Alstom เพิ่งส่งรถไฟไฮโดรเจน Regiolis H2 ไปยังกระบวนการรับรอง ในฐานะเป็นรุ่นที่สามในบรรดารถไฟที่ใช้พลังงานไฮโดรเจนของบริษัท รถไฟรุ่นนี้มีกำหนดจะเริ่มใช้งานจริงในประเทศฝรั่งเศสภายในสิ้นปีนี้ โดยมีระยะทางวิ่งได้ 600 กิโลเมตร รถไฟ Regiolis H2 ใหม่มีระยะทางวิ่งได้สั้นกว่า Coradia Stream H (660 กิโลเมตร) และสั้นกว่า Coradia iLint (800 กิโลเมตร) อย่างไรก็ตาม ระบบไฮบริดของมันมีข้อได้เปรียบเพิ่มเติม นั่นคือสามารถใช้พลังงานจากสายสัมผัส (catenary) ได้เมื่อมีไฟฟ้าจ่าย ดังนั้นโครงการนี้จึงถูกวางตำแหน่งเป็นทางออกที่ยืดหยุ่นสำหรับเส้นทางโครงสร้างพื้นฐานแบบไฮบริด
อย่างไรก็ตาม โครงการรถไฟที่ใช้ไฮโดรเจนของ Alstom ก็ประสบปัญหาอีกครั้ง ผู้ดำเนินการในเยอรมนีได้กลับมาใช้รถไฟเครื่องยนต์ดีเซลอีกครั้ง เนื่องจากไม่สามารถหาเซลล์เชื้อเพลิงสำรองมาแทนได้ จากจำนวนรถไฟ Coradia iLint ที่รัฐ Lower Saxony สั่งซื้อมาทั้งหมด 14 ขบวน มีเพียง 4 ขบวนเท่านั้นที่ยังคงให้บริการอยู่ แม้ปัญหาดังกล่าวอาจดูเหมือนเป็นเพียงปัญหาในห่วงโซ่อุปทานธรรมดา แต่สาเหตุที่แท้จริงนั้นลึกซึ้งกว่านั้น — มันไม่เพียงแต่เผยให้เห็นจุดอ่อนของพลังงานไฮโดรเจนในภาคการขนส่ง แต่ยังแสดงให้เห็นถึงข้อจำกัดทางวัสดุเชิงโครงสร้าง ซึ่งทำให้ความเป็นไปได้ในการใช้งานพลังงานนี้มีความไม่แน่นอนเพิ่มมากขึ้น
รถไฟ Coradia iLint ซึ่งเคยเป็นโครงการนำร่องด้านการขนส่งที่ใช้ไฮโดรเจน ใช้เซลล์เชื้อเพลิงที่จัดหาโดยบริษัท Cummins โดยใช้เทคโนโลยี Hydrogenics ของบริษัทในแคนาดาและยุโรป รถไฟแต่ละขบวนติดตั้งโมดูลจำนวน 2 ชุด โดยแต่ละชุดมีกำลังประมาณ 200 กิโลวัตต์ สำหรับเซลล์เชื้อเพลิงในระดับนี้ ต้องใช้แพลตินัมในปริมาณ 0.4 ถึง 0.6 กรัมต่อกิโลวัตต์ เพื่อให้ตอบสนองความต้องการด้านความทนทานสำหรับการใช้งานในระบบรถไฟ ซึ่งหมายความว่ารถไฟแต่ละขบวนต้องใช้แพลตินัมประมาณ 0.2 กิโลกรัม คิดเป็นเงินในปัจจุบันประมาณ 8,700 ดอลลาร์ คิดเป็นสัดส่วนราว 5% ของต้นทุนเซลล์เชื้อเพลิง แม้ว่าสัดส่วนนี้จะดูเหมือนน้อย แต่ปัญหาจะเด่นชัดขึ้นเมื่อพิจารณาจากปริมาณการผลิตแพลตินัมทั่วโลก
แพลตินัมไม่สามารถทดแทนได้ในเซลล์เชื้อเพลิงแบบโปรตอนเอ็กซ์เชนจ์เมมเบรน (PEM) แกนหลักของเซลล์เชื้อเพลิง PEM คือ เมมเบรนที่เคลือบด้วยแพลตินัม แพลตินัมทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา (Catalyst): มันแยกโมเลกุลของไฮโดรเจนออกเป็นโปรตอนและอิเล็กตรอน ให้โปรตอนเคลื่อนที่ผ่านเมมเบรน ในขณะที่บังคับให้อิเล็กตรอนไหลตามวงจรภายนอกเพื่อผลิตไฟฟ้า จากนั้นจึงเร่งปฏิกิริยาการรวมตัวของออกซิเจน โปรตอน และอิเล็กตรอนที่เป็นปฏิกิริยาช้าเพื่อสร้างน้ำอีกด้านหนึ่งของเมมเบรน ปฏิกิริยาทั้งสองนี้เป็นพื้นฐานของการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิง และเคมีผิวเฉพาะตัวของแพลตินัมช่วยให้ปฏิกิริยาดำเนินไปได้ในอัตราที่ใช้งานได้จริงพร้อมความทนทานที่จำเป็น หากปราศจากแพลตินัม เซลล์เชื้อเพลิงจะไม่สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพหรือเสื่อมสภาพลงอย่างรวดเร็ว ทำให้เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนต้องพึ่งพาโลหะที่มีปริมาณจำกัดและมีราคาผันผวนสูงชนิดนี้อย่างลึกซึ้ง
