ควรวางให้ถูกที่ ควรหันให้ถูกทิศ MO Memoir : Sunday 4 August 2567

หลังจากที่ไม่ได้เดินผ่านมุมนี้มาพักนึง วันศุกร์ที่แล้วก็ได้เดินผ่านซอกตึกนี้เพื่อไปขึ้นรถไฟฟ้ากลับบ้าน เลยได้สังเกตเห็นว่ามีการติดตั้งเสาไฟส่องสว่างที่ใช้พลังงานไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ (รูปที่ ๑ ข้างล่าง) แต่เห็นแล้วรู้สึกว่ามันยังไง ๆ อยู่ คือนอกจากตำแหน่งนี้ (รูปที่ ๒) มันไม่เหมาะที่จะติดตั้งแผงพลังงานแสงอาทิตย์แล้ว มันยังหันไม่ถูกทิศอีก

รูปที่ ๑ ในทั้งสองรูป ทิศทางมองตรงไปคือทิศเหนือ ด้านขวาคือทิศตะวันออก ด้านซ้ายคือทิศตะวันตก จะเห็นแผงเซลล์แสงอาทิตย์หันไปทางทิศตะวันออก โดยเอียงขึ้นเล็กน้อย

เรารู้กันว่าดวงอาทิตย์ขึ้นทางทิศตะวันออก และตกทางทิศตะวันตก แต่ด้วยความกลมและแกนเอียงของโลก ทำให้เราไม่ได้เห็นดวงอาทิตย์อยู่ตรงเหนือศีรษะตอนเที่ยงวันทุกวัน สำหรับประเทศที่อยู่ในซีกโลกเหนือ เรามักจะเห็นดวงอาทิตย์โคจรโดยเยื้องไปทางทิศใต้เล็กน้อย และจะเห็นมากขึ้นในช่วงฤดูหนาว ที่บ้านเราเรียกว่าช่วงตะวันอ้อมข้าว

รูปที่ ๒ ดาวสีเหลืองคือตำแหน่งที่ติดตั้งเสาไฟส่องสว่างเซลล์แสงอาทิตย์ในรูปที่ ๑ (รูปจาก google earth)

การติดตั้งแผงเซลล์อาทิตย์เพื่อให้ได้รับพลังงานมากที่สุด ต้องให้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ตั้งฉากกับดวงอาทิตย์ แต่ด้วยการที่ดวงอาทิตย์ไม่หยุดนิ่ง จึงต้องมีการติดตั้งระบบติดตามดวงอาทิตย์เพื่อคอยปรับมุมแผงเซลล์แสงอาทิตย์ แต่นั่นคือค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้น สำหรับการติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์สำหรับใช้งานทั่วไป จึงมักติดตั้งแบบมุมคงที่ แต่คำถามก็คือควรติดตั้งให้หันัไปในทิศทางไหนด้วยมุมเท่าไร

สำหรับประเทศที่อยู่เส้นศูนย์สูตรนั้น ทิศทางที่เหมาะสมคือหันไปทางทิศใต้โดยยกแผงทำมุมกับพื้นให้มีค่าประมาณตำแหน่งเส้นรุ้งของตำแหน่งที่ติดตั้ง เช่นที่กรุงเทพก็จะอยู่ประมาณ 13 องศา และไม่ควรมีสิ่งกีดขวางทำให้เกิดเงาทาบบนแผงไม่วาจะเป็นเวลาใดของวัน ทั้งนี้เพื่อให้แผงมีโอกาสได้รับแสงอาทิตย์มากที่สุด (เว้นแต่ช่วงมีเมฆมาบัง)

ตำแหน่งที่ตั้งเสาไฟส่องสว่างด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ในรูปที่ ๑ ด้านทิศตะวันออกมันมีอาคารอยู่ (รูปที่ ๒) ดังนั้นมันจะไม่โดนแสงจนกว่าจะเข้าใกล้ช่วงเที่ยง และพอพ้นเที่ยงดวงอาทิตย์ก็จะอ้อมไปอยู่ด้านหลังของแผงแล้ว แต่ในบริเวณใกล้กันนี้ (ตรงบริเวณสนามบาสเก็ตบอล) ก็ยังมีอีกต้นหนึ่งที่เป็นเสาแบบเดียวกัน แต่ติดแผงหันไปทางใต้

