ปนัดดา ศรีจันทรา

ในช่วงที่เรากำลังเผชิญกับวิกฤตการณ์ราคาน้ำมันเชื้อเพลิงราคาสูง และไม่มีระดับราคาที่แน่นอน จนทำให้ผู้คนต่างได้รับผลกระทบกันไปทั่ว ช่วงเวลานี้บรรดานักวิจัยต่างเร่งค้นคว้าหาทางเลือกของพลังงานที่จะเหมาะสมที่สุด เพื่อนำมาทดแทนน้ำมันปิโตรเลียม แม้ว่าสำหรับประเทศไทยนั้นจะตื่นตัวช้าไปหน่อยกับเรื่องนี้

ไม่เหมือนกับบางประเทศที่ได้มีการใช้งานพลังงานทางเลือกอื่น ๆ กันไปนานแล้ว ทั้ง ๆ ที่ทรัพยากรของประเทศเราก็ไม่ได้น้อยกว่า หรือแตกต่างจากประเทศเหล่านั้นเลย บทความนี้ต้องการนำเสนอตัวอย่างทางเลือกของพลังงานที่เราอาจเลือกนำมาใช้ได้อย่างเป็นรูปเป็นร่าง เพราะในประเทศเราก็มีความพร้อมเช่นเดียวกัน 

นับเวลาเป็นร้อย ๆ ปีแล้วที่มนุษย์เรารู้จักดูดเอาน้ำมันปิโตรเลียมจากใต้พื้นโลกมาใช้ประโยชน์ เป็นเชื้อเพลิงขับเคลื่อนยานยนต์ ในสหรัฐ ฯ มีการใช้นำมันเชื้อเพลิงสูงถึงวันละ 13 ล้านบาร์เรล ดังนั้นเองจึงไม่แปลกเลยที่จะมีคนเรียกน้ำมันว่าทองคำสีดำ “Black Gold” เนื่องจากการเดินทางเป็นวิถีชีวิตของคนเรา

ในแต่ละวันเราขับเคลื่อนยานยนต์เป็นระยะทางหลายร้านกิโลเมตรทั่วโลก โดยแบ่งประเภทของการใช้งานยานยนต์เป็น 3 ประเภท คือยานยนต์ส่วนบุคคล (Personal Vehicle), ยานยนต์ขนส่งเชิงพาณิชย์ (Commercial Truck) และยานยนต์ขนส่งมวลชน (Buses) ยกตัวอย่างเปรียบเทียบโดยอาศัยข้อมูลในประเทศสหรัฐ ได้ดังแผนภาพที่ 1

รูปที่ 1 แสดงปริมาณการใช้ยานยนต์ประเภทต่าง ๆ ในสหรัฐ

ประเทศต่าง ๆ ทั่วโลกต่างต้องซื้อน้ำมันปิโตรเลียม จากประเทศแถบตะวันออกกลาง แต่เนื่องจากปัญหาสงครามทำให้น้ำมันขาดตลาดบางช่วง และยังมีราคาสูงขึ้นอย่างไม่มีเสถียรภาพ อย่างไรก็ตามเรายังคงต้องใช้น้ำมันด้วยความจำใจ ที่นี้ลองหันมามองในแง่ของสภาพแวดล้อมกันบ้าง  

เพราะการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงก่อให้เกิดมลพิษอันเนื่องมาจากไอเสียที่ปล่อยออกมาจากเครื่องยนต์ ก่อให้เกิดปัญหามลภาวะอากาศเป็นพิษสะสมมานานหลายสิบปี กว่าที่จะเริ่มมีการคิดหาทางแก้ด้วยการแสวงหาเชื้อเพลิงชนิดอื่น ๆ มาทนแทนน้ำมันเชื้อเพลิง ตอนนี้อากาศบนพื้นโลกก็เป็นพิษจนเยียวยาได้ยากแล้ว

พลังงานทนแทนหลากหลายแบบที่เรารู้จักกันดี และได้มีการหันมาใช้กันอย่างแพร่หลาย ได้แก่ ก๊าซธรรมชาติ, เมทานอล, เอทานอล, ไบโอดีเซล รวมทั้งพลังงานไฟฟ้า ซึ่งพลังงานดังกล่าวมีทั้งข้อเด่น ข้อด้อย ต่าง ๆ กันไป ขึ้นอยู่กับว่าพลังงานชนิดใดจะคุ้มทุน และสะดวกกับการเลือกใช้มากที่สุด

แก๊สโซลีน เป็นเชื้อเพลิงอีกประเภทหนึ่งที่ผลิตขึ้นมาจากปิโตรเลียม ถูกนำไปใช้กันมากในยานยนต์ส่วนบุคคล เรารู้จักกันในชื่อของ น้ำมันเบนซิน ปริมาณการใช้งานน้ำมันเบนซินแต่ละปีนั้นมหาศาล ไม่มีทีท่าว่าจะลดลงแม้ว่าราคาของน้ำมันเบนซินนั้นจะสูงขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อย้อนไปในช่วงสงครามโลก น้ำมันเบนซินราคา 0.25 ดอลลาร์สหรัฐต่อแกลลอน ทุกวันนี้ราคาสูงกว่าเดิมเยอะมาก

ความเป็นมาของการใช้น้ำมันเบนซิน นั้นเริ่มขึ้นในปี ค.ศ.1859 ในขณะที่ Edwin Drake ค้นพบการกลั่นปิโตรเลียมเป็นน้ำมันก๊าดเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงให้แสงสว่าง แต่ในตอนนั้นได้ทิ้งน้ำมันเบนซินไปเพราะไม่รู้ว่าจะนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างไร จนกระทั่ง ปี ค.ศ.1820 ถึงได้มีการประดิษฐ์เครื่องยนต์แก๊สโซลีนขึ้นมาสำเร็จ เป็นเวลาอีก 100 ปีต่อมายานยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์แก๊สโซลีน และน้ำมันเบนซินก็แพร่หลายไปทั่วโลก พร้อม ๆ กับจำนวนของสถานีบริการน้ำมันเบนซิน

ในช่วงปี ค.ศ. 1950 มีการสร้างรถที่ใหญ่ขึ้น วิ่งเร็วขึ้น จึงมีความต้องการเชื้อเพลิงที่ระดับค่าออกเทนสูง และมีการเติมสารตะกั่วเข้าไปในน้ำมันเบนซินเพื่อเพิ่มสมรรถนะของเครื่องยนต์ ในขณะที่น้ำมันชนิดไร้สารตะกั่วเริ่มมีใช้ในช่วงปี 1970 เพราะมีการรณรงค์ถึงผลเสียต่อสุขภาพ จนกระทั้งปี ค.ศ.1980 น้ำมันแบบไร้สารตะกั่วก็กลายเป็นมาตรฐานในท้องตลาด

น้ำมันเบนซินเผาไหม้ได้ดี ให้พลังงานสูง แต่เป็นพิษ เนื่องจากไอระเหยของแก๊สโซลีนทำให้รู้สึกเวียนหัว หากสูดดมเข้าไปมากอาจทำให้อาเจียนได้ น้ำมันเบนซินเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิล เมื่อเผาไหม้จะสร้างมลภาวะในอากาศ ตั้งแต่ปี ค.ศ.1960 ด้วยข้อกำหนดทางด้านสิ่งแวดล้อม จึงมีการพัฒนาเครื่องยนต์แก๊สโซลีนให้ลดไอเสียจากการเผาไหม้ได้กว่า 95 เปอร์เซ็นต์

น้ำมันดีเซล เป็นน้ำมันปิโตรเลียมชนิดหนึ่ง ซึ่งได้มาจากการกลั่นน้ำมันดิบ ในกระบวนการกลั่นน้ำมันดิบจะสามารถแยกน้ำมันออกมาได้หลายชนิด ได้แก่น้ำมันเบนซิน, น้ำมันก๊าด, น้ำมันหล่อลื่น และน้ำมันดีเซล โดยน้ำมันดิบจำนวน 42 แกลลอน สามารถกลั่นออกมาเป็นน้ำมันดีเซลได้ 10 แกลลอน 

น้ำมันดีเซลใช้กับเครื่องยนต์ดีเซลเท่านั้น และเครื่องยนต์ดีเซลก็มีใช้งานกันแพร่หลายอย่างมาก ไม่ว่าจะเป็นเรือ รถบรรทุก รถไฟ รถบัส และเครื่องจักรทางการเกษตรต่าง ๆ ความเป็นมาของการใช้งานน้ำมันดีเซลนั้นเริ่มจาก Rudolf Diesel ได้ประดิษฐ์เครื่องยนต์ดีเซลขึ้นมาแต่ตอนต้นใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง ต่อจากนั้นมามีการพัฒนานำเอาปิโตรเลียมมาใช้เพราะให้ประสิทธิภาพสูงกว่า 

น้ำมันดีเซล เป็นเชื้อเพลิงที่มีความสำคัญต่อภาคธุรกิจ และการขนส่ง ซึ่งส่งผลโดยตรงกับความเป็นอยู่ของเรา หากน้ำมันดีเซลขาดแคลน หรือมีราคาสูงกว่านี้มากจะยิ่งส่งผลต่อเศรษฐกิจตามมา การหาเชื้อเพลิงมาทดแทนน้ำมันดีเซลเป็นเรื่องยาก เนื่องจากบรรดายานยนต์ในภาคการขนส่งนั้นใช้เครื่องยนต์ดีเซลแทบทั้งสิ้น การเปลี่ยนไปใช้เชื้อเพลิงอื่นๆ จะต้องมีการดัดแปลงเครื่อง และต้องมีการจัดเตรียมแหล่งของเชื้อเพลิงให้เพียงพอกับความต้องการในแต่ละวันให้ได้ ซึ่งในทุกวันนี้ยังไม่ประสบผลสำเร็จ

ข้อดีของการใช้งานน้ำมันดีเซลเมื่อเทียบกับน้ำมันเบนซินก็คือ มันมีอุณหภูมิจุดติดที่สูงกว่า แต่มีข้อเสียตรงที่ควันพิษจากการเผาไหม้น้ำมันดีเซลนั้นสูงกว่ามาก อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีในปัจจุบันได้ทำให้เครื่องยนต์ดีเซลเผาไหม้ได้ดีขึ้น และลดการแพร่กระจายควันพิษได้มากกว่า 8 เท่าเมื่อเทียบกับ 12 ปีที่แล้ว

น้ำมันดีเซลที่มีการปรับปรุงขึ้นด้วยค่าของซัลเฟอร์ที่ต่ำลงช่วยลดควันพิษจากการเผาไหม้ลงได้มาก โดยน้ำมันดีเซลแบบ Ultra Low Sulfur Diesel (ULSD) ที่ผลิตขึ้นใหม่เป็นเชื้อเพลิงที่มีความสะอาดมาก ช่วยลดมลพิษได้ถึง 90 เปอร์เซ็นต์ และลดปริมาณสารประกอบไนโตรเจน ได้ 25-50 เปอร์เซ็นต์

