ไฮโดรเจนใต้ดินอาจเป็นแหล่งพลังงานสะอาดยุคใหม่

บทความของ MIT Technology Review ชี้ว่า “ไฮโดรเจนธรณีวิทยา” หรือไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติใต้พื้นดิน กำลังกลายเป็นเป้าหมายใหม่ของอุตสาหกรรมพลังงานสะอาด หลังจากแนวทางผลิตไฮโดรเจนสีเขียวด้วยไฟฟ้าหมุนเวียน และไฮโดรเจนจากเชื้อเพลิงฟอสซิลที่พ่วงการดักจับคาร์บอน ยังติดข้อจำกัดเรื่องต้นทุนและความคุ้มค่า ไฮโดรเจนจึงเริ่มถูกมองในมุมใหม่ว่าอาจไม่ได้ต้อง “ผลิต” ทั้งหมด แต่อาจ “ขุดหา” ได้จากแหล่งใต้ดิน

ไฮโดรเจนถูกยกให้เป็นเชื้อเพลิงสำคัญสำหรับงานที่ลดคาร์บอนได้ยาก เช่น รถบรรทุกขนาดใหญ่ เครื่องบิน และอุตสาหกรรมเหล็ก เพราะเมื่อใช้งานจะไม่ปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์โดยตรง อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบันไฮโดรเจนส่วนใหญ่ยังผลิตจากก๊าซธรรมชาติ และถูกใช้ในโรงกลั่นน้ำมัน ปุ๋ย และสารเคมีเป็นหลัก ทำให้โจทย์สำคัญของวงการคือการหาวิธีผลิตที่สะอาดและมีราคาจับต้องได้

รายงานระบุว่ามีการพบสัญญาณของแหล่งไฮโดรเจนธรรมชาติในหลายภูมิภาคทั่วโลก ทั้งแอฟริกา เอเชีย ยุโรป ออสเตรเลีย และอเมริกาเหนือ สหรัฐฯ เองมีแผนที่ศักยภาพการพบไฮโดรเจนของ USGS โดยหนึ่งในจุดที่ถูกจับตามองมากคือแถบมิดเวสต์ โดยเฉพาะแนว Midcontinent Rift จากแคนซัสถึงมิชิแกน ซึ่งมีหินที่อุดมด้วยเหล็กและอาจทำปฏิกิริยากับน้ำจนเกิดไฮโดรเจนได้

บริษัทเอกชนเริ่มแห่ลงทุนในพื้นที่ดังกล่าว เช่น HyTerra จากออสเตรเลียที่สำรวจในเนบราสกาและแคนซัส และรายงานว่าพบตัวอย่างก๊าซที่มีไฮโดรเจนสูงถึง 96% ขณะที่ Koloma ซึ่งเป็นหนึ่งในบริษัทที่ได้รับเงินทุนมากที่สุดในตลาดนี้ก็ลงสำรวจในภูมิภาคเดียวกันเช่นกัน แต่คำถามใหญ่ยังอยู่ที่ปริมาณไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นจริง และความสามารถในการดึงขึ้นมาใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากไฮโดรเจนมีโมเลกุลเล็กมากและสามารถรั่วซึมผ่านรอยแตกเล็ก ๆ ในชั้นหินได้ง่าย

มีสัญญาณเชิงบวกจากงานวิจัยบางส่วน เช่น การศึกษาหลุมเจาะหลายสิบหลุมในเหมืองทางตอนเหนือของออนแทรีโอพบว่าหลุมแต่ละหลุมปล่อยไฮโดรเจนได้ราว 8 กิโลกรัมต่อปี และเมื่อมองว่าพื้นที่เดียวกันมีหลุมเจาะมากกว่า 14,000 หลุม ก็สะท้อนว่าศักยภาพสะสมอาจมีไม่น้อย หากมีเทคโนโลยีการเก็บกักที่เหมาะสม

นอกจากการค้นหาแหล่งธรรมชาติแล้ว ยังมีแนวทาง “กระตุ้น” ให้เกิดไฮโดรเจนใต้ดินมากขึ้น โดยบริษัทต่าง ๆ จะเลือกพื้นที่ที่มีเงื่อนไขทางธรณีวิทยาเหมาะสม แต่ยังไม่เกิดการสะสมของก๊าซ แล้วเติมน้ำ ตัวเร่งปฏิกิริยา หรือปัจจัยอื่นเพื่อเร่งปฏิกิริยาให้เริ่มต้นขึ้น ตัวอย่างเช่น Vema Hydrogen ในเท็กซัสที่กำลังทดสอบการผลิตในควิเบก และหวังจะเริ่มผลิตเชิงพาณิชย์ในปี 2028 ขณะที่ Eden GeoPower ใช้ไฟฟ้าสร้างโครงข่ายรอยแตกในหินเพื่อเปิดทางให้น้ำไหลเข้าไปได้มากขึ้น ซึ่งอาจต่อยอดใช้กับพลังงานความร้อนใต้พิภพได้ด้วย

อย่างไรก็ดี อนาคตของไฮโดรเจนใต้ดินยังต้องตอบโจทย์ด้านโลจิสติกส์และการจัดเก็บ เพราะไฮโดรเจนเป็นก๊าซที่ขนส่งและเก็บรักษายาก ต้องใช้พื้นที่มากหรืออุณหภูมิต่ำมากจึงจะทำให้เป็นของเหลวได้ บทความสรุปว่า หากวิศวกรรมและห่วงโซ่อุปทานแก้ปัญหาเหล่านี้ได้จริง การค้นพบแหล่งไฮโดรเจนใต้ดินอาจเปลี่ยนสมการของอุตสาหกรรมพลังงานสะอาดในอนาคต