ยานยนต์ไร้มลพิษ

ชีวิตสีเขียว

เวลาใกล้จะหมดแล้ว แหล่งน้ำ มันของโลกจะเหลือให้ใช้อีกเพียง 40 ถึง 60 ปีเมื่อราคาแพงจนฉุดไม่อยู่และทองคำสีดำอาจกลายเป็นสิ่งหายาก ก่อนถึงเวลานั้น

ฮิลมาร์ เรมเพล นักวิทยาศาสตร์ โลก กล่าวว่า “เราเข้าใจว่าอุป ทานการผลิตในปี 2563 จะไม่เพียงพอต่อความต้องการใช้น้ำมัน และนั่นเป็นผลพวงปัญหาอีกด้านของเศรษฐกิจ”

ผู้คนนับร้อยล้านคนมีรถขับ เศรษฐกิจกำลังเติบโตอย่างมากในอินเดียและจีน และจะยิ่งเติบโตมากขึ้นเรื่อยๆในอนาคต รถยนต์ ก่อให้เกิดมลพิษและบริโภคพลังงานทั้งในภาคการผลิตและการดำเนินธุรกิจ ทางเลือกอยู่ที่ว่า เราจะทำให้บรรยากาศเป็นพิษต่อไป หรือจะผลิตรถยนต์เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น

ย้อนกลับไปในปี 2541 อุตสาหกรรมรถ ยนต์ของยุโรปตก ลงจะลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากตัวรถยนต์ให้อยู่ที่ระดับค่าเฉลี่ย 140 กรัมต่อกิโลเมตรภาย ในปี 2551 และเมื่อเดือนธันวาคมที่ผ่านมา รัฐสภายุโรปผ่านกฎหมายสำคัญที่บังคับใช้กับทุกค่ายรถยนต์ของยุโรปให้ลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เหลือ 130 กรัมภาย ในปี 2558 ซึ่งเป้าหมายระยะยาวจริงๆคือลดให้เหลือ 95 กรัม แต่ทุกวันนี้ คาร์บอนที่ปล่อยออกมาจากรถยนต์อยู่ที่ประมาณ 160 กรัม ข้อมูลที่ได้รับการเปิดเผยนี้ส่งผลให้มีกิจกรรมต่างๆเกิดขึ้นมากมาย ฝ่ายวิจัยและพัฒนาจึงเริ่มผลักดันแนวทางแก้ปัญหาใหม่ออกมาเป็นชุดๆ

ปัจจัยสามประการที่ขัดขวางการพัฒนารถยนต์เพื่อเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมตลอดกาลคือ แรงเฉื่อย การต้านแรงลม และการเสียดสีกับพื้นผิวถนน แรงเฉื่อยสามารถปรับ ปรุงได้ด้วยการทำให้รถยนต์เพรียวลมมากขึ้น ช่วง 30 ปีแรกของการพัฒนา นักออกแบบพยายามให้รถยนต์มีน้ำหนักน้อยลง รถ ฟอร์ดรุ่นเฟียสตาหนักน้อยลงครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับรถเดียวกันรุ่นก่อน และรถรุ่นใหม่ล่าสุดของเมอร์เซเดสรุ่นซีคลาสลดน้ำหนักลงไปได้หลายกิโลกรัม

น้ำหนักตัวรถสามารถลดลงได้อีกมากด้วยการใช้อะลูมิิเนียม ตลอดจนเทคนิคใหม่ๆในการเชื่อมประกอบตัวรถยนต์ และการใช้วัสดุเส้นใยคาร์บอนที่ได้จากเทคโนโลยีอากาศ ยานและรถแข่ง ซึ่งเส้นใยคาร์บอนยังมีราคา แพง แต่เฮอร์เบิร์ต โคเลอร์ หัวหน้าส่วนวิจัยและพัฒนาของเมอร์เซเดส กล่าวถึงเรื่องนี้ว่า “พวกเราเชื่อว่า ในระยะกลาง วัสดุคาร์บอนจะปรับราคาให้ดึงดูดใจสำหรับการผลิตจำ นวนมากได้” บริษัทผลิตรถยนต์อาจใช้วิธีแก้ปัญหาที่มีต้นทุนไม่แพงมากนักในบางจุดของตัวรถ เช่น ค่ายรถยนต์เรโนลต์ผลิตแผ่นกันชนทำจากพลาสติกซึ่งค่ายรถยนต์อื่นๆนำความคิดนี้ไปลอกเลียนแบบ

