กว่า 90% ของพลังงานปฐมภูมิในประเทศญี่ปุ่นคือเชื้อเพลิงฟอสซิลจากต่างประเทศ ปัญหาความมั่นคงด้านพลังงาน และการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ส่งผลให้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนกลายเป็นแหล่งพลังงานที่ได้รับความสนใจจากประเทศญี่ปุ่น เมื่อรวมเข้ากับความคืบหน้าในการพัฒนาเทคโนโลยียานยนต์พลังงานเซลล์เชื้อเพลิง (Fuel Cell Vehicle, FCV) แล้ว ทำให้รัฐบาลญี่ปุ่นตัดสินใจร่างนโยบาย “Basic Hydrogen Strategy” ขึ้นในช่วงปลายปี 2017 เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีไฮโดรเจน เพื่อมุ่งสู่เป้าหมายโลกไร้ก๊าซเรือนกระจก และคาดว่าจะถูกพูดถึงในการทบทวนนโยบายด้านพลังงานของญี่ปุ่นในปีนี้ ซึ่งภาคอุตสาหกรรมเอง ก็เริ่มมีการเคลื่อนไหวตอบรับกับแนวทางนี้เกิดขึ้นแล้ว

การลดต้นทุนคือปัญหาสำคัญ

เมื่อเดือนเมษายน โครงการ Hydrogen Energy Supply Chain (HESC) project ได้ถูกประกาศอย่างเป็นทางการที่รัฐวิคตอเรีย ประเทศออสเตรเลีย ระหว่างประเทศออสเตรเลียและญี่ปุ่น โดยนายกรัฐมนตรีออสเตรเลีย Mr. Malcolm Turnbull และผู้เกี่ยวข้องทั้งจากภาครัฐและเอกชนของทั้งสองฝ่ายได้ประกาศความร่วมมือเพื่อผลักดันความสำเร็จของโครงการนี้

โดยรัฐบาลออสเตรเลีย ได้ให้เงินสนับสนุนในการก่อตั้งกิจการค้าร่วม (Consortium) ซึ่งประกอบด้วย 5 บริษัท คือ Kawasaki Heavy Industries, J-Power, Iwatani Corporation, Marubeni, และ AGL Energy เพื่อจัดตั้งโครงการสาธิตการแปรรูปไฮโดรเจนจากถ่านหินลิกไนต์ (Lignite) เป็นของเหลว และจัดตั้งเครือข่ายการขนส่งไปยังประเทศญี่ปุ่น

ซึ่งหากใช้การแปรรูปนี้ร่วมกับเทคโนโลยีการดักจับและการจัดเก็บคาร์บอน (Carbon Capture and Storage, CCS) แล้ว ก็จะได้เป็นเชื้อเพลิงไฮโดรเจนไร้คาร์บอนไดออกไซด์

ปัจจุบัน รัฐวิคตอเรียมีปริมาณสำรองลิกไนต์อยู่ที่ 2 แสนล้านตัน ซึ่งเพียงพอแก่การผลิตไฟฟ้าให้กับประเทศญี่ปุ่นทั่วประเทศได้ถึง 240 ปี อย่างไรก็ตาม ลิกไนต์มีปริมาณความชื้นสูง ทำให้อัตราส่วนพลังงานที่ได้ต่อน้ำหนักมีปริมาณต่ำ อีกทั้งติดไฟได้ง่ายจึงไม่เหมาะแก่การขนส่ง

Mr. Eiichi Harada Executive Officer และรองผู้อำนวยการ Corporate Technology Division ของบริษัท Kawasaki Heavy Industries กล่าวถึงความสำคัญของโครงการว่า “การวางโครงสร้างการนำลิกไนต์มาใช้เป็นเชื้อเพลิงไฮโดรเจน จะก่อเกิดผลประโยชน์ให้กับทั้งญี่ปุ่นและออสเตรเลีย” และคาดการณ์เพิ่มเติมว่า จะสามารถสาธิตการใช้งาน เพื่อนำลิกไนต์เข้าสู่การใช้งานเชิงพาณิชย์ได้ในช่วงทศวรรษที่ 20 นี้

โดยรัฐบาลญี่ปุ่นมองลิกไนต์ในฐานะของพลังงานทดแทนที่จะถูกนำมาใช้ควบคู่ไปกับพลังงานหมุนเวียน อย่างไรก็ตาม ปัญหาสำคัญของลิกไนต์คือการลดต้นทุน ถึงแม้ลิกไนต์จะมีราคาถูก แต่ก็จำเป็นต้องมีโครงสร้างซัพพลายเชนสำหรับขนส่งลิกไนต์ในปริมาณมากมารองรับ และการพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อการแปรรูปนำลิกไนต์เพื่อนำไปใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าและรถ FCV ซึ่งเป้าหมายของรัฐบาลญี่ปุ่นคือ การทำให้ราคาของลิกไนต์ต่ำลงมาเทียบเท่ากับก๊าซ LNG และน้ำมันเบนซินให้ได้ในปี 2050 