เทคโนโลยีของยานยนต์พลังงานร่วม ก็คือยานยนต์ที่ใช้มอเตอร์ไฟฟ้า (Electric Motor) อาศัยพลังงานจากแบตเตอรี่ กับเครื่องยนต์แก๊สโซลีน ทำงานร่วมกัน เรียกยานยนต์ประเภทนี้ว่า HEVs โดยสมรรถนะแล้ว HEVs ขับเคลื่อนในระยะทางใกล้ความเร็วปานกลางด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า และใช้เครื่องยนต์แก๊สโซลีนสำหรับการเดินทางระยะไกล ๆ ด้วยความเร็วสูง รถยนต์ HEVs สามารถวิ่งด้วยระยะทางมากกว่ารถยนต์ธรรมดาถึง 50% ด้วยปริมาณเชื้อเพลิงเท่า ๆ กัน และให้กำลัง และสมรรถนะเท่ากันอีกด้วย

ความแตกต่างก็คือ เมื่อเราขับรถยนต์ HEVs เราจะไม่ได้ยินเสียงเครื่องยนต์เลยเมื่อมันอยู่ในโหมดของการขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า ต่อเมื่อต้องการแรงขับที่สูงขึ้น หรือต้องการเร่งความเร็วสูง ๆ จึงจะเปลี่ยนไปขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์แก๊สโซลีน ความสะดวกอีกอย่างหนึ่งของการใช้งาน HEVs ก็คือเราไม่ต้องคอยชาร์จไฟเข้าแบตเตอร์รี่ เพราะเครื่องยนต์จะทำหน้าที่ประจุไฟให้เองเมื่อระดับแรงดันไฟฟ้าต่ำลง 

ในแง่ของการเป็นมิตรต่อสภาพแวดล้อมนั้น HEVs ช่วยลดปริมาณการปล่อยควันพิษได้กว่า 1.5 เท่า ด้วยเหตุนี้เองอีกไม่นานนี้จะมีรถ HEVs ออกขาย และวิ่งตามท้องถนน ยกตัวอย่างเช่น รถยนต์ HEVs ของฮอนด้า (Honda Insight) ดังแสดงในรูปที่ 1 สามารถวิ่งด้วยระยะทางถึง 600 ไมล์ ด้วยน้ำมันเชื้อเพลิงถังเดียว, ฮอนด้าซีวิค ในรุ่นที่เป็น HEVs ก็สามารถวิ่งได้ไกลกว่า 50 ไมล์ ด้วยน้ำมันเพียง 1 แกลลอน

นอกจากนี้ก็ยังมีรถ HEVs ของโตโยต้า รุ่น Prius ซีดาน 5 ที่นั่ง ที่สามารถเดินทางได้ไกลถึง 600 ไมล์ด้วยน้ำมันเพียงถังเดียว ในขณะที่ฟอร์ด (FORD) ผลิตรถยนต์ Hybrid SUV เป็นเจ้าแรกสู่ท้องตลาด มีสมรรถนะการเดินทางได้ไกล 450 ไมล์ต่อเชื้อเพลิง 1 ถัง

รูปที่ 2 หน้าตาของรถยนต์ HEVs รุ่น Insight ของฮอนด้า และ Toyota Prius

ในปี ค.ศ.2006 ที่ผ่านมานี้นับได้ว่ามีรถยนต์ HEVs กว่า 11 รุ่นออกสู่ตลาด รวมทั้งรถบรรทุก HEVs อีก 2 รุ่น และรถยนต์ยี่ห้อดังอย่าง LEXUS ก็ได้เปิดตัว HEVs รุ่นแรกของตัวเองด้วยเช่นกัน มีการคาดการณ์ว่าภายในปี ค.ศ.2008 นี้จะมีรถ HEVs ผลิตออกมาสู่ตลาดมากถึง 24 รุ่น 

เอทานอล เป็นเชื้อเพลิงสะอาด ไม่มีสี ผลิตขึ้นมาจากน้ำตาล ที่อยู่ในเมล็ดพืช เช่นข้าวโพด, ข้าวฟ่าง ข้าวสาลี และเปลือกมันฝรั่ง ทั้งนี้มีวิธีการหลายอย่างที่จะผลิตเอทานอลจากวัตถุดิบดังกล่าวซึ่งเรียกว่า Biomass ยกตัวอย่างการใช้งานในประเทศบราซิล นั้นรถยนต์ใช้เอทานอล ที่ผลิตขึ้นจากอ้อย

นอกจากนี้เทคโนโลยีปัจจุบันทำให้สามารถผลิตเอทานอลได้จากต้นไม้, หญ้า และต้นพืช ทั้งนี้การใช้ต้นไม้ และหญ้าผลิตเอทานอลจะใช้พลังงานน้อยกว่าการผลิตด้วยเมล็ดพืช เนื่องจากจะต้องทำการเพาะปลูกและเก็บเกี่ยวเมล็ดพืชในทุก ๆ ปี  

ดังนั้นเองนักวิทยาศาสตร์จึงให้ความสนใจเกี่ยวกับการพัฒนาเทคโนโลยีการปลูกต้นไม้ให้เติบโตเร็วขึ้นสำหรับตอบสนองกับการนำมาผลิตเอทานอลได้อย่างเพียงพอในช่วงเวลา 10 ปีข้างหน้านี้ ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้านี้เมื่อเราขับรถผ่านทุ่งหญ้า หรือไร่ข้าวโพด ก็จะพบว่าไม่ได้ถูกปลูกขึ้นเพื่อนำมาทำอาหารสัตว์เหมือนแต่ก่อน แต่เน้นปลูกขึ้นเพื่อนำมาผลิตเมทานอลนั่นเอง

