รถไฮโดรเจน : ทางเลือกใหม่แทนรถไฟฟ้า ?

ในยุคปัจจุบัน ถ้าให้พูดถึงพลังงานสะอาดที่มาแรงที่สุด เชื่อว่าทุกคนต้องนึกถึง ‘รถยนต์ไฟฟ้า’ หรือรถ EV อย่างแน่นอน เพราะนอกจากกระแสความนิยมที่เติบโตแบบก้าวกระโดดแล้ว การเปลี่ยนมาใช้พลังงานไฟฟ้ายังสร้างผลกระทบเชิงบวกมหาศาลต่อสิ่งแวดล้อม และอาจเรียกว่าเป็นกุญแจสำคัญในการสร้างความยั่งยืนให้กับโลกของเราด้วย

แต่ในสมการของพลังงานทางเลือก ไม่ได้มีเพียงแค่ EV หรือ โซลาร์เซลล์ เท่านั้น เพราะยังมีอีกหนึ่งผู้เล่นสำคัญอย่าง ‘พลังงานไฮโดรเจน’ ที่กำลังเข้ามามีบทบาทในหลากหลายวงการ รวมถึงอุตสาหกรรมยานยนต์ ซึ่งเป็นประเด็นหลักที่เราจะพูดถึงกัน

รู้จักพลังงานไฮโดรเจน

พลังงานไฮโดรเจน คือพลังงานสะอาดทางเลือกที่มาจากธาตุสำคัญอย่าง H (ไฮโดรเจน) ซึ่งธาตุนี้ก็อยู่ในแทบจะทุกวงการในโลกพลังงานได้เลย ไม่ว่าจะเป็นวงการอวกาศ วิศวกรรม หรือพลังงาน ซึ่งถือเป็นธาตุที่มีมากที่สุดในจักรวาลโดยมีมากถึง 73-75% ของสสารทั้งหมด จริง ๆ แล้วพลังงานไฮโดรเจนไม่สามารถเทียบได้ว่าเป็นแหล่งพลังงานโดยตรงแบบพลังงานแสงอาทิตย์ เพราะโซลาร์เซลล์เป็นรูปแบบพลังงานของแหล่งผลิต แต่พลังงานไฮโดรเจนเป็นตัวกักเก็บพลังงาน (Energy Carrier) คล้ายกับ ‘แบตเตอรี่’ ที่ต้องอาศัยพลังงานอื่นมากระตุ้นอีกทีมากกว่า

ด้วยความที่เป็นธาตุที่มีมากที่สุดในจักรวาล หลายคนอาจเข้าใจว่าไฮโดรเจนเป็นพลังงานสะอาด 100 เปอร์เซ็นต์ และดึงมาใช้เท่าไหร่ก็ได้แบบโซลาร์เซลล์ที่ขอแค่มีแสงอาทิตย์ก็ใช้สร้างพลังงานได้ แต่ในความเป็นจริง ความสะอาดของพลังงานจากไฮโดรเจนขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิดด้วย ซึ่งจะแบ่งออกเป็น 5 สีตามแหล่งกำเนิดด้วยกัน

• สีน้ำตาล > ถ่านหิน เป็นสีที่ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เยอะที่สุด
• สีเทา > ก๊าซธรรมชาติ (Steam Methane Reforming)
• สีฟ้า > ก๊าซที่ถูกจัดเก็บด้วยเทคโนโลยีการดักจับ (CCS)
• สีชมพู > พลังงานนิวเคลียร์ที่แยกน้ำให้กลายเป็นไฮโดรเจน
• สีเขียว > Green Hydrogen ที่มาจากพลังงานสะอาดอย่างโซลาร์ หรือ พลังงานลม แยกน้ำ ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่มีการปล่อยก๊าซคาร์บอน

รถไฮโดรเจนทำงานยังไง ?

