พิมพ์

[raponsan]

อนาคตของรถยนต์ : เมื่อไรเราจะมีรถไฟฟ้าที่ชาร์จแบบไร้สายได้เสียที

Summary

    - คอลัมน์ Small Science ของ โตมร ศุขปรีชา สัปดาห์นี้ เล่าถึงวิทยาศาสตร์และอนาคตของ ‘รถยนต์’ โดยเฉพาะรถไฟฟ้า (Electric Vehicles หรือ EV) ที่ดูจะก้าวล้ำมากขึ้นเรื่อยๆ และยังมีอีกหลายสิ่งที่ต้องพัฒนาควบคู่กันไปด้วย เช่น เทคโนโลยีการชาร์จในรูปแบบต่างๆ ที่อาจถึงขั้น ‘ขับไป ชาร์จไป’ บนถนนได้.!


Illustration: Nuttal-Thanatpohn Dejkunchorn

เพื่อนคนหนึ่งอยู่ในจังหวะที่ควรจะเปลี่ยนรถได้แล้ว เพราะรถคันเก่านั้นใช้มากว่าสองแสนกิโลเมตร แต่เขาก็ยังลังเลไม่รู้จะเปลี่ยนรถดีหรือเปล่า

“มันควรเปลี่ยนไปใช้รถไฟฟ้าได้แล้วหรือยังวะ” เขาถาม

คำถามนี้ตอบยากเอาการ เพราะทุกวันนี้ แม้รถไฟฟ้า หรือ Electric Vehicles หรือ EV จะเริ่มแพร่หลายมีให้เห็นกันมากขึ้นเรื่อยๆ แต่หลายคนก็ยังเชื่อมั่นในรถใช้น้ำมันอยู่ โดยเฉพาะคนที่ไม่ได้อยู่บ้าน หรือมีความจำเป็นต้องเดินทางไกลบ่อยๆ แถมเบี้ยประกันรถไฟฟ้าก็ไม่ได้อยู่ในระดับเดียวกับรถน้ำมันด้วย ทำให้การตัดสินใจเปลี่ยนจากรถน้ำมันไปเป็นรถไฟฟ้าสำหรับอีกหลายคน ยังอยู่ในภาวะพะวักพะวน

เรื่องนี้เกี่ยวข้องกับอะไรหลายอย่าง

หัวใจของรถไฟฟ้า ก็คือ มอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้ขับเคลื่อนรถยนต์

ทุกวันนี้ เทคโนโลยีเรื่องนี้ก้าวหน้าไปมากแล้ว รวมถึงเทคโนโลยีด้านแบตเตอรี่ด้วย ความสำเร็จของรถไฟฟ้าที่เริ่มมีให้เห็นกันมากขึ้น มาจากเทคโนโลยีแบตเตอรี่เป็นส่วนสำคัญ ซึ่งในปัจจุบันนี้ แบตเตอรี่แบบลิเทียม-ไออน คือแบตเตอรี่ที่เราพบเห็นได้มากที่สุดในรถไฟฟ้า

แต่กระนั้น ก็ไม่ได้แปลว่าเทคโนโลยีนี้มาถึงที่สิ้นสุดแล้ว นักวิทยาศาสตร์ยังวิจัยและพัฒนาปฏิกิริยาเคมีในแบตเตอรี่รูปแบบใหม่ๆ อย่างต่อเนื่อง โดยเฉพาะแบตเตอรี่แบบ Solid-State ซึ่งจะช่วยให้การชาร์จแต่ละที สามารถใช้งานไปได้ยาวนานมากขึ้น ทั้งยังแข็งแกร่งทนทานมากขึ้นด้วย

เรื่องสำคัญของรถไฟฟ้าอีกเรื่องหนึ่ง ก็คือ เรื่องของการชาร์จที่ต้องมีการสร้างสาธารณูปโภคให้มากเพียงพอ การใช้รถไฟฟ้าจะได้รับการตอบรับอย่างกว้างขวาง และเติบโตไปได้มากแค่ไหน เรื่องนี้ถือว่าสำคัญมาก เพราะในปัจจุบัน คนที่ไม่ได้อยู่บ้านของตัวเองจำนวนมาก ไม่อยากใช้รถไฟฟ้า เพราะหาที่ชาร์จได้ค่อนข้างยาก สถานีชาร์จยังมีจำกัด แต่ถ้ามีบ้านของตัวเอง มีที่จอดรถ และมีหัวชาร์จให้ชาร์จได้สบายๆ ในตอนกลางคืนที่ไม่ได้ใช้รถ ข้อจำกัดนี้ก็จะหมดไป

