เจาะทะลุคอขวดอุตสาหกรรม! เทคโนโลยีกักเก็บไฮโดรเจนเหลวอินทรีย์แก้ปัญหาความท้าทายในการประยุกต์ใช้งานเรือขับเคลื่อนด้วยไฮโดรเจน

ในวันที่ 10 มิถุนายน ค.ศ. 2026 การขนส่งทางน้ำภายในประเทศของจีนได้บรรลุความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีครั้งสำคัญในการเปลี่ยนผ่านสู่ไฮโดรเจนสีเขียว ตามรายงานจากคณะกรรมการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งนครเซี่ยงไฮ้ เรือสาธิตลำแรกของโลกที่ใช้ระบบพลังงาน “เครื่องยนต์สันดาปภายในไฮโดรเจน + การกักเก็บไฮโดรเจนเหลวอินทรีย์” ซึ่งพัฒนาร่วมกันผ่านการประสานงาน R&D โดยมี Huacan Ke Ship Technology (Shanghai) Co., Ltd. เป็นผู้นำ ร่วมกับองค์กรวิจัยและอุตสาหกรรมอีกหลายสิบแห่ง ได้เริ่มดำเนินการก่อสร้างอย่างเป็นทางการแล้ว และมีแผนจะทดสอบการปล่อยเรือให้แล้วเสร็จภายในปี 2026 การดำเนินโครงการนี้ถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการแก้ไขปัญหาที่ยาวนานในการประยุกต์ใช้เรือพลังงานไฮโดรเจน และส่งสัญญาณว่าการขนส่งทางน้ำด้วยไฮโดรเจนภายในประเทศได้เข้าสู่ขั้นตอนการนำไปปฏิบัติจริงที่สำคัญของการตรวจสอบเรือทั้งลำด้วยเครื่องยนต์จริงแล้ว

เป็นเวลานานแล้วที่ส่วนของการจัดเก็บและขนส่งเป็นคอขวดหลักที่จำกัดการแพร่หลายและการประยุกต์ใช้พลังงานไฮโดรเจนในวงกว้าง การจัดเก็บและขนส่งไฮโดรเจนแบบดั้งเดิมอาศัยสองรูปแบบหลักคือ การจัดเก็บในถังแรงดันสูงหรือการจัดเก็บไฮโดรเจนเหลวที่อุณหภูมิต่ำยิ่งยวด ซึ่งไม่เพียงแต่มีต้นทุนการก่อสร้างและดำเนินการสูง แต่ยังต้องการมาตรฐานการควบคุมความปลอดภัยที่เข้มงวดอย่างยิ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง อุปกรณ์จัดเก็บไฮโดรเจนบนเรือแบบเดิมต้องทนต่อสภาวะปฏิบัติงานที่แรงดันสูงหลายร้อยบรรยากาศ และการลงทุนที่จำเป็นในการสร้างสถานีเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่สนับสนุนนั้นก็สูงกว่าสถานีเติมเชื้อเพลิงแบบเดิมอย่างมาก ต้นทุนที่สูงและมาตรฐานความปลอดภัยที่เข้มงวดได้จำกัดการนำไปใช้และการแพร่หลายของพลังงานไฮโดรเจนในภาคขนส่ง เช่น เรือเดินสมุทรอย่างมาก ก่อให้เกิดปัญหาทางอุตสาหกรรมที่เรียกว่า “ความยากลำบากในการนำไฮโดรเจนขึ้นเรือ”

