โอเปค จ๋อยสนิท!!! ได้เวลา "รถอนาคต" ลด&เลิกใช้น้ำมัน

ด้วยเหตุที่ราคาน้ำมันเชื้อเพลิงกลายเป็นปัญหาใหญ่สำหรับคนใช้รถใช้ถนนทั่วโลก ไม่เฉพาะเมืองไทยเท่านั้น การคิดค้นเครื่องยนต์สันดาปภายในแต่สามารถใช้เชื้อเพลิงประเภทอื่นมาใช้ในการเผาไหม้ทดแทนน้ำมันเชื้อเพลิง รวมถึงขุมพลังรูปแบบต่างๆ ที่ไม่ต้องพึ่งพาน้ำมันเชื้อเพลิงหรือพึ่งพาน้อยที่สุดเท่าที่จะทำได้ เพื่อมาใช้ในการผลิตกำลังสำหรับขับเคลื่อน จึงถือเป็นทางออกเร่งด่วนที่บรรดาผู้ผลิตรถต่างทำงานเพื่อผลักดันให้ผลผลิตเหล่านี้สามารถออกสู่ตลาดในลักษณะการขายเชิงพาณิชย์ให้เร็วที่สุดเท่าที่จะทำได้

ในตอนนี้ เมืองไทยอาจจะยังไม่คุ้นเคยกับคำว่า รถพลังไฟฟ้า, เครื่องยนต์ไฮบริด, รถเซลล์เชื้อเพลิง (Fuel Cell) หรือ การใช้ไฮโดรเจนแทนน้ำมันเบนซินสำหรับใช้กับเครื่องยนต์สันดาปภายใน แต่ ณ วินาทีที่นโยบายด้านพลังงานของเมืองไทยยังไม่มีทิศทางที่ชัดเจนว่าจะเดินไปทางไหนบวกกับราคาน้ำมันที่ทะยานแบบติดจรวด หากไม่คิดที่จะเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมการขับรถหรือใช้รถ เชื่อเถอะว่าอีกไม่นานเกินรอ เราคงจะได้รู้จักกับรถพลังงานทางเลือกอื่น หรือ Alternative Fuel Car เหล่านี้กับการใช้งานจริงบนถนนในบ้านเราอย่างแน่นอน

Hybrid : เต็งหนึ่งสู่ความนิยมในอนาคต

นับจากโตโยต้าผลิตรถไฮบริดเพื่อขายในเชิงพาณิชย์อย่างพริอุสออกสู่ตลาดญี่ปุ่นเมื่อปี 1997 รถประเภทนี้มีการขยายตัวอย่างต่อเนื่อง จนมามียอดขายในตลาดสหรัฐอเมริกาแบบก้าวกระโดดเอาเมื่อ 3-4 ปีที่ผ่านมา เมื่อแนว โน้มของราคาน้ำมันเพิ่มขึ้นจนคนอเมริกันหลายคนเริ่มเมินเอสยูวีซึ่งเป็นรถยอดฮิตในยุค 1990 แล้วหันมาคบกับรถไฮบริดกันมากขึ้น แถมเมื่อไม่นานมานี้ โตโยต้าก็เพิ่งฉลองยอดขายของรถไฮบริดทุกรุ่นครบ 1 ล้านคันเมื่อเดือนกรกฎาคม ปี 2007 และ 1 ล้านคันเฉพาะรุ่นพริอุสเมื่อเดือนเมษายนปี 2008

ไฮบริดเป็นชื่อของขุมพลังลูกผสมซึ่งเป็นการจับคู่ระหว่างเครื่องยนต์สันดาปภายในกับมอเตอร์ไฟฟ้า โดยส่วนแรกจะเป็นเบนซินหรือดีเซลก็ได้ขึ้นอยู่กับการออกแบบของแต่ละผู้ผลิต แต่จากการที่โตโยต้าเป็นผู้เปิดตลาดรายแรกโดยใช้เครื่องยนต์เบนซินก็เลยยึดถือรูปแบบนี้มาโดยตลอด