ถ้าจะเป็นผู้นำเป็นเสาหลักด้านวิชาการ ก็ควรทำบ้านตัวเองให้ถูกต้องเป็นแบบอย่างที่ดีให้ผู้อื่นมาศึกษา

รู้ทันนักวิจัย (๒๘) ผลิตปูนซิเมนต์ด้วยไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ MO Memoir : Friday 12 April 2567

"วงการนี้เขาก็อยู่กันแบบนี้แหละ เขาชอบให้เราฟังอย่างเดียว ไม่อยากให้เราถาม บางคำถามถือว่าเป็นคำถามต้องห้ามด้วยซ้ำ ขืนถามไปเขาก็เลิกคุยด้วย"

สัปดาห์ที่แล้วมีนิสิต ๒ คนถามผมเรื่องแนวความคิดของเขาที่จะทำโครงงานส่งประกวดเกี่ยวกับการลดโลกร้อนด้วยการดักจับ CO₂ ซึ่งผมก็ได้นำเสนอมุมมองที่เห็นว่าคนที่อยู่ในวงการนี้เขาไม่อยากพูดถึงหรือหลีกเลี่ยงที่จะคุย นั่นก็คือ "พลังงานที่ใช้ในกระบวนการดังกล่าวได้มาจากไหน ก่อให้เกิด CO₂ ด้วยหรือไม่ และ CO₂ ที่ดักจับได้และที่เกิดจากพลังงานที่นำมาใช้ในการดักจับนั้นอันไหมมากกว่ากัน ฯลฯ"

ซึ่งถ้าถามคำถามเหล่านี้ก็มักจะได้คำตอบว่า "พลังงานที่ใช้นั้นได้มาจากพลังงานหมุนเวียนที่ไม่ก่อให้เกิด CO₂" แต่คำตอบนี้ต้องไม่รวมพลังงานไฟฟ้านะ เว้นแต่ว่าพลังงานไฟฟ้าที่ได้มานั้นไม่ได้มาจากการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิล ซึ่งตรงนี้ก็ก่อให้เกิดคำถามตามมาอีกก็คือ "ถ้ามีพลังงานสะอาดที่ไม่ผลิต CO₂ ดังนั้นทำไมเราไม่เอาพลังงานเหล่านั้นไปใช้ในกระบวนการผลิตแทนการใช้พลังงานที่ได้จากเชื้อเพลิงฟอสซิล (เช่นใช้ไฟฟ้าในการผลิตไอน้ำ) ซึ่งจะเป็นการลดการผลิต CO₂ แทนที่จะต้องมาคิดหาทางดักจับ CO₂ ที่ผลิตขึ้นมา"

รูปที่ ๑ ปริมาณไฟฟ้าที่ใช้ (kWh) ต่อตัน ของซีเมนต์ที่ผลิตได้ ของประเทศต่าง ๆ (ข้อมูลปีค.ศ. ๒๐๑๘ หรือพ.ศ. ๒๕๖๑)

ดังนั้นวันนี้ก็เลยจะขอลองคำนวณเล่น ๆ ว่าถ้าคิดจะใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ในการผลิตไฟฟ้าเพื่อป้อนให้กับกระบวนการผลิตปูนซีเมนต์ ต้องใช้เซลล์แสงอาทิตย์ขนาดเท่าใด

เราสามารถแบ่งการใช้พลังงานในโรงงานผลิตปูนซีเมนต์ออกเป็น ๒ ส่วน ส่วนแรกคือส่วนที่ทำหน้าที่บดย่อยวัตถุดิบที่เป็นอนุภาคของแข็งให้เป็นผงละเอียด ตรงนี้จะใช้พลังงานไฟฟ้าเป็นหลัก ส่วนที่สองคือการนำเอาวัตถุดิบต่าง ๆ ที่ผ่านการบดเป็นผงและผสมเข้าด้วยกันแล้วไปเผาที่อุณหภูมิสูง ตรงนี้จะใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นหลัก โดยจะมี CO₂ เกิดขึ้นจากการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลเพื่อให้ความร้อนและที่สลายตัวออกมาจากวัตถุดิบที่ใช้ในการผลิต (จากสารประกอบ carbonate)

