สุภัทรชัย สิงห์บาง

          ทุกวันนี้เรื่องของราคาน้ำมันแพงขึ้นเป็นประเด็นหลัก ๆ ในชีวิตประจำวันของเราที่จะได้ยิน และต้องเผชิญกันอยู่ เพราะยังไงเราก็ไม่มีทางเลือกที่จะต้องใช้น้ำมันเติมใส่รถแล้วขับออกไปทำงาน หรือไม่ก็จนกว่าที่จะมีรถรุ่นใหม่ออกมาเป็นแบบที่ไม่ต้องใช้น้ำมัน ซึ่งที่จริงก็มีแล้วทั้งแบบที่ใช้ก๊าซ, รถยนต์พลังงานไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ หรือที่เราเฝ้ารอกันมาในช่วง 5 ปีที่ผ่านมานี้ คือรถยนต์ที่ใช้พลังงานจากเซลล์เชื้อเพลิง (Fuel Cell) หรือ Fuel Cell Vehicle (FCV)

          เซลล์เชื้อเพลิง เป็นเทคโนโลยีที่คิดค้นได้ และเป็นที่รู้จักกันมานานแล้ว เมื่อมีคนคิดได้ว่าจะนำมาใช้เป็นพลังงานขับเคลื่อนยานยนต์ ทั่วโลกต่างพยายามค้นคิด ออกแบบสร้างรถยนต์พลังงานเซลล์เชื้อเพลิงในตลอดเวลา 5 ปีที่ผ่านมานี้ ล่าสุดในปี ค.ศ. 2005 นี้มีรถยนต์พลังงานเชลล์ชื้อเพลิงวิ่งบนถนนทั่วโลกแล้ว ในโอกาสนี้จะขอนำเอาเรื่องราวของรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงยี่ห้อต่าง ๆ รุ่นต่าง ๆ มาแนะนำให้ผู้อ่านได้รู้จักกัน เผื่อว่าจะได้เห็นของจริงวิ่งอยู่บนถนนในบ้านเราบ้างในอนาคต

          บริษัทรถยนต์ยี่ห้อโตโยต้าผลิตรถต้นแบบ ที่ใช้พลังงานเซลล์เชื้อเพลิงออกมาแล้วหลายรุ่น โดยใช้รหัสย่อ FCHV (Fuel Cell Hybrid Vehicle) เริ่มต้นจากปี ค.ศ. 1992 ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นการพัฒนา และกว่าจะออกมาเป็นรถคันแรกก็เลยไปถึงเดือนตุลาคม ปี 1996 ในงานแสดงรถยนต์ ณ เมืองโอซากา ประเทศญี่ปุ่น มีการนำเอารถยนต์ที่ใช้พลังงานเซลล์เชื้อเพลิงคันแรกมาแสดง

เป็นรถยนต์ต้นแบบที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิงแบบ Stack มีถังเติมไฮโดรเจนในตัวรถแบบ Hydrogen-absorbing Alloy Tank จากนั้นมาแค่ปีเดียว ก็มีการผลิตรถ FCHV คันแรกของโลกออกมา เป็นรถยนต์พลังงานเซลล์เชื้อเพลิงที่ติดตั้งอุปกรณ์ Methanol Reformer แบบ on-board 

          การพัฒนารถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงของโตโยต้าเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง มีรถยนต์ออกสู่ตลาดมาในชื่อรุ่น FCHV-3, FCHV-4, รถบัสเซลล์เชื้อเพลิงรุ่น FCHV-BUS1, FCHV-BUS2 และ MOVE FCV-K-2 เป็นต้น ดังแสดงในรูปที่ 1

รูปที่ 1 รถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงรุ่นต่าง ๆ ของ Toyota

          เทคโนโลยีล่าสุดของยานยนต์เซลล์เชื้อเพลิงของโตโยต้า เป็นรถบัสขนาดใหญ่ และมีการลงโฆษณาในหนังสือพิมพ์เมื่อไม่นานมานี้ด้วย นั่นคือ FCHV-BUS2

