ระบบเชื้อเพลิง และน้ำมัน

ในยุคของเทคโนโลยียานยนต์ที่เริ่มก้าวไปไกล นับแต่ปัญหาสภาวะที่อุณหภูมิของโลกที่ร้อนขึ้น ทำให้หลายๆ ค่ายเริ่มหันมามองเรื่องพลังงานสะอาด พลังงานทดแทน รถยนต์ที่ผลิตด้วยเทคโนโลยีไฮบริด (รถที่ใช้พลังงานไฟฟ้าและพลังงานน้ำมันผสมกัน) เกิดขึ้นมา และเริ่มจำหน่ายเมื่อประมาณสิบกว่าปีมาแล้ว พร้อมกับรถยนต์ที่ใช้พลังงานไฮโดรเจน มาจนถึงรถยนต์ที่ใช้พลังงานไฟฟ้า ที่ต่างก็ถือกำเนิดมาในช่วงสิบกว่าปีที่มาผ่านเช่นกัน ซึ่งในตอนนี้ บริษัทรถหลายๆค่าย ต่างก็นำเสนอ "รถแนวคิด" ( Concept Car) ที่หลายๆ บริษัทรถก็เริ่มผลิตรถที่ใช้พลังงาน Fuel Cell ออกมาจำหน่ายกันแล้ว อาทิ นิสสัน ลีฟ , มิตซูบิชิ i-MIEV หรือ เชฟโรเลต โวลต์ แต่รถยนต์ที่ใช้พลังงานฟอสซิลที่เรียกกันว่า "น้ำมัน" ก็ยังคงต้องมีใช้กันต่อไป จนกว่าเทคโนโลยีเหล่านี้จะตอบสนองความต้องการใช้งานได้ดี และราคาถูกกว่านี้

ผลิตภัณฑ์น้ำมันเชื้อเพลิงที่ได้จากกระบวนการกลั่นน้ำมันปิโตรเลียมมีหลายชนิด สามารถนำมาไปใช้ประโยชน์ได้อย่างมากมายทั้งทางตรง และทางอ้อม คุณภาพของน้ำมันเชื้อเพลิงได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องตลอดเวลา เพื่อให้ทันกับวิวัฒนาการของเครื่องยนต์ที่เจริญก้าวหน้าอย่างไม่หยุดยั้ง ณ ที่นี้ขอกล่าวถึงคุณภาพน้ำมันเชื้อเพลิง 2 ชนิดที่คุ้นเคย และเป็นที่นิยมใช้กันอย่างกว้างขวาง คือ น้ำมันเบนซิน และน้ำมันดีเซล

1. น้ำมันเบนซิน

น้ำมันเบนซิน ในสหรัฐอเมริกาเรียกว่า แก๊สโซลีน (Gasoline หรือ gas) ในประเทศอังกฤษเรียกว่า เพทรอล (อังกฤษ: Petrol ย่อมาจาก Petroleum Spirit) เป็นน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับใช้กับเครื่องยนต์สันดาปภายใน ชนิดเบนซิน ซึ่งเป็นน้ำมันที่ได้จากการกลั่นน้ำมันโดยตรง และอาจได้จากการแยกก๊าซธรรมชาติเหลวหรือแก๊สโซลีนธรรมชาติ แล้วนำมาผสมสารเพิ่มคุณภาพ และสารเติมแต่ง เช่น MTBE (Methyl Tertiary Butyl Ether) เอทานอล สีย้อม สารต้านการรวมตัวกับอากาศ สารเคมีป้องกันสนิม ป้องกันการกัดกร่อนในถังน้ำมัน และท่อทางเดินน้ำมัน เพื่อให้เหมาะที่จะใช้กับยานพาหนะ เช่น รถยนต์ รถจักรยานยนต์ รถโดยสาร หรือเครื่องยนต์ทั่วไป เช่น เครื่องสูบน้ำ เครื่องปั่นไฟขนาดเล็ก เรือ เป็นต้น

