BMW iX5 ไฮโดรเจน ขึ้นไลน์ผลิตขายจริงที่เยอรมัน
BMW iX5 ไฮโดรเจน ขึ้นไลน์ผลิตขายจริงที่เยอรมัน การเดินทางของโลกยานยนต์เข้าสู่ยุค Zero Emission Mobility ไม่ได้มีเฉพาะยานยนต์ไฟฟ้า BEV เท่านั้น แต่การใช้พลังงานจากไฮโดรเจนได้กลายเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่ได้รับความสนใจจากผู้ผลิตรถยนต์เพิ่มขึ้นเป็นลำดับ ล่าสุด BMW เริ่มต้นเปิดไลน์การผลิต Fuel Cell Systems ในเมืองมิวนิค ซึ่งเป็นศูนย์กลางในการพัฒนา Hydrogen Technology ของ BMW เพื่อเตรียมผลิตรถ ‘FCEV’ หรือรถ Fuel Cell จำหน่ายอย่างเป็นทางการ โดยเริ่มต้นกับ iX5 Hydrogen ซึ่งใช้เทคโนโลยี Fuel Cell เจเนอเรชันที่ 2 ของ BMW ที่มุ่งสร้างความสะดวกในการใช้งาน ไม่ต่างกับรถเครื่องยนต์สันดาปที่ผู้ใช้รถคุ้นเคย!!!
- BMW iX5 Hydrogen เป็นรถ FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle) ถูกพัฒนาขึ้นบนตัวถังของ X5 โมเดลปัจจุบัน [G05]
ผู้ผลิตรถยนต์หลายค่ายที่จำหน่ายรถน้ำมัน ควบคู่ไปกับรถไฟฟ้า BEV (Battery Electric Vehicle) ได้เริ่มตระหนักถึงปัญหาระยะยาวที่อาจเกิดขึ้นจากแบตเตอรี่ ทั้งเรื่องวัตถุดิบอันเป็นทรัพยากรธรรมชาติที่มีจำกัด และมีเฉพาะบางพื้นที่ ประสิทธิภาพในการจัดเก็บพลังงาน เมื่อเทียบกับขนาดและน้ำหนัก ต้นทุนในการผลิต ปริมาณการก่อคาร์บอนจากการผลิต ไล่ไปจนถึงขั้นตอนการทำลาย เมื่อแบตเตอรี่เสื่อมประสิทธิภาพลง
- แผงเซลล์เชื้อเพลิง (Fuel Stack) พร้อมอุปกรณ์ มีขนาดกะทัดรัด ใน iX5 Hydrogen ผลิตพลังงานไฟฟ้าป้อนให้กับระบบได้สูงสุด 125 kW/170 hp
- แผงเซลล์เชื้อเพลิง (Fuel Stack) วางในตำแหน่งเดียวกับเครื่องยนต์ กำลังขับเคลื่อนจากมอเตอร์ไฟฟ้า BMW Gen5 ใน iX5 Hydrogen อยู่ที่ 275 kW/374 hp และส่งกำลังไปขับเคลื่อนล้อหลัง
การนำไฮโดรเจนมาประยุกต์
มีผู้ผลิตรถยนต์ จักรยานยนต์ และบริษัทพลังงานกลุ่มหนึ่ง จับมือกัน R&D การใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจน อาทิ BMW Group, Daimler (Mercedes-Benz, Mercedes Bus & Truck), Honda, Toyota, Hyundai, Kawasaki, Air Liquide, Alstom, Shell, Total, Engie ฯลฯ ซึ่งการนำไฮโดรเจนมาประยุกต์ใช้ มีทั้งใช้เผาไหม้กับเครื่องยนต์สันดาปรูปแบบเดียวกับ Fossil Fuel ดั้งเดิม และการทำไปผลิตพลังงานไฟฟ้าผ่านเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิง พวกเราจึงได้เห็นรถต้นแบบทั้ง 2 รูปแบบ มาโชว์ตัว พร้อมวิ่งทดสอบอย่างต่อเนื่อง ซึ่งในที่สุดรถต้นแบบบางรุ่น ก็ได้ไปต่อด้วยการผลิตจำหน่ายอย่างเป็นทางการ อาทิ TOYOTA Mirai (2014-ปัจจุบัน), HONDA FCX Clarity (2008-2014), HONDA Clarity FCV (2016-2021) ในส่วนของรถนั่งโมเดลล่าสุดที่จะถูกส่งลงถนน จะเป็น BMW iX5 Hydrogen นั่นเอง
- ถังไฮโดรเจนผลิตจากวัสดุ CFRP (Carbon-fibre Reinforce Plastic) ร่วมกับวัสดุสังเคราะห์อื่นๆ รวม 3 ชั้น เพื่อรองรับการกระแทกกรณีรถประสบอุบัติเหตุ รับแรงดันได้สูงสุด 700 บาร์
การทำตลาดของรถ FCEV
รถยนต์ FCEV จะมีข้อจำกัดมากกว่ารถ BEV จุดหลักจะเป็นเรื่องของพื้นฐานโครงสร้าง หรือสถานีเติมไฮโดรเจน ที่ปัจจุบันมีความพร้อมเฉพาะบางภูมิภาคเท่านั้น เพราะการสร้างสถานีไฮโดรเจน และการวางระบบขนส่ง เป็นเรื่องใหญ่ที่จำเป็นต้องได้รับการสนับสนุนจากภาครัฐ ไม่ต่างกับการสร้างสถานีอัดประจุของรถไฟฟ้า BEV
ดังนั้น รถ FCEV จึงแจ้งเกิดได้เฉพาะบางประเทศ เช่น สหรัฐอเมริกา และยุโรป โดยเฉพาะในกลุ่มประเทศยุโรปที่ให้ความสำคัญกับการนำไฮโดรเจนมาใช้กับอุตสาหกรรมโลจิสติกส์ มากกว่าการใช้รถบรรทุกในรูปแบบ BEV (เติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนเต็มถังเร็วกว่า) ดังนั้น เราจึงได้เห็นรถบรรทุก FCEV โมเดลใหม่ๆ จาก Daimler Truck ทยอยออกมาโชว์ตัว พร้อมวิ่งทดสอบอย่างต่อเนื่อง
- ห้องโดยสารไม่แตกต่างจาก X5 G05 รุ่นเครื่องยนต์ และรุ่นไฮบริด จอ LCD แบบไวด์สกรีน ขนาด 3 นิ้ว เป็นส่วนหนึ่งของระบบ iDrive รับคำสั่งผ่าน Touch Controller ด้านข้างคันเกียร์
วกกลับมาที่ BMW iX5 ไฮโดรเจน เผยโฉมครั้งแรกในงาน IAA Mobility ปี 2021 มาในร่างของ X5 บอดี้ G05 เป็นรถ FCEV ที่ขายจุดแข็งเรื่องความเร็วในการเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนเต็มถัง เร็วในระดับที่กลุ่มคนใช้รถยนต์ไฟฟ้าต้องอิจฉา
ส่วนคุณสมบัติพื้นฐานของรถรูปแบบนี้ ว่าด้วยเรื่องไร้มลพิษ และการใช้พลังงานงานที่ยั่งยืน ทั้ง ‘BEV’ และ ‘FCEV’ จะทำได้ไม่แตกต่างกัน
Fuel Cell หรือ ‘เซลล์เชื้อเพลิง’ เป็นเทคโนโลยีที่ใช้ผลิตพลังงานไฟฟ้า ด้วยการเปลี่ยน “พลังงานเคมี=>พลังงานไฟฟ้า” ซึ่งหากพิจารณาในแง่ประสิทธิภาพ จะเสถียรและให้ประสิทธิภาพในการผลิตพลังงานสูงกว่าการใช้ ‘เจเนอเรเตอร์’ ปั่นไฟ เพื่อเปลี่ยน “พลังงานกล=>พลังงานไฟฟ้า” เพราะการปั่นไฟระบบต้องสูญเสียพลังงานบางส่วนไปกับแรงเสียดทาน (Friction Loss) ต่อเนื่องไปจนถึงพลังงานความร้อน (Heat Loss) ขณะที่ขบวนการสร้างพลังงานไฟฟ้าของ Fuel Cell ใช้ปฏิกิริยาทาง ‘ไฟฟ้า-เคมี’ ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหว เกิดความร้อนต่ำกว่า
- BMW เป็นผู้ผลิตรถยนต์อีกหนึ่งค่าย ที่พัฒนาเทคโนโลยี Fuel Cell มาอย่างต่อเนื่อง (เช่นเดียวกับ AUDI และ Mercedes-Benz) นั่นเพราะยุโรปวางพื้นฐานโครงสร้างของสถานีเติมไฮโดรเจนไว้พร้อมกว่าภูมิภาคใดในโลก เพื่อรองรับรถบรรทุกในภาคอุตสาหกรรมขนส่ง และล่าสุดฝั่งสหรัฐอเมริกา นำโดยประธานาธิบดี ‘โจ ไบเดน’ ประกาศสนับสนุนพลังงานจากไฮโดรเจน ตั้งเป้าเป็นศูนย์กลางพลังานสะอาดภายในปี 2030
Fuel Cell ถูกพัฒนาให้เป็นแหล่งพลังงานหลักของรถกลุ่ม FCEV โดยพลังงานที่ได้จากระบบนี้จะเป็นพลังงานสะอาด (Clean Energy) เพราะเกิดจากการรวมตัวของก๊าซไฮโดรเจน (H2) และก๊าซออกซิเจน (O2) ผ่านทางปฏิกิริยาเคมี ซึ่ง ‘ผลลัพธ์สุดท้าย’ ที่เกิดขึ้นจากกระบวนการนี้ คือ ‘พลังงานไฟฟ้า’ และ ‘น้ำ’ เท่านั้น
