fbpx
Saturday, December 14Modern Manufacturing

ยานยนต์ไฟฟ้า พาหนะแห่งอนาคต EP: 04

สวัสดีครับท่านผู้อ่านทุกท่าน บทความยานยนต์ไฟฟ้าก็ได้เดินทางมาถึง EP. 04 แล้วนะครับ ชอบหรือไม่ชอบอย่างไรก็เขียนแนะนำติชมและพูดคุยกันได้ผ่าน Facebook หรือช่องทางอื่น ๆ ของ Modern Manufacturing ก็ได้ครับ บางท่านอาจคิดว่าทำไมไม่เห็นมีวงจรอะไรเลยเหรอ ยังครับยังไม่ถึงตอนนั้น แต่ผมจะนำมาใส่เฉพาะที่สำคัญเท่านั้น ไม่งั้นจะไม่ใช่บทความเป็นเอกสารวิชาการไปซะก็จะอ่านไม่สนุกอีก

Fuel Cell Electric Vehicle (FCV)

Fuel Cell Electric Vehicle เรียกย่อๆว่า Fuel Cell Vehicle มีข้อดีเช่นเดียวกับ Pure Electric Vehicle คือไม่ทำให้เกิดมลภาวะในอากาศ (ถึงจะรวมมลภาวะในกระบวนการผลิตไฮโดรเจนของโรงงานผลิตหรือเครื่อง reformer ด้วยแล้วก็ตาม) และให้ระยะทางวิ่งได้ไกลเทียบเท่ากับรถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์สันดาบภายใน (ICEV)  ความท้าทายสำคัญของรถยนต์ชนิดนี้คือมีราคาสูงและขาดโครงสร้างพื้นฐานในการเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจน ผู้ผลิตรถยนต์ที่พยายามจะหนุนรถยนต์ชนิดนี้และได้นำออกจำหน่ายเมื่อปี 2015 คือ พี่โตของเรานี่ละครับ Toyota Mirai แต่ไม่ประสบความสำเร็จครับ อาจจะเนื่องจากความพร้อมทางด้านต่าง ๆ ยังไม่เพียงพอ

Toyota Mirai  ที่มา: autospinn.com 

โครงสร้างภายในของ Toyota Mirai ที่มา: caranddriver.com

สิ่งที่ทำให้รถยนต์ประเภทนี้ไม่เหมาะกับการใช้งานในประเทศไทยเลย ก็คือ ความมีจิตสำนึกเรื่องความปลอดภัยน้อยมากครับ ถ้าจะค้านเรามาดูคุณสมบัติของไฮโดรเจนดังนี้ ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ใช้พลังงานในการจุดประกายไฟต่ำ เมื่อเกิดการลุกไหม้จะให้เปลวไฟอุณหภูมิสูง โมเลกุลมีขนาดเล็กรั่วไหลได้ง่าย แก็สที่รั่วสามารถติดไฟได้เอง เป็นไงครับคุณสมบัติแค่นี้ ท่านผู้อ่านก็คงเห็นภาพแล้วว่าเหมาะสมที่จะใช้งานกับรถยนต์ทั่วไปในประเทศไทยหรือไม่  ถ้ายังค้านอยู่มาดูภาพจากข่าวก็ได้ครับ

ข่าวลูกโป่งอัดแก๊สไฮโดรเจนระเบิด ที่มา: kapook.com

เป็นไงครับท่านคิดว่าเหมาะหรือไม่ ขอเล่าประสบการณ์ส่วนตัวอีกนิดนึง ผมใช้รถยนต์ติดแก๊ส LPG ครับ ใช้งานมานานเป็นสิบปีแล้วและเคยมีประสบการณ์ในเรื่องจิตสำนึกเรื่องความปลอดภัยนี้อยู่เหมือนกันจะขอเล่าให้ฟังหนึ่งเรื่องครับ ครั้งนึงเข้าไปเติมแก๊สที่ปั๊ม LPG แห่งหนึ่งใกล้ที่ทำงาน ปรากฏว่าคนในปั๊มกำลังซ่อมวาว์วตรงสายจ่ายแก๊สอยู่ ทำไงรู้ไหมครับ ใช้ค้อนกับไขควงตอกไปที่วาล์ว แก๊สก็พุ่งออกมาตอนเวลาตอก ถ้าเกิดประกายไฟขึ้นมาจะเป็นอย่างไรครับและถ้าเปลี่ยนจากแก๊ส LPG เป็นไฮโดรเจนจะเกิดอะไรขึ้นครับ คงดูไม่จืดแน่นอน