สิ่งที่ทำให้รถไฮบริดมีความประหยัดน้ำมันคือ การได้มอเตอร์ไฟฟ้าเข้ามาช่วยในการทำงานร่วมกับเครื่องยนต์ ซึ่งหน้าที่ของมอเตอร์ไฟฟ้าจะมีแตกต่างกันไปตามแนวทางการพัฒนาของผู้ผลิต คือ เป็นได้ทั้งขับเคลื่อนเดี่ยวๆ เช่น การออกตัว เพื่อลดภาระของเครื่องยนต์ และช่วยขับเคลื่อนด้วยในบางจังหวะ เช่น การเร่งแซง หรือช่วยขับเคลื่อนเพียงอย่างเดียว หรือในบางรุ่นเช่น โตโยต้า คราวน์ ไฮบริดใหม่ที่เพิ่งขายเมื่อต้นปี จะมีปุ่มกดเลือกให้ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าเพียงอย่างเดียวก็ได้ หรือ EV Mode และเมื่อแบตเตอรี่ใกล้หมดก็ค่อยเปลี่ยนหน้าที่กลับมายังเครื่องยนต์

แต่สิ่งที่เหมือนกันของทั้ง 2 แบบ คือ เวลาที่มีการเบรกหรือถอนคันเร่ง มอเตอร์ไฟฟ้าจะมีอีกหน้าที่ในการปั่นกระแสไฟฟ้าเข้ามาเก็บในแบตเตอรี่ ซึ่งกระแสไฟฟ้าเหล่านี้จะถูกนำมาใช้ป้อนสู่ระบบอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ภายในรถ เช่น เครื่องปรับอากาศ เครื่องเสียง ในกรณีที่ตัวรถดับเครื่องเมื่อจอดนิ่งอยู่กับที่

ไฮบริดเป็นแนวทางที่ผู้ผลิตรถญี่ปุ่นให้ความสนใจและมองว่าเป็นทางออกแบบเร่งด่วนที่สามารถช่วยบรรเทาปัญหาราคาน้ำมันที่แพงขึ้น และเป็นทางผ่านก่อนที่จะไปถึงยอดปิรามิดในการพัฒนารถแบบที่ไม่ต้องพึ่งน้ำมันเชื้อเพลิง ซึ่งกับเทคโนโลยีที่มีอยู่ในตอนนี้ก็คือ รถเซลล์เชื้อเพลิง

ทั้งโตโยต้า ฮอนด้า และนิสสันต่างมีการลงทุนครั้งใหญ่เพื่อการพัฒนารถไฮบริดรุ่นใหม่ๆ ออกสู่ตลาดในช่วงปี 201-2012 ซึ่งฮอนด้าวางแผนเปิดตัวทั้งรถไฮบริดขนาดเล็กรุ่นใหม่และเวอร์ชันไฮบริดของฟิตรุ่นปัจจุบัน รวมถึงการสร้างโรงงานสำหรับผลิตแบตเตอรี่ ซึ่งมีแนวโน้มว่าในอนาคตจะเปลี่ยนจากแบบนิเกลเมทัล ไฮดรายที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันมาเป็นแบบลิเธียม-ไออนเหมือนกับแบตเตอรี่ของโทรศัพท์มือถือและโน๊ตบุ๊ค โดยแบตเตอรี่ประเภทนี้จะได้รับการผลิตขึ้นมาเพื่อใช้กับรถไฮบริดและรถพลังไฟฟ้ารุ่นใหม่ๆ

ขณะที่ผู้ผลิตรถฝั่งอเมริกาบางราย เช่น ฟอร์ดก็ได้พัฒนาระบบไฮบริดของรุ่นเอสเคป และฝาแฝดอย่างเมอร์คิวรี่ มาริเนอร์ให้เครื่องยนต์สันดาปภายในสามารถใช้เชื้อเพลิงแบบ E85 ได้ เพื่อเป็นการลดภาระในด้านการเติมน้ำมันอีกทาง

อย่างไรก็ตาม สิ่งที่น่าเป็นห่วงสำหรับรถไฮบริด คือ ปัญหาเรื่องขยะแบตเตอรี่เสื่อมสภาพ ซึ่งต้องมีการจัดการระบบที่ดีในการขจัดแบตเตอรี่เหล่านี้เพื่อไม่ให้ก่อปัญหาทางด้านมลพิษ รวมถึงราคาของแบตเตอรี่ซึ่งในตอนนี้ยังถือว่าสูงมาก และเรื่องนี้ไม่ได้ส่งผลกระทบต่อรถไฮบริดเท่านั้น แต่รถที่ต้องใช้แบตเตอรี่เป็นส่วนประกอบหลัก เช่น เซลล์เชื้อเพลิง หรือรถไฟฟ้าต่างก็เจอกับอุปสรรคชิ้นนี้และทำให้กลายเป็นเรื่องยากที่จะผลิตออกขายในเชิงพาณิชย์ โดยที่มีราคาสำหรับคนทั่วไป

ดึงข้อดีของไฮบริดมาสู่การใช้งานทั่วไป

รถไฮบริดถือว่าเป็นแรงบันดาลใจที่จุดประกายให้ผู้ผลิตรถบางรายนำข้อดีของบางระบบมาใช้ในการติดตั้งกับรถที่ขายอยู่ในตลาด เช่น การใช้ระบบ Stop/Start เพื่อลดความสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงหรือการปลดปล่อยก๊าซพิษ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ออกสู่อากาศ ในขณะจอดติดไฟแดง

ระบบนี้แพร่หลายอยู่ในรถบางรุ่นของผู้ผลิตยุโรป เช่น ซีตรอง ซี3 ซึ่งถือว่าเป็นรถในสายการผลิตรุ่นแรกของโลกที่นำระบบนี้มาใช้เมื่อปี 2003 ซึ่งว่ากันว่าสามารถลดความสิ้นเปลืองน้ำมันเวลาขับในเมืองที่เจอกับการจราจรติดขัดได้ถึง 15% เมื่อเปรียบเทียบกับรุ่นธรรมดา และเมอร์เซเดส-เบนซ์ เอ-คลาสรุ่นปัจจุบันก็มีระบบนี้ติดตั้งมาด้วย

ส่วนบีเอ็มดับเบิลยูยังมีการนำแนวคิดของการนำพลังงานที่สูญเปล่าในระหว่างที่ถอนคันเร่งหรือเบรกมาใช้ในการปั่นกระแสไฟฟ้าผ่านทาง Alternator แบบพิเศษเพื่อเก็บในแบตเตอรี่ และเรียกระบบนี้ว่า Brake Energy Regeneration ซึ่งมีลักษณะการทำงานหลักๆ คล้ายกับระบบไฮบริด แต่ไม่มีมอเตอร์ไฟฟ้าเข้ามาช่วยในการขับเคลื่อน และบีเอ็มดับเบิลยูเรียกระบบนี้ว่า Micro Hybrid ซึ่งระบบนี้มีใช้ทั้งในซีรีส์ 5 และซีรีส์ 1

นอกจากนั้น การออกแบบตัวถังให้มีความเพรียวลม การเพิ่มอัตราทดของเกียร์ในแต่ละตำแหน่ง ลดความสูงของตัวถัง รวมถึงการติดตั้งชิ้นส่วนต่างๆ บนตัวรถเพื่อลดแรงต้านของอากาศในขณะแล่นก็ยังเป็นอีกวิธีในการช่วยเพิ่มความประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงแบบง่ายๆ เช่น เมอร์เซเดส-เบนซ์กับเวอร์ชัน BlueEFFICIENCY ของเอ-คลาสหรืออย่างฟอร์ดที่เปิดตัวเวอร์ชัน ECONetic ในรุ่นเทอร์โบดีเซล 1,600 ซีซี ทำให้มีความประหยัดน้ำมันเพิ่มขึ้น เช่นเดียวกับการลดระดับการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งแนวคิดนี้จะถูกนำมาใช้กับรถรุ่นอื่นๆ ของฟอร์ดอีก เช่น เฟียสตา และมอนเดโอ

ทางเลือกกับเชื้อเพลิงประเภทอื่น

นอกจากเชื้อเพลิงที่มีส่วนผสมของแอลกอฮอล์ซึ่งมีคำว่า E นำหน้าทั้งหลาย รวมถึงการใช้แอลกอฮอล์แบบเพียวๆ 100% เหมือนกับที่ใช้ในบราซิลแล้ว ในตอนนี้หลายประเทศได้สัมผัสกับเชื้อเพลิงทางเลือกอื่นๆ ที่ไม่ใช่น้ำมันเชื้อเพลิงที่มาจากการสะสมของซากฟอสซิล ทั้งก๊าซธรรมชาติ หรือ CNG ซึ่งในเยอรมนีมีขายกันมานานแล้ว รวมถึง LPG แต่ที่หลายคนสนใจและมีการนำมาใช้อยู่ในตอนนี้ คือ การนำไฮโดรเจนมาจับคู่กับเครื่องยนต์สันดาปภายใน
บีเอ็มดับเบิลยู และมาสด้าถือเป็นผู้ผลิตรถ 2 รายที่สนใจกับเทคโนโลยีนี้ ซึ่งค่ายใบพัดสีฟ้าเปิดตัว Hydrogen 7 ซึ่งนำเครื่องยนต์วี12 มาปรับแต่งให้สามารถใช้กับไฮโดรเจน เช่นเดียวกับมาสด้าที่ปรับแต่งเครื่องยนต์โรตารี่และวางอยู่ในตัวถังของรถสปอร์ตรุ่น RX-8 รวมถึงการประยุกต์และนำมาวางในมินิแวนรุ่นพรีมาซี
อย่างไรก็ตาม รถไฮโดรเจนในลักษณะนี้ก็เจอปัญหาแบบเดียวกับที่รถเซลล์เชื้อเพลิงเจอ คือ ความยากลำบากในการเติมไฮโดรเจน ซึ่งในปัจจุบันแทบจะไม่มีสถานีบริการทั่วไปเลย และทำให้การให้บริการรถเหล่านี้มักจะมาในรูปแบบของการเช่าใช้กับหน่วยงานราชการหรือบริษัทเอกชนที่ง่ายต่อการบำรุงรักษาและการให้บริการหลังการขายมากกว่าการใช้งานส่วนบุคคล

E-REV – ทางเลือกใหม่ที่มาแรง

อาจจะไม่คุ้นหูสำหรับคนทั่วไป เพราะว่ารถประเภทนี้ยังไม่มีขายในตอนนี้ แต่ถูกเปิดตัวออกมาเป็นต้นแบบให้เห็นกันกหลายปีแล้ว โดยเฉพาะมอเตอร์โชว์บนฝั่งอเมริกา ซึ่ง E-REV เป็นตัวย่อมาจากคำว่า Extended-Range Electric Vehicle หรือหมายถึงพวกรถ Plug-in แบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าทั้งหลาย

รถประเภทนี้มีแม้จะมีส่วนประกอบคล้ายกับรถไฮบริด แต่มีความแตกต่างอย่างสิ้นเชิงในแง่ของการทำงาน เพราะเป็นการสลับหน้าที่ของ 2 ส่วนประกอบหลัก ซึ่งตามปกติแล้ว เครื่องยนต์จะต้องทำหน้าที่หลักในการขับเคลื่อน ส่วนมอเตอร์ไฟฟ้าชาร์จไฟหรือไม่ก็ช่วยขับเคลื่อนในบางครั้ง แต่คราวนี้มอเตอร์ไฟฟ้าทำหน้าที่ขับเคลื่อน และเครื่องยนต์ทำหน้าที่ชาร์จไฟฟ้า เรียกง่ายๆ ว่าเป็นเหมือนกับรถไฟฟ้าที่มีตัวชาร์จไฟติดตั้งอยู่ในรถ

