อนาคตที่ท้าทายของรถพลังไฮโดรเจน

ซึ่งเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม จากการใช้พลังงาน ไฮโดรเจนแทนน้ำมัน ระบบนิเวศที่เปลี่ยนแปลงไป ทำให้อุตสาหกรรมยานยนต์ต้องปรับตัวตามอย่างเลี่ยงไม่ได้ รถยนต์ที่ใช้พลังงานไฟฟ้าจึงเริ่มเป็นที่นิยมมากขึ้นเรื่อยๆ รวมไปถึงเชื้อเพลิงไฮโดรเจนอีกหนึ่งทางเลือก เพื่อให้รถเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น การเปลี่ยนมาใช้ไฮโดรเจน จะเกิดผลดีหลายประการ ที่เด่นชัดที่สุด คือ ไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบที่พบได้ง่ายที่สุดในโลก สามารถสกัดได้จากน้ำ, แกสธรรมชาติ, ชีวมวล และจากแหล่งอื่นๆ แถมไม่เป็นพิษ ซึ่งหากพิจารณาตามทฤษฎีแล้ว แทบจะเรียกได้ว่า มีไม่จำกัด ส่วนยานพาหนะที่ขับเคลื่อนด้วยไฮโดรเจน จะปล่อยแต่น้ำ และความร้อนออกมาเท่านั้น ไม่มีแกสเรือนกระจกที่เป็นอันตรายต่อโลกอีกต่อไป เมื่อเทียบกับรถยนต์ไฟฟ้าแล้ว รถยนต์ไฮโดรเจน มีระยะทางในการวิ่งที่น่าประทับใจ เมื่อเทียบเท่ารถยนต์ปกติ สามารถเติมเชื้อเพลิงให้เต็มได้ภายใน 5 นาที ซึ่งต่างจากรถยนต์ไฟฟ้า ที่ต้องใช้เวลาในการชาร์จเป็นชั่วโมง นอกจากนั้นรถยนต์ไฮโดรเจนเคลื่อนที่ได้โดยไม่สร้างเสียงรบกวน แม้ไฮโดรเจนจะมีประสิทธิภาพสูง แต่อุปสรรคสำคัญ คือ ปัจจุบันมีการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นจำนวนมาก เพื่อสร้างไฮโดรเจน ซึ่งจะต้องได้รับการเปลี่ยนแปลง หากจะเอาไฮโดรเจนมาใช้งานกันจริงๆ นอกจากนี้ ยังมีคำถามเกี่ยวกับประสิทธิภาพในด้านอื่นๆ อีก อย่างไรก็ตาม กระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาคาดการณ์ไปในทางบวกว่า ขณะที่เครื่องยนต์เบนซินทั่วไปมีประสิทธิภาพในการทำงานประมาณ 20 % เครื่องยนต์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนจะมีประสิทธิภาพระหว่าง 40-60 % ซึ่งถือว่าดี แต่เราจะต้องใช้พลังงานมากขึ้น เพื่อบีบอัด, ขนส่ง และกักเก็บไฮโดรเจน แถมวิธีการหมุนเวียนที่ใช้ในการผลิตไฮโดรเจน ก็ไม่ได้มีประสิทธิภาพเสมอไป ด้านความสะดวกสบายในการใช้งานก็ไม่สูงเท่าไร เพราะในขณะนี้ มีสถานีเติมเชื้อเพลิงเพียงแค่ 20 แห่ง ในสหราชอาณาจักร ทั้งที่ควรมีอย่างน้อย 100 แห่ง เพื่อให้เพียงพอต่อความต้องการขั้นต่ำของประชากร ถ้าจะเทียบให้เห็นกันชัดๆ คือ ในสหราชอาณาจักร มีจุดชาร์จไฟประมาณ 37,500 