อันที่จริงแล้วเอทานอลไม่ใช่เชื้อเพลิงรูปแบบใหม่ เพราะเคยมีการผลิตขึ้นมาตั้งแต่ปี ค.ศ.1908 โดยเฮนรี่ ฟอร์ด ได้ผสมแก๊สโซลีนกับแอลกอฮอล์ และเรียกมันว่า “เชื้อเพลิงแห่งอนาคต” จากนั้นในปี ค.ศ.1919 ก็ได้มีข้อห้ามการผลิต และใช้เอทานอล เนื่องจากมีการดัดแปลงเพื่อบริโภคเป็นสุราชนิดหนึ่ง จะมีการจำหน่ายได้ก็ต่อเมื่อนำไปผสมกับปิโตรเลียมเท่านั้น  

อย่างไรก็ตามมีการยกเลิกข้อห้ามนี้ในอีก 14 ปีต่อมา ทำให้มีการนำเอทานอลกลับมาใช้เป็นเชื้อเพลิงอีกครั้ง อย่างไรก็ตามหลังสงครามโลกครั้งที่ 2 ความนิยมใช้เอทานอลก็ลดน้อยลงเพราะน้ำมันมีราคาถูกลง

ทุกวันนี้มีการผลิตเอทานอลปริมาณกว่า 1 พันล้านแกลลอนต่อปี น้ำมันเบนซินที่มีส่วนของเอทานอล 10 % ถูกเรียกว่า “E10” มีการใช้งานกันแพร่หลายในเขตชนบทของสหรัฐ ฯ และเนื่องจากเอทานอลประกอบไปด้วยออกซิเจน การนำไปผสมในน้ำมันเบนซินจึงช่วยลดการแพร่กระจายของก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ได้มากถึง 25 เปอร์เซ็นต์  

หากผสมเอทานอล 85% กับน้ำมันเบนซิน 15 เปอร์เซ็นต์ จะได้เป็น “E85” ซึ่งก็เป็นสูตรน้ำมันเชื้อเพลิงใหม่ที่ปัจจุบันนี้มีการใช้งานกันอย่างแพร่หลายในบางเมืองของสหรัฐ ฯ สำหรับเครื่องยนต์ที่จะใช้ E85 อาจต้องมีการออกแบบให้มีความยื่นหยุ่นต่อเชื้อเพลิงมากยิ่งขึ้น เรียกเครื่องยนต์นี้ว่า “Flexible Fuel Vehicles”

รูปที่ 3 ลักษณะสถานีเติมน้ำมัน E85 มีลักษณะเช่นเดียวกับสถานีเติมน้ำมันเบนซิน และสมรรถนะของรถยนต์ที่ใช้ E85 รวมทั้งการดูแลรักษาก็เหมือนกันด้วย

เนื่องจากเชื้อเพลิงเอทานอลนั้นผลิตจากพืช ซึ่งดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และคายออกซิเจนออกมา กระบวนการนี้จึงช่วยทำให้เกิดสมดุลของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ ในบ้านเรายังคงไม่มีการนำเอทานอล หรือ E85 มาใช้เนื่องจากตัวแปรหลาย ๆ อย่างไม่ว่าจะเป็นการเลือกใช้วัตถุดิบ, ความพอเพียง, ความต่อเนื่องของวัตถุดิบ, เทคโนโลยีที่ใช้ผลิต, ค่าลงทุน และความคุ้มทุน สำหรับอนาคตของเชื้อเพลิงรูปแบบนี้นั้น ขึ้นอยู่กับว่าเราจะสามารถผลิตเอทานอลได้จากทุก ๆ ส่วนของพืช และต้นไม้ ด้วยต้นทุนที่ต่ำลงได้กว่านี้ 

ก๊าซโพรเพน หรือที่เรียกกันว่าก๊าซ LPG (Liquefied Petroleum Gas) อันที่จริงแล้วเป็นก๊าซที่ไร้สี ไร้กลิ่น แต่ที่เราได้กลิ่นเหม็นก็เพราะมีการเติมกลิ่นเข้าไปเพื่อความปลอดภัยหากเกิดการรั่วไหล ก๊าซ LPG ได้มาจากกระบวนการกลั่นปิโตรเลียม และกระบวนการของก๊าซธรรมชาติ

ในสภาวะปกตินั้น LPG มีสถานะเป็นก๊าซ แต่เมื่อมีการนำไปอัดเข้าถังด้วยความดันมันก็จะเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว ทั้งนี้ก๊าซ LPG ปริมาณ 270 แกลลอน เมื่อถูกอัดเข้าถังจะมีปริมาณเหลือเพียง 1 แกลลอน เท่านั้น การเตรียม LPG เพื่อใช้งานเป็นเชื้อเพลิงจึงมีความสะดวกเป็นอย่างมาก เนื่องจากสามารถบรรจุก๊าซได้มากในถังขนาดเล็ก

