ในยุคที่รถยนต์ไฟฟ้าเริ่มได้รับความนิยม และรถไฮบริดกลายเป็นเรื่องตอบโจทย์ของคนยุคใหม่ที่ต้องการรถที่ทั้งแรงและประหยัด แถมนโยบายทั่วโลกขับเคลื่อนไปในทางเดียวกัน คือ ยานยนต์ใหม่ที่ต้องปล่อยไอเสียลดลง

คำถามที่น่าสนใจไปกว่าเทคโนโลยีใหม่ อย่างยานยนต์ที่ขับเคลื่อนได้ด้วยไฟฟ้า คือ “เครื่องยนต์ดีเซล จะเป็นอย่างไรในวันหน้า !!” พวกมันจะอยู่รอดในโลกยุคใหม่ หรือท้ายสุด “จบที่รุ่นเรา”

ด้วยประสิทธิภาพสู่ความรุ่งเรือง

เครื่องยนต์ดีเซล เป็นเครื่องยนต์สันดาปรูปแบบหนึ่งที่ด้รับความนิยมทั่วโลก มาตั้งแต่มันถูกคิดค้น โดย รูดอล์ฟ ดีเซล วิศวกรชาวเยอรมัน เขามีแนวคิดว่า “อยากพัฒนาเครื่องยนต์ที่สามารถเผาน้ำมันพืชธรรมชาติ”

จากจุดเริ่มต้นในไอเดีย เขาจึงพัฒนาเครื่องยนต์ในรูปแบบการเผาไหม้แบบบีบอัดอากาศทำให้เกิดอุณหภูมิสูงในห้องเผาไหม้ แล้วใช้น้ำมันเป็นตัวจุดระเบิด ทำให้เครื่องยนต์มีอัตรากำลังอัดสูงพูดในอีกทาง “มันมีกำลังแรงบิดสูง”

เวลาต่อมามันถูกพัฒนาเป็นเครื่องยนต์สำหรับบรรดารถบรรทุก เนื่องจากสามารถกรำงานหนักไม่ว่าจะจนสินค้า ลากจูง ได้ดีกว่าเครื่องยนต์เบนซิน หากจะใช้งานแบบเดียวกัน ต้องใช้เครื่องยนต์เบนซินขนาดใหญ่ ซึ่งปล่อยไอเสียมากกว่าพอสมควร

แต่ความฝันของ รูดอล์ฟ ที่อยากเห็นเครื่องยนต์ตัวนี้ช่วยลดมลภาวะ ด้วยน้ำมันจากพืชไม่เป็นผล เนื่องจากในกระบวนการปิโตรเลียมน้ำมันดีเซล เป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่ได้จากกระบวนการกลั่นและ ด้วยความที่มันเหมือนผลพลอยได้ ราคาจึงถูกกว่าน้ำมันเบนซิน ทำให้เหมาะจะใช้กับทางภาคขนส่ง โดยไม่จำเป็นต้องใช้น้ำมันจากพืชแบบที่ รูดอล์ฟ นำเสนอ

หากก็ใช่ว่าเรื่องน้ำมันจากพืชตายไปเสียทีเดียว ปัจจุบันมันกลับมาในรูปแบบ ไบโอดีเซล ที่ผสมกับน้ำมันดีเซลปิโตรเลียม รวมถึง น้ำมันจากพืชชนิดสังเคราะห์ที่เรียกว่า HVO (Hydrotreated Vegetable Oil)

สุ่ยุครุ่งเรือง

ด้วยเหตุนี้ เครื่องดีเซลจึงอยู่ในรถบรรทุกเป็นหลัก แต่ตอนหลังเริ่มขยายลงมาสู่ตลาดรถกระบะ จนทำให้คนไทยเราคุ้นเคย และนิยมแพร่หลายมากขึ้น แถมความอึดของมันทำให้ค่อนข้างทนทานต่อการใช้งานในระยะยาวด้วย

แต่ถ้าว่ากันในแง่ตลาดโลก ความนิยมเครื่องดีเซล เริ่มชัดในช่วงต้นยุค 2000 บริษัทรถยนต์ยุโรปหลายราย เริ่มเห็นว่าเครื่องดีเซลมีประสิทธิภาพในการทำงานสูง สามารถสร้างแรงบิดได้เยอะในรอบต่ำ จึงทดลองย่อขนาดมาติดตั้งในรถนั่ง กลายเป็นคลื่นลูกใหม่ในสายตาใครหลายคน