ทีนี้เรามาทำความเข้าใจรถไฮโดรเจนกัน รถไฮโดรเจนเป็นรถยนต์ที่ไม่เหมือนรถไฟฟ้าทั่วไป (BEV) ที่จะใช้ระบบการชาร์จไฟ > เก็บในแบตฯ > วิ่ง

แต่รถไฮโดรเจน หรือ FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle) นั้นต่างออกไป เพราะมันไม่ได้แค่ ‘แบก’ ไฟฟ้าไปด้วย แต่มันคือโรงไฟฟ้าเคลื่อนที่ที่สามารถ ‘ผลิตไฟฟ้าเองได้ในตัว’ ขณะขับขี่นั่นเอง

หลักการผลิตไฟฟ้าเองในตัวจะประมาณนี้

• ถังเก็บพลังงาน > เราเติมก๊าซไฮโดรเจนเข้าไปในถังเหมือนเติมน้ำมันเลย ใช้เวลาแค่ 3-5 นาที
• เข้าสู่กระบวนการผลิตไฟฟ้าในห้องแล็บหน้ารถ > เมื่อเราเริ่มสตาร์ตรถ ก๊าซไฮโดรเจนจากถังหลังรถจะถูกส่งมาเจอกับ ‘ออกซิเจน’ ที่รถดึงเข้ามาจากอากาศภายนอก โดยทั้งคู่จะมาเจอกันที่ ‘Fuel Cell Stack’ หรือแผงเซลล์เชื้อเพลิง ซึ่งทำหน้าที่เหมือนห้องทดลองเคมี เมื่อก๊าซทั้งสองชนิดทำปฏิกิริยากัน จะกระตุ้นให้เกิดการไหลของอิเล็กตรอนจนกลายเป็นกระแสไฟฟ้าขึ้นมาได้เองโดยไม่ต้องมีการเผาไหม้ใด ๆ
• ส่งพลังไปที่ล้อ และปล่อยของเสียออกมาเป็นน้ำ > ไฟฟ้าที่ผลิตได้นี้จะถูกส่งไปหมุนมอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อให้ล้อหมุนและพาเราขับเคลื่อนไปข้างหน้า ส่วนผลพลอยได้จากการที่ไฮโดรเจนรวมร่างกับออกซิเจนนั้น คือ ‘น้ำเปล่าบริสุทธิ์’ (H2O) ดังนั้นสิ่งที่รถคันนี้ปล่อยออกมาทางท่อไอเสียจึงมีเพียงแค่ไอน้ำหรือหยดน้ำสะอาด ๆ เท่านั้น เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมแบบ 100%

สรุปง่าย ๆ รถไฮโดรเจน คือรถไฟฟ้าที่ไม่ต้องง้อปลั๊กไฟ เติมก๊าซแป๊บเดียวเต็ม วิ่งเงียบ แรงดี และสิ่งที่ทิ้งไว้ให้โลกมีเพียงแค่น้ำเปล่าเท่านั้น

ข้อดีของรถพลังงานไฮโดรเจน

ข้อดีที่เห็นได้ชัดมาก ๆ คือ

• เติมไวไม่ต้องรอ เพราะปกติรถ EV ชาร์จเร็วสุดก็ 20-30 นาที แต่ไฮโดรเจนเติมเต็มถังใน 3-5 นาทีเหมือนรถน้ำมัน เหมาะมากสำหรับรถบรรทุกหรือรถบัสที่ต้องวิ่งทำรอบ
• แบกน้ำหนักน้อยกว่า เพราะปกติแบตเตอรี่รถ EV หนักมาก (หลายร้อยกิโลฯ) ยิ่งอยากวิ่งไกล แบตฯ ยิ่งต้องใหญ่และหนัก แต่ถังไฮโดรเจนเบากว่าเยอะ ทำให้รถไม่ต้องแบกน้ำหนักให้ทรมาน
• ระยะทางไกลหายห่วง พลังงานไฮโดรเจน 1 ถัง โดยเฉลี่ยวิ่งได้ไกลกว่ารถ EV รุ่นทั่วไป (600-800 กม. ได้สบาย ๆ)

รถไฮโดรเจน พลังงานสะอาดกว่ารถไฟฟ้า ว่าที่รถแห่งอนาคต ?