ส่วนปัจจัยที่กำหนดการต้านแรงลมคือส่วนด้านหน้าตัวรถและค่าสัมประสิทธิ์แรงดึง บริเวณที่ต้านแรงลมด้านหน้าสามารถลดลงได้ด้วยการทำให้รถยนต์เพรียวมากขึ้นและปรับลำตัวรถให้ต่ำลง ขณะค่าสัม ประสิทธิ์แรงดึงสามารถแก้ไขได้โดยทำให้ด้านข้างเป็นแบบลู่ลมไปด้านหลังเพิ่มขึ้น ในอนาคต คนขับรถจำเป็นต้องใช้รถซึ่งที่นั่งด้านหลังมีไว้สำหรับผู้โดยสารเพียงสองคน

ยางรถมีความสำคัญมากในประเด็นที่สาม นั่น คือการสัมผัสผิวถนน การ หมุนรอบ และการเสียดสีทำให้ยางล้อรถแกว่งไปมา และการบิดเบี้ยวนี้เองทำให้เกิดต้นทุนพลังงาน ส่วนผสมใหม่ๆและการออกแบบยางล้อรถใหม่ๆช่วยลดการสูญเสียพลังงานได้โดยไม่ทำให้ความปลอดภัยลดลง เฮลเก ฮอฟมานน์ หัวหน้าฝ่ายเทคนิคและการทด สอบที่โรงงานมิชลินในเยอรมนี กล่าวว่า “ยัง คงมีความเป็นไปได้ในการประหยัดพลังงานอีกมากมายในส่วนยางล้อรถ”

และเพื่อลดการพึ่งพานำเข้าน้ำมัน ค่ายผลิตรถยนต์หลายแห่ง เช่น โฟล์คสวาเกนและโอเปิลนำเสนอรถรุ่นที่ขับเคลื่อนด้วยก๊าซธรรมชาติ แต่ก๊าซธรรมชาติยังคงมาจากแหล่งฟอสซิลจึงมีจำกัดอีกเช่นกัน

ประสิทธิภาพและการไม่ต้องพึ่งพาน้ำมันทำให้รถยนต์ใช้ไฟฟ้าอยู่ในความสนใจ บริษัทผลิตรถยนต์หลายค่ายต่างคืบหน้าในการประ ดิษฐ์แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนอย่างที่ใช้กันในคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊กและโทรศัพท์มือถือ อย่าง ไรก็ตาม รถยนต์หนักหนึ่งตันต้องการเซลล์แบตเตอรี่นับพันเซลล์ในการขับเคลื่อน รถยนต์ ไฟฟ้าที่ใช้แบตเตอรี่เพียงอย่างเดียวทำให้ราคารถยนต์แพงขึ้นประมาณ 10,000 ยูโร โทมัส คโนลล์ โฆษกของบริษัทบอช ผู้ผลิตอุปกรณ์สำหรับรถยนต์รายใหญ่ที่สุดของโลก กล่าว ตัวแบตเตอรี่ยังทำให้เกิดความไม่สะดวกในการใช้งานเนื่องจากมีปัญหาอีกหลายประการ เช่น ชั่ว โมงใช้งานที่จำกัด โอกาสติดไฟได้สูงกรณีเกิดอุบัติเหตุร้ายแรง รวมถึงต้น ทุนแบตเตอรี่ที่ค่อนข้างสูง อย่างไรก็ดี นักพัฒนาส่วนใหญ่เชื่อว่าวิธีดีที่สุดในการใช้เครื่องยนต์ไฮบริดและไฟฟ้าคือการใช้กับสภาพการจราจรในตัวเมือง และด้วยการเติบ โตของจำนวนประชากรโลกอย่างต่อเนื่อง การจราจรในเมืองอาจเพิ่มขึ้นอย่างมากในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า

ขณะนี้ บริษัทรถยนต์หลายแห่งต่างออกมาโอ้อวดโครงการนำร่องของตน อย่างเช่นค่ายเมอร์เซเดสและบีเอ็มดับเบิลยูเริ่มทด สอบรถยนต์ไฟฟ้าภาคสนามกันแล้ว ค่ายเมอร์เซเดสร่วมมือกับกลุ่มพลังงานชื่ออาร์ดับเบิลยูอี (ผู้ผลิตพลังงานไฟฟ้า) ในการพัฒนาเมอร์เซเดสรุ่นสมาร์ตแบบใช้ไฟฟ้า ส่วนค่ายบีเอ็มดับเบิลยูร่วมมือกับกลุ่มพลังงานชื่อแวทเทน ฟอลพัฒนารถยนต์มินิแบบใช้ไฟฟ้าทั้งที่มีโครงการเหล่านี้ มาร์ก สปีโคเวียส ผู้เชี่ยวชาญด้านการจรา จรของกรีนพีซวิจารณ์ว่า ค่ายรถทั้งสองแห่ง ทำตัวไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอย่างแท้จริง “ใบบัวแค่นี้ปิดบังความจริงไม่มิดหรอก” เขากล่าว ในมุมมองของเขา ความพยายามของอุตสาหกรรมค่ายรถช้าเกินไปและยังไปไม่ถึงไหน

กลุ่มลูกค้าเป้าหมายสงสัยว่ารถยนต์ใช้ไฟฟ้าเหล่านี้อาจไม่มีประสิทธิภาพเหมือนรถยนต์ธรรมดาทั่วไป ปัจจุบัน รถยนต์ไฟ ฟ้าทั่วไปสามารถวิ่งใช้งานได้สูงสุดแค่ 200 กิโลเมตรแล้วต้องเติมพลังงานใหม่ ซึ่งการชาร์ตแบตเตอรี่ใหม่เสียเวลาประมาณสี่ถึงแปดชั่วโมง และความคิดที่จะจัดตั้งสถานีพิเศษสำหรับจัดเก็บสำรองแบตเตอรี่ยังไม่มีการเริ่มต้น คงต้องเรียกร้องให้ทุกค่ายรถยนต์ตกลงกันให้ได้ในเรื่องการใช้เทคโนโลยีเพียงชนิดเดียวเพื่ออุตสาหกรรมพลังงานจะได้จัดตั้งโครงข่ายสถานีเติมพลังงานไฟฟ้าและแบตเตอรี่ แต่ก่อนแนวคิดนี้จะเป็นจริงยัง มีเรื่องพื้นฐานอีกมากมายที่ต้องสรุปให้ได้ หากพลังงานไฟฟ้าซึ่งจะนำไปใช้ขับเคลื่อนรถยนต์ไม่ได้มาจากแหล่ง พลังงานใหม่ๆ การใช้พลังงาน ไฟฟ้าจริงๆอาจมีผลกระทบ ทางลบต่อสิ่งแวดล้อม

เพื่อให้เกิดสิ่งดีที่สุดสำหรับโลกทั้งสองด้าน บริษัทผลิตรถยนต์ ส่วนใหญ่ศึกษาทางแก้ปัญหาแบบเครื่อง ยนต์พันธุ์ผสม รถยนต์แบบไฮบริดกำลังเป็นแฟชั่น แม้แต่นักแสดงฮอลลีวูดชื่อดังอย่างลีโอนาโด ดิคาปริโอยังแสดงถึงความห่วงใยสิ่งแวด ล้อมด้วยการขับรถยนต์โตโยต้ารุ่นพรีอุส แต่การพูดถึงภราดรภาพของไฮบริดยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอย่างกว้างขวาง ปัญหาหลักของรถยนต์ ไฮบริดคือน้ำหนักตัวรถที่เพิ่มขึ้นจากการติดตั้งแบตเตอรี่ไฮบริดไว้ที่ท้ายตัวรถ เมื่อรถต้องทำความเร็วบนทางด่วนจึงต้องใช้พลังงานมากขึ้นจากน้ำหนักตัวรถที่เพิ่มขึ้น “ในสภาพของการใช้และปลดปล่อยพลังงาน เครื่องยนต์ไฮบริดไม่มีข้อได้เปรียบเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ดีเซลด้วยการวัดประสิทธิภาพ ที่เท่าๆกัน” คโนลล์จากบอชกล่าว