การใช้งาน LPG ในยานยนต์นั้นมีมานานกว่า 75 ปีแล้ว สำหรับรถยนต์ต่าง ๆ บนท้องถนนที่เราพบเห็นได้ทั่วไป เนื่องจากต้นทุนที่ต่ำกว่าน้ำมัน ทำให้ประหยัดได้มากกว่า 30 เปอร์เซ็นต์ นอกจากนี้เครื่องยนต์ที่ใช้ก๊าซ LPG จะเผาไหม้ได้ดีกว่าเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมัน ไอเสียที่ปล่อยออกมาจึงสะอาดกว่า และเป็นมิตรกับสภาพแวดล้อม ปัจจุบันสถานีเติมก๊าซ LPG มีเพิ่มมากขึ้นจนแพร่หลาย ทำให้มีคนหันมาใช้ก๊าซ LPG กันมากขึ้น

เมื่อก๊าซ LPG เผาไหม้จะสร้างมลพิษในขึ้นน้อยกว่าการใช้น้ำมันเบนซิน โดยมีการแพร่กระจายของก๊าซคาร์บอนนอนออกไซด์ต่ำกว่า 50-92 เปอร์เซ็นต์ และการแพร่กระจายของไฮโดรคาร์บอน ต่ำกว่า 30-62 เปอร์เซ็นต์

ก๊าซธรรมชาติ (Compressed Natural Gas) เป็นเชื้อเพลิงประเภท ที่ไม่สามารถนำกลับมาใช้ได้ใหม่ (Non-Renewable) อีกชนิดหนึ่ง จากเดิมที่เราใช้เพื่อสร้างความร้อน เผาไหม้วัตถุ และเพื่อการหุงต้มในชีวิตประจำวัน ก่อนที่จะถูกนำมาใช้กันแพร่หลายมากขึ้นในทุกวันนี้ แต่เดิมในประเทศไทยการใช้กับรถยนต์ขนาดใหญ่ เช่น รถประจำทาง และรถของหน่วยงานราชการ 

นอกจากข้อดีในเรื่องของความเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมแล้วนั้น CNG ยังมีต้นทุนที่ต่ำ และเผาไหม้ได้สะอาดกว่า LPG แต่การนำเป็นเชื้อเพลิงในรถยนต์ จะต้องอัดก๊าซเข้าถังด้วยความดันสูงกว่ากรณีของ LPG หลายเท่าจึงจะสามารถให้กำลัง และใช้งานได้อย่างเพียงพอและคุ้มค่า และเทียบเท่ากับ LPG

ด้วยเหตุนี้เองถังบรรจุ CNG จึงต้องมีขนาดใหญ่ และหนาเป็นพิเศษพอที่จะทนทานต่อแรงดันในถัง และทนทานต่อแรงกระแทกกรณีที่รถเกิดการชน ข้อเสียอย่างหนึ่งของการใช้ CNG ก็คือรถยนต์จะวิ่งได้ระยะทางที่น้อยกว่า ทำให้สิ้นเปลืองพื้นที่โดยสารเพื่อเพิ่มขนาดถังบรรจุก๊าซให้ใหญ่ขึ้น

ในประเทศที่มีความพร้อม และพัฒนามาก่อน มีการใช้ก๊าซธรรมชาติแบบ 100 เปอร์เซ็นต์ในรถยนต์ ด้วยการออกแบบและผลิตรถที่ใช้เชื้อเพลิงเป็นก๊าซธรรมชาติเพียงอย่างเดียว ในบ้านเราใช้งานแบบ 2 ระบบ นั่นคือใช้ร่วมกับน้ำมันเบนซิน หรือน้ำมันดีเซล ทั้งนี้ถ้าเป็นเครื่องยนต์ที่ทำงานด้วยก๊าซเพียงอย่างเดียวก็จะให้สมรรถนะที่สูงกว่า และลดการแพร่กระจายของควันพิษได้มากกว่า อย่างไรก็ตามในประเทศไทยยังมีสถานีเติมก๊าซไม่เพียงพอ ทุกวันนี้จึงต้องใช้งานแบบ 2 ระบบไปก่อน

ไบโอดีเซล ก็คือเชื้อเพลิงที่ผลิตมาจากน้ำมันเหลือใช้ ไม่ว่าจะเป็นน้ำมันพืชจากครัวเรือน, ภัตตาคาร, ไขมันสัตว์, น้ำมันมะพร้าว หรือน้ำมันปาล์ม เราสามารถนำมาใช้ได้โดยตรงเป็นสูตรไบโอดีเซล 100% (B100) หรือหากนำมาผสมกับน้ำมันดีเซลในอัตราส่วน น้ำมันดีเซล 80% และน้ำมันพืชเหลือใช้ 20% จะได้เป็นน้ำมันชนิด B20 นำไปใช้กับรถบรรทุกได้โดยไม่ต้องมีการดัดแปลงเครื่องยนต์ 

น้ำมันดีเซลทั่วไปมีส่วนประกอบของซัลเฟอร์ ซึ่งทำลายสภาพแวดล้อมเมื่อมีการเผาไหม้น้ำมัน แต่ถ้าสกัดเอาซัลเฟอร์ออกจากน้ำมันดีเซล ก็จะทำให้น้ำมันใช้งานได้ไม่ดี การเติมไบโอดีเซลเข้าไปสามารถแก้ปัญหานี้ได้ เพราะไบโอดีเซลไม่มีส่วนประกอบของซัลเฟอร์ ระดับของซัลเฟอร์ในน้ำมันจึงลดลง การใช้งานไบโอดีเซลยังส่งผลดีต่อถังบรรจุน้ำมันดีเซลของรถด้วย เพราะมันทำหน้าเหมือนกับสารชำระล้าง และละลายตะกอนของแข็งที่เกาะติดอยู่ภายในถัง และท่อต่าง ๆ 

