อธิบาย: รถยนต์สามารถวิ่งด้วยไฮโดรเจนได้อย่างไร
ศาลฎีกาขอให้รัฐบาลพิจารณาความเป็นไปได้ของเทคโนโลยีที่ใช้ไฮโดรเจนในการจัดการกับมลพิษทางอากาศในรถยนต์ในเมืองหลวง อินเดียมองอย่างใกล้ชิดที่ญี่ปุ่นซึ่งมีความก้าวหน้าในด้านนี้
อินเดียมองอย่างใกล้ชิดที่ญี่ปุ่นซึ่งมีความก้าวหน้าในด้านนี้ ก่อนการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกที่กรุงโตเกียวในเดือนกรกฎาคมปีหน้า ญี่ปุ่นกำลังเตรียมที่จะวางยานพาหนะหลายพันคันบนถนนของตนโดยใช้เทคโนโลยีเซลล์ไฮโดรเจนหรือที่เรียกว่า 'เซลล์เชื้อเพลิง' ความเป็นผู้นำของญี่ปุ่นในการประยุกต์ใช้วัฏจักรเชื้อเพลิงไฮโดรเจนในทางปฏิบัติและการวิจัยอย่างต่อเนื่องในด้านนี้ที่ศูนย์วิจัยพลังงานไฮโดรเจนนานาชาติที่มหาวิทยาลัยคิวชูกำลังได้รับการศึกษาอย่างใกล้ชิดโดยรัฐบาลอินเดียในขณะที่เตรียมพิมพ์เขียวที่ใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจน เรื่องนี้มาในฉากหลังของศาลฎีกาที่สั่งให้รัฐบาลเมื่อวันที่ 13 พฤศจิกายน ให้พิจารณาถึงความเป็นไปได้ในการนำเทคโนโลยีดังกล่าวมาใช้ในการจัดการกับมลพิษทางอากาศในเขตเมืองหลวงของประเทศ
เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนทำงานอย่างไร?
หัวใจสำคัญของยานยนต์ไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิง (FCEV) คืออุปกรณ์ที่ใช้แหล่งเชื้อเพลิง เช่น ไฮโดรเจน และสารออกซิไดซ์เพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าโดยกระบวนการไฟฟ้าเคมี พูดง่ายๆ ก็คือ เซลล์เชื้อเพลิงรวมไฮโดรเจนและออกซิเจนเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า โดยที่น้ำเป็นผลพลอยได้เพียงอย่างเดียว เช่นเดียวกับแบตเตอรี่ทั่วไปที่อยู่ใต้ฝากระโปรงหน้ารถยนต์ เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนก็เปลี่ยนพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้าเช่นกัน จากมุมมองการดำรงชีวิตในระยะยาว FCEVs ถูกเรียกว่าเป็นพาหนะแห่งอนาคต เนื่องจากไฮโดรเจนเป็นทรัพยากรที่มีมากที่สุดในจักรวาล
คลิกเพื่อดูภาพขยาย FCEV เป็นรถยนต์ทั่วไปหรือรถยนต์ไฟฟ้า (EV) หรือไม่?
ในขณะที่เซลล์เชื้อเพลิงผลิตไฟฟ้าผ่านกระบวนการไฟฟ้าเคมี ซึ่งแตกต่างจากรถยนต์ที่ใช้แบตเตอรี่-ไฟฟ้า เซลล์เชื้อเพลิงจะไม่เก็บพลังงานและอาศัยการจ่ายเชื้อเพลิงและออกซิเจนที่สม่ำเสมอ ในลักษณะเดียวกับที่เครื่องยนต์สันดาปภายในอาศัยค่าคงที่ อุปทานน้ำมันเบนซินหรือดีเซลและออกซิเจน ในแง่นั้น อาจมองว่าคล้ายกับเครื่องยนต์สันดาปภายในทั่วไป
แต่ต่างจากรถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปตรงที่ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวในเซลล์เชื้อเพลิง ดังนั้นจึงมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้มากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกัน นอกจากนี้ยังไม่มีการเผาไหม้บนเครื่องบินในความหมายทั่วไป
ทั่วโลก EVs ถูกคร่อมไว้ภายใต้สามหมวดหมู่กว้างๆ:
* BEV เช่น Nissan Leaf หรือ Tesla Model S ซึ่งไม่มีเครื่องยนต์สันดาปภายในหรือถังเชื้อเพลิง และทำงานด้วยระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าเต็มรูปแบบที่ขับเคลื่อนด้วยแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้
* รถยนต์ไฟฟ้าไฮบริดธรรมดาหรือ HEV เช่น Toyota Camry ที่จำหน่ายในประเทศรวมระบบเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบเดิมกับระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า ส่งผลให้ระบบขับเคลื่อนรถยนต์ไฮบริดลดการใช้เชื้อเพลิงได้อย่างมาก แบตเตอรี่ออนบอร์ดในรถยนต์ไฮบริดแบบธรรมดาจะถูกชาร์จเมื่อเครื่องยนต์ไอซีส่งกำลังให้กับระบบขับเคลื่อน
* รถยนต์ Plug-in Hybrid หรือ PHEV เช่น Chevrolet Volt ก็มีระบบขับเคลื่อนแบบไฮบริดที่ใช้ทั้งเครื่องยนต์สันดาปภายในและพลังงานไฟฟ้าเพื่อขับเคลื่อนด้วยแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ซึ่งสามารถเสียบเข้ากับแหล่งพลังงานได้
* FCEV ได้รับการพิจารณาอย่างกว้างขวางว่าเป็นพรมแดนถัดไปของเทคโนโลยี EV FCEV เช่น Mirai ของ Toyota และ Clarity ของ Honda ใช้ไฮโดรเจนในการขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้าในตัว เนื่องจากขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าทั้งหมด FCEV จึงถือเป็น EV แต่ต่างจาก BEV ตรงช่วงและกระบวนการเติมน้ำมันเปรียบได้กับรถยนต์และรถบรรทุกทั่วไป
คลิกเพื่อดูภาพขยาย เทคโนโลยีสามารถนำไปใช้ประโยชน์อะไรได้บ้าง?
ตลาดรถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนถูกครอบงำโดยโตโยต้าและฮอนด้าของญี่ปุ่น ควบคู่ไปกับฮุนไดของเกาหลีใต้ ในขณะที่การพัฒนาที่ประสบความสำเร็จของไฮโดรเจนจะให้พลังงานสำหรับการขนส่งและพลังงานไฟฟ้า ข้อดีคือมีทรัพยากรมากมายสำหรับการผลิตไฮโดรเจน
กระทรวงเศรษฐกิจ การค้า และอุตสาหกรรมของญี่ปุ่น (METI) ได้เผยแพร่ 'แผนงานยุทธศาสตร์สำหรับไฮโดรเจนและเซลล์เชื้อเพลิง' ในปี 2014 โดยมีการปรับปรุงแก้ไขในเดือนมีนาคม 2016 โดยมีเป้าหมายเพื่อบรรลุสังคมไฮโดรเจน เซลล์เชื้อเพลิงแบบอยู่กับที่ — เซลล์เชื้อเพลิงที่ใหญ่ที่สุดและทรงพลังที่สุด — ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้แหล่งพลังงานในสถานที่ทำงานที่สะอาดขึ้นและเชื่อถือได้แก่โรงพยาบาล ธนาคาร สนามบิน และบ้านเรือน เซลล์เชื้อเพลิงจะผลิตพลังงานต่อไปตราบเท่าที่มีการจ่ายเชื้อเพลิงและสารออกซิแดนท์ เซลล์เชื้อเพลิงแบบพกพาสามารถค้นหาการใช้งานอื่นๆ นอกเหนือจากยานพาหนะ
Roger Hertzenberg ซีอีโอของ Uno-X Hydrogen ซึ่งพัฒนาสถานีไฮโดรเจนในนอร์เวย์ ผู้นำระดับโลกด้านเทคโนโลยียานยนต์สีเขียวกล่าว เว็บไซต์นี้ : รถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิงเป็นวิธีการแก้ปัญหาการปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ที่เป็นมิตรกับผู้ใช้มากที่สุดในนอร์เวย์ เป้าหมายของเราคือการจัดหาโครงสร้างพื้นฐานที่จำเป็น ปกป้องลูกค้าของเราให้มีตัวเลือกการปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ และเพื่อตอบสนองความต้องการเชื้อเพลิง H2 ในวิธีที่สะดวกด้วยต้นทุนที่ต่ำที่สุดสำหรับผู้บริโภค
ข้อดีและข้อเสียของเซลล์เชื้อเพลิงคืออะไร?