แต่รถยนต์ไฮบริดเต็มรูปแบบอย่างโตโยต้าพรีอุสเป็นเพียงทางเลือกเดียวที่มีอยู่ รถ ยนต์รุ่นพรีอุสใช้กระแสไฟฟ้าเมื่อการขับขี่เป็นไปแบบสบายๆที่ความเร็วต่ำ เช่นการขับขี่ในเมือง การชาร์ตแบตเตอรี่ที่จะเกิดขึ้นทุกครั้งเมื่อผู้ขับขี่แตะเบรก และเมื่อเร่งความเร็ว ระบบไฟฟ้าจะทำงานร่วมกับระบบเครื่องยนต์ น้ำมันเพื่อเพิ่มความเร็วให้กับรถ สำหรับค่ายฮอนด้ายังคงเป็นเพียงไฮบริดแบบน้อยๆ เพราะเครื่องยนต์ไฟฟ้าชุดเล็กมีหน้าที่เพียงจุดประกายพลังงาน ความคิดอย่างหนึ่งที่จะทำให้รถยนต์ไฟฟ้าไปไกลได้กว่านี้คือที่เรียกว่าชุดตัวต่อยอดนี่เป็นเครื่องยนต์ใช้น้ำมันขนาดเล็กที่ชาร์ตแบต เตอรี่เมื่อจะออกตัว กลุ่ม พีเอสเอของฝรั่งเศสฝันถึงอีกทางเลือก รถ ยนต์ต้นแบบของค่ายเปอโยต์และซีตรองติดตั้งเครื่องยนต์ใกล้ล้อรถและส่วนแกนด้านข้างขนาบกับเครื่องยนต์สันดาปซึ่งเป็นการขับเคลื่อนล้อหน้า “วิธีนี้จะทำให้ได้รถยนต์ที่ขับเคลื่อนสี่ล้อพร้อมกัน” โทมัส อัลเบรชต์ โฆษกค่ายรถยนต์ซีตรอง กล่าว

ภายใต้สมมุติฐานมากมาย การใช้เซลล์เชื้อเพลิงแบบอื่นๆลดความสำคัญลงในสาย ตาของสาธารณชน ความคิดที่เคยน่าสนใจอย่างหนึ่งคือการใช้ไฮโดรเจนกับออกซิเจนในการทำปฏิกิริยาให้เกิดพลังงานและก่อให้เกิดไอน้ำจากท่อระบายอากาศ แต่การจัดเก็บก๊าซที่มีโอกาสระเบิดได้ให้อยู่ในรถอย่างปลอดภัยและจัดเก็บไว้ในรูปแบบที่อัดแน่นจากสภาพแรงกดดันสูงนั้นเป็นเรื่องยาก บวกกับการผลิตไฮโดรเจนบริสุทธิ์ต้องใช้พลังงานมากซึ่งต้องชดเชยกับทางเลือกอื่น

คงต้องใช้เวลาอีกสักพัก ก่อนเราจะมีรถยนต์ปลอดมลพิษมาแล่นบนท้องถนน “เครื่องยนต์สันดาปจะยังคงมีบทบาทสำคัญต่อไปอีกสิบถึง 20 ปีข้างหน้า” เฮอร์ เบิร์ต โคเลอร์ หัวหน้าส่วนวิจัยและพัฒนาของเมอร์เซเดสให้ความเห็น บริษัทผลิตรถ ยนต์ยังมุ่งเน้นรูปแบบอนาคตที่ไม่ก้าวไปไกลมากนัก เดือนกันยายนนี้ ในยุโรปเครื่องยนต์ ดีเซลเครื่องใหม่ทุกเครื่องจะต้องมีเครื่องกรองฝุ่นละอองและสิ่งสกปรก ตอนนี้ เครื่องยนต์ดีเซลล่าสุดจะมีตัวจำกัดการปล่อยคาร์บอน ไดออกไซด์และจะต้องปฏิบัติตามมาตรฐาน ยูโร 6 ซึ่งบังคับใช้จริงในปี 2557

อีกสักระยะ เครื่องดีเซลที่มีหัวฉีดทันสมัยและสามารถชาร์จพลังงานได้มากขึ้นจะล้ำหน้าเครื่องยนต์สันดาปแบบอัตโนมัติอย่างแน่นอน แต่เครื่องยนต์ใช้น้ำมันกำลังกลับมาฟื้นคืนชีพอีกครั้งเนื่องจากส่วนประกอบอันเป็นเลิศมาหลายสิบปี นั่นคือเครื่องยนต์เทอร์โบชาร์จเจอร์ ผู้ผลิตทั้งหมดจะลดขนาดลง ซึ่งหมายถึงความพยายามที่จะทดแทนเครื่องยนต์กำลังสูงด้วยแบตเตอรี่ชาร์จกำลังสูง แต่ขนาดเล็กกว่า

