ไฮโดรเจน Fuel Cell จะมาแทน EV ได้ไหม?

ไฮโดรเจน Fuel Cell จะมาแทน EV ได้ไหม?

เมื่อพูดถึง “อนาคตของรถยนต์พลังงานสะอาด” หลายคนคิดถึงเพียงรถยนต์ไฟฟ้า (EV) ที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นแหล่งพลังงานหลัก แต่ความจริงแล้ว EV ไม่ใช่คำตอบเดียวของโลกยานยนต์ เพราะยังมีอีกหนึ่งเทคโนโลยีที่ถูกพูดถึงอย่างต่อเนื่อง นั่นคือ รถยนต์พลังงานไฮโดรเจน Fuel Cell (FCEV: Fuel Cell Electric Vehicle)

FCEV มีข้อได้เปรียบที่ EV ไม่สามารถทัดเทียมได้ง่าย ๆ เช่น การเติมเชื้อเพลิงเร็ว, ระยะทางวิ่งไกล, น้ำหนักเบาเมื่อเทียบกับการใช้แบตเตอรี่ขนาดใหญ่ จนทำให้บางประเทศอย่างญี่ปุ่นและเกาหลีใต้ถึงขั้นประกาศว่า “ไฮโดรเจนคืออนาคตแห่งพลังงาน”

  คำถามคือ ไฮโดรเจน Fuel Cell จะมาแทน EV ได้จริงหรือ? หรือจะเป็นเพียงอีกหนึ่งทางเลือกที่อยู่คู่กันไป?

  ประวัติและแนวคิดของเทคโนโลยี Fuel Cell

จุดเริ่มต้น

เซลล์เชื้อเพลิง (Fuel Cell) ถูกคิดค้นตั้งแต่ศตวรรษที่ 19 โดย Sir William Grove นักวิทยาศาสตร์ชาวเวลส์ ในปี 1839 แต่ในยุคนั้นยังไม่มีเทคโนโลยีเพียงพอที่จะทำให้ใช้ได้จริงในเชิงพาณิชย์

ต่อมา NASA ได้นำเซลล์เชื้อเพลิงมาใช้กับโครงการอวกาศ Gemini และ Apollo ในทศวรรษ 1960 เนื่องจากมันสามารถสร้างไฟฟ้าและน้ำไปพร้อม ๆ กัน ซึ่งเหมาะกับสภาพแวดล้อมในอวกาศ

  เข้าสู่โลกยานยนต์

กว่าที่ Fuel Cell จะเข้าสู่วงการรถยนต์ก็ต้องรอถึงช่วงทศวรรษ 1990–2000 เมื่อผู้ผลิตอย่าง Toyota, Honda, Hyundai เริ่มทดลองรถต้นแบบที่ขับเคลื่อนด้วยไฮโดรเจน โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อสร้างรถที่ “สะอาดจริง”

  กลไกการทำงานของ Fuel Cell

หลักการของ Fuel Cell คือการนำ ไฮโดรเจน (H₂) มาผ่านปฏิกิริยาทางเคมีกับ ออกซิเจน (O₂) ในอากาศ เกิดเป็นไฟฟ้าและน้ำ

ไฮโดรเจนถูกป้อนเข้าสู่ แอโนด (Anode)

ผ่านตัวเร่งปฏิกิริยา ไฮโดรเจนแตกตัวเป็นโปรตอน (H⁺) และอิเล็กตรอน (e⁻) โปรตอนผ่านเยื่อเมมเบรนไปยัง แคโทด (Cathode) อิเล็กตรอนถูกบังคับให้ไหลผ่านวงจรไฟฟ้า เกิดเป็นกระแสไฟที่ใช้ขับมอเตอร์ ที่แคโทด โปรตอน + อิเล็กตรอน + ออกซิเจน รวมกันกลายเป็น น้ำ (H₂O) ดังนั้น สิ่งที่ออกจากท่อไอเสียของ FCEV จึงไม่ใช่ควันพิษ แต่เป็น “น้ำสะอาด”

  จุดเด่นของ FCEV

เติมเชื้อเพลิงเร็ว – ใช้เวลาเพียง 3–5 นาที ต่างจาก EV ที่ต้องใช้เวลาชาร์จอย่างน้อย 30 นาที–หลายชั่วโมง

ระยะทางไกล – FCEV ส่วนใหญ่สามารถวิ่งได้ 500–700 กม. ต่อการเติมหนึ่งครั้ง

น้ำหนักเบา – เมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ที่ต้องมีขนาดใหญ่มหาศาลเพื่อเก็บพลังงานเท่า ๆ กัน

สะอาด – ปล่อยเพียงน้ำออกมา ไม่ก่อให้เกิดก๊าซเรือนกระจก

  ข้อจำกัดและความท้าทาย

โครงสร้างพื้นฐานขาดแคลน – ปัจจุบันทั่วโลกมีสถานีเติมไฮโดรเจนไม่ถึง 1,000 แห่ง ขณะที่สถานีชาร์จ EV มีมากกว่า 3 ล้านแห่ง

ต้นทุนสูง – ทั้งตัวรถและเชื้อเพลิงไฮโดรเจนยังมีราคาสูงมาก

การผลิตไฮโดรเจน – ส่วนใหญ่ปัจจุบันผลิตจากก๊าซธรรมชาติ (Grey Hydrogen) ซึ่งยังปล่อย CO₂ จำนวนมาก

ความปลอดภัย – ไฮโดรเจนเป็นก๊าซที่ติดไฟง่าย ต้องมีมาตรการจัดเก็บเข้มงวด

  กรณีศึกษาในตลาดโลก

Toyota Mirai: รถ FCEV ที่เปิดตัวตั้งแต่ปี 2014 ปัจจุบันขายรุ่นที่สองแล้ว

Hyundai Nexo: SUV ไฮโดรเจนที่วิ่งได้ไกลกว่า 600 กม.

Honda Clarity Fuel Cell: เคยเปิดตัวในสหรัฐฯ แต่ยุติการขายเพราะตลาดไม่ตอบรับ

  โครงการรถบรรทุกไฮโดรเจน: Nikola Motors, Hyundai, Toyota กำลังพัฒนารถบรรทุก FCEV สำหรับการขนส่งระยะไกล

  ไฮโดรเจน vs EV: การเปรียบเทียบแบบเจาะลึก

ประเด็น EV (Battery Electric Vehicle) FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle)

การเติมพลังงาน ชาร์จนาน (30 นาที – หลายชั่วโมง) เติม 3–5 นาที

ระยะทางวิ่ง 300–500 กม. 500–700 กม.

โครงสร้างพื้นฐาน สถานีชาร์จแพร่หลายแล้ว สถานีไฮโดรเจนน้อยมาก

ต้นทุนเชื้อเพลิง ไฟฟ้าถูกกว่า ไฮโดรเจนแพงกว่า

การบำรุงรักษา แบตเสื่อมตามอายุ ระบบเซลล์เชื้อเพลิงซับซ้อน

ความปลอดภัย เสี่ยงแบตลุกไหม้ ไฮโดรเจนติดไฟง่าย

อนาคตของ FCEV

  นักวิเคราะห์หลายคนเห็นตรงกันว่า FCEV จะไม่มาแทน EV ในตลาดรถบ้าน เพราะ EV มีความได้เปรียบทั้งด้านโครงสร้างพื้นฐานและต้นทุน แต่ FCEV จะมีบทบาทสำคัญใน:

การขนส่งเชิงพาณิชย์ – รถบรรทุก รถโดยสาร รถไฟ

อุตสาหกรรมการบินและเดินเรือ – ที่ต้องการพลังงานหนาแน่นสูง

ประเทศที่ผลักดันไฮโดรเจน – เช่น ญี่ปุ่น เกาหลีใต้ เยอรมนี

  ไฮโดรเจน Fuel Cell ไม่ใช่คู่แข่งของ EV แต่เป็น “พันธมิตร” ที่จะเติมเต็มช่องว่างที่ EV ไม่สามารถตอบโจทย์ได้ เช่น การขนส่งระยะไกลและการใช้งานเชิงพาณิชย์

ดังนั้น คำตอบคือ FCEV จะไม่มาแทน EV แต่จะอยู่คู่กันไป และอาจเป็นฟันเฟืองสำคัญในการสร้างสังคมพลังงานสะอาดแบบครบวงจร

Credit : เซลล์บอส บางเขนฮอนด้าคาร์ส์