ค่ายรถยนต์อาทิ Volkswagen / Audi และอีกหลายรายเดินสู่การพัฒนารถนั่งเครื่องดีเซล จนเริ่มเป็นที่แพร่หลายในยุโรป ยังมีบางรุ่นที่เข้ามาขายไทย เป็นเวลาสั้นๆ เช่น Ford Focus TDCi และ Chevrolet Curze/ Captiva VCDi และปัจจับนก็ยังมีขายในหลายรุ่นยอดนิยมสายรถหรู

เครื่องยนต์ดีเซลกลายมาเป็นคลื่นลูกใหม่ที่หลายคนมองว่ามันจะเป็นทางออกทางด้านสิ่งแวดล้อมอย่างแท้จริง

นั่นคือก่อนที่จะเกิดเหตุการณ์ “Diesel Scandal” เมื่อมีการเปิดเผยว่าเครื่องดีเซลไม่ได้สะอาด แต่ที่เราคิดว่ามันสะอาดเพราะตอนทดสอบมีการตั้งค่าให้มันตรวจสอบ เมื่อพบว่า มีการทดสอบจากผู้ตรวจสอบภาครัฐ​ จะทำการปล่อยไอเสียต่ำๆออกมาหลอกว่า “ฉันสะอาด”

จนกลายเป็นประเด็นตรวจสอบ และค้นพบความจริงว่า มันไม่ได้สะอาดอย่างที่หลายคนคิด

ในที่สุดรถนั่งในยุโรปเริ่มผละจากรถนั่งเครื่องดีเซล ไปสุ่รถยนต์ที่สามารถขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าได้บางส่วน โดยเฉพาะระบบ Plugin Hybrid แต่ดีเซลยังมีต่อไปสำหรับบางตลาดที่ยังสนใจและได้รับความนิยม

อนาคตดีเซลจะเป็นอย่างไร !!

เมื่อในยุคนี้ทุกประเทศเคร่งในการลดมลภาวะ และมาตรฐานไอเสียต่างเข้มงวดขึ้น จนรถสันดาปเพียว 100% อยู่ยาก และแทบจะไม่สามารถเป็นไปได้ที่จะใช้งานมันเหมือนวันวาน

แนวทางการลดไอเสียที่นิยมพูดถึง คือ “มาตรฐานยูโร” ที่มีการบังคับใช้มาอย่างต่อเนื่อง จนปัจจุบันมาถึงมาตรฐานไอเสียในระดับยูโร 6 และกำลังจะเริ่มบังคับใช้ในระดับยูโร 7 ในอีกไม่นานนี้

ถ้ามองย้อนไปในอดีต เครื่องยนต์ดีเซลมีการปรับปรุงมาอย่างต่อเนื่องในหลายยุคหลายสมัย เริ่มจากการติดตั้งเทอร์โบชาร์จ ไปจนถึง การเพิ่มระบบหมุนเวียนไอเสียกลับมาย้อนเผาซ้ำ จนคนบางกลุ่มมองว่าเหมือนเครื่องยนต์ถูกยัดเยียดให้กินขี้ของตัวเอง

จนมาถึงยุคปัจจุบันในไทยมีมาตรฐานไอเสียยูโร 5 เพิ่มตัวกรองเขม่าดีเซล หรือ Diesel Particle Filter ที่รู้จักกันในนาม DPF แถมยังติดตั้งระบบดับเครื่องยนต์อัตโนมัติ

และในอนาคตมาตรฐานไอเสีย จะต้องมี Selective Catalytic Converter หรือ SCR ทำให้การกรองไอเสียเข้มงวดไปอีกขั้น อาจพูดได้เต็มปากว่า วิศวกรก็พยายามต่ออายุเครื่องดีเซลเต็มที่เหมือนกัน

ความพยายามสู่อนาคต

แต่ความพยายามเหล่านี้มีความท้าทาย เพราะ เครื่องยนต์ดีเซล ทำงานได้ดีและมีประสิทธิภาพในตัวมันเอง

