เครื่องยนต์ไฮโดรเจนสายเผาไหม้ มาแรงในฐานะทางเลือกราคาถูกกว่า Fuel Cell

เมื่อไฮโดรเจนไม่จำเป็นต้องเป็นแค่ Fuel Cell อีกต่อไป

พูดถึงรถยนต์พลังงานไฮโดรเจน หลายคนอาจนึกถึง Toyota Mirai หรือ Hyundai Nexo ที่ใช้ระบบ Fuel Cell (เซลล์เชื้อเพลิง) แปลงไฮโดรเจนเป็นไฟฟ้าก่อนแล้วค่อยขับเคลื่อนมอเตอร์ ฟังดูไฮเทค แต่ก็แพงมากๆ ด้วย แต่ตอนนี้มีเทคโนโลยีอีกแนวหนึ่งที่กำลังมาแรงและน่าสนใจไม่แพ้กัน นั่นคือ Hydrogen Combustion Engine หรือ "เครื่องยนต์สันดาปไฮโดรเจน" ที่เผาไหม้ไฮโดรเจนโดยตรง เหมือนเครื่องยนต์น้ำมันที่เราคุ้นเคย แต่ปล่อยไอเสียที่สะอาดกว่ามาก

Kawasaki และ Toyota กำลังทำอะไรอยู่?

ตามรายงานจาก Nikkei Asia บริษัทยักษ์ใหญ่อย่าง Kawasaki Heavy Industries และ Toyota ต่างเดินหน้าพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปไฮโดรเจนในรูปแบบที่หลากหลายมากขึ้น โดย Kawasaki Heavy เน้นไปที่การพัฒนาเครื่องยนต์ขนาดเล็ก เช่น เครื่องปั่นไฟขนาดพกพา และอุปกรณ์เคลื่อนที่ต่างๆ ส่วน Toyota ก็ไม่ยอมน้อยหน้า ขยับไปแตะตลาดรถสปอร์ตและยานพาหนะที่ต้องการสมรรถนะสูงด้วย

สิ่งที่น่าสนใจคือทิศทางการพัฒนามันกว้างมาก ไม่ได้จำกัดอยู่แค่รถยนต์นั่งส่วนบุคคล แต่ครอบคลุมทั้ง รถบรรทุก เครื่องจักรก่อสร้าง เรือ และแม้แต่เครื่องบินขนาดเล็ก ซึ่งถ้ามองในเชิงกว้าง นี่อาจเป็นก้าวสำคัญที่จะทำให้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงกระแสหลักได้จริงๆ ในที่สุด

Kawasaki Heavy to raise over $1bn via new shares, bonds for AI investment

แล้วมันต่างจาก Fuel Cell ยังไง? อธิบายให้เข้าใจง่ายๆ

ลองนึกภาพแบบนี้ครับ

Fuel Cell (เซลล์เชื้อเพลิง) คือการนำไฮโดรเจนมาทำปฏิกิริยาเคมีกับออกซิเจน เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าแล้วใช้ไฟฟ้านั้นขับมอเตอร์อีกที ประสิทธิภาพดีมาก ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่ซับซ้อน แต่ต้นทุนสูงมากเพราะต้องใช้โลหะหายากอย่างแพลทินัม
Hydrogen Combustion Engine (เครื่องยนต์สันดาปไฮโดรเจน) คือการเผาไฮโดรเจนในห้องเผาไหม้เหมือนเครื่องยนต์น้ำมันทั่วไป เพียงแต่เชื้อเพลิงเป็นไฮโดรเจนแทน กลไกภายในคล้ายกันมาก ทำให้ต้นทุนการผลิตต่ำกว่า และโรงงานสามารถดัดแปลงสายการผลิตเดิมได้โดยไม่ต้องลงทุนใหม่ทั้งหมด

ข้อเสียของเครื่องยนต์สันดาปไฮโดรเจนคืออาจปล่อย NOx (ไนโตรเจนออกไซด์) ออกมาบ้างในระหว่างการเผาไหม้ แม้จะน้อยกว่าน้ำมันมากก็ตาม แต่ไม่ได้ปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์เลย เพราะในโมเลกุลไฮโดรเจนไม่มีคาร์บอน นั่นทำให้มันยังถือว่าเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมกว่าน้ำมันเบนซินหรือดีเซลอย่างมีนัยสำคัญ

China's hydrogen push outstrips Japan's in new fuel race

ทำไมตอนนี้ถึงน่าสนใจกว่าเดิม?