การผลิตแพลตินัมทั่วโลกในแต่ละปีมีปริมาณประมาณ 250-280 ตัน โดยประมาณหนึ่งในสามถูกใช้ในตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับยานยนต์ (ส่วนใหญ่สำหรับรถยนต์เครื่องยนต์ดีเซล) ประมาณหนึ่งในสี่ถูกใช้ในเครื่องประดับ และเกือบหนึ่งในห้าในตัวเร่งปฏิกิริยาอุตสาหกรรมสำหรับอุตสาหกรรมกลั่นและเคมีภัณฑ์ รวมทั้งปริมาณเล็กน้อยที่ใช้ในอุตสาหกรรมกระจกและอิเล็กทรอนิกส์ ในทางกลับกัน ฟิวเซลล์และอิเล็กโทรไลเซอร์มีการบริโภคแพลตินัมเพียงปีละ 1-2 ตัน ซึ่งคิดเป็นน้อยกว่า 1% ของความต้องการทั้งหมด
การจัดหาแพลตินัมยังคงมีความตึงตัว ประเทศแอฟริกาใต้เป็นผู้ผลิตแพลตินัมประมาณ 70% ของโลก แต่การขุดเจาะในพื้นที่นี้ประสบปัญหาด้านการขาดแคลนพลังงาน น้ำท่วม ปัญหาการหยุดงาน และอุปสรรคทางการเมือง ปริมาณการรีไซเคิลยังคงต่ำที่สุดในรอบกว่าทศวรรษ ส่งผลให้เกิดการขาดแคลนการจัดหาในแต่ละปีประมาณ 31 ตัน ราคาแพลตินัมได้เพิ่มขึ้นสู่ระดับสูงสุดในรอบ 11 ปี และอัตราค่าเช่าก็เพิ่มขึ้นอย่างมาก การรีไซเคิลช่วยลดแรงกดดันได้เพียงเล็กน้อย โดยแพลตินัมที่นำกลับมาใช้ส่วนใหญ่มาจากตัวเร่งปฏิกิริยาในรถยนต์ที่หมดอายุการใช้งาน ขณะที่แพลตินัมที่ใช้งานในด้านอื่น เช่น ระบบเซลล์เชื้อเพลิง มีอัตราการกู้คืนต่ำ เนื่องจากการกระจายตัวที่ละเอียด การปนเปื้อน และการสกัดที่ไม่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจ
ในการแข่งขันเพื่อแย่งชิงแพลตินัม ถ่านเชื้อเพลิงไฮโดรเจนมีข้อเสียเปรียบมากที่สุด ผู้ผลิตรถยนต์ไม่ประหยัดค่าใช้จ่ายในการซื้อแพลตินัมเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านการปล่อยมลพิษ ส่วนโรงกลั่นไม่สามารถผลิตได้โดยขาดตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตินัมและต้องเผชิญกับต้นทุนการปิดดำเนินการที่สูงมาก ผู้ผลิตกระจกพิเศษและอิเล็กทรอนิกส์ก็ไม่มีวัสดุทดแทนสำหรับเครื่องมือแพลตินัมที่ใช้งานอุณหภูมิสูง มีเพียงการบริโภคในอุตสาหกรรมเครื่องประดับที่อาจลดลงได้เมื่อราคาสูงขึ้น ทำให้เกิดการปลดปล่อยแหล่งผลิตออกมาในปริมาณเล็กน้อย ในทางตรงกันข้าม ถ่านเชื้อเพลิงไฮโดรเจนมีความต้องการจำกัดและลูกค้าที่ไวต่อราคา
พลังงานไฮโดรเจนประสบปัญหาอยู่แล้วในด้านประสิทธิภาพพลังงานต่ำ ต้นทุนการดำเนินงานและโครงสร้างพื้นฐานสูง และความน่าสนใจในตลาดที่จำกัดเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ ในด้านการขนส่ง การขาดแคลนการจัดส่งแพลตินัมยิ่งเพิ่มปัญหาเข้าไปอีก ทุกๆ เมกะวัตต์เพิ่มเติมของกำลังการผลิตเซลล์เชื้อเพลิงจะใช้แพลตินัมซึ่งหาได้ยากยิ่งขึ้น และอุตสาหกรรมอื่นๆ ก็มักจะเสนอราคาสูงกว่าภาคส่วนไฮโดรเจนสำหรับทรัพยากรชนิดนี้ การพัฒนายานยนต์ไฮโดรเจนในวงกว้างจะยิ่งเพิ่มการพึ่งพาแร่ธาตุที่ไม่สามารถทดแทนได้ และมีข้อจำกัดด้านอุปทานในระยะยาวนี้ ซึ่งมีแนวโน้มที่ไม่น่าไว้วางใจในอนาคต
EN
