เรื่องโดย สมภพ อินทรักษ์
หากมนุษย์ไม่หยุดค้นหา เราก็จะได้ค้นพบเข้ากับสิ่งใหม่ ๆ อยู่ตลอดเวลา ซึ่งคำกล่าวที่ว่านี้ ทำให้เรากำลังจะเริ่มเข้าสู่ยุคแห่งการใช้รถยนต์ที่กำลังจะบอกลาการพึ่งพาน้ำมันอย่างเต็มรูปแบบเข้าไปทุก ๆ ขณะ ด้วยวิวัฒนาการจากยอดเทคโนโลยีแห่งยุคที่ได้รับการคิดค้นขึ้นมาทั้งในแบบใหม่แกะกล่องทั้งหมด หรือจะเป็นการพัฒนาจากของเดิมแล้วนำมาพัฒนาให้ดีขึ้น ซึ่งนิตยสารออฟโรดจะพาผู้อ่านทุก ๆ ท่านไปทำความรู้จักเกี่ยวกับรถยนต์ใน "เจเนอเรชั่นใหม่" ที่ว่านี้ไปพร้อม ๆ กัน
นิตยสารออฟโรดไม่อยากให้คุณผู้อ่านทุก ๆ ท่านพลาดกระแสและหลุดเทรนด์ของรถยนต์รุ่นใหม่ ๆ เหล่านี้ ถึงแม้ว่าเราจะเป็นสื่อมวลชนสายที่เกี่ยวข้องกับรถกระบะและวงการขับเคลื่อน 4 ล้อก็ตาม แต่เมื่อพูดถึงเทคโนโลยี ทุกสิ่งทุกอย่างล้วนมีความเกี่ยวข้อง และผสมผสานถ่ายทอดถึงกันทั้งหมด ด้วยเหตุนี้คอลัมน์ Innovation จึงถือกำเนิดและเกิดขึ้นมาภายในนิตยสารออฟโรด ฉบับที่ 221 เป็นครั้งแรก ซึ่งผู้เขียนจะขอเริ่มต้นด้วยการพาไปทำความรู้จักกับเทคโนโลยีการขับเคลื่อนด้วยพลังงานของรถในรุ่นใหม่ ๆ กันก่อน เพื่อเป็นการรื้อฟื้นพร้อมทบทวนความหลังในเรื่องใหม่ ๆ กันสักนิด
2. รถเครื่องยนต์ไฮโดรเจน (Hydrogen)
3. รถเครื่องยนต์สันดาปภายใน
4. รถยนต์ที่ใช้พลังงานไฟฟ้า
5. รถยนต์พลังงานไฟฟ้าแบบ Plug-in
ซึ่งรถทั้ง 5 ประการตามที่กล่าวมานี้มีความน่าสนใจในส่วนที่เกี่ยวข้องกับข้อมูลและเทคโนโลยีที่นำมาใช้ในการขับเคลื่อน คือ
รถยนต์พลังงานไฮบริด (Hybrid) รถยนต์ในรูปแบบไฮบริดเป็นรถที่ประสบความสำเร็จในวิทยาการมากที่สุดในทั้ง 5 ประเภทตามที่กล่าวมาทั้งหมด เพราะเป็นรถที่ใช้พลังงานการขับเคลื่อนที่ผสมผสานกับระหว่างน้ำมันเชื้อเพลิดกับพลังงานไฟฟ้า ในลักษณะของขุมพลังลูกผสมระหว่างเครื่องยนต์สันดาปภายใน (เบนซินหรือดีเซล) กับพลังงานในรูปแบบของระบบมอเตอร์ไฟฟ้าซึ่งรถยนต์แบบไฮบริด จะมีเครื่องยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงจากน้ำมันเป็นกำลังหลักในการขับเคลื่อน ส่วนมอเตอร์ไฟฟ้าถือเป็นขุมกำลังรองที่คอยสอดแทรกให้พลังงานในการขับเคลื่อนอยู่ตลอดเวลา โดยมีปัจจัยควบคุมหลักอยู่ที่สภาวะในการขับขี่ ณ ขณะนั้นว่าเป็นอย่างไร อาทิ หากรถอยู่ในช่างออกตัวและวิ่งด้วยความเร็วที่ไม่มากนักจะเป็นหน้าที่ของมอเตอร์ไฟฟ้าในการจ่ายกำลัง หากวิ่งในความเร็วปกติจะเป็นหน้าที่ของเครื่องยนต์น้ำมันเชื้อเพลิง ซึ่งทุกครั้งที่ขับรถด้วยความเร็วสูงหรือเหยียบเบรก จะมีการประจุพลังงานไฟฟ้าในหลายรูปแบบส่งกลับมาที่มอเตอร์ไฟฟ้าอยู่เสมอ นับว่าเป็นรถยนต์ในเจเนอเรชั่นใหม่ที่ได้รับความนิยมและมียอดขายมากที่สุด โดย TOYOTA ถือได้ว่าเป็นผู้นำในรถประเภท Hybrid อย่างแท้จริง ทั้งในเรื่องของเทคโนโลยีและยอดขายที่จนถึงวันนี้ก็มีมากถึง 5 ล้านคันแล้วจากทั่วโลก