กลุ่มกรีนพีซยิ้มเยาะแนวโน้มใหม่นี้ เมื่อ 13 ปีก่อน นักกิจกรรมนิเวศวิทยานำเสนอต้นแบบเครื่องยนต์เทอร์โบกำลังต่ำที่สามารถใช้เชื้อเพลิงต่ำกว่าสามลิตร แต่ “รอยยิ้มนั้น” ไม่เคยได้รับการสานต่อ ไม่มีผู้ผลิตรายใดเต็มใจจะผลิต “เราเองก็ผลิตรถยนต์ขนาดสามลิตรเมื่อสิบปีก่อน” เฮอมานน์ มิดเดน ดอร์ฟ นักพัฒนาเครื่องยนต์ของโฟล์คสวาเกน กล่าวและเสริมว่า “โชคร้ายที่มีลูก ค้าเพียงไม่กี่รายซื้อรถยนต์รุ่นลูโปขนาดสามลิตร เพราะดูล้ำหน้ากาลเวลาเกินไป”

เมื่อใช้ต่อกับการสูบฉีดน้ำมันโดยตรง เครื่องยนต์เทอร์โบสามารถประหยัดได้จริงๆหากไม่ได้ใช้งานอย่างเต็มกำลัง แต่เป็นรถที่ขับสนุก “เครื่องยนต์นิวตัน 240 รุ่นซูเปอร์ชาร์จ 1.4 ลิตร มีการขับเคลื่อนเหมือน 2.5 ลิตร” มิดเดนดอร์ฟกล่าว

เป็นไปได้ที่จะลด การใช้เชื้อเพลิงและลดการปล่อยมลพิษกับก๊าซคาร์บอนไดออก ไซด์ โดยไม่ต้องมีโครงการวิจัยระยะยาวเพิ่ม เติม โปรแกรมพลวัตรประสิทธิภาพ รุ่นใหม่ของค่ายบีเอ็มดับเบิลยูพบว่ามีคู่แข่งขันมาก มายลอกเลียนแบบ รถยนต์ทั่วไปที่มีเครื่อง ยนต์สันดาป ตอนนี้หันมาใช้กระแสไฟฟ้าในการจุดระเบิดแทนที่เคยต้องใช้น้ำมันและไม่ต้องเร่งเครื่องยนต์โดยไม่จำเป็น เมื่อรถยนต์หยุดเดิน เครื่องยนต์จะปิดเครื่องโดยอัตโนมัติ ถ้าไม่ต้องการความเย็น ช่องระบายลมจะปิดทำให้การไหลเวียนเชื้อเพลิงดีขึ้น แทนที่จะเป็นการสิ้นเปลืองแบบไม่มีจุดหมาย พลังงาน เวลาหยุดรถจะนำมาใช้และจัดเก็บ ทั้งหมดนี้จะลดการใช้พลังงานเชื้อเพลิงประมาณร้อยละ 23 รถยนต์เกือบทั้งหมดของบีเอ็มดับเบิลยูติดตั้งด้วยระบบพลวัตรประสิทธิภาพนี้โดยไม่มีการขึ้นราคา

โปรแกรมบลูโมชันของโฟล์คสวาเกนยังไม่ค่อยเป็นที่นิยมนัก แต่โฟล์คสวาเกนมีจุด เด่นในเรื่องอื่น เนื่องด้วยวิศวกรรมใหม่ๆและความร่วมมือกับเดมเลอร์และบริษัทแซกซอน โดยเฉพาะการใช้เชื้อเพลิงชีวภาพค่อนข้างเป็นเป้าหมายที่โดดเด่นของโฟล์คสวาเกน ซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้ระบบอย่างปัจจุบันที่ได้เอทานอลจากโรงงานน้ำตาลในบราซิล ระบบใหม่นี้ไม่ต้องการวัตถุดิบขนาดนั้น เนื่องจาก “ซันดีเซล” สามารถสกัดได้จากของเสียทางเกษตรกรรม

แต่ไม่ว่าจินตนาการของนักพัฒนาจะบรร เจิดอย่างไร มีปัจจัยสำคัญที่พวกเขาไม่ควรมองข้าม และเป็นบางสิ่งที่ไม่เคยเปลี่ยนไปจากเมื่อ 100 ปีก่อน เพราะถึงอย่างไรปริมาณ ของพลังงานที่รถคันหนึ่งใช้นั้นขึ้นอยู่กับคนขับว่าจะเร่งเครื่องที่ปลายเท้าแรงเพียงใด