วิกฤตพลังงานกับทางแยกที่เราต้องเลือก(หรือเปล่า) ตอน 2

วันนี้เรามาดูเกี่ยวกับ ระบบเครื่องยนต์ และ การใช้พลังงาน อย่างที่ทิ้งท้ายไว้ในตอนที่ 1 เกี่ยวกับ เครื่องยนต์สันดาปภายใน ก็เริ่มที่ตัวนี้แหละ

เครื่องยนต์สันดาปภายใน คือเครื่องยนต์ที่ใช้วิธีนำเชื้อเพลิงผสมกับอากาศ แล้วจุดระเบิดขึ้นภายใน แรงระเบิดก็จะผลักดันลูกสูบ ผ่านก้านสูบมาหมุนข้อเหวี่ยง ทำให้เกิดกำลังจากการหมุนรอบของข้อเหวี่ยงมายัง ชุดขับเคลื่อน หรือ ชุดเกียร์ นั่นเอง แล้วก็ส่งผ่าน เพลาขับ มาหมุนล้อที่ขับเคลื่อน ทำให้รถสามารถเคลื่อนที่ได้ จะเร็วหรือช้าก็ขึ้นอยู่กับตัวเครื่องยนต์ที่ใช้ ว่ามีกำลังมากน้อยแค่ไหน

เครื่องยนต์สันดาปภายใน โดยจุดกำเนิดนั้นมันถูกสร้างขึ้นมาเพื่อใช้กับน้ำมันเชื้อเพลิง ที่ได้จากปิโตรเลียมนะครับ และได้ถูกพัฒนามาเรื่อยๆ จนปัจจุบันถือว่าล้ำหน้ามากเมื่อเทียบกับจุดกำเนิดของมัน อาจเป็นเพราะเวลาที่ผ่านมา เกิดสงครามขึ้นบ่อยครั้ง เครื่องยนต์ จึงถูกพัฒนาขึ้นอย่างก้าวกระโดดเพื่อใช้กับ รถยนต์ทางทหาร และ อากาศยาน โดยการพัฒนาของ เครื่องยนต์สันดาปภายใน มีจุดประสงค์ในการใช้ น้ำมันปิโตรเลียม เป็นเชื้อเพลิงหลัก ดังนั้นการเปลี่ยนไปใช้ เชื้อเพลิงทางเลือกต่างๆต้องมีการปรับแต่ง ดัดแปลง ให้ได้ลงตัวที่สุดทั้งด้าน กำลัง และ ความทนทาน โดยอาจใช้เวลาอีกหลายปีทีเดียว เพราะต้องมีคนใช้ เชื้อเพลิงทางเลือกต่างๆในวงกว้างซะก่อนครับ แต่เครื่องยนต์สันดาปภายใน ยังไม่ถึงขีดสุดของมันนะครับ มันยังสามารถพัฒนาได้อีกมากมายนัก ทั้งจากความรู้ด้าน โลหะวิทยา ที่เพิ่มมากขึ้นของมนุษย์เรา จนเกิดโลหะชนิดต่างๆขึ้นมากมาย และการแก้ไขคัดแปลงตัวเครื่องยนต์เองทั้ง ระบบการจุดระเบิด ระบบดูดอากาศ ระบบจ่ายเชื้อเพลิง รวมไปถึง ระบบอิเล็กทรอนิกส์ ที่ใช้ควบคุมเครื่องยนต์ด้วย โดยเฉพาะ เครื่องยนต์ดีเซล นั้นน่าจับตามองทีเดียว เพราะกำลังที่ได้มากับ อัตราการใช้เชื้อเพลิง นั้นคุ้มค่าที่จะพัฒนาจริงๆครับ