ทุกวันนี้การใช้งานไบโอดีเซลยังไม่แพร่หลาย เนื่องจากน้ำมันไบโอดีเซลตามมาตรฐานสากลนั้นมีคุณสมบัติเทียบเคียงได้กับน้ำมันดีเซลที่ผลิตจากน้ำมันปิโตรเลียม ดังนั้นผลกระทบต่อเครื่องยนต์ถือได้ว่าไม่มีผลทางด้านลบ หรือในกรณีของเครื่องยนต์เก่า อาจมีความจำเป็นต้องเปลี่ยนซีลยางบางส่วนเท่านั้นเอง โดยทั่วไป การใช้น้ำมันไบโอดีเซลในต่างประเทศนั้นนิยมนำไปผสมเป็นสูตรต่าง ๆ เช่น

* B2 (ไบโอดีเซล 2%: ดีเซล 98%) มีจำหน่วยทั่วไปในมลรัฐมินนิโซตา ประเทศสหรัฐอเมริกา
* B5 (ไบโอดีเซล 5%: ดีเซล 95%) มีจำหน่วยทั่วไปในประเทศฝรั่งเศส โดยกว่าครึ่งหนึ่งของน้ำมันดีเซลที่จำหน่วยเป็นน้ำมันสูตร B5
* B20 (ไบโอดีเซล 20%: ดีเซล 80%) เป็นน้ำมันผสมที่คณะกรรมการไบโอดีเซลแห่งชาติ และสำนักงานป้องกันสิ่งแวดล้อมของประเทศสหรัฐอเมริกาแนะนำให้ใช้ตามกฎหมายยานยนต์เชื้อเพลิงทดแทนของประเทศ (Alternative Motor Fuels Act: AMFA 1988)      

ปัจจุบันนิยมใช้ในประเทศสหรัฐอเมริกา โดยเฉพาะรถของบริษัทและรถของหน่วยงานราชการกว่า 147 แห่ง รวมทั้งการใช้ยานยนต์ในพื้นที่ที่ต้องคำนึงถึงมลพิษเป็นพิเศษ เช่น รถรับส่งนักเรียน รถประจำทาง เรือ หรือ เครื่องจักรกลที่ใช้ในเหมืองแร่ ทั้งนี้ได้รับการรับรองจากบริษัทผู้ผลิตระบบหัวฉีดน้ำมันเและเครื่องยนต์ 

* B40 (ไบโอดีเซล 40%: ดีเซล 60%) เป็นสูตรที่ใช้ในรถขนส่งมวลชนในประเทศฝรั่งเศส ทั้งนี้เพื่อผลในการลดมลพิษ
* B100 (ไบโอดีเซล 100%) เป็นน้ำมันไบโอดีเซลร้อยละ 100 ที่ใช้ในประเทศเยอรมนีและออสเตรีย โดยได้รับการรับรองจากบริษัทผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่ของประเทศ 

ปัจจุบันประเทศไทยยังไม่มีการใช้งานไบโอดีเซลอย่างแพร่หลาย อันเนื่องมาจากข้อจำกัดหลายๆ อย่างไม่ว่าจะเป็น ปริมาณ และการรวบรวมที่ไม่เพียงพอต่อการใช้งาน, ราคาต้นทุนนั้นยังใกล้เคียงกับน้ำมันดีเซล และยังไม่มีการประกาศกำหนดมาตรฐานของไบโอดีเซล

มีการจำหน่ายไบโอดีเซลในเชิงพาณิชย์ที่สถานีบริการน้ำมัน ปตท. ตั้งแต่วันที่ 11 กรกฎาคม 2544 โดยปัจจุบัน ปตท. มีสถานีบริการน้ำมันที่จำหน่ายน้ำมันดีเซลปาล์ม (บริสุทธิ์) แล้ว 4 แห่งใน กทม. ได้แก่

ในปี ค.ศ.1891 มีการประดิษฐ์รถไฟฟ้าขึ้นครั้งแรกในสหรัฐ ฯ โดย วิลเลียม มอริสัน จนถึงวันนี้มีรถไฟฟ้าวิ่งอยู่บนท้องถนนนับแสนคันทั่วโลก แม้ว่าตลอดเวลาที่ผ่านมานั้นปัญหาของการออกแบบ และสร้างรถไฟฟ้านั้นก็คือ การพัฒนาแบตเตอรี่ ให้มีประสิทธิภาพสูงเหมาะกับการนำมาใช้งานได้อย่างลงตัวนั่นเอง

เนื่องจากรถไฟฟ้า ต้องอาศัยพลังงานจากแบตเตอรี่ และต้องมีการประจุไฟใหม่ซ้ำหลายรอบ และยิ่งต้องการกำลังไฟจากแบตเตอรี่มากเท่าไหร่ เราจะต้องใช้แบตเตอรี่ที่มีขนาดใหญ่ตามไปด้วย หรือต้องใช้แบตเตอรี่หลาย ๆ ก้อนมาต่อเรียงกัน ลักษณะการใช้งานแบบนี้ไม่เกิดความสะดวกเท่าไหร่ในเรื่องของพื้นที่เก็บแบตเตอรี่บนรถยนต์ซึ่งมีจำกัด รถไฟฟ้าหลายรุ่นผลิตขึ้นมามีน้ำหนักของแบตเตอรี่ครึ่งหนึ่งของน้ำหนักรถ นอกจากนี้เมื่อครบ 3 ปี หรือ 6 ปี แบตเตอรี่ก็จะเสื่อมสภาพ ถึงเวลาต้องเปลี่ยน ด้วยค่าใช้จ่ายที่สูงอีกด้วย