รูปที่ ๑ เป็นข้อมูลการใช้ไฟฟ้าในกระบวนการผลิตปูนซิเมนต์ในประเทศต่าง ๆ ของปีพ.ศ. ๒๕๖๑ เพื่อให้คำนวณง่าย ๆ จะใช้ตัวเลขกลม ๆ คือเฉลี่ยประมาณ 100 kWh/t (กิโลวัตต์-ชั่วโมงต่อตันของปูนที่ผลิตได้) หรือใน 1 วัน (24 ชั่วโมง) จะใช้พลังงาน 2,400 kW/t ดังนั้นโรงผลิตปูนที่มีกำลังการผลิต 10,000 ตันต่อวัน (ของบ้านเราหลายโรงงานก็อยู่ที่ระดับนี้) ในเวลา 1 ก็จะใช้พลังงาน 24,000,000 kW

รูปที่ ๒ ขนาดแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ผลิตกำลังไฟฟ้าได้ 1000 W

รูปที่ ๒ เป็นขนาดของแผงเซลล์แสงอาทิตย์กำลังการผลิต 1000 W หรือ 1 kW ที่มีขนาด ยาว 0.955 เมตรและกว้าง 0.530 m ซึ่งเมื่อติดตั้งจะกินพื้นที่ประมาณ 0.5 m²

ดังนั้นถ้าต้องการพลังงาน 24,000,000 kW ก็ต้องใช้พื้นที่ติดตั้ง 12,000,000 m² หรือ 12 km² หรือ 7,500 ไร่

พื้นที่ 12 km² ก็เท่ากับพื้นที่สี่เหลี่ยมผืนผ้ายาว 4 km กว้าง 3 km เรียกว่าใหญ่กว่าเขตเล็ก ๆ บางเขตของกรุงเทพ

มีการประมาณกันว่าพลังงานไฟฟ้าของโรงงานปูนซิเมนต์นั้นอยู่ที่ประมาณ 75% โดยอีก 25% เป็นส่วนของความร้อนที่ต้องใช้ในการเผาปูน ซึ่งตรงนี้จะเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นหลัก ดังนั้นถ้าจะใช้พลังงานไฟฟ้าในการให้ความร้อนในการเผาปูนก็ต้องบวกเพิ่มเข้าไปอีก

ถ้าจะเปลี่ยนเป็นไฟฟ้าพลังน้ำ จะคิดเพียงแค่พื้นที่อ่างเก็บน้ำก็ไม่ถูก ต้องคำนึงถึงพื้นที่ที่ต้องใช้รองรับน้ำฝนด้วย

ท้ายสุดของการสนทนา ผมก็บอกกับเขาว่า

"เรื่องที่คุยกับผมก็ลืม ๆ ไปเถอะ เดี๋ยวจะไม่สามารถทำงานส่งได้"

รู้ทันนักวิจัย (๒๒) ไฮโดรเจนจากน้ำและแสงอาทิตย์ MO Memoir : Saturday 10 August 2562

"สิ่งแรกที่คุณควรมีก็คือภาพกว้างของทางเลือกทั้งหมด แต่ละทางมันมีที่มาที่ไปอย่างไร ข้อดีข้อเสียของแต่ละทางเลือก และพัฒนาการของทางเลือกเหล่านั้น ก่อนที่จะตัดสินใจว่าจะเลือกทำอะไร จากนั้นจึงค่อยไปติดต่อกับอาจารย์ผู้ที่เชี่ยวชาญในสาขานั้น ๆ เพราะถ้าคุณเดินเข้าไปหาอาจารย์ที่ทำวิจัยด้านใดด้านหนึ่งนั้น แน่นอนว่าเขาต้องบอกว่าสิ่งที่เขากำลังทำอยู่นั้นเป็นคำตอบสุดท้าย เขาจะไม่เปิดช่องให้คุณได้เห็นทางเลือกอื่น ที่อาจจะดีกว่าและ/หรือเหมาะสมกว่า"
  

ผมเคยบอกด้วยข้อความทำนองนี้ให้กับลูกศิษย์ที่ทำงานเป็นนักวิจัยให้กับบริษัท เมื่อเขาแวะมานั่งคุยว่าทางบริษัทเขาควรเลือกทำวิจัยในแนวใด