รถยนต์ลูกผสม(hybrid car) คือรถยนต์ที่มีทั้ง เครื่องยนต์ และ มอเตอร์ไฟฟ้า อยู่ในคันเดียวกัน สามารถขับเคลื่อนได้โดยใช้ มอเตอร์ไฟฟ้า ในช่วงที่ไม่ต้องการกำลังมากนักหรือ ในช่วงความเร็วต่ำ และในช่วงที่รถต้องการกำลังในการขับเคลื่อน ก็จะสลับมาใช้เครื่องยนต์แทน รถยนต์ลูกผสม หรือ Hybrid Car จึงมีความสามารถในการใช้เชื้อเพลิงได้อย่าง ประหยัดและคุ้มค่า ในอนาคตรถยนต์ลูกผสม แบบ Full Hybrid เติมน้ำมันเต็มถังอาจจะวิ่งได้ระยะทางหลายพันกิโลเมตรทีเดียว แต่รถยนต์ลูกผสม ก็มีข้อเสียอยู่เหมือนกัน คือเนื่องจากมันมีทั้ง เครื่องยนต์ และ มอเตอร์ไฟฟ้า อยู่ในคันเดียวกัน จึงทำให้ต้นทุนในการผลิตสูงกว่ารถยนต์ทั่วไป ทั้งยังมีน้ำหนักตัวมากกว่าอีกด้วย การทำให้คนทั่วไปสามารถเข้าถึงได้นั้น จึงมีโอกาสเป็นไปได้ค่อนข้างน้อย สรุปแล้วคือคนที่มีเงินมากกว่ากลับได้ใช้รถยนต์ที่ประหยัดน้ำมันกว่า เออ….ฟังดูแปลกๆแหะ แต่ไม่เป็นไรครับ คนจนอย่างผมคงต้องฝากความหวังไว้กับ รถยนต์ในข้อต่อไปครับ

รถยนต์ไฟฟ้า(electric car) คือรถยนต์ที่ใช้ ไฟฟ้า เป็นพลังในการขับเคลื่อนเพียงอย่างเดียว โดยมีมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นตัวส่งกำลัง รถยนต์ไฟฟ้ามีค่าใช้จ่าย ต่อ ระยะทาง ที่ต่ำมากเมื่อเทียบกับรถยนต์ที่ใช้น้ำมัน และยังมีค่ามลพิษเป็นศูนย์อีกด้วยไม่นับรวมตอนทิ้งแบตเตอรี่นะ ตอนนี้ผู้ผลิตรถยนต์หลายค่ายกำลังทุ่มงบประมาณ เพื่อใช้พัฒนา แบตเตอรี่ สำหรับใช้กับรถยนต์ไฟฟ้าโดยเฉพาะอยู่ครับ คาดว่าคงใช้เวลาอีกไม่นานนัก เราคงได้ใช้รถยนต์ไฟฟ้าเต็มรูปแบบซะที และเมื่อเทคโนโลยีนี้ถูกใช้อย่างแพร่หลายจนมี ต้นทุนในการผลิตลดลงแล้ว การผลิตรถยนต์ไฟฟ้า นั้นจะมีต้นทุนที่ต่ำมาก จนคนทั่วไปสามารถเข้าถึงได้ รถยนต์ไฟฟ้าจะเป็น รถเพื่อประชาชน อย่างแท้จริงในอนาคต ส่วนเรื่องการเปลี่ยนแบตเตอรี่ เมื่อถึงเวลานั้นแล้วคงจะมี ผู้ผลิตแบตเตอรี่หลายค่ายผลิตออกมาวางจำหน่ายมากมายหลายเกรด เหมือนแบตเตอรี่มือถือในปัจจุบันนี้แหละครับ แต่ไม่รู้จะมีแบบที่ระเบิดได้หรือเปล่านะ

ข้อเสียของรถยนต์ไฟฟ้า ก็มีอยู่หลายอย่าง เช่น ใช้งานได้อย่างจำกัด เมื่อไฟหมดก็ต้องหาที่ชาร์จไฟ แถมยังใช้เวลาชาร์จไฟในแต่ละครั้งนานหลายชั่วโมงทีเดียว แต่ข้อนี้ไม่ต้องเป็นห่วงไปครับ เพราะมันเป็น รถเพื่อประชาชน จุดประสงค์ในการใช้งานหลักๆก็คือ การขับไปทำงานแล้วขับกลับบ้าน หรือทำธุระใกล้ๆอย่างเช่น การไปห้างสรรพสินค้า เมื่อกลับมาถึงบ้านก็เสียบปลั๊กชาร์จไฟไว้ พอรุ่งเช้าก็ดึงปลั๊กออก พร้อมใช้งานต่อไป สิ่งที่น่าห่วงคือ รถยนต์ไฟฟ้ามันจะใช้งานได้ระยะทางน้อยลงเรื่อยๆในการชาร์จไปหนึ่งครั้ง เนื่องจากการเสื่อมของแบตเตอรี่นั่นเอง แต่ถึงอย่างไรก็ตามคงต้องมีการพัฒนากันอย่างต่อเนื่อง ทั้งในส่วนของ แบตเตอรี่ และ มอเตอร์ไฟฟ้า ซึ่งเป็นตัวส่งกำลัง ในอนาคตอาจจะมี มอเตอร์ไฟฟ้าที่ระบายความร้อนด้วยของเหลว เพื่อป้องกันการไหม้ในการใช้งานต่อเนื่องเป็นเวลานานก็เป็นไปได้ แหม….พูดแล้วผมรู้สึกตื่นเต้นจัง ที่จะได้เข้าไปขับ รถบังคับวิทยุ เหมือนอย่างที่เคยจินตนาการไว้ในตอนเด็ก