กล่าวได้ว่าเทคโนโลยีของแบตเตอรี่ เป็นตัวหยุดยั้งการพัฒนารถไฟฟ้า ให้สามารถผลิตออกมาใช้งานได้อย่างแพร่หลายเหมือนที่ควรจะเป็น รถไฟฟ้ายังไม่เหมาะกับการขับขี่ระยะไกล ๆ เพราะต้องมีการชาร์จไฟบ่อย ๆ หากขับขี่ด้วยความเร็วสูงแบตเตอรี่ก็จะหมดเร็วขึ้น ทั้งนี้ความเร็วเฉลี่ยที่สามารถทำได้อาจอยู่ที่ 60 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

ทั้งนี้ความเร็วเฉลี่ยที่สามารถทำได้อาจอยู่ที่ 60 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ในระยะทางสั้น ๆ รถไฟฟ้าที่ผลิตออกขายในท้องตลาดวันนี้มีหลากหลายยี่ห้อ ยกตัวอย่างเช่น โตโยต้า RAV-4EV, ฟอร์ด, จีเอ็ม และฮอนด้า ซึ่งต่างได้มีการผลิตรถไฟฟ้าออกมาในช่วงปี 2002 แม้ว่าจำนวนการผลิตจะลดลงไปเนื่องจากหันไปผลิตรถแบบไฮบริด ซึ่งใช้เครื่องยนต์ร่วมกับมอเตอร์ไฟฟ้า

ในขณะเดียวกันก็ได้มีความพยายามพัฒนาเทคโนโลยีของแบตเตอรี่ ให้สามารถผลิตแบตเตอรี่ต้นแบบที่ให้กำลังไฟฟ้ามากขึ้นในขณะที่ขนาดตัวเล็กลง เหมือน ๆ กับแบตเตอรี่ที่ใช้กันในคอมพิวเตอร์แบบมือถือ โดยมีการคาดการณ์ว่าจะสามารถสร้างให้แบตเตอรี่สามารถให้กำลังงานไฟฟ้าได้ 2 เท่าของที่ใช้ในรถไฟฟ้าปัจจุบันนี้

รูปที่ 4 แสดงสถานีชาร์จแบตเตอรี่รถไฟฟ้า ในสหรัฐ ฯ

รถไฟฟ้า ไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสภาพแวดล้อมโดยตรง เพราะไม่มีท่อไอเสีย แต่การผลิตกระแสไฟฟ้าเพื่อมาชาร์จแบตเตอรี่นั้นก่อให้เกิดมลภาวะขึ้นได้ เพราะถ่านหิน, น้ำมัน, นิวเคลียร์ และก๊าซ ซึ่งนำมาผลิตกระแสไฟฟ้านั้นเมื่อมีการเผาไหม้ก็จะก่อให้เกิดควันพิษปล่อยออกจากปล่องควันโรงไฟฟ้า ในลักษณะเช่นเดียวกับควันพิษที่ปล่อยออกจากท่อไอเสียรถยนต์บนท้องถนน อย่างไรก็ตามมลพิษที่เกิดในโรงงานไฟฟ้านั้นสามารถควบคุมได้ และโรงไฟฟ้าก็ไม่ได้อยู่ในตัวเมืองด้วย

สำหรับคนที่กำลังใช้รถไฟฟ้าอยู่ คงพอใจที่ไม่ต้องคอยดูแลรักษาเครื่องยนต์มากนัก เพราะรถไฟฟ้าไม่มีชิ้นส่วน และอะไหล่ นับร้อยชิ้นเหมือนเครื่องยนต์เบนซิน และไม่มีความจำเป็นต้องเข้าศูนย์บริการอย่างสม่ำเสมออีกด้วย เมื่อแบตเตอรี่หมดก็สามารถเสียบปลั๊กไฟชาร์จแบตเตอรี่ที่บ้านได้เลย นอกจากนี้ในสหรัฐยังมีสถานีชาร์จแบตเตอรี่ไว้บริการเป็นจำนวนเกือบพันแห่งแล้วด้วย 

ถ้าไม่ได้รีบร้อนในการเดินทางมากนัก หรือถ้ามีการพัฒนาแบตเตอรี่ขึ้นสำเร็จในเร็ววันนี้ ก็ไม่แน่ว่าคนที่กำลังเก็บเงินซื้อรถอยู่ เงินเก็บอาจจะครบทันซื้อรถไฟฟ้ารุ่นใหม่สักคันพอดี

เมทานอล เป็นแอลกอฮอล์ ไร้สี ไร้กลิ่น ผลิตได้จากก๊าซธรรมชาติ, ถ่านหิน, น้ำมัน หรือไบโอแมส (Biomass) โดยเมทานอลที่ใช้กันอยู่ในสหรัฐ ฯ นั้นผลิตขึ้นจากก๊าซธรรมชาติ ซึ่งบางครั้งเรียกว่า มีเทน (Methane) และสถานีผลิตเมทานอลนั้นมักจะอยู่ใกล้กับโรงงานผลิตแอมโมเนีย เนื่องจากต้องใช้ก๊าซชนิดเดียวกันในกระบวนการผลิต

รูปที่ 5 แสดงสถานีเติมเชื้อเพลิงเมทานอล ในสหรัฐ ฯ

มีการใช้งานเมทานอลบริสุทธ์ 100 เปอร์เซ็นต์ (M100) เป็นเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์ แต่ก็มีการดัดแปลงผสมด้วยน้ำมันเบนซิน 15 เปอร์เซ็นต์ เป็นสูตร M85 เพื่อให้เหมาะใช้กับรถยนต์ โดยไม่ต้องมีการดัดแปลงเครื่องยนต์มากนัก