สำหรับประเทศไทยในปัจจุบันน้ำมันเบนซินที่ใช้กับเครื่องยนต์ทั่วไปแบ่งออกเป็นหลายชนิด ได้แก่
1.1 น้ำมันเบนซินพิเศษ (Premium Motor Gasoline) มีค่าออกเทนนัมเบอร์ 95 (และ 98 ในต่างประเทศ) มีสีเหลืองอ่อน เหมาะสมกับเครื่องยนต์เบนซินที่มีอัตราส่วนกำลังอัดสูงกว่า 8:1 ขึ้นไปซึ่งได้แก่ รถยนต์นั่งทั่วไป รถบรรทุกเล็ก (เครื่องยนต์เบนซิน)
1.2 น้ำมันเบนซินธรรมดา (Regular Motor Gasoline) มีเลขจำนวนออกเทน 91 มีสีแดง ใช้กับน้ำมันเครื่องยนต์เบนซินที่มีอัตราส่วนกำลังอัดต่ำกว่า 8:1 ซึ่งได้แก่ รถยนต์นั่งขนาดเล็ก รถมอเตอร์ไซค์ เครื่องยนต์ขนาดเล็ก เช่น เครื่องปั่นไฟ, รถตัดหญ้า หรือ ปั๊มน้ำ
1.3 น้ำมันแก๊สโซฮอลล์ (Gasohol) หรือที่นิยมเรียกว่า แก๊สโซฮอลล์ E10-E20 คือ น้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์ ที่ผสมระหว่างน้ำมันเบนซิน 90% กับ แอลกอฮอล์ 10% หรือ 20 % (ได้แก่ เอทานอลที่ผลิตจากพืชผลการเกษตร เช่น มันสำปะหลัง อ้อย ข้าวโพด) ที่มาของคำศัพท์ว่า แก๊สโซฮอลล์นั้นคือ Gasoline + Alcohol สำหรับแก๊สโซฮอลล์นั้นเป็นที่นิยมใช้แพร่หลายไปทั่วโลก เนื่องจากมีราคาที่ถูกกว่า การเผาไหม้ที่สมบูรณ์กว่า และลดมลพิษ ปัจจุบันน้ำมันแก๊สโซฮอลล์ ที่มีจำหน่าย คือ แก๊สโซฮอลล์ 95, แก๊สโซฮอลล์ 91 ซึ่งมีส่วนผสมของเอทานอลไม่เกินร้อยละ 10 โดยรถยนต์ระบบหัวฉีดสามารถใช้แทนน้ำมันเบนซินได้ทันที โดยไม่จำเป็นต้องดัดแปลงเครื่องยนต์ แต่เครื่องยนต์ระบบคาร์บูเรเตอร์นั้นไม่ควรใช้ ยังมีแก๊สโซฮอลล์ E20 ที่มีส่วนผสมของเอทานอลร้อยละ 20 และแก๊สโซฮอลล์ E85 ซึ่งมีส่วนผสมของเอทานอลร้อยละ 85 ซึ่งรถยนต์ที่จะใช้น้ำมันประเภทนี้ได้ เครื่องยนต์ต้องได้รับการออกแบบมาให้รองรับกับน้ำมัน E85 เท่านั้น

2. น้ำมันดีเซล

น้ำมันดีเซล (Diesel Fuel) คือ น้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์ดีเซล เป็นส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์น้ำมันดิบที่ได้จากโรงกลั่นเหมือนกับน้ำมันเบนซิน หรือเรียกว่า น้ำมันใส หรือ Distillate Fuel มีช่วงจุดเดือดประมาณ 180-370 องศาเซลเซียส น้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์ดีเซล ซึ่งเป็นเครื่องยนต์แรงอัดสูง (High Compression) และจุดระเบิดเอง (Self Ignition Engine) ซึ่งการจุดระเบิดของเชื้อเพลิงเกิดขึ้นจากความร้อนจากแรงอัดสูงของอากาศในกระบอกสูบโดยไม่ต้องใช้หัวเทียน

น้ำมันไบโอดีเซล คือ เชื้อเพลิงที่ผลิตได้จากน้ำมันพืช และไขมันสัตว์ เช่น ปาล์ม มะพร้าว ถั่วเหลือง ทานตะวัน เมล็ดเรพ (Rape Seed) สบู่ดำ หรือ น้ำมันพืช น้ำมันสัตว์ ที่ผ่านการใช้งานแล้ว นำมาทำปฏิกิริยาทางเคมี Transesterification (หรือปฏิกิริยา Alcoholysis) ร่วมกับเมทานอล หรือเอทานอลจนเกิดเป็นสารเอสเตอร์ที่มีคุณสมบัติใกล้เคียงกับน้ำมันดีเซล เรียกว่า ไบโอดีเซล (B100) ซึ่งเมื่อนำมาผสมกับน้ำมันดีเซลเกรดที่ใช้กันในปัจจุบันในสัดส่วนร้อยละ 2- 10 (B2-B10) จะสามารถนำมาใช้งานในเครื่องยนต์ดีเซลได้ โดยไม่ต้องดัดแปลงเครื่องยนต์