รูปที่ 2 รูปร่างหน้าตาของ FCHV-BUS2

          รถบัสที่ปฎิวัติระบบคมนาคมของโลกคันนี้ รุ่นนี้ มีรูปร่างหน้าตาเหมือนรถบัสทั่วไป แต่ใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจน ร่วมกับแบตเตอรี่ โดยไม่ใช้น้ำมันปิโตรเลียม สามารถวิ่งได้บนท้องถนนด้วยความเร็วสูงสุด 80 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ด้วยระยะทาง 250 กิโลเมตร ต่อการเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจน 1 ครั้ง พร้อมด้วยคุณสมบัติหลัก ๆ อีกดังแสดงในตารางที่ 1

ตารางที่ 1 แสดงคุณสมบัติของ FCHV-BUS2

          FCHV-BUS2 เป็นรถบัสขนาดใหญ่ มีระดับพื้นห้องโดยสารที่ต่ำ รถคันนี้ติดตั้งระบบเชื้อเพลิงแบบ Fuel Cell Hybrid ซึ่งเป็นการร่วมมือพัฒนาของโตโยต้า กับฮีโนมอเตอร์ (Hino Motor) ความสุดยอดอย่างหนึ่งของรถคันนี้ก็คือการที่ควันซึ่งออกมาจากท่อไอเสียจะไม่มีก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ออกมาเลย (Free NOx) หากรถยนต์ทั่วโลกเป็นแบบนี้คุณภาพอากาศจะดีขึ้นมาก

นอกจากนี้แล้วระบบการทำงานของเครื่องยนต์ และการขับเคลื่อนจะเป็นไปอย่างนุ่มนวล และเงียบมาก เพราะใช้มอเตอร์เป็นตัวขับเคลื่อน โดยสรุปข้อดีของรถคันนี้ในด้านสิ่งแวดล้อมก็คือช่วยลดมลพิษทางอากาศ และมลพิษทางเสียง สำหรับการตกแต่งภายในตัวรถนั้นได้มีการเน้นพิเศษถึงความกลมกลืนระหว่างสีสัน และแสงสว่าง ซึ่งดูแล้วมีหน้าตาเหมือนห้องโดยสารของรถไฟฟ้าใต้ดิน ดังแสดงในรูปที่ 3

รูปที่ 3 แสดงห้องโดยสารของ FCHV-BUS2

          นอกจากรถบัสแล้ว โตโยต้ามีการพัฒนารถยนต์นั่งขนาดเล็กหลายรุ่นที่ใช้พลังงานเซลล์เชื้อเพลิง และรุ่นที่จะกล่าวถึงในที่นี้ก็คือ MOVE FCV-K-2 มีหน้าตาดังแสดงในรูปที่ 4 เป็นแบบรถมินิ 4 ที่นั่ง ที่มีขนาดเล็กที่สุดในโลก ใช้พลังงานเซลล์เชื้อเพลิงแบบ Fuel Cell Hybrid และใช้ถังบรรจุเชื้อเพลิงไฮโดรเจนความดันสูงในระดับ 25 MPa  

การพัฒนารถคันนี้เป็นการร่วมมือกันของโตโยต้า กับไดฮัทสุ (Daihutsu) ด้วยการออกแบบให้รถมีขนาดเล็กจึงมีการจัดสรรพื้นที่การติดตั้งเครื่อง และระบบควบคุมแบบพิเศษ โดยระบบควบคุมกำลังหลักของรถจะใช้อินเวอร์เตอร์ 2 ชุดแยกกัน มีการบรรจุ เซลล์เชื้อเพลิงไว้รวมกันกับถังบรรจุไฮโดรเจน ในลักษณะที่เรียกว่า Single-Cartridge Frame ทั้งนี้ก็เพื่อเพิ่มพื้นที่ห้องโดยสารให้มากที่สุด 

รูปที่ 4 รูปร่างหน้าตาของ MOVE FCV-K-2

          สำหรับในประเทศญี่ปุ่นที่ได้มีการใช้รถยนต์พลังงานเซลล์เชื้อเพลิงกันมาตั้งแต่ปี ค.ศ. 2002 ในปัจจุบันมีสถานีบริการก๊าซไฮโดรเจนอยู่หลายสถานีอยู่ในหลายเมือง โดยก๊าซไฮโดรเจนนั้นผลิตขึ้นมาได้หลายเทคนิควิธี เช่น การเปลี่ยนรูปเมทานอล (Methanol Reforming), ผลิตจากก๊าซ LPG หรือใช้ระบบบรรจุไฮโดรเจนเหลว เป็นต้น ดังแสดงตัวอย่างในตารางที่ 2 เป็นชื่อของสถานีเติมไฮโดรเจนในญี่ปุ่น และเทคโนโลยีต่าง ๆ กันของการผลิตไฮโดรเจน

ตารางที่ 2 สถานีก๊าซไฮโดรเจนในประเทศญี่ปุ่น

          ยานยนต์พลังงานเซลล์เชื้อเพลิง ที่มีการพัฒนาไปอย่างต่อเนื่องของโตโยต้า ดูเหมือนจะไม่เป็นการเน้นในเรื่องของการดูแลสภาพแวดล้อม และพลังงานเท่านั้น แต่ยังเป็นการเปลี่ยนแปลงรูปร่างหน้าตาของรถที่เราเคยขับกันอยู่ในทุกวันนี้ด้วย จากเดิมที่การออกแบบตัวถังรถนั้นจะต้องสัมพันธ์กับระบบส่งกำลังไปยังล้อรถของเครื่องยนต์แก๊สโซลีน (Gasoline)

ในยุคนี้ข้อจำกัดนี้ได้หมดไป เพราะรถยนต์ที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิงส่งกำลังให้มอเตอร์ไฟฟ้าหมุนนั้นไม่ก่อให้เกิดความร้อนมาก ไม่สร้างเสียงดังรบกวนจากเครื่องยนต์ และไม่มีการสั่นสะเทือนของเครื่องยนต์ ดังนั้นเองจึงเป็นข้อดีของการออกแบบตัวรถที่จะนำเอาตัวเครื่องไปติดตั้งที่ส่วนใดของตัวรถก็ได้ตามจินตนาการของผู้ออกแบบ และสำหรับจินตนาการล่าสุดของโตโยต้าที่ได้เปลี่ยนรูปร่างของรถยนต์ไปแล้วก็คือ Fine-N ที่ได้มีการนำออกแสดงครั้งแรกในงานมอเตอร์โชว์ครั้งที่ 37 ประเทศญี่ปุ่น

รูปที่ 5  Fine-N รถยนต์พลังงานเซลเชื้อเพลิงตามแนวความคิดใหม่ของโตโยต้า

          ฮอนด้า ก็ได้มีการพัฒนารถยนต์พลังงานเซลล์เชื้อเพลิงมานานแล้วเช่นกัน ยกตัวอย่างเช่น ในปี 2004 รถมอเตอร์ไซด์ ในรูปแบบ Scooter ที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิงของฮอนด้าก็ออกมาให้เราได้เห็นกัน โดยรถคันนี้มีขนาด 125 ซีซี มีระบบขับเคลื่อนแบบไฟฟ้าที่ล้อหลัง มีการวางเซลล์เชื้อเพลิงไว้บริเวณตำแหน่งกลางตัวรถ แต่โดยรวมแล้วจุดเด่นของรถคือน้ำหนักเบามาก