ในยุคก่อนมีความท้าทาย ในการลดขนาดเครื่องยนต์ ทำให้เครื่องดีเซลถูกพัฒนาในเรื่องการสันดาปอย่างหนัก เช่นการใช้หัวฉีดความละเอียดสูง เพิ่มแรงดันการฉีดน้ำมัน และ เทอร์โบชาร์จประสิทธิภาพสูง รวมถึงการปรับการควบคุมระบบอิเล็กทรอนิกส์ให้ก้าวล้ำไปอีกขั้น

มีความพยายามหลากหลายในการเพิ่มประสิทธิภาพไปพร้อมการลดการปล่อยไอเสีย อาทิ มาสด้า พัฒนาเครื่องยนต์ดีเซล ให้ตอบโจทย์ด้วยการลดกำลังอัดที่เคยสูงมากในเครื่องยนต์ดีเซลลง จาก 16.0-17.0/1 ลงเหลือ 14.0 /1 เพื่อทำให้เกิดการจุดระเบิดที่สะอาดขึ้น รวมถึงยังออกแบบลูกสูบใหม่เพื่อให้สามารถกระจายน้ำมันในระหว่างการเผาไหม้ดีขึ้น

หรือถ้าจะถามว่า เครื่องยนต์ดีเซลเคยทำไฮบริดมั้ย “มีครับ” อย่างเช่น เมอร์เซเดส เคยทดลองนำเสนอระบบ Bluetect Hybrid ที่สามารถเร่งแรงตอบสนองขับขี่ได้อย่างรวดเร็ว ใช้ระบบ Mild Hybrid มอเตอร์ขนาดเล็ก ช่วยให้ดับเครื่องยนต์ดีเซลได้เร็วและตอบสนองตอนออกตัว ก่อนเครื่องดีเซลมารับช่วงต่อในการเดินทาง

ดีเซลไฮบริด ทำไมเป็นไปไม่ได้

แต่ถ้าเรามองในปัจจุบัน ค่ายรถส่วนใหญ่นิยมทำ ดีเซลไมลด์บริดมากที่สุด เนื่องจากสามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพดีเซลจริงจัง ไม่เว้นกระทั่งค่าย ญี่ปุ่น อย่างโตโยต้า ที่เริ่มแนะนำ Toyota Hilux รถกระบะยอดนิยม ที่มาพร้อมระบบ Mild Hybrid 48 โวลต แทนการใช้เครื่องสันดาปเพียว คาดว่าในไทยก็น่าจะอีกไม่นานเกินรอ

คำถามที่หลายคนสงสัย คือ ทำไมไม่มีใครทำดีเซลฟูลไฮบริด

คำตอบนี้อยู่ในธรรมชาติการทำงานของเครื่องยนต์ดีเซล ที่มีแรงบิดสูงในรอบต่ำ และรอบกำลังไม่ได้กว้างมาก

ตัวมันเองแทบจะมีธรรมชาติแบบเดียวกับ “มอเตอร์ไฟฟ้า” ดังนั้นการเอามอเตอร์ไฟฟ้ากำลังสูงใส่เข้ามาหวังจะเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานมากขึ้น หรือทำให้มันประหยัดขึ้น แทบจะไม่มีประโยชน์

พูดง่ายๆ “มันทำหน้าที่ทับซ้อนกัน” ไม่ได้ส่งเสริมระหว่างกันแบบเครื่องเบนซิน ที่รอบกำลังสูงสุดอยู่ในรอบสูง เมื่อนำมอเตอร์ไฟฟ้ามาติดตั้งควบคู่ จึงกลายเป็นส่งเสริมกัน และแถมยังสามารถปรับการทำงานไปสู่รูปแบบ Atkinson cycle ช่วยลดไอเสียเพิ่มความประหยัดด้วยอีกทาง

อนาคตยุคหน้า ดีเซล จะเป็นอย่างไร

แม้ว่าจะมีความพยายามอย่างมากแต่เครื่องดีเซลยังไม่มีทางออกฝ่ามาตรการไอเสียที่เข้มข้นที่ชัดเจน

แนวทางที่ค่ายรถส่วนใหญ่จะทำในเวลานี้ คือ ขยายขนาดเครื่องยนต์เพิ่มแล้วไปมุ่งที่การกรองไอเสียให้เข้มข้นก่อนปล่อยออกภาพนอกแทน ยกตัวอย่าง อีซูซุ ขยายเครื่องยนต์เป็นขนาด 2.2 ซึ่งทำให้มีกำลังเพิ่มขึ้น สามารถลดการกดคันเร่งจากผู้ขับขี่ได้ในระดับหนึ่ง แล้วใช้การควบคุมด้วยเกียร์อัตราทดเยอะ ทำให้รอบเครื่องนิ่งขึ้น