เซลล์เชื้อเพลิงมีข้อได้เปรียบเหนือเทคโนโลยีที่ใช้การเผาไหม้แบบธรรมดาในปัจจุบันที่ใช้ในโรงไฟฟ้าและรถยนต์หลายแห่ง เนื่องจากผลิตก๊าซเรือนกระจกในปริมาณที่น้อยกว่ามาก และไม่มีมลพิษทางอากาศที่ก่อให้เกิดปัญหาสุขภาพ นอกจากนี้ หากใช้ไฮโดรเจนบริสุทธิ์ เซลล์เชื้อเพลิงจะปล่อยความร้อนและน้ำเป็นผลพลอยได้เท่านั้น เซลล์ดังกล่าวยังประหยัดพลังงานมากกว่าเทคโนโลยีการเผาไหม้แบบเดิมๆ
ต่างจากรถยนต์ไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนด้วยแบตเตอรี่ตรงที่รถยนต์เซลล์เชื้อเพลิงไม่จำเป็นต้องเสียบปลั๊ก และรุ่นส่วนใหญ่มีระยะทางเกิน 300 กม. เมื่อเติมน้ำมันเต็มถัง พวกเขาจะเต็มไปด้วยหัวฉีดเช่นเดียวกับในสถานีบริการน้ำมันหรือดีเซล
แต่มีปัญหา
แม้ว่า FCEVs จะไม่สร้างก๊าซที่ก่อให้เกิดภาวะโลกร้อน แต่กระบวนการสร้างไฮโดรเจนนั้นต้องการพลังงาน ซึ่งมักจะมาจากแหล่งเชื้อเพลิงฟอสซิล นั่นทำให้เกิดคำถามเกี่ยวกับข้อมูลรับรองสีเขียวของไฮโดรเจน
นอกจากนี้ยังมีคำถามด้านความปลอดภัย — ไฮโดรเจนมีการระเบิดมากกว่าน้ำมันเบนซิน ฝ่ายตรงข้ามของเทคโนโลยีอ้างถึงกรณีของเรือเหาะ Hindenburg ที่เติมไฮโดรเจนในปี 1937 แต่ผู้เล่นในอุตสาหกรรมยานยนต์ของญี่ปุ่น The Indian Express ได้พูดคุยโต้แย้งว่าการเปรียบเทียบถูกใส่ผิดที่เพราะไฟส่วนใหญ่เกิดจากน้ำมันดีเซลสำหรับเครื่องยนต์ของเรือเหาะและสารไวไฟ เคลือบแลคเกอร์ด้านนอก
ถังเชื้อเพลิงไฮโดรเจนใน FCEV เช่น Mirai ทำจากคาร์บอนไฟเบอร์ที่มีความทนทานสูง ซึ่งประเมินความแข็งแกร่งในการทดสอบการชน และการทดสอบที่มีการยิงกระสุนใส่ Mirai และ Clarity มีถังไฮโดรเจนสามชั้นที่ทำจากเส้นใยคาร์บอนทอ ซึ่งผู้ผลิตอ้างว่าปลอดภัยอย่างสมบูรณ์
อุปสรรคสำคัญอีกประการหนึ่งคือยานพาหนะมีราคาแพงและปั๊มจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงหายาก แต่สิ่งนี้น่าจะดีขึ้นเมื่อขนาดและการกระจายดีขึ้น
ญี่ปุ่นกำลังเดินหน้าเต็มกำลัง นายกรัฐมนตรีชินโซ อาเบะ ประกาศในเมืองดาวอสในปีนี้ว่า ญี่ปุ่นตั้งเป้าลดต้นทุนการผลิตไฮโดรเจนอย่างน้อย 90% ภายในปี 2593 เพื่อให้ราคาถูกกว่าก๊าซธรรมชาติ
ความคืบหน้าในอินเดียเป็นอย่างไร?
ในอินเดียจนถึงตอนนี้ คำจำกัดความของ EV ครอบคลุมเฉพาะรถยนต์ BEV เท่านั้น รัฐบาลได้ลดภาษีเป็น 12% ที่ 43% รถยนต์ไฟฟ้าไฮบริดและไฮโดรเจน FCEV ดึงดูดภาษีเช่นเดียวกับรถยนต์ IC
กระทรวงพลังงานใหม่และพลังงานหมุนเวียนภายใต้โครงการวิจัย พัฒนาและสาธิต (RD&D) ได้ให้การสนับสนุนโครงการดังกล่าวในสถาบันการศึกษา องค์กรวิจัยและพัฒนา และอุตสาหกรรมเพื่อการพัฒนา โครงการ RD&D สิบสี่โครงการเกี่ยวกับไฮโดรเจนและเซลล์เชื้อเพลิงอยู่ระหว่างการดำเนินการโดยได้รับการสนับสนุนจากกระทรวง ระหว่างปี 2559-2560 ถึง 2561-2562 โครงการได้รับอนุมัติแปดโครงการและแล้วเสร็จ 18 โครงการ
กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีได้ให้การสนับสนุนศูนย์เครือข่ายสองแห่งเกี่ยวกับการจัดเก็บไฮโดรเจนที่นำโดย IIT Bombay และศูนย์พัฒนาเทคโนโลยีวัสดุที่ไม่ใช่เหล็กในไฮเดอราบาด สิ่งเหล่านี้เกี่ยวข้องกับสถาบัน 10 แห่งรวมถึง IIT และ IISc บังกาลอร์
อ่านเพิ่มเติม | ผลการสำรวจความคิดเห็นของ Brexit สกอตแลนด์ และสหราชอาณาจักรของ Boris Johnson มีความหมายอย่างไร
แบ่งปันกับเพื่อนของคุณ:
