ทำความเข้าใจเกี่ยวกับสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจน
สถานีเติมไฮโดรเจน (Hydrogen Refueling Stations หรือ HRS) เป็นสถานที่เฉพาะที่ใช้สำหรับเติมไฮโดรเจนให้กับรถยนต์ไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์เชื้อเพลิง สถานีเติมเหล่านี้เก็บไฮโดรเจนที่มีแรงดันสูง และใช้หัวฉีดและท่อส่งพิเศษในการส่งไฮโดรเจนไปยังรถยนต์ ซึ่งแตกต่างจากสถานีเติมน้ำมันแบบดั้งเดิม ระบบเติมไฮโดรเจนมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการขับเคลื่อนรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิง ซึ่งสร้างเพียงอากาศร้อนและไอน้ำเท่านั้น ในขณะที่มนุษยชาติกำลังมุ่งสู่การขนส่งที่ปล่อยคาร์บอนต่ำ
คุณต้องเติมอะไรลงในรถยนต์ไฮโดรเจน?
ก๊าซไฮโดรเจน (H2) ที่ถูกอัดแรงดันสูงมาก โดยปกติอยู่ที่ 350 บาร์ หรือ 700 บาร์สำหรับรถยนต์ จะถูกนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับยานพาหนะที่ใช้ไฮโดรเจน เพื่อให้สามารถเก็บรักษาก๊าซที่มีแรงดันสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ไฮโดรเจนจึงถูกเก็บไว้ในถังที่เสริมความแข็งแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ซึ่งออกแบบมาโดยเฉพาะ
สถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนทำงานอย่างไร?
การเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนให้กับยานพาหนะต้องผ่านขั้นตอนสำคัญหลายขั้นตอน ดังนี้ 1. การผลิตไฮโดรเจน: การปฏิรูปมีเทนด้วยไอน้ำ (SMR) การใช้ไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน หรือเป็นผลสืบเนื่องมาจากกระบวนการผลิต เป็นวิธีการอิสระบางส่วนที่ใช้กันบ่อยในการผลิตไฮโดรเจนเพื่อใช้งาน
- การอัดและการจัดเก็บก๊าซ: ถังเก็บก๊าซที่อยู่ใกล้เคียงจะจัดเก็บก๊าซไฮโดรเจนหลังจากที่ได้รับการอัดอย่างทั่วถึงจนถึงความดันสูง (350–700 บาร์)
- การลดอุณหภูมิก่อนการใช้งาน: เพื่อป้องกันความเสียหายจากความร้อนระหว่างการเติมอย่างรวดเร็ว ไฮโดรเจนจะต้องถูกลดอุณหภูมิลงเหลือ -40°C ก่อนทำการจ่าย
4. การจ่าย: มีการสร้างส่วนเชื่อมต่อที่ปิดสนิทระหว่างถังเก็บของรถยนต์กับหัวฉีดที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ กระบวนการที่ควบคุมอย่างระมัดระวังซึ่งรักษาระดับความดันและอุณหภูมิให้คงที่ ช่วยให้ไฮโดรเจนสามารถเข้าสู่ถังเก็บของรถยนต์ได้
5. ระบบความปลอดภัย: ระบบป้องกันต่างๆ เช่น ระบบดับเพลิง ระบบควบคุมการปิดอัตโนมัติ และการตรวจสอบการรั่วไหล ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการดำเนินงานมีความปลอดภัย
เชื้อเพลิงไฮโดรเจนเทียบกับรถยนต์ไฟฟ้า
เชื้อเพลิงไฮโดรเจนดีกว่าไฟฟ้าหรือไม่?
ปฏิกิริยานี้ขึ้นอยู่กับสถานการณ์การใช้งานเฉพาะ โดยทั่วไปแล้ว รถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้แบตเตอรี่จะเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า เนื่องจาก 75-90% ของพลังงานไฟฟ้าถูกแปลงเป็นพลังงานขับเคลื่อนที่ล้อรถ สำหรับรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน พลังงานระหว่าง 40-60% ในไฮโดรเจนสามารถแปลงเป็นพลังงานขับเคลื่อนได้ อย่างไรก็ตาม รถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนมีข้อดีในแง่ของประสิทธิภาพการทำงานในสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็น อายุการใช้งานที่ยาวนาน (300-400 ไมล์ต่อถัง) และเวลาในการเติมเชื้อเพลิง (3-5 นาที เทียบกับ 30 นาทีขึ้นไปสำหรับการชาร์จเร็ว) สำหรับยานพาหนะขนาดใหญ่ (รถบรรทุก รถบัส) ที่การเติมเชื้อเพลิงอย่างรวดเร็วและระยะทางไกลมีความสำคัญ ไฮโดรเจนอาจเหมาะสมกว่า
| ด้าน | รถยนต์พลังงานไฮโดรเจน | รถยนต์ไฟฟ้าแบตเตอรี่ |
| เวลาในการเติมน้ำมัน/ชาร์จไฟ | 3-5 นาที | 30 นาทีถึงหลายชั่วโมง |
| พิสัย | 300-400 ไมล์ | 200-350 ไมล์ |
| ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน | 40-60% | 75-90% |
| ความพร้อมใช้งานของโครงสร้างพื้นฐาน | มีจำนวนจำกัด (หลายร้อยสถานีทั่วโลก) | ครอบคลุมกว้างขวาง (มีจุดชาร์จหลายล้านจุด) |
| ต้นทุนยานพาหนะ | สูงกว่า (เทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงราคาแพง) | กลายเป็นผู้แข่งขันได้ |
ต้นทุนและข้อควรพิจารณาในทางปฏิบัติ
การเติมไฮโดรเจนให้กับรถยนต์มีค่าใช้จ่ายสูงแค่ไหน?
ในปัจจุบัน การเติมไฮโดรเจนเต็มถัง (ประมาณ 5-6 กิโลกรัม) ให้กับรถยนต์ที่ใช้พลังงานไฮโดรเจนจะมีค่าใช้จ่ายระหว่าง 75 ถึง 100 ดอลลาร์สหรัฐ ซึ่งจะทำให้รถวิ่งได้ระยะทาง 300-400 ไมล์ คิดเป็นราคาประมาณ 16-20 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลกรัมของไฮโดรเจน ราคาอาจแตกต่างกันไปตามพื้นที่ และคาดว่าจะลดลงเมื่อการผลิตขยายตัวและการใช้ไฮโดรเจนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมก้าวหน้าขึ้น บางภูมิภาคอาจมีส่วนลดที่ช่วยลดต้นทุนให้กับลูกค้า
เครื่องยนต์รถยนต์ทั่วไปสามารถวิ่งด้วยไฮโดรเจนได้หรือไม่?
แม้จะไม่ใช่เรื่องปกติ แต่เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบดั้งเดิมสามารถปรับแต่งให้ทำงานด้วยไฮโดรเจนได้ อย่างไรก็ตาม ปัญหาที่เครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้ไฮโดรเจนต้องเผชิญในระยะยาว ได้แก่ การสตาร์ทก่อนการจุดระเบิด การปล่อยก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ในปริมาณสูง และปัญหาการจัดเก็บ ปัจจุบัน รถยนต์ที่ใช้พลังงานไฮโดรเจนเกือบทั้งหมดใช้เทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิง ซึ่งใช้ไฮโดรเจนและออกซิเจนจากสิ่งแวดล้อมเพื่อผลิตพลังงานขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้า โดยมีเพียงน้ำเป็นของเสีย
ประเทศใดใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนมากที่สุด?
ด้วยสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนมากกว่า 160 แห่ง และแผนการที่ทะเยอทะยานในการสร้างสถานี 900 แห่งภายในปี 2030 ปัจจุบันญี่ปุ่นจึงเป็นผู้นำของโลกในการใช้เชื้อเพลิงที่ผลิตจากไฮโดรเจน ประเทศสำคัญอื่นๆ ได้แก่:
เยอรมนี: มีสถานีมากกว่า 100 แห่ง และมีแผนจะเพิ่มเป็น 400 แห่งภายในปี 2035
สหรัฐอเมริกา: มีสถานีประมาณ 60 แห่ง ส่วนใหญ่อยู่ในรัฐแคลิฟอร์เนีย
เกาหลีใต้: กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว โดยคาดการณ์ว่าจะมีสถานีรถไฟ 1,200 แห่งภายในปี 2040
จีน: กำลังลงทุนครั้งสำคัญ โดยปัจจุบันมีสถานีเปิดให้บริการแล้วกว่า 100 แห่ง
การเติบโตของสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนทั่วโลก
ในปี 2023 ทั่วโลกมีสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนประมาณ 800 แห่ง และคาดการณ์ว่าจะเพิ่มขึ้นเป็นมากกว่า 5,000 แห่งภายในปี 2030 เนื่องจากการสนับสนุนจากรัฐบาลและความมุ่งมั่นของผู้ผลิตในการพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิง ทำให้ยุโรปและเอเชียเป็นผู้นำด้านการพัฒนาเทคโนโลยีนี้
มุ่งเน้นการใช้งานหนัก: การขยายโครงสร้างพื้นฐานไฮโดรเจนสำหรับรถบรรทุก รถโดยสาร รถไฟ และการใช้งานทางทะเล
วันที่โพสต์: 16 ธันวาคม 2025