ข้อดีของรถ E-REV คือ ลบข้อจำกัดของรถไฟฟ้าในอดีต โดยเฉพาะในเรื่องระยะทางในการเดินทางต่อการชาร์จไฟฟ้า 1 ครั้ง ซึ่งแต่เดิมรถไฟฟ้าต้องพึ่งกระแสไฟฟ้าที่มีอยู่ในแบตเตอรี่เพียงอย่างเดียว หมดแล้วหมดเลย ต้องหาปลั๊กตามบ้านเสียบ และต้องรอกันนาน 6-8 ชั่วโมงกว่าจะแบตจะเต็มลูก

แต่จากการที่มีเครื่องยนต์ทำหน้าที่ชาร์จกระแสไฟฟ้า ถ้าน้ำมันหมดก็หาปั๊มเติม เพื่อให้สามารถชาร์จไฟเข้ามาทดแทนได้ตลอดเวลา และจากการที่เปลี่ยนหน้าที่มาเป็นการชาร์จไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว ทำให้สามารถเลือกใช้เครื่องยนต์ที่มีความจุเล็กเพื่อลดความสิ้นเปลืองน้ำมัน หรือบางค่ายยังออกแบบให้เครื่องยนต์เป็นแบบ FFV หรือใช้ E85 ได้ด้วย

นอกจากนั้น อีกจุดที่ถือว่าน่าสนใจสำหรับคนที่ใช้ระยะทางต่อวันไม่มาก เพราะในช่วงระยะ 48-60 กิโลเมตรแรก (ขึ้นอยู่กับระบบที่ถูกออกแบบของแต่ละบริษัท) ของการเดินทาง ระบบนี้จะพึ่งกระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ในการขับเคลื่อนเพียงอย่างเดียว ถ้าขับระยะทางไม่เกินจากนี้เรียกว่าเครื่องยนต์ก็แทบไม่ต้องทำงานเลย พอถึงบ้านหรือที่ทำงานก็เสียบปลั๊กชาร์จไฟเข้ามาเก็บในแบตเตอรี่ แต่ถ้าเกินจากนี้ เครื่องยนต์ก็ถึงเริ่มทำงานเพื่อชาร์จกระแสไฟฟ้าเข้ามาเก็บในแบตเตอรี่เพื่อชดเชยกระแสไฟฟ้าที่เสียไป

รถที่อยู่ในกลุ่มนี้และเตรียมวางขายในสหรัฐอเมริกาต้นปี 2010 คือ เชฟโรเลต โวลต์ ซึ่งเป็นผลผลิตที่ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องมาจากต้นแบบที่เปิดตัวในปี 2006 ส่วนราคาขายคาดว่าอาจจะสูงถึง 30,000-40,000 เหรียญสหรัฐฯ หรือ 990,000-1,320,000 บาท และถือว่าเป็นความเสี่ยงที่จีเอ็มต้องแบกเอาไว้ เพราะถือเป็นรถประเภทใหม่ที่เปิดตัวออกสู่ตลาด ถ้าใช้งานดีไม่มีปัญหา ก็คงไปรุ่ง แต่ถ้าไม่เวิร์คก็มีสิทธิร่วง

นอกจากนั้น ผู้ผลิตบางรายยังออกแบบให้ระบบไฮบริดของตัวเองมีความยืดหยุ่นในการใช้งานมากขึ้น และมีการนำคำว่า Plug-in เข้ามาใช้เช่นกัน เช่น ฟอร์ด เอสเคป ไฮบริด Plug-in ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นรถไฮบริดขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ 2,300 ซีซี 133 แรงม้ากับมอเตอร์ไฟฟ้า แต่ออกแบบให้ระบบมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น สามารถเสียบปลั๊กชาร์จไฟฟ้าเข้ามาเก็บในแบตเตอรี่ซึ่งถูกเปลี่ยนจากนิเกลเมทัล ไฮดรายมาเป็นแบบลิเธียม ไอออน

รถประเภทนี้มีเงื่อนไขในการทำงานคล้ายกับรถ E-REV โดยในช่วง 48 กิโลเมตรแรกและขับด้วยความเร็วไม่เกิน 64 กิโลเมตรต่อชั่วโมง จะใช้ไฟฟ้าในแบตเตอรี่สำหรับส่งให้แบตเตอรี่ใช้ขับเคลื่อน และเมื่อเกินจากนี้ก็จะเปลี่ยนหน้าที่มายังเครื่องยนต์ ส่วนการทำตลาด ก็มีความไปได้เช่นกัน เพราะดูเหมือนว่าฟอร์ดกำลังผลักดันให้แนวคิดนี้กลายเป็นจริงสำหรับคนทั่วไปในอีก 2-3 ปีข้างหน้า

Fuel Cell : การขับเคลื่อนที่ไม่ต้องพึ่งน้ำมัน

ไม่เรื่องขั้นตอนการผลิตรถหรือการผลิตไฮโดรเจนจะมีการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงด้วยหรือไม่คงไม่เกี่ยวข้อในกระบวนการหรือไม่นั้น ไม่มีใครพูดถึง แต่ถ้าพิจารณาเฉพาะในการขับเคลื่อนอย่างเดียวแล้ว รถเซลล์เชื้อเพลิง หรือ Fuel Cell ไม่ต้องง้อน้ำมันเชื้อเพลิง และอาศัยกระแสไฟฟ้าที่มาจากการแปรรูปในกระบวนการทางเคมีในแผงเซลล์เชื้อเพลิง

หลังจากมีการพัฒนามานานในที่สุดเซลล์เชื้อเพลิงกลายเป็นจริงเมื่อวันที่ 2 ธันวาคม 2002 โดยโตโยต้า และฮอนด้าถือเป็น 2 ค่ายแรกที่มีการผลิตรถเซลล์เชื้อเพลิงสำหรับให้บริการในสหรัฐอเมริกา และญี่ปุ่น ซึ่งจากข้อจำกัดในเรื่องของการเติมไฮโดรเจนและการดูแลรักษา การให้บริการจึงถูกจำกัดวงแค่บริษัทและหน่วยงานภาครัฐ ก่อนที่ฮอนด้าจะกลายเป็นค่ายแรกที่มีรถเซลล์เชื้อเพลิงให้บริการกับลูกค้าที่เป็นนิติบุคคล

หลักการทำงานของระบบ คือ การใช้ไฮโดรเจนเหลวที่ถูกเก็บอยู่ในถังแรงดันสูงเข้ามาทำปฏิกิริยาทางเคมีกับออกซิเจนในอากาศในแผงเซลล์เชื้อเพลิง ซึ่งจะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าส่งเข้ามาเก็บในแบตเตอรี่ และจากนั้นก็ส่งต่อไปให้กับมอเตอร์ไฟฟ้าใช้ในการขับเคลื่อน ซึ่งระยะทางที่ได้ในการขับเคลื่อนก็ขึ้นอยู่กับปริมาณไฮโดรเจนที่อยู่ในถัง ถ้าเปรียบเทียบแล้วก็เหมือนกับรถที่เราใช้กันอยู่ในปัจจุบัน เพียงแต่ปั๊มน้ำมันหาง่ายกว่าปั๊มไฮโดรเจน

ในตอนแรกแนวคิดนี้ดูเหมือนว่าจะได้รับความสนใจอย่างมากจากหลายบริษัท แต่ไปๆ มาๆ ดูเหมือนว่าจะเหลือแค่ฮอนด้าเท่านั้นที่เดินหน้าในการพัฒนา เพราะอย่างโปรเจ็กต์ FCHV ของโตโยต้าก็เงียบหายไปแล้ว ล่าสุดฮอนด้าได้เปิดตัว FCX รุ่นที่ 2 ในชื่อ Clarity บนตัวถังซีดานระดับหรูออกสู่ตลาด และมีให้บริการเช่าใช้ โดยในญี่ปุ่นจะเริ่มเดือนพฤศจิกายน 2008

รถรุ่นนี้จะมีการผลิตออกมาเพียง 200 คันตลอด 3 ปีของการทำตลาด และจะให้บริการทั้งในสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่นประมาณ 70 คันต่อปี โดยค่าเช่าใช้ต่อเดือนในเมืองลุงแซมอยู่ที่ 600 เหรียญสหรัฐฯ หรือ 19,800 บาท