นอกจากรถยนต์ไฟฟ้า 100% แล้ว รถยนต์สันดาปภายในขับเคลื่อนด้วยเชื้อเพลิงไฮโดรเจนคืออีกหนึ่งทางเลือกในอนาคต เครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนกำลังถูกนำมาใช้งานในเชิงพาณิชย์ที่สหภาพยุโรป บริษัทรถยนต์ เช่น Toyota / Ferrari และอีกหลายแบรนด์มีสิทธิบัตร เครื่องยนต์ไฮโดรเจน ทั้งสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์และการใช้งานในชีวิตประจำวัน เครื่องยนต์สันดาปภายในเชื้อเพลิงไฮโดรเจนมีหลักการทำงานเหมือนกับเครื่องยนต์เบนซินหรือดีเซล อากาศจะถูกผสมกับเชื้อเพลิงเพื่อจุดระเบิด ล่าสุด Cummins แบรนด์ผู้ผลิตเครื่องยนต์ขนาดใหญ่ ได้คิดค้นเทอร์โบชาร์จเจอร์แบบพิเศษ เพื่อป้อนพลังงานให้กับเครื่องยนต์รุ่นใหม่ ซึ่งเรียกว่า CCS H2 ICE
...
วิศวกรของ Cummins แจ้งว่าระบบอัดอากาศในเครื่องยนต์ดีเซลสันดาปภายในเชื้อเพลิงไฮโดรเจน ใช้เทอร์โบที่มีรูปทรงแปรผัน ออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะตัวของเครื่องยนต์ไฮโดรเจน รายละเอียดที่แน่นอนของการออกแบบนั้นไม่ได้รับการเปิดเผย แต่มีข่าวลือว่าเทอร์โบดังที่ใช้ในเครื่องยนต์สันดาปภายในเชื้อเพลิงไฮโดรเจน จะรวมเอาการออกแบบตามหลักพลศาสตร์โดยเฉพาะ รองรับเชื้อเพลิงไฮโดรเจนได้ดีที่สุด ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงที่มีความหนาแน่นต่ำกว่า เมื่อเทียบกับน้ำมันเบนซินหรือดีเซล ผลพลอยได้จากการเผาไหม้ไฮโดรเจน คือ น้ำ และเนื่องจากเป็นเครื่องเทอร์โบชาร์จเจอร์ที่ต้องใช้ไอเสียของเครื่องยนต์มาหมุนเทอร์ไบน์ เทอร์โบจึงได้รับการออกแบบให้สร้างพลังงานและมีอายุการใช้งานยาวนาน
...
ในยุโรป เครื่องยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนจะมีสถานะปลอดการปล่อยมลพิษ เครื่องยนต์เหล่านี้จึงเป็นไปตามกฎระเบียบ Euro VII ฉบับใหม่ที่เข้มงวด และเครื่องยนต์เทอร์โบ Cummins รุ่นใหม่ ก็ถูกออกแบบให้เป็นไปตามกฎระเบียบสำหรับการใช้งานบนทางหลวงในสหภาพยุโรป ซึ่งมีเส้นทางเชื่อมต่อกันหลายประเทศที่เหมาะกับการขนส่งสินค้า
...
ปัจจุบัน นอกจากการคิดค้นและทดลองของ Toyota ในเครื่องยนต์สันดาปภายในเชื้อเพลิงไฮโดรเจนของรถบ้านและรถบรรทุกหนักแล้ว เครื่องยนต์สันดาปภายในอัดอากาศด้วยเทอร์โบชาร์จและใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่ถูกนำออกมาทดลองใช้งาน มีแค่ในยานพาหนะเพื่อการพาณิชย์ เช่น รถบรรทุกขนส่งสินค้า Ferrari และ Toyota ที่จดสิทธิบัตรการออกแบบเครื่องยนต์สันดาปภายในเชื้อเพลิงไฮโดรเจน คงต้องรอเวลาระยะเวลาที่เหมาะสม กับความแพร่หลายที่จะตามมา โดยเฉพาะสถานีเติมไฮโดรเจนที่ยังคงเป็นปัญหาใหญ่ของเชื้อเพลิง H2 แต่ในอนาคตอันใกล้นี้ เราจะได้เห็นเทอร์โบขนาดใหญ่ เสริมกำลังให้กับรถยนต์สันดาปภายในเชื้อเพลิงไฮโดรเจน ในรูปแบบของรถซูเปอร์คาร์
...