สัก ๓๐ กว่าปีที่แล้ว มีการฮือฮาว่าต่อไปเราจะมีพลังงานจากไฮโดรเจนใช้อย่างเหลือเฟือ เพราะปฏิกิริยา "Cold Fusion" กำลังจะกลายเป็นจริง ตรงนี้ก็ต้องขออธิบายก่อนว่า Cold Fusion นั้นคืออะไร คือพลังงานนิวเคลียร์ในปัจจุบันนั้นเราได้มาจากปฏิกิริยา Fission (การแตกตัว) ของอะตอมยูเรเนียมหรือพลูโทเนียม ปฏิกิริยานี้มีข้อดีตรงที่ว่าเราทำให้มันเกิดได้ที่อุณหภูมิต่ำ ควบคุมอัตราการเกิดได้ แต่ก็มีข้อเสียตรงที่ผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาการแตกตัวนั้นเป็นธาตุกัมมันภาพรังสีที่มีครึ่งชีวิตยาวนานมาก ทำให้เกิดปัญหาในการกำจัด
 

ปฏิกิริยาการหลอมรวมหรือ Fusion ของนิวเคลียสอะตอมธาตุเบา (เช่นไฮโดรเจน) เข้าด้วยกันก็มีการคายพลังงานออกมา แต่ปัญหาของปฏิกิริยานี้ก็คือมันต้องใช้อุณหภูมิที่สูงจึงจะเกิดขึ้นได้ และสิ่งที่ทางทหารทำกันก็คือการใช้ระเบิดนิวเคลียร์ฟิสชั่นเป็นตัวทำให้เกิดความร้อนสูงก่อน แล้วจึงค่อยเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันตามมา แต่การสร้างอุณหภูมิสูงด้วยเทคนิคนี้ไม่สามารถนำมาใช้ในการผลิตพลังงานเพื่อใช้ในชีวิตประจำวันได้ จำเป็นต้องหาวิธีการอื่นที่ปลอดภัยและควบคุมได้ง่ายกว่าแทน
 

ความฝันตอนนั้นคือถ้าสามารถควบคุมปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันได้ เราก็จะมีพลังงานสะอาดใช้กันอย่างเหลือเฟือ เพราะผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยานี้มีเกิดธาตุกัมมันตภาพรังสีต่ำกว่านิวเคลียร์ฟิสชันมาก แถมยังเป็นธาตุกัมมันตภาพรังสีที่เป็นธาตุเบา ที่มีครึ่งชีวิตที่สั้น ถ้าทำได้ก็จะทำให้มีพลังงานไฟฟ้าใช้อย่างเหลือเฟือ สามารถนำไปใช้ในการแยกน้ำเพื่อผลิตไฮโดรเจน โดยไฮโดรเจนส่วนหนึ่งที่ผลิตได้จะนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงในปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน และส่วนที่เหลือก็จะนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงเพื่อการเผาไหม้ทั่วไป หรือนำไปใช้กับเซลล์เชื้อเพลิง (fuel cell) ทำให้มีงานวิจัยเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนกันอย่างแพร่หลาย เพื่อเตรียมรองรับไฮโดรเจนที่จะมีให้อย่างเหลือเฟือจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟิวชัน
 

ช่วงปีพ.ศ. ๒๕๓๒ (ปีค.ศ. ๑๙๘๙) นักวิจัยกลุ่มหนึ่งได้ทำการประกาศข่าวที่เป็นที่ฮือฮาไปทั่วโลก คือสามารถทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันได้โดยไม่ต้องใช้อุณหภูมิสูง ที่เรียกว่า "Cold Fusion" แต่ปรากฏว่าการทดลองนั้นไม่สามารถทำซ้ำได้ เรื่องมันก็เลยเงียบลงอย่างรวดเร็ว
 