3. ก๊าซธรรมชาติ (LPG)

ก๊าซธรรมชาติ (Liquefied Petroleum Gas เรียกย่อๆ ว่า LPG หรือ LP Gas ที่เรียกกันในญี่ปุ่น) เป็นหนึ่งในพลังงานทางเลือกที่มีการใช้งานอย่างแพร่หลายทั่วโลก อยู่ในรูปของเหลว และมีความดันต่ำ เป็นหนึ่งในพลังงานจากฟอสซิล เช่นเดียวกับน้ำมัน และก๊าซธรรมชาติ (NGV) ที่ได้มาจากการกลั่นน้ำมันดิบหรือ Crude Oil ซึ่งอาจจะเรียกได้ว่า LPG นั้นเป็นผลพลอยได้ เพราะว่าบริษัทน้ำมันส่วนใหญ่ก็จะมุ่งเป้าไปที่น้ำมันซึ่งเป็นรายได้หลัก ในเมืองไทยนิยมใช้ในรถยนต์กันมานานมาก โดยส่วนใหญ่จะเป็นที่นิยมในรถแท็กซี่ เนื่องจากราคาถูกกว่าน้ำมัน

ข้อดีของก๊าซธรรมชาติ (LPG)

• ค่าติดตั้งในรถยนต์ถูกกว่าติดก๊าซ NGV
• ถังก๊าซที่มีขนาดเท่ากัน LPG สามารถบรรจุปริมาณก๊าซได้มากกว่า NGV
• มีสถานีบริการ จำนวนแพร่หลายมากกว่า เพราะรถบ้าน รถแท็กซี่จำนวนมากใช้ก๊าซประเภทนี้

ข้อด้อยของก๊าซธรรมชาติ (LPG)

• เป็นก๊าซที่ติดไฟง่ายกว่า NGV และมีราคาสูงกว่า
• หากรถที่ติดตั้งก๊าซจากศูนย์บริการ หรือร้านค้าที่ไม่ได้มาตรฐาน อาจเกิดอันตรายกับตัวรถได้
• ภาครัฐตอนนี้ปล่อยราคาก๊าซให้ลอยตัวเป็นไปตามกลไกตลาด ซึ่งจะส่งผลให้ก๊าซ LPG มีราคาสูงขึ้นแล้ว

 

4.ก๊าซธรรมชาติสำหรับยานยนต์ (NGV)

ก๊าซธรรมชาติสำหรับยานยนต์ (Natural Gas Vehicles เรียกย่อๆ ว่า NGV) หมายถึงยานยนต์ที่ใช้ก๊าซธรรมชาติอัด (Compressed Natural Gas - CNG) แต่ในบ้านเราเรียกติดปากกันว่า "NGV" ซึ่งก็เหมือนกับก๊าซธรรมชาติ ที่นำมาใช้ในบ้านอยู่อาศัยในหลายๆ ประเทศ เพื่อการประกอบอาหาร การทำความร้อน และการทำน้ำร้อน เป็นต้น ก๊าซ NGV ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่มีสารพิษ ถือว่าเป็นผลิตภัณฑ์ที่ปลอดภัยสูงสุดผลิตภัณฑ์หนึ่งในปัจจุบัน เมื่อเผาไหม้แล้วจะเป็นเชื้อเพลิงสะอาด และส่งผลกระทบแก่สิ่งแวดล้อมน้อยมาก เมื่อเปรียบเทียบกับน้ำมันเตาและแก๊สหุงต้ม มีคุณสมบัติเบากว่าอากาศ มีค่าออกเทนสูงถึง 120 RON (Research Octane Number) จึงสามารถนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงในรถยนต์ได้ และจะมีการใช้ อยู่ในสภาพเป็นก๊าซที่ถูกอัดจนมีความดันสูง (ประมาณ 3,000 ปอนด์ ต่อตารางนิ้ว) เก็บไว้ในถังที่มีความแข็งแรง ทนทานสูงเป็นพิเศษ เช่น เหล็กกล้า