จากข้อดีที่เกริ่นมา หลาย ๆ คนอาจคิดว่ารถไฮโดรเจนก็ดูดีแถมแทบจะไม่สร้างมลพิษอะไรให้โลกเลยด้วย แต่อย่าลืมว่าในตอนนี้เรายังคงประสบปัญหามากกว่านั้นอยู่ ไม่ว่าจะเป็น

การศึกษาและวิจัยที่จำกัด

แม้ว่าปัจจุบัน ค่ายรถบางค่ายจะมีการออกรถพลังงานไฮโดรเจนมาแล้ว อย่าง Toyota Mirai XLE ที่สามารถวิ่งได้สูงถึง 647 กิโลเมตร หรือบางประเทศจะมีการใช้พลังงานไฮโดรเจนในการขนส่งสินค้าทางไกลผ่านพาหนะขนาดใหญ่ อย่างเรือสินค้า รถไฟ หรือรถบรรทุก แต่ในเชิงการใช้งานจริงของผู้บริโภคทั่วไปยังถือว่าน้อยมาก

ปัญหาเรื่องงบประมาณ

งบในการสร้างปั๊มไฮโดรเจนค่อนข้างแพง และแน่นอนว่าแพงกว่าจุดชาร์จไฟด้วย ทำให้เกิดปั๊มน้อย พอปั๊มน้อยคนก็ไม่กล้าซื้อรถไฮโดรเจน พอรถน้อย ปั๊มก็ไม่กล้าขึ้น นั่นเป็นเหตุผลที่ทำให้เราไม่เห็นรถไฮโดรเจนวิ่งอยู่ตามถนนทั่วไป เพราะโครงสร้างพื้นฐานสำหรับรถประเภทนี้ยังไม่รองรับ จึงทำให้เกิดความไม่สะดวกสบายในการใช้งานเมื่อเทียบกับรถ EV และรถสันดาป

พลังงานสะอาด จริงไหม ?

การผลิตไฮโดรเจนส่วนใหญ่ตอนนี้ ยังมาจากการแยกก๊าซธรรมชาติซึ่งปล่อยคาร์บอนและกระทบต่อสภาพแวดล้อมอยู่ดี ถ้าจะเอาแบบสะอาดจริง ๆ อย่าง Green Hydrogen ที่แยกจากน้ำด้วยไฟฟ้าก็ต้นทุนสูงปรี๊ด ต้นทุนในการผลิตจึงเป็นข้อจำกัดสำคัญของการผลิตไฮโดรเจนสีเขียว

ความปลอดภัย

แม้ทางค่ายรถจะออกมายืนยันหนักแน่นว่า เทคโนโลยีถังบรรจุไฮโดรเจนในปัจจุบันนั้นแข็งแกร่งถึงขั้นที่รถถังเหยียบก็ไม่แตก แต่ปฏิเสธไม่ได้ว่าโจทย์หินที่สุดคือการต้องลบล้าง ‘ภาพจำความน่ากลัว’ ในใจผู้คนให้ได้ก่อน เพราะคนส่วนใหญ่ยังคงมองว่าไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงที่ ‘ไวไฟและไม่เสถียร’ โดยเฉพาะเมื่อมีข่าวดังในต่างประเทศ อย่างเหตุการณ์สถานีเติมไฮโดรเจนระเบิดที่ประเทศนอร์เวย์ หรือเกาหลีใต้ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ซึ่งสร้างแรงสั่นสะเทือนต่อความเชื่อมั่น และตอกย้ำภาพลักษณ์ของการเป็น ‘ระเบิดเคลื่อนที่’ ให้ฝังลึกอยู่ในใจผู้บริโภคจนถึงทุกวันนี้

แล้วสรุปรถไฮโดรเจนคือรถแห่งอนาคตจริงไหม ?