ในปัจจุบันยังไม่มีบริษัทผู้ผลิตรายใดผลิตรถยนต์เชื้อเพลิงเมทานอล ทั้งนี้เพราะต้นทุนของเมทานอลใกล้เคียงกับน้ำมันเบนซิน และเมื่อเปรียบเทียบกับน้ำมันเบนซินแล้ว เมทานอลวิ่งได้ระยะทางสั้นกว่า แต่เนื่องจากค่าออกเทนของเมทานอลสูงกว่า ทำให้รถวิ่งได้เร็วกว่ามาก

ทุกวันนี้ในสหรัฐ มีรถยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงเมทานอล สูตร M85 กว่า 5,000 คัน โดยเฉพาะในรัฐแคลิฟอร์เนีย และมีสถานีเติมเมทานอลมากที่สุดด้วย ทั้งนี้จำนวนครึ่งของการใช้งานเป็นรถยนต์ส่วนบุคคล อีกครึ่งเป็นรถของหน่วยงานราชการ 

เมทานอล อาจไม่ใช่เชื้อเพลิงที่สมบูรณ์แบบมากนัก แต่เนื่องจากมีค่าออกเทนสูง กว่าน้ำมันเบนซิน ช่วยให้เครื่องยนต์เผาไหม้ได้อย่างสะอาด และช่วยเพิ่มแรงม้าให้เครื่องยนต์ จึงมีการนำไปใช้สำหรับรถแข่งกันอย่างแพร่หลาย

เซลล์เชื้อเพลิงอาจเป็นคำตอบสุดท้าย ของระบบขนส่งในอนาคต ทั้งนี้เพราะไฮโดรเจน เป็นสิ่งมีอยู่มากมายบนพื้นโลกนี้ และไม่เหมือนกับก๊าซ เพราะเราสามารถผลิตไฮโดรเจนได้จากวัตถุดิบอื่น ๆ เช่น การแยกโฮโดรเจนออกมาจากน้ำ, การแตกโมเลกุลของก๊าซธรรมชาติ, ไบโอแมส หรือได้จากถ่านหิน เป็นต้น

ยานอวกาศ ใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนทยานออกนอกโลกมานานแล้ว แต่เรายังคงชื้อไฮโดรเจนสำหรับรถยนต์ไม่ได้ในวันนี้ ที่ผ่านมาหลายปีนี้มีการวิจัยเครื่องยนต์ที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ซึ่งอาศัยไฮโดรเจน กับออกซิเจน สร้างกระแสไฟฟ้าขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้า เพื่อให้รถวิ่งไปได้ แทนที่จะใช้พลังงานจากแบตเตอรี่

ไฮโดรเจนมีสถานะปกติเป็นก๊าซ และเป็นการยากที่เราจะจัดเก็บเอาไว้ในรูปของเหลว เนื่องด้วยยังไม่มีเทคโนโลยีนั่นเอง และต้นทุนในการผลิตก็ยังคงสูง อุปสรรคอย่างหนึ่งก็คือการบรรจุเชื้อเพลิงไฮโดรเจนเพื่อใช้งานนั้นต้องอาศัยถังเชื้อเพลิงขนาดใหญ่กว่ารถยนต์เบนซินถึง 6 เท่า อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีของเซลล์เชื้อเพลิงเป็นมิตรอย่างมากกับสภาพแวดล้อม เพราะของเสียที่ปล่อยออกจากท่อไอเสียก็คือน้ำบริสุทธิ์นั่นเอง

ล่าสุดผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่อย่างฮอนด้า ได้สร้างรถต้นแบบที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิงขึ้นมา และประกาศในมอเตอร์โชว์ 2007 ที่โตเกียวว่าปีหน้าจะมีการผลิตรถยนต์พลังงานเซลล์เชื้อเพลิงออกจำหน่าย ปริมาณมากกว่า 1,000 คันโดยรถต้นแบบจะสามารถวิ่งได้ระยะทางประมาณ 270 ไมล์ต่อเชื้อเพลิง 1 ถัง และแม้ว่าจะมีการตั้งข้อสังเกตเกี่ยวกับสถานีเติมก๊าซที่อาจไม่มีเพียงพอ แต่ผู้บริหารของฮอนด้ากล่าวว่า “เมื่อมีดีมานด์ของรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงเกิดขึ้น ธุรกิจการจำหน่ายไฮโดรเจนก็จะเกิดขึ้นตามมา”

ในขณะที่เกิดวิกฤติ ก็เหมือนจะมีโอกาสที่ดีสำหรับมนุษย์ที่จะมุ่งมั่นค้นหาเชื้อเพลิงชนิดอื่น ๆ มาทดแทนน้ำมันเชื้อเพลิงจากดินแดนตะวันออกกลาง อย่างไรก็ตามถ้าวันหนึ่งในอนาคตที่เรารู้จัก และสามารถหาเชื้อเพลิงทดแทนมาใช้งานได้อย่างโดยง่าย จนทำให้ปัญหาการขาดแคลนเชื้อเพลิงหมดไป ในวันนั้นการใช้งานเชื้อเพลิงราคาถูกกันอย่างไม่ต้องกลัวหมด จะก่อให้เกิดมลพิษ และความร้อนให้กับโลกใบนี้อย่างทวีคูณหรือไม่