รถยนต์ไฟฟ้าแบบเซลล์เชื้อเพลิง(fuel cell) เจ้านี่แหละครับที่จะเป็น พระเอกตัวจริง ในอนาคต แต่ไม่ใกล้นะครับ เพราะเจ้าเทคโนโลยี เซลล์เชื้อเพลิง หรือ Fuel Cell นั้นมีราคาสูงมากในปัจจุบัน กว่าจะมีราคาลดลงจนคนทั่วไปเข้าถึงได้ คงใช้เวลาอีกนานโขเลยทีเดียว รถยนต์ไฟฟ้าแบบเซลล์เชื้อเพลิงมีรูปแบบคล้ายกับ รถยนต์ไฟฟ้าแบบเสียบปลั๊ก ต่างกันที่การได้มาของไฟฟ้าซึ่งเกิดจาก การเติมไฮโดรเจนเข้าสู่ระบบ เพื่อทำปฏิกิริยาทางเคมี เกิดเป็นไฟฟ้าไหลเข้าสู่ระบบขับเคลื่อน ซึ่งเซลล์เชื้อเพลิงสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้สูงมาก และมีกระแสที่ค่อนข้างเสถียร จึงทำให้รถยนต์ไฟฟ้าแบบเซลล์เชื้อเพลิงมีความแรงเทียบเท่า รถซูเปอร์คาร์ เกินขีดจำกัดของการใช้แบตเตอรี่เก็บไฟฟ้าแบบธรรมดาโดยสิ้นเชิง และยังมีไอเสียที่ปล่อยออกมาจากระบบ เป็นเพียงน้ำบริสุทธิ์เท่านั้น สามารถใช้งานได้ไม่ต่างจากรถยนต์ที่ใช้น้ำมัน

ทีนี้มาดูข้อเสียของระบบเซลล์เชื้อเพลิงกันบ้าง อย่างแรกเลยคือ ราคาแพงมากมาย จนคนรุ่นผมอาจจะรอไม่ไหว…อิอิ… และการผลิตไฮโดรเจน นั้นใช้พลังงานในกระบวนการสูงมาก จึงไม่น่าจะมีราคาถูกกว่า น้ำมันมากนัก รวมถึงการปรับเปลี่ยนสถานีบริการเชื้อเพลิง ซึ่งต้องใช้เวลาและงบประมาณจำนวนมาก สิ่งเหล่านี้เป็นสาเหตุหลักที่ทำให้ ระบบเซลล์เชื้อเพลิง หรือ Fuel Cell นั้นยังเข้าถึงได้ยาก ส่วนข้อสุดท้าย ผมไม่รู้ว่ามันเป็นข้อดี หรือข้อเสียกันแน่ คือระบบนี้มันไม่มีเสียงครับ อย่างที่บอกครับ ว่าระบบเซลล์เชื้อเพลิง นั้นสามารถผลิตกำลังได้เทียบเท่ากับ รถซูเปอร์คาร์ เลยนะครับ ลองนึกภาพรถ Ferrari หรือ รถแข่งในสนาม วิ่งแบบเงียบๆดูสิครับ

รถยนต์แบบอื่นๆ ที่ใช้พลังงานแตกต่างออกไปจากนี้ เช่น พลังงานจากถ่าน(ถ่านที่เป็นคาร์บอน) พลังงานจากขยะ พลังงานจากลม รวมถึงพลังงานแสงอาทิตย์นั้น มีความเป็นไปได้ในการผลิตน้อยมากๆครับ แล้วถ้าในอนาคตข้างหน้า คุณเห็นรถยนต์ที่เป็น พลาสติก ทั้งคันก็ไม่ต้องแปลกใจนะครับ เพราะในอุตสาหกรรมยานยนต์ มีแนวโน้มที่จะนำ พลาสติก เข้ามาแทนชิ้นส่วนที่เป็น โลหะ มากขึ้นเรื่อยๆครับ พอจะนึกภาพรถบังคับวิทยุที่เราเข้าไปขับได้ ออกหรือยังครับ

แล้วพบกันใหม่นะครับ