    "ในปัจจุบัน คนที่ไม่ได้อยู่บ้านของตัวเองจำนวนมาก ไม่อยากใช้รถไฟฟ้า เพราะหาที่ชาร์จได้ค่อนข้างยาก สถานีชาร์จยังมีจำกัด แต่ถ้ามีบ้านของตัวเอง มีที่จอดรถ และมีหัวชาร์จให้ชาร์จได้สบายๆ ในตอนกลางคืนที่ไม่ได้ใช้รถ ข้อจำกัดนี้ก็จะหมดไป"

@@@@@@@

อีกเรื่องหนึ่งที่น่าจะจูงใจให้คนหันมาใช้รถไฟฟ้ามากขึ้น ก็คือ การที่รถไฟฟ้าจะมีส่วนสำคัญต่อระบบไฟฟ้าทั้งหมด หรือที่เรียกว่า Smart Grid ซึ่งคำว่า grid หมายถึงพื้นที่ที่มีการเชื่อมต่อไฟฟ้าเป็นเครือข่าย โดยในกรณีของรถไฟฟ้านั้น บ่อยครั้งสามารถผลิตไฟฟ้าได้ด้วยตัวเอง (เช่น ผ่านระบบการเบรกที่เรียกว่า Regenerative Braking คือเบรกแล้วทำให้เกิดไฟฟ้าเก็บไว้ในแบตเตอรี่ได้) ซึ่งถ้าไฟฟ้าเหลือ รถก็สามารถ ‘คืน’ กระแสไฟฟ้าให้ระบบได้ เรียกว่า Vehicle-to-Grid หรือ V2G ซึ่งเป็นอีกเทคโนโลยีหนึ่งที่ต้องได้รับการพัฒนา เพราะเกี่ยวข้องกับการติดต่อสื่อสารที่ซับซ้อน และรวมไปถึงเรื่องของนโยบายของรัฐบาลเกี่ยวกับเรื่องพลังงานด้วย

อย่างไรก็ตาม ถ้ามองดูการสัญจรแห่งอนาคต เราจะพบว่ารถไฟฟ้า (รวมไปถึงรถที่ขับได้ด้วยตัวเอง หรือ Automonous Vehicles) ถือเป็นเทรนด์ใหญ่ที่น่าจะใหญ่ที่สุดแล้ว ตามมาด้วยการสัญจรแบบแชร์กัน (Shared Mobility) และการใช้บริการรถยนต์เฉพาะเวลาที่ต้องการ รวมไปถึงทางเลือกของการสัญจรโดยใช้ยานพาหนะจิ๋ว (Micro-Mobility) เช่น การใช้สกู๊ตเตอร์ไฟฟ้า หรือจักรยานไฟฟ้า ซึ่งทางเลือกนี้เป็นที่นิยมในพื้นที่เมือง โดยเฉพาะเมืองในแถบยุโรป และได้รับการพัฒนาเรื่องประสิทธิภาพมากขึ้นเรื่อยๆ เช่นเดียวกัน

แนวคิดแบบหลังนี้ มีหลายประเทศให้ความสนใจอย่างมาก หลายแห่งพยายามพัฒนาให้เกิดระบบที่ใช้งานได้จริง เรียกว่าระบบ Personal Rapid Transit หรือ PRT ซึ่งประกอบไปด้วยยานพาหนะจิ๋วจำนวนมาก ที่จะคอยทำหน้าที่รับส่งผู้โดยสารตามความต้องการแบบออนดีมานด์ ภายในเครือข่ายที่ได้กำหนดเอาไว้ ทำให้เกิดแนวทางการเดินทางแบบใหม่

ผู้คนไม่จำเป็นต้องซื้อรถ หรือเป็นเจ้าของยานพาหนะเอง แต่จะได้ใช้งานยานพาหนะเมื่อต้องการ เปรียบเหมือนการซื้อนมมาดื่มเป็นครั้งคราว โดยไม่จำเป็นต้องซื้อแม่วัวมาเลี้ยง จึงลดค่าใช้จ่ายทั้งของตัวเอง และของส่วนรวมได้ ผ่านการจัดการระบบโดยใช้เทคโนโลยีที่ซับซ้อน



แต่นอกจากรถยนต์ไฟฟ้าแล้ว ยังมีความพยายามคิดค้นเชื้อเพลิงขับเคลื่อนใหม่ๆ อีกหลายอย่าง ที่หลายคนน่าจะเคยได้ยินมาแล้ว ก็คือ เชื้อเพลิงไฮโดรเจน (Hydrogen Fuel Cell Vehicles) ซึ่งจะใช้ไฮโดรเจนและออกซิเจนในการผลิตกระแสไฟฟ้าอีกทีหนึ่ง แล้วสุดท้ายก็ปล่อยไอน้ำออกมา (ไม่เหมือนเครื่องยนต์สันดาป ที่จะปล่อยก๊าซพิษสารพัดออกมาก่อปัญหาให้กับเมือง)

นอกจากการเดินทางภาคพื้นดินแล้ว ยานพาหนะแบบที่เรียกว่า 'แท็กซี่บินได้' (Flying Taxi) ซึ่งมีลักษณะคล้ายๆ โดรนขนาดใหญ่ไร้คนขับ หรือ Unmanned Aerial Vehicles (UAV) ก็เป็นอีกแนวทางหนึ่งที่กำลังได้รับการพัฒนาอยู่ เพราะจะช่วยลดการใช้พลังงานและการปล่อยมลพิษได้มากทีเดียว

และนอกจากยานพาหนะที่ใช้ไฟฟ้าเป็นหลักแล้ว ก็กำลังมีการคิดค้นแหล่งพลังงานใหม่ๆ อีกหลายอย่าง บางอย่างอาจฟังดูเหมือนเดิม เช่น การใช้ก๊าซธรรมชาติ หรือไบโอดีเซล (แต่พัฒนาให้ทันสมัยมากขึ้น ปล่อยมลพิษน้อยลง)

แต่บางอย่างก็ฟังดูล้ำยุคมากจนหลายคนไม่เชื่อว่าจะใช้ได้ในอนาคตอันใกล้ ตัวอย่างเช่น รถยนต์พลังงานแสงอาทิตย์ที่ติดโซลาร์เซลล์เอาไว้บนหลังคา (หรือทำให้ตัวรถทั้งหมดเป็นโซลาร์เซลล์) ดึงเอาพลังงานจากแสงแดดมาใช้ในการขับเคลื่อน รวมไปถึงการใช้พลังงานจลน์ (Kinetic Energy Powered Vehicles) คือรถยนต์ที่เก็บแรงสั่นสะเทือนทั้งหมดมาแปลงเป็นพลังงาน ซึ่งโดยอุดมคติแล้วน่าสนใจ เพราะรถยนต์ต้องเคลื่อนที่ ต้องกระเด้งกระดอนไปตามพื้นผิวอยู่แล้ว จึงมีโอกาสที่จะแปลงการสั่นสะเทือนต่างๆ ให้เป็นพลังงานได้

    "นักวิทยาศาสตร์บางคนบอกว่า ถ้าเทคโนโลยีนี้ถูกลง บางทีเราอาจสามารถสร้างถนนที่ ‘ชาร์จได้’ ไปตลอดทาง เหมือนรถยนต์แล่นอยู่บน Pad ตลอดเวลา แบตเตอรี่จึงเต็มอยู่เสมอก็เป็นได้ แต่นั่นก็เป็นความฝันที่ออกไปทางเฟื่องอยู่สักหน่อย เพราะจะทำได้อย่างนั้นได้คงต้องใช้เวลาอีกนานมาก และไม่รู้ว่าจะคุ้มค่ากับต้นทุนหรือเปล่าด้วย"

@@@@@@@

สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าที่หลายคนเบื่อแสนเบื่อกับการต้อง ‘เสียบปลั๊ก’ ก็กำลังมีการคิดค้นและพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆ แบบเดียวกับการชาร์จมือถือแบบไร้สายอยู่เหมือนกัน แต่ในกรณีของรถยนต์ไฟฟ้านั้น ต้องพิจารณากันหลายเรื่อง เช่น เรื่องการส่งหรือถ่ายโอนพลังงาน (Inductive Power Transfer หรือ IPT) โดยอาจจะมี Pad สองข้างมาคอยส่งและรับพลังงานนี้ ทำให้ผู้ขับขี่สามารถขับไปจอดในบริเวณที่กำหนดไว้ (คือบริเวณที่เป็น Pad) แล้วรถก็จะชาร์จของมันไปได้เอง

นักวิทยาศาสตร์บางคนบอกว่า ถ้าเทคโนโลยีนี้ถูกลง บางทีเราอาจสามารถสร้างถนนที่ ‘ชาร์จได้’ ไปตลอดทาง เหมือนรถยนต์แล่นอยู่บน Pad ตลอดเวลา แบตเตอรี่จึงเต็มอยู่เสมอก็เป็นได้ แต่นั่นก็เป็นความฝันที่ออกไปทางเฟื่องอยู่สักหน่อย เพราะจะทำได้อย่างนั้นได้คงต้องใช้เวลาอีกนานมาก และไม่รู้ว่าจะคุ้มค่ากับต้นทุนหรือเปล่าด้วย

อย่างไรก็ตาม นักวิจัยอีกจำนวนหนึ่งก็พยายามคิดค้นการชาร์จแบบที่เรียกว่า Dynamic Charging คือการชาร์จขณะเคลื่อนที่ โดยนำมาผนวกเข้ากับการชาร์จแบบไฟฟ้า ซึ่งจะเปลี่ยนแรงสั่นสะเทือนให้เป็นไฟฟ้าแล้วเก็บสะสมไว้ในแบตเตอรี่ แบบนี้ก็จะทำให้รถยนต์แล่นได้นาน ไม่ต้องชาร์จไฟบ่อยๆ

จะเห็นได้ว่า เทคโนโลยีของรถ EV นั้น ยังอยู่ระหว่างการพัฒนา ในอนาคตอันใกล้นี้จึงน่าจะเกิดนวัตกรรมใหม่ๆ อีกหลายอย่าง ในขณะที่รถ EV ที่เราเห็นกันอยู่ในปัจจุบัน เหมือนเป็นเพียง ‘ขั้นต้น’ ของยานพาหนะแห่งอนาคตเท่านั้นเอง

ที่สำคัญก็คือ ทั้งพื้นที่เมืองและชนบท ต้องมีการปรับเปลี่ยนขนานใหญ่ ถ้าหากจะโอบรับเทคโนโลยีรถไฟฟ้า (หรือเทคโนโลยีอื่นๆ) เข้ามาเป็นรถยนต์กระแสหลัก

ดังนั้น ถ้าจะตอบคำถามของเพื่อน เราก็อาจตอบได้แบบกำปั้นทุบดินว่า - ถ้ามีตังค์ก็เปลี่ยนรถเถอะเพื่อน เพราะเปลี่ยนไปสักสามสี่ปี ประเดี๋ยวก็ต้องเปลี่ยนอีก เนื่องจากตอนนี้อยู่ในช่วงหัวเลี้ยวหัวต่อจริงๆ แต่ถ้าเพื่อนไม่มีตังค์ บางทีก็อาจต้องทนทู่ซี้ใช้คันเก่าไปก่อน อย่างน้อยก็อีกสักสองสามปี เพื่อ ‘รอ’ ดูว่าเทคโนโลยีและบ้านเมืองจะเปลี่ยนไปอีกมากน้อยแค่ไหน

การตัดสินใจทำอะไรสักอย่างในยุคเปลี่ยนผ่านนี่ - ไม่มีอะไรง่ายเลย





Thank to : https://plus.thairath.co.th/topic/spark/103427
Thairath Plus › Spark › Science & Tech
8 ก.ค. 66 | creator : โตมร ศุขปรีชา