รถพลังงานไฮโดรเจน (Hydrogen) เป็นรถยนต์ประเภทที่ถือว่ามีความก้าวหน้าทั้งในเรื่องของเทคโนโลยีและแนวคิดมากที่สุด โดยรถยนต์ในตระกูลนี้หรือที่เรียกกันว่า HFEB มีหลักการทำงานที่พึ่งพาเซลล์พลังงานเชื้อเพลิงเหลวเป็นหลักควบคู่ไปกับการทำงานของระบบมอเตอร์ไฟฟ้าในรถยนต์ (ขึ้นอยู่กับวิศวกรรมทางยานยนต์ของแต่ละบริษัท) ตามหลักสมการฟิสิกส์ที่ว่าน้ำ (H20) มีโมเลกุลของ Hydrogen อยู่ 2 อะตอม และออกซิเจน 1 อะตอม ถ้าใส่กระแสไฟฟ้าลงไปในน้ำนั้น จะสามารถแยกน้ำออกเป็นไฮโดรเจนกับออกซิเจนได้ตามสมการ 2(H20)+พลังงาน <=> 2H2+02 แต่ในขณะเดียวกัน เราก็สามารถนำไฮโดรเจนกับออกซิเจนมารวมกัน จะได้น้ำกับพลังงานกลับคืนมาเช่นกันด้วยเหตุนี้บริษัทรถยนต์จึงมีการออกสมการดังกล่าว เพื่อหาค่าพลังงานมาใช้ในการขับเคลื่อนรถยนต์ด้วยการให้พลังงานแก่เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ตามสมการดังกล่าวข้างต้น 2H2+02=> 2(H20) + พลังงาน เมื่อไฮโดรเจน 2 โมเลกุลรวมกับออกซิเจน 1 โมเลกุล (1 โมเลกุล = 2อะตอม) จะทำให้ได้น้ำจำนวน 2 โมเลกุลออกไปในอากาศ เพื่อได้น้ำออกมาแล้วก็จะได้พลังงานออกมาค่าหนึ่งที่สามารถนำไปใช้ขับเคลื่อนเครื่องยนต์ได้นั่นเอง
นอกจากนี้ในหลายบริษัทรถยนต์ยังได้ทำการพัฒนาอุปกรณ์ที่เรียกว่า Fuel Cell ขึ้นมาอีกด้วย โดยเป็นอุปกรณ์ที่คล้ายคลึงกับแบตเตอรี่ แต่จะเป็นระบบปิดสามารถนำไฮโดรเจนกับออกซิเจนเข้าสู่เซลล์ภายในก่อนที่ผลิตพลังงานออกมาคลับคืนสู่ภายนอกตามหลักสมการข้างต้นเช่นเดียวกัน
รถเครื่องยนต์สันดาปภายใน (Internal Combustion Engine) เป็นรถยนต์ที่มีอัตราการปล่อย CO2 ลงมาอย่างทวีคูณ ซึ่งหากการพัฒนารถที่ใช้พลังงานทางเลือกใหม่มีค่าใช้จ่ายที่สูงเกินไป ดังนั้นการพัฒนาเพียงเฉพาะแต่ในส่วนของเครื่องยนต์เพียงอย่างเดียวนำจะเป็นการให้ประสิทธิภาพสูงสุดบนหลักเกณฑ์ที่ต้องเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากที่สุดได้ดีกว่า ด้วยเหตุนี้จึงได้มีการเริ่มต้นโครงการพัฒนาเครื่องยนต์ให้มีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาให้น้อยมากที่สุด โดยให้อยู่ในอัตราส่วนเพียงแค่ 110 กรัมต่อกิโลเมตรเท่านั้นโดยโครงการดังกล่าวนี้บริษัทผู้ผลิตรถยนต์จากหลายค่ายในการพื้นยุโรปได้ประสบความสำเร็จจบสามารถพัฒนาออกมาเป็นรถตัว Production Car ออกวิ่งให้เห็นโดยทั่วไปบนท้องถนน ที่สำคัญรถในตระกูลนี้ยังลดความสิ้นเปลืองในการใช้น้ำมันอีกด้วย
