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 (5^th 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