รูปแบบการใช้ NGV กับรถยนต์

1. รถยนต์ใช้ก๊าซ NGV เป็นเชื้อเพลิงอย่างเดียว (Dedicated NGV) ส่วนใหญ่ผลิตจากโรงงานโดยตรง ใช้เครื่องยนต์ที่ออกแบบและพัฒนาขึ้นสำหรับใช้ก๊าซธรรมชาติโดยเฉพาะ เหมือนอย่างที่รถกระบะ ทาทา ซีนอน ทำออกมาขาย และที่รถร่วมบริการ ขสมก. ใช้กันอยู่
2. รถยนต์ใช้ก๊าซ NGV ระบบสองเชื้อเพลิง (Bi-Fuel System) ซึ่งระบบที่สามารถเลือกใช้น้ำมันเบนซินหรือใช้ NGV เป็นเชื้อเพลิงโดยเพียงปรับสวิตช์เลือกใช้เชื้อเพลิงบริเวณคอนโซลรถ
3. รถยนต์ใช้ก๊าซ NGV ระบบเชื้อเพลิงผสม (Dual-fuel system) ซึ่งเป็นระบบใช้น้ำมันดีเซล ผสมก๊าซ NGV โดยใช้ร่วมกัน

ข้อดีของก๊าซธรรมชาติสำหรับยานยนต์ (NGV)

• มีรถยนต์ที่ใช้ NGV ผลิตออกมาจากโรงงานโดยตรง ทั้งรถเก๋ง, รถกระบะ และรถบรรทุก อาทิ โตโยต้า, มิตซูบิชิ, เมอร์เซเดส-เบนซ์, เชฟโรเลต, อีซูซุ, ฮีโน่ และทาทา เป็นต้น
• ปลอดภัยกว่า ทั้งในแง่คุณสมบัติของ NGV ที่เบากว่าอากาศ เมื่อเกิดการรั่วไหล ก็จะฟุ้งกระจายไปบนอากาศอย่างรวดเร็ว และอู่ที่รับติดตั้ง NGV ต้องผ่านการรับรองจากปตท.

ข้อด้อยของก๊าซธรรมชาติสำหรับยานยนต์ (NGV)

• เรื่องสถานีบริการมีจำนวนน้อย โดยขณะนี้มีสถานีบริการเอ็นจีวีที่เปิดให้บริการแล้ว จำนวนทั้งหมด 238 แห่ง (สถานีบริการทั่วไป 210 แห่ง, สถานีบริการเฉพาะกลุ่ม 14 แห่ง, สถานีหลัก 14 แห่ง สำรวจเมื่อปี 2554) แต่ละแห่งรถต้องต่อคิวเติมกันนาน รถใหญ่ใช้บริการกันมาก
• ค่าติดตั้งในรถยนต์ค่อนข้างสูงกว่าติดก๊าซ LPG

รถยนต์พลังงานไฮบริด

รถยนต์ไฮบริด (Hybrid) คือ รถยนต์ใช้พลังงานแบบ "ลูกผสม" เป็นการทำงานร่วมกับเครื่องยนต์สันดาปภายใน (เบนซินหรือดีเซล) กับมอเตอร์ไฟฟ้า ในการช่วยส่งกำลังขับเคลื่อนให้กับตัวรถ โดยโตโยต้าถือเป็นผู้ผลิตรถยนต์รายแรกของโลก ที่สามารถนำเทคโนโลยีไฮบริดมาใช้ในการผลิตเชิงพาณิชย์ หรือ Mass Production ด้วยการเปิดตัวรถรุ่น Prius ในปี 1997 ก่อนที่ฮอนด้าจะส่งรุ่น Insight ตามออกขายบ้างในปี 1999 หลังจากนั้น ตลาดกลุ่มนี้ก็ได้รับความนิยมอย่างต่อเนื่อง และมีรุ่นใหม่ๆ จากหลายยี่ห้อจำหน่ายกัน อาทิ โตโยต้า, นิสสัน, ฮอนด้า, ไดฮัทสุ, เชฟโรเลต, ฟอร์ด แม้กระทั่งปอร์เช่ก็ตาม ฯลฯ