จุด ทำให้รถพลังงานไฟฟ้าสะดวกต่อการใช้งานมากกว่า ส่วนเชื้อเพลิงไฮโดรเจนอันน่าตื่นเต้นของเรา ก็คงต้องรอต่อไป เซลล์เชื้อเพลิง มาดูกันว่า เชื้อเพลิงไฮโดรเจนทำงานอย่างไร ? แยกเป็น 2 ไฮโดรเจน จะถูกแยกออกเป็นพโรตอน และอีเลคทรอนที่ขั้วแอโนด ส่วนตัวเร่งปฏิกิริยาจะทำหน้าที่เร่งกระบวนการ ผลลัพธ์ด้านบวก อีเลคทรอน และพโรตอนรวมกับออกซิเจนตรงขั้วที่ 2 เพื่อก่อตัวเป็นน้ำ ซึ่งจะถูกขับออกจากรถในภายหลัง วงจรไฟฟ้า อีเลคทรอนที่มีประจุลบจะไหลผ่านวงจร ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าที่ใช้ขับเคลื่อนมอเตอร์ มอเตอร์ขับเคลื่อน มอเตอร์รถยนต์ไฮโดรเจน จะเหมือนกับมอเตอร์รถยนต์ที่ใช้พลังงานจากแบทเตอรี ต่างกันเพียงวิธีการเท่านั้น การสร้างกระแสไฟฟ้า เครื่องแปลงไฟจะเปลี่ยนไฟฟ้าแรงดันสูงของเซลล์เชื้อเพลิงให้กลายเป็นไฟฟ้าแรงดันต่ำในระดับที่รถยนต์ใช้งานได้ การรักษาระดับอุณหภูมิ อากาศที่ไหลผ่านด้านหน้ารถ จะช่วยลดอุณหภูมิที่เกิดจากเซลล์เชื้อเพลิง รู้หรือไม่ ? รถบัส 2 ชั้น ขับเคลื่อนด้วยไฮโดรเจนคันแรกของโลก เริ่มใช้ที่เมืองแอเบอร์ดีน ปี 2020 แม้รูปลักษณ์ภายนอกจะดูคล้ายกัน แต่องค์ประกอบภายในรถที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิงต่างกันกับรถธรรมดามาก การซ้อนกัน เซลล์เชื้อเพลิงนั้นมีขนาดเล็ก จึงติดตั้งซ้อนกันไว้ เพื่อให้ได้พลังงานมากพอ โดย TOYOTA MIRAI รุ่นล่าสุด ใช้เซลล์ถึง 330 เซลล์ ถังเก็บที่แข็งแกร่ง ไฮโดรเจนจะถูกกักเก็บไว้ในถังนี้จนกว่าจะถูกใช้ และเนื่องจากไฮโดรเจนเป็นวัตถุระเบิด ถังเก็บต้องมีความทนทานสูงมาก การเก็บสะสมพลังงาน แบทเตอรีนิคเคิล-เมทัล ไฮดไรด์ จะทำหน้าที่ซัพพอร์ทเซลล์เชื้อเพลิง ระหว่างการเร่งความเร็ว และคอยเก็บพลังงานจากการชะลอความเร็วไว้อีกด้วย การใช้พลังงานสูง หัวฉีดมีซีลเพื่อรักษาแรงดัน จึงเติมเชื้อเพลิงได้ง่ายภายในเวลา 5 นาที   5 เรื่องต้องรู้ ในโลกวุ่นวายของพลังไฮโดรเจน 1. จุดเริ่มต้น สถานีชาร์จเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนแห่งแรก เกิดขึ้น ณ โรงงานผลิตของ HONDA (ฮอนดา) ในเมืองสวินดอน เมื่อปี 2011 เพื่อรองรับการใช้งาน รถยนต์ไฮโดรเจนคันแรกของ HONDA FCX CLARITY (ฮอนดา เอฟซีเอกซ์ คแลริที) 2. เบากว่าอากาศ เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ไม่ได้ถูกใช้ในรถยนต์เท่านั้น