แนวทางที่น่าสนใจจาก 4 บริษัท

Chiyoda Corporation, Mitsubishi Corporation, Mitsui & Co., และ Nippon Yusen ได้เสนอแนวทางที่น่าสนใจอีกแนวทางหนึ่งให้กับรัฐบาลญี่ปุ่น คือการขนส่งไฮโดรเจนจากแหล่งทรัพยากรที่ไม่ได้ใช้ของประเทศบรูไน มายังพื้นที่บริโภคด้วยวิธีการที่เรียกว่า Organic Chemical Hydride method (OCH method) เพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้าพลังงานความร้อน

โดยกำหนดการก่อสร้างแพลนท์สำหรับสาธิตการทำงานนั้นจะเริ่มในเดือนสิงหาคม ซึ่งทางประเทศบรูไนได้ทำการเตรียมความพร้อมมาตั้งแต่เดือนเมษายน โดยโรงงานจะทำหน้าที่ในการผลิตไฮโดนเจนจากก๊าซธรรมชาติส่วนเกิน แปลงไฮโดรเจนเป็นของเหลวด้วยปฏิกิริยาทางเคมีจากโทลูอีน (Toluene) แล้วจึงจัดเก็บเพื่อส่งไปยังชายฝั่งเมืองคาวาซากิ

ในส่วนของการสาธิตนั้น ได้มีกำหนดปริมาณไฮโดรเจนที่ใช้ไว้ที่ 210 ตัน ซึ่งเทียบเท่ากับเติมรถ FCV ได้ 4 หมื่นคันโดยประมาณ ซึ่งก๊าซเหลวที่ได้จะถูกแปรรูปกลับไปเป็นก๊าซ และใช้ในการผลิตไฟฟ้าพลังงานความร้อนให้กับ Toa Oil ซึ่งเป็นบริษัทลูกของ Showa Shell Sekiyu

โดยเทคโนโลยีที่เปรียบได้กับหัวใจสำหรบแนวทางนี้ คือ เทคโนโลยีแปรรูปก๊าซเป็นของเหลวโดย Chiyoda Corporation ซึ่งใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทางบริษัทพัฒนาขึ้น แยกไฮโดนเจนและโทลูอีนออกจากกัน และใช้โทลูอีนในการขนส่งไฮโดรเจน ซึ่งนำไปสู่คุณสมบัติในการนำไฮโดรเจนกลับมาใช้ใหม่ในพื้นที่บริโภค ซึ่งด้วยกลไกเช่นนี้ ทำให้สามารถซัพพลายไฮโดรเจนได้อย่างมั่นคง อีกทั้งยังสามารถขนส่งด้วยเรือบรรทุกน้ำมันได้อีกด้วย

บริษัททั้ง 4 รายนี้ ยังได้ร่วมก่อตั้ง “Advance Hydrogen Energy chain Association for technology Development” หรือ “AHEAD” ขึ้นในช่วงหน้าร้อนปี 2017 โดยได้รับความร่วมมือจาก Mitsubishi Hitachi Power Systems และ Development Bank of Japan ในการส่งเสริมงานวิจัยของบริษัท
ส่วนทางด้านการนำมาใช้ หนึ่งในจุดสำคัญก็คือรถ FCV แม้ปัจจุบันทิศทางโลกจะมีแนวโน้มไปทางรถยนต์ไฟฟ้ามากกว่า ไม่ว่าจะจากนโยบายของประเทศจีน อังกฤษ หรือฝรั่งเศส แต่รายงานจาก METI ระบุว่า “มีบางส่วนที่เล็งเห็นว่าญี่ปุ่นจะกลายเป็นผู้นำด้านรถ FCV ในอนาคต” 

โดยความเห็นเหล่านั้นก็มีความเป็นไปได้จากความเคลื่อนไหวในบางประเทศผู้นำอย่างเช่น ประเทศเยอรมันที่ตั้งเป้าเปิดสถานีเชื้อเพลิงไฮโดรเจน 400 แห่งในปี 2023 หรือสหรัฐฯ ที่มีกำหนดการเดียวกัน โดยตั้งเป้าไว้ที่ 200 แห่งในปี 2025 จากเดิมที่มีอยู่ 51 แห่งในปี 2017 ส่วนจีนเอง ก็มี Tongji University และ Tsinghua University ที่ได้ร่วมมือกับผู้ผลิตยานยนต์ ในการผลิตรถ FCV ออกสู่ตลาดให้ได้ 5 หมื่นคันในปี 2025

