด้วยสภาพทางธรณีวิทยา

สภาพทางธรณีวิทยาในท้องถิ่นเป็นตัวกำหนดศักยภาพของโรงเก็บก๊าซใต้ดิน ในพื้นที่ที่มีศักยภาพจำกัด สามารถเก็บไฮโดรเจนในปริมาณมากในรูปของเหลวผ่านกระบวนการแปลงทางเคมีได้ แต่ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานก็จะลดลงเช่นกัน

แม้ว่าพลังงานไฮโดรเจนจะยังไม่ถูกนำมาใช้ในวงกว้างเนื่องจากประสิทธิภาพต่ำและต้นทุนสูง แต่ก็มีแนวโน้มการพัฒนาที่กว้างขวางในอนาคต เนื่องจากมีบทบาทสำคัญในการลดการปล่อยคาร์บอนในหลากหลายสาขาที่สำคัญ