อ่านมาถึงตรงนี้ เราได้เห็นทั้งข้อดีและข้อจำกัดของรถพลังงานไฮโดรเจนกันแล้ว อาจพอทำให้เราเข้าใจว่าทำไมมองไปบนถนนถึงเจอแต่รถ EV

ส่วนหนึ่งเพราะเทคโนโลยีของรถ EV เริ่มมีความเสถียรมากกว่าเมื่อก่อนอย่างมาก และมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ทั้งในแง่ของเทคโนโลยี ความปลอดภัย รวมถึงโครงสร้างพื้นฐาน อย่างมีจุดชาร์จไฟตามปั๊มน้ำมัน ระบบชาร์จที่ดีขึ้น ค่าใช้จ่ายต่อหน่วยที่ประหยัดกว่า เพราะอย่าลืมว่าเรากำลังพูดถึงรถยนต์ส่วนบุคคล ที่เน้นความสะดวกในการใช้งานและดูแล

ในขณะที่เทคโนโลยีพลังงานไฮโดรเจนในปัจจุบันยังถูกจำกัดอยู่กับขนส่งขนาดใหญ่ อย่างรถบรรทุก รถไฟ หรือเรือบรรทุกสินค้า ซึ่งอยู่ในการใช้งานจริงขั้นแรก ทำให้เข้าถึงยากสำหรับคนทั่วไป แต่เป็นไปได้ว่าในอนาคต หากสามารถปรับวิธีการใช้งานพลังงานไฮโดรเจนได้ในระดับที่เสถียรแบบรถยนต์ไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงของตลาดรถยนต์อาจเกิดขึ้นอีกครั้ง เพราะพลังงานไฮโดรเจนนั้นได้เปรียบในเรื่องของน้ำหนักเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ของรถยนต์ไฟฟ้า รวมถึงความรวดเร็วในการเติมพลังงานที่พลังงานไฮโดรเจนจะคล้ายกับการเติมน้ำมัน ไม่ต้องรอชาร์จไฟ

ส่วนสาเหตุที่เทคโนโลยีไฮโดรเจนดูเหมือนจะโตช้าและมีราคาแพงกว่า ก็เพราะขั้นตอนทางฟิสิกส์ที่ซับซ้อน ตั้งแต่การแปลงไฟฟ้าเป็นก๊าซ อัดใส่ถัง ขนส่ง แล้วแปลงกลับมาเป็นไฟฟ้าอีกที ทำให้สูญเสียพลังงานระหว่างทางไปเยอะเมื่อเทียบกับ EV ที่ชาร์จไฟเข้าแบตเตอรี่ตรง ๆ

แต่ถึงอย่างนั้น ประเทศมหาอำนาจหลายประเทศ อย่างญี่ปุ่นและเกาหลีใต้ก็ยังทุ่มสุดตัวกับเทคโนโลยีนี้ เพราะสำหรับพวกเขาเหล่านี้ ไฮโดรเจนไม่ได้เป็นแค่เชื้อเพลิงรถ แต่คือความมั่นคงทางพลังงานในระยะยาวที่อาจช่วยในการเข้าถึงพลังงานสะอาด

คำตอบของคำถามที่ว่า รถยนต์พลังงานไฮโดรเจนจะมาทดแทนรถยนต์ไฟฟ้าได้ไหม คืออาจมีความเป็นไปได้ อนาคตของยานยนต์กำลังหมุนไปสู่ยุคแห่งทางเลือกที่หลากหลาย เหมือนกับวันที่เราเริ่มเปิดใจรับรถ Hybrid หรือ EV จนกลายเป็นภาพคุ้นตาบนท้องถนนในทุกวันนี้ แต่แน่นอนว่ายังไม่ใช่ตอนนี้

ต้องยอมรับว่าไม่มีเทคโนโลยีไหนที่เป็นสูตรสำเร็จเพียงหนึ่งเดียวที่ตอบโจทย์คนทั้งโลกได้ แต่การมาถึงของ ‘รถไฮโดรเจน’ อาจไม่ได้เข้ามาเพื่อแทนที่ใคร แต่เปรียบเสมือนจิกซอว์ชิ้นสำคัญที่จะมาช่วยเติมเต็มเป้าหมาย Carbon Neutral ของโลกให้เกิดขึ้นจริง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของไฮโดรเจนที่ใช้ หรือข้อบังคับทางกฎหมายเพื่อตอบสนองต่อคำว่า ‘พลังงานสะอาด’ อย่างแท้จริง ไม่แน่ว่าในอนาคตรถคันต่อไปที่จอดอยู่ในบ้านของคุณอาจจะเป็นรถไฮโดรเจนก็ได้