เมื่อไฮโดรเจนจากนิวเคลียร์ฟิวชันไม่เกิด งานวิจัยเซลล์เชื้อเพลิงก็เริ่มไปแล้ว มันก็เลยทำให้เกิดงานวิจัยแนวใหม่ขึ้นมา นั่นก็คือการผลิตไฮโดรเจนจากสารอินทรีย์ต่าง ๆ เพื่อเอาไฮโดรเจนมาใช้เป็นเชิ้อเพลิงให้กับเซลล์เชื้อเพลิง (บ้านเราก็ทำกันเยอะ) โดยอ้างว่าเซลล์เชื้อเพลิงมีประสิทธิภาพสูงกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายใน แต่นักวิจัยจะไม่ยอมกล่าวถึงความสูญเสียที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิตไฮโดรเจนจากสารอินทรีย์ ซึ่งถ้านำมาพิจารณาร่วมแล้ว ก็คงจะเห็นคำตอบชัดเจนว่าระหว่างเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนและเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ต่างใช้สารอินทรีย์เป็นเชื้อเพลิงตั้งต้น เทคนิคไหนมีประสิทธิภาพสูงกว่ากันและใช้งานได้จริงในทางปฏิบัติ ด้วยการมองไปรอบ ๆ ตัวเรา ว่าเราไม่เห็นอะไร
 

ถัดจากสารอินทรีย์ก็เห็นจะเป็นการผลิตไฮโดรเจนจากน้ำ แต่ก่อนอื่นต้องทำความเข้าใจกันนิดนึงว่า ในการแตกโมเลกุลน้ำเพื่อให้กลายเป็นแก๊สไฮโดรเจนและออกซิเจนนั้น ไม่ว่าจะใช้กระบวนการใดก็ตาม มันจะต้องใช้พลังงานไม่น้อยกว่าค่า ๆ หนึ่ง ซึ่งก็คือ Enthalpy of formation ของน้ำ ส่วนที่ว่าต้องใช้เกินค่านี้ไปเท่าใดนั้น ก็ขึ้นอยู่กับว่าจากพลังงานตั้งต้นที่ใส่เข้าไปนั้น มีความสูญเสียไปเท่าใด

รูปที่ ๑ แผนผังการผลิตไฮโดรเจนจากน้ำด้วยการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ผ่านทาง (1) Photocatalyst (2) Solar cell และ (3) ความร้อน

รูปที่ ๑ ข้างบนแสดงแผนผังกระบวนที่เป็นไปได้ในการผลิตไฮโดรเจนด้วยการแตกสลายโมเลกุลน้ำโดยใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ ที่เคยเห็นผ่านตานั้นก็มีอยู่ด้วยกัน ๓ กระบวนการดังนี้
 

กระบวนการแรกเป็นการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้แสงเป็นตัวกระตุ้น (ที่เรียกว่า photocatalyst) โดยตัวเร่งปฏิกิริยาจะสัมผัสกับโมเลกุลน้ำ (จะโดยการแช่น้ำหรือการผ่านไอน้ำก็ตามแต่) พลังงานจากแสงอาทิตย์ (ปรกติก็อยู่ในช่วง UV) จะไปกระตุ้นโครงสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาให้มีความว่องไวสูงขึ้น จนสามารถแยกโมเลกุลน้ำออกเพื่อทำให้เกิดแก๊สไฮโดรเจนได้ กระบวนการนี้มักจะพบเห็นได้ในบทความที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยา
 

กระบวนการที่สองน่าจะเป็นกระบวนการที่ตรงไปตรงมาที่สุด คือเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงก่อนด้วยการใช้เซลล์แสงอาทิตย์ (solar cell) จากนั้นจึงค่อยนำกระแสไฟฟ้าที่ได้นั้นไปแยกสลายโมเลกุลน้ำเพื่อผลิตแก๊สไฮโดรเจนอีกที พลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้ในช่วงนี้จะอยู่ในช่วง visible light เป็นหลัก
 

กระบวนการที่สามเป็นการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ให้กลายเป็นพลังงานความร้อนก่อน จากนั้นจึงค่อยนำความร้อนที่ได้นั้นไปผลิตกระแสไฟฟ้า (เส้นทาง 3a ในรูป) แล้วค่อยนำเอากระแสไฟฟ้าไปแยกสลายโมเลกุลน้ำเพื่อผลิตแก๊สไฮโดรเจน หรือนำความร้อนนั้นส่งเข้าสู่กระบวนการทางเคมีที่เรียกว่า Thermochemical cycle (เส้นทาง 3b ในรูป) เช่น Sulphur-Iodine, Copper-Chlorine