- ใต้ฝาครอบเป็นชุด ‘แผงเซลล์เชื้อเพลิง’ (Fuel Cell Stack) ทำหน้าที่ ผลิตพลังงานไฟฟ้าป้อนให้กับระบบ
H2 (Hydrogen) + O2 (Oxygen) = Electricity & H2O
รถยนต์ Fuel Cell ถูกขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า ซึ่งใช้กระแสไฟฟ้าที่ผลิตจาก ‘แผงเซลล์เชื้อเพลิง’ (Fuel Cell Stack) เป็นหลัก สำหรับเชื้อเพลิงอย่างไฮโดรเจนนั้น มีหลากหลายวิธีที่จะนำมาใช้งาน ซึ่งวิธีหลัก ๆ ก็คือ การนำไฮโดรเจนบริสุทธิ์จากถังเก็บส่งป้อนระบบโดยตรง ขณะที่ออกซิเจนถูกนำมาจากอากาศที่ผ่านเข้ามาทางด้านหน้ารถ
- เติมไฮโดรเจนเต็มถังใช้เวลารอเพียง 3-4 นาที
รถซีรี่ส์ iX จาก BMW เปิดตัวนำร่องมาก่อน ด้วยรูปแบบ BEV (Battery Electric Vehicles) ขณะที่รูปแบบ FCEV (Fuel Cell Electric Vehicles) เตรียมเปิดตัวกับ iX5 Hydrogen เป็นโมเดลแรก โดยระบบขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าใช้ BMW Gen5 (5th Generation BMW eDrive Technology) ไม่ต่างกัน ความแตกต่างจะอยู่ที่ iX5 Hydrogen ไม่จำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่ขนาดใหญ่ ซึ่งมีน้ำหนักมหาศาล แต่แทนที่ด้วยชุด ‘แผงเซลล์เชื้อเพลิง’ และถังเก็บไฮโดรเจนจำนวน 2 ถัง ขนาดความจุรวม 6 กิโลกรัมไฮโดรเจน
ถังไฮโดรเจนผลิตจากวัสดุ CFRP (Carbon-fibre Reinforce Plastic) หรือ ‘คาร์บอนไฟเบอร์’ ร่วมกับวัสดุสังเคราะห์อื่นๆ รวม 3 ชั้น เพื่อรองรับการกระแทกกรณีรถประสบอุบัติเหตุ รับแรงดันได้สูงสุด 700 บาร์
เหตุผลหลัก ที่ทำให้รถ Fuel Cell ได้ไปต่อ
และเหตุผลหลัก ที่ทำให้รถ Fuel Cell ได้ไปต่อ (ทั้งในยุโรป และสหรัฐอเมริกา) นั่นคือ iX5 Hydrogen เติมไฮโดรเจนเต็มถัง ใช้เวลารอเพียง 3-4 นาที เท่านั้น
แผงเซลล์เชื้อเพลิง หรือ Fuel Stack ใน iX5 Hydrogen ผลิตพลังงานไฟฟ้าป้อนให้กับระบบ 125 kW/170 hp ซึ่งจะส่งไปเก็บยังแบตเตอรี่ และ/หรือ ถูกส่งไปขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้าโดยตรงตามสภาพการขับขี่
กำลังขับเคลื่อนจากมอเตอร์ไฟฟ้า BMW Gen5 ใน iX5 Hydrogen อยู่ที่ 275 kW/374 hp และส่งกำลังไปขับเคลื่อนล้อหลัง
ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงที่สามารถผลิตได้จาก ‘พลังงานหมุนเวียน’ (Renewable Energy) รอบตัวเรา อาทิ พลังงานชีวมวล, ก๊าซธรรมชาติ, การแยกออกมาจากน้ำบริสุทธิ์, พลังงานลม, พลังงานแสงอาทิตย์ ฯลฯ
ดังนั้นไฮโดรเจนจึงเป็นเชื้อเพลิงสะอาด มีมากมายมหาศาล และไม่มีวันหมด ทั้งหมดจึงเป็นเหตุผล ที่ผู้ผลิตรถไฟฟ้า BEV รายใหญ่จากจีน ได้เริ่มพัฒนารถ FCEV มาเป็นอีกหนึ่งทางเลือก สำหรับพาหนะในอนาคตด้วยเช่นกัน
เรื่อง: พิทักษ์ บุญท้วม
เรียบเรียงข้อมูลโดย GRANDPRIX ONLINE
ติดตามข่าวสาร ยานยนต์ รถจักรยานยนต์ รถใหม่ ได้ที่ www.grandprix.co.th