รูปที่ 6 Scooter ซึ่งใช้เซลล์เชื้อเพลิงของฮอนด้า

          สำหรับการพัฒนารถยนต์พลังงานเซลล์เชื้อเพลิงของฮอนด้านั้น เริ่มจากในปี ค.ศ. 1999 มีการนำเอา FCX-V1 และ FCX-V2 ซึ่งเป็นรถยนต์ใช้พลังงานเซลล์เชื้อเพลิงออกแสดงในฐานะรถต้นแบบ ต่อจากนั้นในปี 2000 มีการนำเอารุ่น FCX-V3 ออกวิ่งทดลองในสหรัฐฯ, ในปี 2001 มีการผลิตรถต้นแบบ FCX-V4 ออกมา

          รถในตระกูล FCX ครั้งแรกที่ผลิตออกมาได้มีการทดลองขับโดยนักข่าวของนิวยอร์กไทม์ และข่าวใหญ่ข่าวหนึ่งของฮอนด้าในตอนนี้ก็คือมีการให้เช่ารถยนต์พลังงานเซลล์เชื้อเพลิงทั่วไปในสหรัฐ ฯ ด้วยอัตราค่าเช่าราว ๆ 500 ดอลลาร์ต่อเดือน ทั้งนี้ก็เพื่อแสดงให้เห็นว่าการใช้รถเทคโนโลยีใหม่ล่าสุดนี้จะกลมกลืนกับการใช้ชีวิตปกติ เพราะฮอนด้าเป็นรายเดียวที่รับรองว่าเครื่องยนต์เซลล์เชื้อเพลิงของตัวเองออกแบบมาเพื่อใช้งานได้เป็นปกติในชีวิตประจำวัน (Daily Use)

รูปที่ 7 ครอบครัวหนึ่งในสหรัฐ ที่เช่ารถยนต์พลังงานเชื้อเพลิงของฮอนด้าสำหรับใช้ในชีวิตประจำวัน

          เมื่อไม่นานมานี้บริษัท ฮอนด้า มอเตอร์ ก็ได้ประกาศว่ารถยนต์พลังงานเซลล์เชื้อเพลิงรุ่น FCX-V4 ได้เป็นยานยนต์รุ่นแรกของโลกที่ได้รับการรับรองโดยหน่วยงานด้านสิ่งแวดล้อมของรัฐบาลสหรัฐ ว่าเป็นยายนต์ที่ไม่ปรากฏการแพร่กระจายควันพิษ (Zero Emission) นอกจากนี้ยังผ่านมาตรฐานในด้านความปลอดภัย ของรัฐบาลกลางสหรัฐอีกด้วย 

          FCX-V4 ของฮอนด้าได้รับการพัฒนาให้มีคุณสมบัติเด่นกว่ารุ่นอื่นๆ ที่เคยสร้างขึ้นมา เช่น สามารถวิ่งได้ไกลกว่า 355 กิโลเมตร และแรงบิดเครื่องยนต์สูงขึ้น 15 เปอร์เซ็นต์ เป็นต้น 

           นอกจากที่ได้กล่าวถึงไปแล้ว 2 ยี่ห้อที่คุ้นเคยกันดี ชื่อของยี่ห้อรถยนต์อื่น ๆ ก็มีการผลิตรถยนต์พลังงานเซลล์เชื้อเพลิงขึ้นมาด้วยเช่นกัน โดยมาเริ่มทำความรู้จักกันยี่ห้อแรกคือ เดมเลอร์ ไครสเลอร์ (DAIMLERCHRYLER) ซึ่งได้ผลิตรถประเภท “F-Cell” ซึ่งเป็นรถยนต์พลังงานเซลล์เชื้อเพลิง หรือ FCV ในรุ่นที่ 6 แล้ว ดังแสดงในรูปที่ 8 เป็นรูปร่างหน้าตาของ F-Cell ที่กำลังวิ่งอยู่บนท้องถนน ทั้งนี้ตัวเครื่องยนต์เป็นโมเดลเมอร์ซิเดส A-Class ตัวรถที่ผลิตขึ้นเสร็จจะถูกทดลองโดยการให้ลูกค้าเช่าก่อน