กลับมาเรื่อง FCV กันดีกว่าก่อนจะยาวไปไกล ส่วนประกอบที่มีราคาสูงที่สุดของรถ FCV คือ Fuel Cell  และการสร้างโครงสร้างพื้นฐานสำหรับสถานีเติมไฮโดรเจนต้องใช้เงินลงทุนสูงมากเนื่องจากต้องการความปลอดภัยสูงตามที่ได้กล่าวมาแล้ว  การกักเก็บไฮโดรเจนในรถ FCV มี 3 แบบคือ แก๊สไฮโดรเจนอัด – Compressed Hydrogen Gas (CHG) ไฮโดรเจนเหลว – Liquid Hydrogen (LH) และ Metal Hydride (MH)


 
การกักเก็บไฮโดรเจนในรูปแบบต่าง ๆ ที่มา: energy.gov

แบบแรก รถ FCV ที่ใช้ CHG (ความดันประมาณ 350-700 บาร์) ก็จะใช้อุปกรณ์คล้ายกับรถ CNG (ความดันประมาณ 200-248 บาร์) บ้านเราคือรถ NGV ครับ 

ถังบรรจุไฮโดรเจนทนแรงดันสูง ที่มา: sciencedirect.com

แบบที่สอง รถ FCV ใช้ไฮโดรเจนเหลว (LH) โครงสร้างพื้นฐานในการกักเก็บต้องใช้ Cryogenic Storage Technology คือต้องลดอุณหภูมิของไฮโดรเจนไปที่ -253 องศาเซลเซียส พร้อมทั้งอัดแรงดันด้วยซึ่งเป็นกระบวนการที่เข้มงวดและต้องคำนึงถึงความปลอดภัยสาหัสกว่าการกักเก็บแก็สไฮโดรเจนอัดหลายเท่าครับ

 ไฮโดรเจนเหลวในระบบปิด ที่มา: wikipedia

แบบที่สาม รถ FCV ใช้ MH ต้องเตรียมสถานีเปลี่ยนถังบรรจุ MH เพื่อเปลี่ยนถัง MH ที่ใช้แล้วกับถังใหม่ นอกจากนี้ในการที่จะทำให้แก๊สไฮโดรเจนแยกออกจาก MH ได้นั้นต้องให้ความร้อนสูง (120-200 องศาเซลเซียส) และในกระบวนการเติมไฮโดรเจนกลับเข้าไปใน MH ก็ต้องใช้แรงดันสูง (มากกว่า 700 บาร์) 


ถังบรรจุ Metal Hydride ที่มา: sceincedirect.com

ข้อดีของ CHG และ LH คือมีพลังงานเฉพาะสูง (ความหนาแน่นของพลังงานต่อน้ำหนักสูง) ซึ่งเป็นสิ่งที่รถ FCV ต้องการแต่ทั้งสองแบบมีปัญหาเรื่องความปลอดภัยที่มีความเสี่ยงเกิดการระเบิดได้  ในขณะที่ MH มีข้อดีในเรื่องความปลอดภัยซึ่งเป็นประเด็นสำคัญของรถ FCV แต่ก็มีข้อเสียในเรื่องระยะทางที่วิ่งได้ต่ำ

รถ FCV อาจจะขายได้ในอนาคตก็ได้หากสามารถทำให้ระบบมีความปลอดภัยมากต่อผู้ใช้รถที่คำนึงถึงความปลอดภัยน้อย และในความเห็นส่วนตัวของผมถ้ามีการใช้รถ FCV ในประเทศไทย Metal Hydride มีความเหมาะสมที่สุดครับ หากในอนาคตสามารถทำให้ความหนาแน่นของพลังงานได้สูงมากขึ้นกว่าปัจจุบันนี้

สำหรับ EP.04 ผมขอจบเนื้อหาซึ่งเป็นการอธิบายรถ EV ชนิดต่าง ๆ เอาไว้เพียงเท่านี้ครับ และตั้งแต่ EP.05 เป็นต้นไปผมจะเจาะลึกเฉพาะ PEV เท่านั้นครับ ขอให้มีความสุขกันทุก ๆ คนนะครับ

Naris Chattranont
นริศ ชัชธรานนท์
ผู้อำนวยการกองธุรกิจบำรุงรักษาระบบไฟฟ้า
การไฟฟ้านครหลวง
Columnist พิเศษด้านเทคโนโลยีไฟฟ้าให้แก่ mmthailand.com และ Modern Manufacturing