เทคโนโลยีการกักเก็บไฮโดรเจนเหลวอินทรีย์ที่ใช้ในการดำเนินงานครั้งนี้แก้ปัญหาท้าทายสองด้านคือความปลอดภัยและเศรษฐศาสตร์ในการจัดเก็บและขนส่งไฮโดรเจนทางน้ำได้โดยตรง ขจัดอุปสรรคทางเทคนิคหลักเพื่อให้พลังงานไฮโดรเจนสามารถขับเคลื่อนการขนส่งทางน้ำภายในประเทศในระดับขนาดใหญ่ หลักการสำคัญของเทคโนโลยีนี้คือการใช้ปฏิกิริยาเคมีที่ผันกลับได้เพื่อผนวกไฮโดรเจนเข้ากับวัสดุพาหะอินทรีย์เหลวชนิดพิเศษ ทำให้สามารถเก็บกักไฮโดรเจนได้อย่างปลอดภัยและปลดปล่อยออกมาได้ตามต้องการ ในระหว่างการปฏิบัติงานของเรือ สารกักเก็บไฮโดรเจนเหลวบนเรือสามารถปล่อยไฮโดรเจนผ่านการให้ความร้อนเพื่อแยกไฮโดรเจนออก จากนั้นเครื่องยนต์สันดาปภายในเชื้อเพลิงไฮโดรเจนจะผลิตกระแสไฟฟ้าผ่านการเผาไหม้เพื่อชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมบนเรือ และท้ายที่สุดเรือจะถูกขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าตรรกะการทำงานโดยรวมนั้นคล้ายคลึงกับรถยนต์ไฟฟ้าแบบขยายระยะทาง ซึ่งให้โหมดการทำงานที่เสถียรและมีประสิทธิภาพ

ในด้านสมรรถนะความปลอดภัย ข้อดีของเทคโนโลยีนี้โดดเด่นเป็นพิเศษ การทดสอบที่เกี่ยวข้องกับโครงการแสดงให้เห็นว่า ทั้งก่อนและหลังการกักเก็บไฮโดรเจน ตัวกลางพาหะอินทรีย์เหลวไม่มีคุณสมบัติไวไฟ และไม่สามารถจุดติดไฟด้วยเปลวไฟธรรมดาได้ ตามที่หัวหน้าวิศวกรของ Huacan Ke นาย Yuan Yi กล่าว ตัวกลางกักเก็บไฮโดรเจนมีคุณสมบัติไม่เป็นพิษ ไม่เป็นอันตราย และไม่ระเหยง่าย ทำให้การจัดเก็บและขนส่งสามารถดำเนินการได้ทั้งหมดภายใต้อุณหภูมิและความดันบรรยากาศ โดยไม่ต้องใช้สภาวะการทำงานพิเศษที่ความดันสูงหรืออุณหภูมิต่ำ นอกจากนี้ยังสามารถใช้งานร่วมกับอุปกรณ์เติมน้ำมันเบนซินและดีเซลที่มีอยู่ได้โดยตรง เพื่อให้สามารถเติมเชื้อเพลิงร่วมสถานีได้ โดยไม่จำเป็นต้องสร้างโครงสร้างพื้นฐานสนับสนุนขนาดใหญ่ใหม่ และช่วยลดต้นทุนการก่อสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกสำหรับการขนส่งไฮโดรเจนลงอย่างมาก

ในขณะเดียวกัน เทคโนโลยีนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการจัดเก็บและขนส่งไฮโดรเจนอย่างมาก และลดต้นทุนการใช้ไฮโดรเจน ข้อมูลแสดงให้เห็นว่า รถบรรทุกขนาด 30 ตันที่บรรทุกตัวกลางกักเก็บไฮโดรเจนเหลวสามารถขนส่งไฮโดรเจนได้สูงสุด 1.5 ตันต่อเที่ยว โดยมีประสิทธิภาพการขนส่งสูงกว่ารูปแบบการจัดเก็บไฮโดรเจนแบบดั้งเดิมถึงสามเท่า จากการคำนวณอย่างครอบคลุม การใช้เทคโนโลยีจัดเก็บและขนส่งที่เป็นนวัตกรรมนี้ ต้นทุนการขนส่งไฮโดรเจนโดยรวมสามารถลดลงเหลือระดับเดียวกับดีเซลและเชื้อเพลิงฟอสซิลแบบดั้งเดิม ทำลายจุดเจ็บปวดของอุตสาหกรรมเรื่องราคาการใช้ไฮโดรเจนที่สูงอย่างสิ้นเชิง

ในระดับการเติมเชื้อเพลิงและการดำเนินงาน ระบบพลังงานรูปแบบใหม่นี้สร้างระบบเติมเชื้อเพลิงแบบวงจรที่สะดวกและมีประสิทธิภาพ เรือสามารถเปลี่ยนตัวกลางเหลวที่ถูกสกัดไฮโดรเจนออกแล้วที่ท่าเรือ และเติมตัวกลางใหม่ที่มีไฮโดรเจนเพื่อเติมเชื้อเพลิงได้อย่างรวดเร็ว ในขณะที่ตัวกลางที่ใช้แล้วสามารถนำกลับมาเติมไฮโดรเจนใหม่และหมุนเวียนกลับมาใช้ใหม่ได้ ประธานบริษัท Huacan Ke นาย Wang Dafu กล่าวว่า รูปแบบการเติมเชื้อเพลิงนี้คล้ายคลึงกับตรรกะการสลับแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้า โดยแทนที่แบตเตอรี่แบบแข็งด้วยตัวกลางเหลว เพื่อตอบสนองความต้องการการเติมเชื้อเพลิงสำหรับการเดินเรือระยะไกล ปัจจุบัน เซี่ยงไฮ้ได้ก่อสร้างจุดเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจน-น้ำมันสำหรับเส้นทางทดสอบโดยเฉพาะแล้ว ในอนาคต จะค่อยๆ ปรับปรุงเครือข่ายการเติมเชื้อเพลิงในท้องถิ่น และดำเนินการติดตั้งสถานีสนับสนุนตามเส้นทางน้ำภายในประเทศต่อไป

ที่น่าสังเกตคือ เทคโนโลยีนี้ช่วยให้การใช้พลังงานแบบวงจรปิดมีประสิทธิภาพสูง ทั้งระบบต้องการอุณหภูมิทำงานเพียงประมาณ 200°C สำหรับการปล่อยไฮโดรเจน และทีม R&D ได้สร้างสรรค์การใช้ความร้อนเหลือทิ้งจากก๊าซไอเสียที่เกิดจากการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในไฮโดรเจนเพื่อทำให้การปล่อยไฮโดรเจนสมบูรณ์ ซึ่งช่วยลดการป้อนพลังงานเพิ่มเติมอย่างมีประสิทธิภาพ หลีกเลี่ยงการสูญเสียพลังงาน และเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ไฮโดรเจนในทุกขั้นตอนยิ่งขึ้น

หลิว เหวินโป ผู้ตรวจสอบระดับหนึ่งจากคณะกรรมการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเทศบาลนครเซี่ยงไฮ้ กล่าวว่า แนวทางเทคนิคเชิงนวัตกรรม “เครื่องยนต์สันดาปภายในไฮโดรเจน + การกักเก็บไฮโดรเจนด้วยของเหลวอินทรีย์” ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากการสั่งสมงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ในช่วงแรกและการลงทุนทางเทคนิคที่แข็งแกร่ง สอดคล้องอย่างแม่นยำกับยุทธศาสตร์การพัฒนา “คาร์บอนคู่” แห่งชาติ โซลูชันนี้ผสมผสานความเป็นไปได้ในการดำเนินงานที่เติบโตเต็มที่กับมูลค่าการส่งเสริมเชิงพาณิชย์ มอบเส้นทางใหม่ที่ปฏิบัติได้สำหรับการเปลี่ยนผ่านสู่การขนส่งทางน้ำภายในประเทศที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและคาร์บอนต่ำ และคาดว่าจะนำไปสู่การพัฒนาที่มีขนาดใหญ่และเป็นมาตรฐานของอุตสาหกรรมเรือพลังงานไฮโดรเจนของจีน