เวลาที่ฟังนักวิจัยที่ทำวิจัยในแต่ละแนวทางนั้นนำเสนอผลงานวิจัยของเขา เราก็มักจะไม่ได้ยินเขาเอ่ยถึงทางเลือกอื่น เขามักจะเอ่ยถึงแต่ว่าสิ่งที่เขาทำอยู่นั้น ดีกว่าของเดิมที่คนอื่นทำอยู่ (ที่ทำแบบเดียวกัน) อย่างไร แต่ถ้าเราจะเป็นคนจ่ายเงินซื้อเทคโนโลยีหรือว่าจ้างให้เขาพัฒนาให้มันสามารถใช้งานได้จริงในทางปฏิบัติในเชิงพาณิชย์ ในแต่ละทางเลือกมันก็มีอยู่ด้วยกันหลายประเด็นให้พิจารณา (ที่นักวิจัยมักจะไม่เอ่ยถึง) ในที่นี้จะขอยกตัวอย่างสัก ๓ ประเด็นไว้ให้นำไปคิดต่อเล่น ๆ ก็คือ ประสิทธิภาพในการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ไปเป็นพลังงานรูปอื่น, คุณภาพของน้ำที่ใช้ในกระบวนการ และสารเคมีอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องที่ต้องใช้
 

ประเด็นประสิทธิภาพในการเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ไปเป็นพลังงานรูปอื่นนั้น ในส่วนของ photocatalyst และ solar cell จะขึ้นอยู่กับการพัฒนาคุณสมบัติสารกึ่งตัวนำที่ใช้รับพลังงานแสงอาทิตย์ ในขณะที่การเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนนั้นจะขึ้นอยู่กับการออกแบบโครงสร้างพื้นที่รวบรวมแสงและหน่วยรับพลังงานแสง photocatalyst และ solar cell ยังมีข้อดีตรงที่เปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ไปเป็นพลังงานรูปอื่นได้ที่อุณหภูมิห้อง ในขณะที่การเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ไปเป็นพลังงานความร้อนก่อนนั้นกระทำที่อุณหภูมิสูงกว่า
 

ประเด็นเรื่องคุณภาพน้ำที่ใช้เป็นเรื่องที่น่าสนใจ เพราะตรงนี้มักจะไม่มีการกล่าวถึงในงานวิจัย เป็นเรื่องปรกติที่การทำวิจัยนั้นจะใช้น้ำที่มีความบริสุทธิ์สูงระดับห้องปฏิบัติการเคมี (ซึ่งจะผลิตด้วยวิธีการใดก็ตามแต่ ไม่ว่าจะเป็นการกลั่น, แลกเปลี่ยนไอออน หรือ reverse osmosis) และที่สำคัญก็คือยิ่งจำเป็นต้องใช้น้ำบริสุทธิ์มากเท่าใด ย่อมหมายถึงการต้องใช้พลังงานและค่าใช้จ่ายด้านสารเคมีที่ต้องใช้ในการปรับสภาพน้ำที่เพิ่มมากขึ้น ส่วนนี้เป็นค่าใช้จ่ายที่ซ่อนอยู่ ที่ทำให้เกิดเงื่อนไขขั้นต่ำที่จะทำให้กระบวนการผลิตไฮโดรเจนจากน้ำคุ้มค่าก็คือ พลังงานที่ได้จากไฮโดรเจนที่ได้จากการสลายโมเลกุลน้ำนั้น ต้อง "สูงกว่า" พลังงานที่ต้องใช้ในการปรับสภาพน้ำและเดินเครื่องระบบโดยรวม ถ้าพิจารณาเฉพาะเรื่องคุณภาพของน้ำแล้ว การแยกน้ำด้วยไฟฟ้าน่าจะได้เปรียบกว่ากระบวนการอื่นตรงที่ไม่จำเป็นต้องใช้น้ำบริสุทธิ์ (และอันที่จริงน้ำบริสุทธิ์สูงก็นำไฟฟ้าได้ไม่ดีด้วย) สามารถใช้น้ำที่มีเกลือแร่ละลายปนอยู่ได้
 