แม้ว่าในยุคแรกรถยนต์ไฮบริดจะมีราคาสูงมาก และแบตเตอรี่ที่มีราคาแพง ทำให้ไม่ได้รับความนิยมมากนัก จนหลายปีต่อมานี้เทคโนโลยีต่างๆพัฒนาไปมากขึ้น ทำให้รถเหล่านี้ราคาเริ่มถูกลงและเริ่มเป็นที่นิยมของคนในปัจจุบันมากขึ้น และต่อไปในอนาคต ด้วยคุณสมบัติมากมายที่ทำให้รถไฮบริด ได้รับความนิยมอย่างมากจากผู้ใช้รถ อาทิ

• การทำงานของระบบไฮบริด เริ่มจากการออกตัวขณะจอด และการเร่งความเร็วขณะความเร็วต่ำ มอเตอร์ไฟฟ้าจะดึงพลังงานจากแบตเตอรี่ เพื่อช่วยให้ออกตัวได้รวดเร็ว และเร่งขณะความเร็วต่ำได้ตามที่ต้องการ
• การเบรก และการลดความเร็ว เมื่อผู้ขับขี่แตะเบรก มอเตอร์ไฟฟ้าจะเปลี่ยนไปทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดพลังงาน (ไดนาโม) และแปลงพลังงานจลน์ที่เกิดจากการเบรกเป็นกระแสไฟฟ้า เพื่อชาร์จไฟฟ้ากลับเข้าไปในแบตเตอรี่
• การจอดอยู่กับที่ เมื่อรถจอดอยู่กับที่ เครื่องยนต์ และมอเตอร์ไฟฟ้าจะหยุดทำงานโดยอัตโนมัติ (คล้ายๆ กับรถและมอเตอร์ไซค์รุ่นใหม่บางรุ่น ที่มีระบบดับเครื่องยนต์เองเมื่อจอดนิ่งอยู่กับที่ เพื่อลดการใช้น้ำมัน และการปล่อยควันพิษ โดยไม่ต้องสิ้นเปลืองพลังงานกับรอบเดินเบาขณะจอด) ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งกับการใช้งานในเมือง

ในประเทศเราปัจจุบันก็มีผู้ผลิตรถยนต์ และบรรดาเกรย์ มาร์เก็ตหลายๆเจ้า ต่างก็สั่งรถยนต์พลังงานไฮบริดเข้ามาจำหน่ายอย่างเป็นล่ำเป็นสัน ในอนาคตรถไฮบริดอาจกลายเป็นรถยนต์ที่ใช้พลังงานไฟฟ้า หรือพลังงานไฮโดรเจนอย่างเต็มรูปแบบ หรือ Fuel Cell อย่างที่กล่าวไปแล้วในข้างต้น ซึ่งก็ขึ้นอยู่กับภาครัฐ เรื่องเงื่อนไขและนโยบายต่างๆ ส่งผลมากกับการนำรถเข้ามาประกอบแต่ละรุ่น ราคาจำหน่ายที่ต้องไม่แพง ผู้คนถึงจะเปลี่ยนทัศนคติมาใช้รถเหล่านี้มากขึ้น และส่งผลดีต่อประเทศชาติด้วย อีกทั้งทุกวันนี้ราคาขายปลีกน้ำมันที่ขึ้นเอาๆ ไม่มีทีท่าว่าจะลง จนหลายๆ คนต้องเลี่ยงไปใช้รถยนต์พลังงานทางเลือกกันมากขึ้น และกลายเป็นประเด็นปัญหาสำคัญที่สุดในทุกวงการ ทั้งราคาน้ำมัน ราคาก๊าซ LPG ราคาก๊าซ NGV ที่ทยอยปรับขึ้นอย่างไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ และทุกอย่างก็ได้รับผลกระทบกันไปหมด ทั้งนี้สืบเนื่องจากราคาน้ำมันตลาดโลกที่ขยับสูงขึ้นมาอย่างต่อเนื่อง ประเทศไทยจำเป็นต้องนำเข้าน้ำมันเชื้อเพลิงเกือบทั้งหมด และยังคงต้องพึ่งพิงน้ำมันอย่างไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ ทั้งนี้ก็ต้องขึ้นอยู่กับทุกคนแล้วละครับที่ต้องช่วยกันประหยัดพลังงาน...