แนวทางเดียวกันนี้ก็ถูกใช้ในรถดีเซลทางยุโรปมานาน รวมถึงแม้แต่ทางฟอร์ด ที่ก็วางแนวทางในแบบเดียวกัน

แต่ถ้าเราประเมินว่า จะมีเทคโนโลยีอะไรมาช่วยเครื่องดีเซลไม่ให้ตกขอบประวัติศาสตร์บ้าง วันนี้วิศวกรทุกคนต่างยอมรับว่า “ยังไม่มีอะไรชัดเจน”

ในอนาคต นักวิเคราะห์ประเมินเครื่องยนต์ดีเซล จะกลายเป็นระบบขับเคลื่อนเฉพาะกลุ่ม โดยเฉพาะรถบรรทุก หรือรถที่ต้องการใช้งานหนักเดินทางไกล อย่างในบรรดารถกระบะต่างๆ อาจจะยังมีอยู่อีกพักใหญ่ ตอบการใช้งานสำหรับการบรรทุก หรือจะยังมีอยู่สำหรับสายออฟโรด ต้องไปในที่ห่างไกลมากๆ

แต่กับการใช้งานเบาๆ หรือ light duty ปัจจุบัน กระบะไฟฟ้าเริ่มมีให้เห็นและเป็นทางเลือกบ้างแล้ว โดยเฉพาะใครที่ต้องการใช้รถในเมือง หรือใช้งานเชิงไลฟ์สไตล์

ทำให้อนาคต “เครื่องยนต์ดีเซลในวันหน้า” มันอาจจะจบที่รุ่นเรา อย่างที่คาดไว้จริงๆ แต่นั่นไม่เร็วอย่างที่คิด ตราบใดที่มีความต้องการเฉพาะทางอยู่ จนกว่าจะมีเทคโนโลยีที่พร้อมและจับต้องและใช้งานได้ในอนาคต สำหรับรถบรรทุกอาจจะเป็นเทคโนโลยี Fuel Cell ที่หลายค่ายวางเดิมพันไว้ค่อนข้างสูง ว่าจะมาทดแทนเครื่องดีเซล

แนวทางที่ตอนนี้หลายค่าย ตั้งความหวังไว้ต่อเครื่องดีเซล อย่างน้อยต่ออายุมันไปในอนาคตวันหน้า คือไปโฟกัสที่เชื้อเพลิงที่สามารถนำมาใช้สันดาป เพื่อให้สามารถเผาไหม้ได้สะอาดหมดจดมากขึ้น คล้ายกับแนวคิดแรกของรูดอล์ฟ ดีเซล ที่เขานำเสอนว่า เครื่องของเขาใช้น้ำมันสกัดจากถั่วลิสงได้

โดยเฉพาะ HVO 100 น้ำมันดีเซลพิเศษที่ใช้กระบวนการสกัดจากพืช อีกขีดขั้นของคำว่า “ไบโอดีเซล” น้ำมันตัวนี้ เผาไหม้สะอาดจนผ่านมาตรฐาน Euro 6 ได้โดยไม่ต้องติด DPF บางรุ่น — และใช้งานร่วมกับเครื่องดีเซลทั่วไปได้ทันที (drop-in fuel)

แต่ใครจะรู้วันหน้า อาจมีเทคโนโลยีอะไรอื่นๆ ที่ทำให้ดีเซลได้ไปต่อ และทำงานได้มีประสิทธิภาพ ไม่ว่ามันอาจกลายเป็นเพียงเครื่องปั่นไฟฟ้า แบบที่ไฮบริดบางแบบใช้หลักการนี้กับครื่องเบนซิน มันยังมีเวลามากพอที่จะต่อลมหายใจเครื่องสันดาปตัวนี้

หรือต่อให้วันหน้ามันจบที่รุ่นเรา ถ้าโลกใบนี้จะไม่มีดีเซลในวันหน้า มันก็ไม่ใช่เพราะดีเซลไม่ดีพอ แต่เพราะโลกได้หมุนไปข้างหน้า และดีเซลได้ทำหน้าที่ของมันอย่างเต็มที่แล้ว

เรื่องโดย ณัฐพิพัฒน์ วรโชติโกศล