แต่ยังถูกใช้ในยานอวกาศ แถมยังใช้เป็นแหล่งพลังงานให้กับอาคาร, รถบรรทุก หรือแม้กระทั่งเครื่องบิน ได้อีกด้วย 3. เติมเต็มช่องว่าง แม้สหราชอาณาจักร ยังต้องปูโครงสร้างอีกหลายอย่างเพื่อรองรับการใช้พลังงานไฮโดรเจน แต่พื้นที่อื่นๆ ของโลกเริ่มทำได้ดีแล้ว เช่น แคลิฟอร์เนียที่มีสถานีรองรับหลาย 10 แห่ง และมีแผนจะสร้างอีกกว่า 100 แห่ง ภายในปี 2027 4. เติบโตอย่างรวดเร็ว คาดว่าจะมีรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนมากกว่า 53,000 คัน ทั่วโลก ถูกใช้งานในปี 2020 รวมถึงรถยกประมาณ 31,000 คัน 5. ค่ายใหญ่ให้ความสนใจ MERCEDES-BENZ (เมร์เซเดส-เบนซ์) ผลิตรถยนต์ที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิงอย่างถูกกฎหมายเป็นครั้งแรกในปี 1998 ส่วน BMW (บีเอมดับเบิลยู) ก็กำลังพัฒนารถ แนวคิด เอสยูวี นอกจากนั้น JAGUAR (แจกวาร์) ก็ตั้งเป้าที่จะผลิต RANGE ROVER (เรนจ์ โรเวอร์) ที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิงด้วยเช่นกัน ความเป็นไปได้ในอนาคต ในสหราชอาณาจักร มีรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยไฮโดรเจน จำหน่ายเพียง 2 รุ่น เท่านั้น คือ HYUNDAI NEXO (ฮันเด เนกโซ) และ TOYOTA MIRAI (โตโยตา มิราอิ) ซึ่งทั้ง 2 คัน ราคาก็แพงหูฉี่ (สูงกว่า 60,000 ปอนด์ หรือ 83,850 เหรียญสหรัฐฯ) แต่ก็ยังขายได้บ้าง เพราะทั้งตำรวจนครบาล, ภาครัฐ และบริษัทรถเช่าได้ซื้อรถเหล่านี้มาเพิ่มในที่ทำงานของตัวเอง แถมผู้ให้บริการรถบัสบางเจ้า ก็หันมาใช้เซลล์เชื้อเพลิงแล้วเช่นกัน TOYOTA (โตโยตา) คาดว่า รถยนต์ของบริษัทจะมีราคาเท่ากับรุ่นไฮบริดภายในปี 2025 ในขณะที่ BMW และบริษัทอื่นๆ อีกหลาย 10 บริษัท ก็ตั้งใจว่าจะใช้เงินลงทุนประมาณ 10,000 ล้านเหรียญสหรัฐฯ ในทศวรรษหน้า ซึ่ง TOYOTA พยากรณ์ไว้ว่า ในไม่ช้าผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่ทุกรายจะหันมาพัฒนาเทคโนโลยีไฮโดรเจนอย่างจริงจังแน่นอน บรรดาผู้เชี่ยวชาญด้านยานยนต์ก็มองว่าไฮโดรเจน เป็นสิ่งจำเป็น หากรัฐบาลตั้งใจจะปฏิบัติตามคำมั่นที่จะทำให้ประเทศปลอดแกสคาร์บอนไดออกไซด์ภายในปี 2050 จริง แถมโครงสร้างพื้นฐานทางธรรมชาติในสหราชอาณาจักร ก็อุดมไปด้วยวัตถุดิบที่จะก่อให้เกิดไฮโดรเจนอีกด้วย TOYOTA MIRAI มีจำหน่ายในสหราชอาณาจักร แต่มีสถานีเติมเชื้อเพลิงเพียงหยิบมือ