นอกจากนี้ ยังมีกรณีความร่วมมือระหว่างผู้ผลิตรถค่ายญี่ปุ่นและต่างชาติ เช่น Toyota ร่วมกับ BMW, Nissan ร่วมกับ Daimler, Honda ร่วมกับ General Motors, และอื่น ๆ เพื่อนำรถ FCV เข้าสู่ตลาดเกาหลีในปี 2018 ซึ่งเป็นอีกเหตุผลให้ METI คาดการณ์ว่าตลาด FCV จะคึกคักมาขึ้นในอนาคต

ใช้มากก็ยิ่งแพร่หลายมาก

ไฮโดรเจนจะถูกนำมาใช้งานจริงได้มากหรือน้อยก็ขึ้นอยู่กับผู้ผลิตไฟฟ้า ซึ่งปัจจุบันนั้น การใช้งานไฮโดรเจนในญี่ปุ่นนั้นมีปริมาณเพียงปีละ 200 ตัน ซึ่งใน Basic Hydrogen Strategy ของรัฐบาลญี่ปุ่น ได้ตั้งเป้าการใช้งานให้มากขึ้นไปอยู่ที่ปีละ 4,000 ตัน ในปี 2020 และจะขยับขึ้นเป็น 300,000 ตันในเชิงพาณิชย์ในปี 2030 ซึ่งด้วยปริมาณนี้นั้น จะสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้เทียบเท่าโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ 1 โรงเลยทีเดียว

จากแผนงานนี้เอง ได้ตั้งเป้าการใช้งานไฮโดรเจนไว้ที่ 5 ล้าน – 10 ล้านตัน ซึ่งสามารถใช้ในการผลิตพลังงานมากถึง 15 ล้าน – 30 ล้านกิโลวัตต์ในปี 2050  ซึ่งหากทำได้ตามเป้านี้ ราคาของพลังงานไฮโดรเจนจะตกลงมาเหลือเพียงเท่ากับก๊าซ LNG โดย METI กล่าวว่า “เหมือนกับขึ้นอยู่กับผู้ใช้ ยิ่งมีปริมาณการใช้มากก็ยิ่งถูกลง” 

และเมื่อวันที่ 20 เมษายน Obayashi Corporation และ Kawasaki Heavy Industries ได้ร่วมประกาศเปิดตัวผลงานของ New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) ซึ่งก็คือระบบโคเจนเนอเรชั่น (Cogeneration) ซึ่งใช้ Gas Turbine ที่สามารถใช้งานในตัวเมืองได้ และทำงานด้วยไฮโดรเจน 100% เป็นรายแรกของโลก 

ระบบโคเจนเนอเรชั่นนี้ได้ถูกพัฒนาสำเร็จในเดือนธันวาคม 2017 โดยติดตั้งไว้ที่ Port Island จังหวัดโกเบ ใช้ Gas Turbine ขนาด 1,000 กิโลวัตต์ ซึ่งแม้ปัจจุบันจะอยู่ระหว่างการตรวจสอบด้านเทคโนโลยีต่าง ๆ เพิ่มเติม แต่การที่ตัวระบบทำงานได้โดยไม่มีปัญหาก็เป็นสัญญาณที่ดีแสดงถึงความคืบหน้าของเทคโนโลยีดังกล่าว

นอกจากนี้ Mitsubishi Hitachi Power Systems ยังได้ร่วมมือกับ N.V. Nuon Energy พัฒนาโรงไฟฟ้าแบบ Gas Turbine Combined Cycle ซึ่งมีความสามารถในการผลิตพลังงาน 1.32 ล้านกิโลวัตต์ด้วยก๊าซธรรมชาติ ซึ่งจากการสำรวจเชิงพาณิชย์ ทำให้บริษัทตัดสินใจประกาศเมื่อเดือนมีนาคมที่ผ่านมาว่าโรงไฟฟ้าของตนสามารถใช้เชื้อเพลิงไฮโดนเจรในการผลิตกระแสไฟฟ้าได้

จะเห็นได้ว่า ทั้งเทคโนโลยีรถ FCV และโรงงานไฟฟ้าของญี่ปุ่นนั้นอยู่ในระดับชั้นนำของโลก ซึ่งหลังจากนี้ ภาครัฐจะร่วมมือกับภาคเอกชนในการเดินหน้าอย่างไร ความสามารถในการแข่งขันกับประเทศอื่นจะสูงขึ้นหรือไม่ หรือโลกจะเข้าสู่สังคมไฮโดรเจน ก็เป็นเรื่องในอนาคตแล้ว