รถยนต์ใช้พลังงานไฟฟ้าทั้งหมด (Pure Electric) สำหรับรถยนต์ในกลุ่ม Section นี้ ถือว่าเป็นเทคโนโลยีที่ใช่และตอบโจทย์ได้อย่างแท้จริง เพราะเป็นรถยนต์ที่ใช้พลังงานไฟฟ้าในการขับเคลื่อนทั้งหมดแบบ Pure Electric หรือที่มีชื่อย่อว่ารถ EV โดยรถในตระกูลที่มีอัตราการพึ่งพาน้ำมันเชื้อเพลิงทำกับศูนย์ หรือพูดง่าย ๆ ก็คือการขับเคลื่อนรถยนต์จะไม่ใช้น้ำมันเลยแม้แต่หยุดเดียว โดยหัวใจสำคัญของระบบขับเคลื่อนจะอยู่ที่ก้อนแบตเตอรี่ลิเธียม-ไลออน ขนาดน้อย-ใหญ่ ที่ถูกวางในตัวรถเหนือเพลาขับเคลื่อน ซึ่งปัจจุบันค่ายรถยนต์หลายแห่งได้ประสบความสำเร็จจนสามารถพัฒนาออกมาเป็นรถต้นแบบเพื่อเตรียมขายจริงให้กับผู้บริโภคได้แล้ว
รถยนต์พลังงานไฟฟ้าแบบ Plug-in (Extended-Range) เป็นกลุ่มรถยนต์พลังงานไฟฟ้าในอีกรูปแบบหนึ่ง หรือที่เรียกกันว่า E-REV โดยจะมีความแตกต่างจากรถในกลุ่ม EV อยู่ตรงที่ว่ารถประเภทนี้ถึงแม้จะใช้พลังงานไฟฟ้าในการขับเคลื่อนทั้งหมดจริง แต่ก็จำเป็นที่จะต้องมีการชาร์จไฟฟ้าเข้าไปในตัวรถด้วยเสมอ จึงกลายเป็นที่มาของคำว่า "Plug-in" ซึ่งรถในรุ่นนี้ถึงแม้จะต้องมีการชาร์จพลังงานไฟฟ้าเข้าสู่ก้อนแบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออน ผ่านช่องที่ชาร์จด้านข้างตัวถังรถแต่ก็มีข้อดีตรงที่ว่ารถจะมีขนาดตัวถังที่ใหญ่มากขึ้น วิ่งได้เร็วพร้อมระยะทางที่ไกลมากขึ้นด้วย ต่างจากรถยนต์แบบ EV ที่ส่วนใหญ่จะมีขนาดเล็กและวิ่งได้ในระยะทางที่ค่อนข้างน้อย ซึ่งรถยนต์ในรูปแบบพลังงานไฟฟ้า Plug-in ตัวอย่างเช่น Range-e ของ Land Rower และ Mitsubishi Concept PX-MiEV II Plug-in Hybrid เป็นต้น
ส่วนข้อเสียก็คือ รถยนต์ในตระกูล Plug-in จำเป็นที่จะต้องได้รับการพัฒนาในระบบสาธารณูปโภคในเรื่องของศูนย์ที่ให้บริการสำหรับการเติม (ประจุ) ไฟฟ้าเข้าสู่ตัวรถ หรือพูดง่าย ๆ ก็คือ "ปั๊มเติมไฟฟ้า" นั่นเอง ซึ่งหากพิจารณาดูแล้วอาจจะเป็นการลงทุนที่ค่อนข้างจะมีราคาแพง แต่ถ้าเทียบกับในระยะยาวถือว่ามีความประหยัดเป็นอย่างมาก หากสามารถที่จะวางโครงข่ายของศูนย์บริการได้อย่างครอบคลุมและเข้าถึง
แล้วกลับมาพบกันใหม่ในคอลัมน์ Innovation ในนิตยสารออฟโรดฉบับหน้ากับไอเดียความคิดที่สามารถนำมาใช้ได้จริงกับนวัตกรรมยานยนต์ที่กำลังจะเกิดขึ้นในวันนี้ ซึ่งรับรองว่าจะอยู่ใกล้ตัวกว่าที่คุณคาดฝันไว้แน่นอน ขอเพียงแค่คุณไม่หยุดคิดความฝันก็จะมีชีวิตบนโลกแห่งความเป็นจริงได้แล้ว
หนังสือ OFF ROAD
ปีที่ 18 ฉบับที่ 221 กันยายน 2556
ขอขอบคุณภาพประกอบจาก OFF ROAD, autoblog, topspeed เเละ worldcarfans