รูปที่ 8 รถยนต์ FCV เดมเลอร์ไครเลอร์

          ฟอร์ด (Ford) เป็นรถยนต์ยี่ห้องหนึ่งที่รู้จักกันเป็นอย่างดีในบ้านเรา และเป็นบริษัทที่มีการพัฒนารถยนต์พลังงานเซลล์เชื้อเพลิงมานานแล้วเช่นกัน ทั้งนี้นวัตกรรมที่สำคัญของฟอร์ดก็คือการการใช้แบตเตอรี่ Ni-MH แรงดันสูง ร่วมกับเซลล์เชื้อเพลิงที่เติมก๊าซไฮโดรเจน เป็นตัวเพิ่มสมรรถนะของรถ FCV ให้มากยิ่งขึ้น อีกทั้งยังสร้างรถที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากยิ่งขึ้นด้วย (Zero Emissions) โดยรูปร่างหน้าตาของรถ FCV ในยุคพัฒนาที่ 3 ยี่ห้อฟอร์ด แสดงอยู่ในรูปที่ 9

รูปที่ 9 รถยนต์ FCV ยี่ห้อฟอร์ด

          ในฝั่งอเมริกา เราจะคุ้นกันรถยนต์ยี่ห้อ GM กันเป็นอย่างดี ทั้งนี้ GM ได้ประกาศไว้ว่าจะเป็นรายแรกที่ผลิต และขายรถยนต์พลังงานเซลล์เชื้อเพลิงได้ครบ 1 ล้านคัน ทั้งนี้รวมทั้งรถในรุ่น Hy-wire และ HydroGen3 ที่จะขายให้กับผู้ซื้อทั่วไป และหน่วยงานรัฐบาลทั่วโลกด้วย ต่อจากนี้เราคงต้องจับตาความไวของ GM ว่าจะทำได้ทันยี่ห้ออื่น ๆ หรือไม่

รูปที่ 10 รถยนต์ FCV ยี่ห้อ GM

          บริษัท ฮุนได มอเตอร์ ได้มีการผลิตรถในชื่อรุ่น Santa Fe FCEV ขึ้นมา แต่ก็ยังอยู่ในระหว่างการเป็นรถใช้งานจริง กับรถต้นแบบ เพราะทางบริษัทยังคงค้นหา และพัฒนาเทคโนโลยีทางด้านนี้อยู่

รูปที่ 11 รถยนต์ FCV ยี่ห้อฮุนได

           บริษัทผู้ผลิตรถยนต์ยี่ห้อ นิสสัน (NISSAN) เป็นอีกที่หนึ่งซึ่งพัฒนารถยนต์ FCV ขึ้นมา โดยทางบริษัทกล่าวว่าโครงการวิจัย และพัฒนาของบริษัทฯ ยังมุ่งไปที่รถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์พลังงานทางเลือกใหม่อย่างเช่น พลังงานไฟฟ้า, ก๊าซธรรมชาติ, เมทานอล และพลังงานแสงอาทิตย์ด้วย

รูปที่ 12 รถยนต์ FCV ยี่ห้อ Nissan

          สำหรับเรื่องของยานยนต์พลังงานเซลล์เชื้อเพลิง (FCV) นั้นยังไม่มีบทสรุป เพราะยังมีสิ่งที่น่าติดตามอยู่เสมอในแต่ละช่วง และแต่ละยุคของการพัฒนา รวมทั้งการแข่งขันของแต่ละบริษัทผู้ผลิตก็จะเป็นตัวกำหนดอีกด้วยว่าเมื่อไหร่เราจะได้ขับรถ FCV กันเสียที ทั้งนี้ก็ด้วยความเบื่อหน่ายในเรื่องของการขาดแคลนน้ำมันเชื้อเพลิงในทุกวันนี้ ผู้อ่านหลายๆท่านคงอยากที่จะทราบด้วยว่าราคาของ FCV คันหนึ่งที่จะขายในท้องตลาดจะประมาณสักเท่าไหร่ เรื่องนี้ขอเป็นโอกาสหน้าจะขอนำมาเสนอกันต่อไป