เทคโนโลยี H2-ICE ของ Cummins ด้วยเครื่องยนต์ B6.7H สำหรับรถบรรทุกขนาดกลางและ X15H สำหรับรถบรรทุกขนาดใหญ่ ถือเป็นการปฏิวัติเชื้อเพลิงของรถบรรทุก รถขุด รถแทรกเตอร์เพื่อการเกษตร ที่จะพัฒนาและนำพาไปสู่การปล่อยมลพิษต่ำลง H2-ICE นับเป็นทางเลือกใหม่ และเป็นส่วนสำคัญที่จะทำให้รถบรรทุก ZEV รวมถึงเครื่องจักรกลหนัก แทบจะไม่มีการปล่อยมลพิษ H2-ICE ของ Cummins เป็นเครื่องยนต์ดีเซล 6 สูบเรียง เทอร์โบ กำลัง 216 กิโลวัตต์ 290 แรงม้า แรงบิดสูงสุด 1,200 นิวตันเมตร ใช้เวลาในการเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนจนเต็มทั้งสองถังประมาณ 10 นาที โดยมีระยะทางพร้อมน้ำหนักบรรทุกอยู่ที่ 500 กิโลเมตร (ทางราบ)
H2-ICE ทำงานเหมือนเครื่องยนต์ดีเซล เหมาะกับการติดตั้งในเครื่องยนต์ของรถบรรทุกที่มีอยู่แล้ว การติดตั้งมีต้นทุนเบื้องต้นต่ำ เมื่อเทียบกับเทคโนโลยี ZEV ทั้งหมด นอกจากนี้ H2-ICE ยังใช้รูปแบบระบบส่งกำลังของเครื่องสันดาปภายในดั้งเดิม มายความว่าเจ้าของกิจการขนส่งที่มีรถบรรทุกอยู่แล้ว ไม่จำเป็นต้องถอยรถบรรทุกคันใหม่ H2-ICE ยังรองรับการเปิดตัวโครงสร้างพื้นฐาน เป็นประโยชน์ต่อเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน เทคโนโลยีเชื้อเพลิงทั้งสองประเภท ได้แก่ เซลล์เชื้อเพลิง FCEV และ ICE ไฮโดรเจน มีการส่งเสริมซึ่งกันและกัน ทั้งสองเทคโนโลยีกำลังพัฒนาเพื่อเพิ่มทางเลือกใหม่ของยานพาหนะปลอดมลพิษ
ในอนาคต ตลาดรถยนต์ปลอดคาร์บอนมีความต้องการในการใช้งานที่แตกต่างกัน เมื่อถึงเวลาต้องลดการปล่อยคาร์บอน (สหภาพยุโรปได้กำหนดให้ผู้ผลิตรถยนต์ ต้องลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนโดยเฉลี่ยของรถบรรทุกรุ่นใหม่ลง 45% ภายในปี 2030, และ 65% ภายในปี 2035 ไปจนถึง 90% ภายในปี 2040)
เป็นที่รู้กันดีอยู่แล้วว่าผู้คนยังมองเชื้อเพลิงไฮโดรเจนเป็นระเบิดลูกใหญ่ ปัญหาหลักก็คือ การเพิ่มโครงสร้างพื้นฐาน เช่น สถานีเติม ราคาของเชื้อเพลิงและราคายานพาหนะเชื้อเพลิงไฮโดรเจน เนื่องจากการขนส่งที่มีต้นทุนสูง และจัดเก็บได้ยาก เมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงฟอสซิล ไฮโดรเจนต้องใช้ถังและท่อแรงดันสูงพิเศษ ซึ่งหมายถึงต้นทุนที่เพิ่มขึ้น การเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจน ยังต้องมีการเชื่อมต่อพิเศษที่ มากกว่าการเสียบหัวจ่ายน้ำมันแบบพื้นฐานในปั๊ม นอกจากนี้ ยังมีแง่มุมของความผันผวนต่างๆ ไฮโดรเจนจะมีอัตราส่วนการจุดระเบิดได้น้อยกว่าน้ำมันเบนซิน ในส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิงที่เท่ากัน โดยที่ Cummins ไม่ได้กำหนดกรอบเวลาที่แน่นอนว่าเทอร์โบใหม่ในเครื่องสันดาปไฮโดรเจนจะพร้อมใช้งานเมื่อไหร่?
อาคม รวมสุวรรณ
E-Mail chang.arcom@thairath.co.th
Facebook https://www.facebook.com/chang.arcom
https://www.facebook.com/ARCOM-CHANG-Thairath-Online-525369247505358/