ประเด็นสุดท้ายคือเรื่องสารเคมีที่ต้องใช้ในกระบวนการ ประเด็นนี้น่าจะเป็นจุดอ่อนของ Thermochemical cycle ที่อาจมีการใช้สารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง ส่งผลถึงการออกแบบระบบหมุนเวียนสารเคมีที่ใช้ในระบบ ที่ต้องทนต่อการกัดกร่อนของสารเคมีที่ไหลหมุนเวียนอยู่ได้ ดังนั้นไม่ต้องแปลกใจถ้าพบว่า งานวิจัยด้านนี้จะมีการเน้นไปที่การสร้างแบบจำลอง (simulation) เพราะมันไม่มีช่องให้ใส่พารามิเตอร์การกัดกร่อนเข้าไปในโปรแกรม ผลการคำนวณจึงมักออกมาในทางทำได้ ส่วนในความเป็นจริงนั้นจะทำได้จริงหรือไม่เป็นอีกเรื่องหนึ่ง
 

แต่ไม่ว่าจะเลือกใช้กระบวนการใดนั้น ทุกกระบวนการก็ยังมีคำถามสำคัญอีกคำถามหนึ่งที่ต้องตอบก็คือ "จะจัดเก็บไฮโดรเจนที่ผลิตได้อย่างไร" เพราะถ้าไม่สามารถกักเก็บได้ ก็จะไม่มีพลังงานใช้งานในช่วงที่ไม่มีแสงอาทิตย์ หรือแหล่งที่ต้องการใช้พลังงานต้องอยู่เคียงข้างกับแหล่งผลิตพลังงาน ไฮโดรเจนเป็นแก๊สที่ไม่สามารถอัดให้เป็นของเหลวได้ที่อุณหภูมิห้อง การเก็บที่อุณหภูมิห้องต้องเก็บในถังความดันสูง ซึ่งแน่นอนว่าต้องใช้พลังงานมากในการอัดให้กลายเป็นแก๊สความดันสูง (และก็อย่าลืมบวกพลังงานตรงนี้เข้าไปในสมการดุลพลังงานที่ต้องใช้ในการผลิตด้วย) อีกแนวทางหนึ่งที่เห็นมีการวิจัยการเก็บโมเลกุลแก๊สก็คือ การใช้ของแข็งรูพรุนสูงทำหน้าที่ดูดซับเอาไว้ แต่ตรงนี้มันก็มีประเด็นตรงที่ว่า อะไรที่มันดูดซับแก๊สได้ดีมันก็มักจะไม่ค่อยยอมคายแก๊สที่ดูดซับเอาไว้ ดังนั้นถ้าไม่สามารถทำให้สารดูดซับนั้นคายแก๊สออกได้เร็วตามที่เราต้องการได้ มันก็จะมีปัญหาเรื่องป้อนเชื้อเพลิงเข้าเครื่องยนต์ไม่ทัน

เมื่อกลางสัปดาห์ที่ผ่านมาผมได้รับข้อความจากผู้ที่ทำงานในบริษัทแห่งหนึ่งถามผมว่าเขาอยากจะศึกษาการทำวิจัยเรื่องหนึ่ง (ที่ไม่ใช่เรื่องนี้) เขาควรจะต้องเข้าไปหาอาจารย์มหาวิทยาลัยท่านไหนดี ซึ่งผมก็ได้ให้เหตุผลกับเขาไปแล้วว่าทำไมจึงขออนุญาตไม่แนะนำแม้จะรู้ว่างานด้านนั้นมีใครทำอยู่ที่ไหนบ้างก็ตาม บทความฉบับนี้เป็นเพียงแค่ตัวอย่างขยายความของคำตอบที่ได้ตอบเขาไป

บางที ตามความคิดเล่น ๆ ของผมนะครับ ในแง่ของการลดภาระโลกร้อน การอยู่เฉย ๆ โดยไม่ทำการทดลองอะไรมันอาจจะดีกว่าการทำวิจัยในสิ่งที่รู้คำตอบอยู่แต่ต้น (จากผลการคำนวณที่อาศัยข้อมูลและผลการทดลองที่มีเผยแพร่หรือเป็นที่รู้จักกันทั่วไป) แล้วว่ามันไม่คุ้มหรือไม่เหมาะสม เพราะการอยู่เฉย ๆ โดยไม่ทำอะไรมันไม่มีการใช้พลังงานให้สิ้นเปลือง แต่การทำวิจัยมันมีทั้งการใช้พลังงานและการผลิตขยะที่ต้องมีการตามกำจัด