ปัจจัยสำคัญที่ทำให้เทคโนโลยีนี้กลับมาได้รับความสนใจอีกครั้งในปี 2024-2025 มีหลายอย่างประกอบกัน

ต้นทุนต่ำกว่ามาก — ผู้ผลิตที่มีโรงงานเครื่องยนต์สันดาปอยู่แล้วสามารถปรับสายการผลิตได้ โดยไม่ต้องลงทุนซื้อเครื่องจักรใหม่ทั้งหมด ต่างจาก Fuel Cell ที่ต้องสร้างกระบวนการผลิตใหม่ตั้งแต่ต้น
ยังคงความสนุกในการขับ — โดยเฉพาะสำหรับรถสปอร์ต เครื่องยนต์สันดาปยังให้เสียงและความรู้สึกที่ Fuel Cell หรือมอเตอร์ไฟฟ้าทำไม่ได้ Toyota จึงมองว่านี่คือช่องทางสำหรับตลาดผู้ที่รักการขับขี่โดยเฉพาะ
โครงสร้างพื้นฐานยืดหยุ่นกว่า — สถานีเติมไฮโดรเจนสำหรับเครื่องยนต์สันดาปไม่ได้ต้องการระบบพิเศษต่างจาก Fuel Cell มากนัก และยังสามารถปรับใช้กับยานพาหนะหนักได้ง่ายกว่า
ตอบโจทย์หลายอุตสาหกรรมพร้อมกัน — จากข้อมูลของ Kawasaki Heavy การพัฒนาเครื่องยนต์ขนาดเล็กเพื่อใช้ในเครื่องปั่นไฟ อาจช่วยให้ชุมชนห่างไกลหรือพื้นที่ภัยพิบัติเข้าถึงพลังงานสะอาดได้โดยไม่ต้องพึ่งโครงข่ายไฟฟ้า

Toyota to debut superconducting hydrogen car in 24-hour endurance race

มองมาที่ไทย มีผลกระทบอะไรบ้าง?

ไทยเราอยู่ในช่วงหัวเลี้ยวหัวต่อของการเปลี่ยนผ่านพลังงานครับ รัฐบาลมีนโยบาย 30@30 ที่ต้องการให้รถ EV คิดเป็น 30% ของการผลิตในประเทศภายในปี 2030 แต่ก็ยังมีช่องว่างใหญ่สำหรับเทคโนโลยีอื่นๆ โดยเฉพาะในกลุ่มรถบรรทุก เครื่องจักรการเกษตร และยานพาหนะที่ต้องการพลังงานสูงและต่อเนื่อง ซึ่ง EV แบตเตอรี่อาจยังไม่ตอบโจทย์ได้ 100%

ถ้าเครื่องยนต์สันดาปไฮโดรเจนพัฒนาจนเข้าสู่ตลาดจริง นี่หมายความว่า

ผู้ผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ไทยที่เชี่ยวชาญเรื่องเครื่องยนต์สันดาปอาจมีโอกาส ปรับตัวได้ง่ายกว่า การเปลี่ยนไปใช้ระบบไฟฟ้าล้วน เพราะโครงสร้างพื้นฐานการผลิตคล้ายกันมาก
ภาคการเกษตรและก่อสร้างอาจได้รับประโยชน์จากเครื่องจักรพลังงานสะอาดที่ไม่ต้องพึ่งแบตเตอรีขนาดใหญ่
หากไทยสามารถผลิตหรือนำเข้าไฮโดรเจนสีเขียว (Green Hydrogen ที่ผลิตจากพลังงานหมุนเวียน) ได้ในราคาที่สมเหตุสมผล ภาพรวมการปล่อยคาร์บอนของประเทศก็จะลดลงได้จริงๆ

แต่ต้องพูดตรงๆ ด้วยว่า ไทยยังไม่มีโครงสร้างพื้นฐานสถานีเติมไฮโดรเจนเลยแทบจะพูดได้ว่าเป็นศูนย์ และการลงทุนในส่วนนี้ต้องใช้เงินมหาศาล ดังนั้นในระยะสั้น 3-5 ปีข้างหน้า เรื่องนี้อาจยังเป็นแค่ข่าวน่าจับตามากกว่าจะเห็นผลจริงๆ ในชีวิตประจำวัน

Toyota to showcase hydrogen-combustion-engine hypercar on Le Mans track

ความรู้สึกของพี่สยามต่อข่าวนี้

ต้องบอกตรงๆ ว่าพี่ตื่นเต้นกับข่าวนี้ไม่น้อยครับ เพราะในฐานะที่เคยทำงานในออฟฟิศและต้องขับรถเข้ากรุงทุกวัน ฝุ่น PM2.5 ในกรุงเทพฯ มันหนักใจมากจริงๆ ถ้าวันหนึ่งรถข้างๆ เราบนถนนมอเตอร์เวย์วิ่งด้วยไฮโดรเจนและไม่มีควันดำพ่นออกมาเลย นั่นมันดีงามมากสำหรับคนเมืองอย่างพวกเรา

แต่ที่ชอบเป็นพิเศษคือแนวคิดของ Kawasaki ที่พัฒนา เครื่องปั่นไฟขนาดเล็ก ด้วย เพราะนึกถึงพื้นที่ที่ไฟฟ้าไม่ถึงในต่างจังหวัด หรือในช่วงน้ำท่วมที่ไฟดับ ถ้ามีเครื่องปั่นไฟไฮโดรเจนที่พกพาได้และไม่ต้องกลัวควันพิษในที่แคบ มันน่าจะช่วยชีวิตคนได้จริงๆ ครับ

อย่างไรก็ตาม ต้องระวังด้วยว่า ไฮโดรเจนยังเป็นก๊าซไวไฟมาก ระบบเก็บและขนส่งต้องได้มาตรฐานสูง และต้นทุนการผลิตไฮโดรเจนสะอาดยังสูงอยู่มาก อย่าเพิ่งตื่นเต้นจนลืมมองความเป็นจริงด้วยนะครับ

Toyota to use hydrogen-powered trucks for US auto shipments

จะติดตามเรื่องนี้ต่อยังไงได้บ้าง?

สำหรับใครที่สนใจเรื่องนี้จริงๆ พี่มีคำแนะนำง่ายๆ ครับ

ติดตามข่าวจาก IRENA (สำนักงานพลังงานหมุนเวียนระหว่างประเทศ) และ IEA (สำนักงานพลังงานสากล) ที่รายงานทิศทางเทคโนโลยีไฮโดรเจนอย่างสม่ำเสมอ
ฝั่งไทย ติดตาม กระทรวงพลังงาน และ EGAT (การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย) ที่เริ่มมีโครงการนำร่องพลังงานไฮโดรเจนแล้วบางส่วน
ถ้าอยู่ในอุตสาหกรรมยานยนต์หรือชิ้นส่วน ลองหาข้อมูลเพิ่มเติมจาก สภาอุตสาหกรรมแห่งประเทศไทย เกี่ยวกับทิศทางการปรับตัวของอุตสาหกรรมนี้ในอีก 5-10 ปีข้างหน้า

เทคโนโลยีพลังงานสะอาดมันไม่ได้มีคำตอบเดียวสำหรับทุกคำถาม บางครั้ง Fuel Cell คือคำตอบ บางครั้งมอเตอร์ไฟฟ้าคือคำตอบ และบางครั้งเครื่องยนต์สันดาปไฮโดรเจนอาจเป็นตัวเลือกที่ใช่สำหรับงานบางประเภทโดยเฉพาะ สิ่งสำคัญคือเราต้องเปิดใจรับทุกแนวทาง แล้วเลือกใช้ให้ถูกกับบริบท

พี่หวังว่าบทความนี้จะช่วยให้เข้าใจภาพรวมเทคโนโลยีนี้ได้ดีขึ้นนะครับ ถ้ามีคำถามหรืออยากแชร์ความเห็น เม้นต์มาคุยกันได้เลย แล้วพบกันใหม่บทความหน้าครับ 🙂