ถ้าย้อนเวลากลับไปปี 1807 แล้วบอกคนสมัยนั้นว่าอีกสองร้อยปีข้างหน้ามนุษย์จะเถียงกันว่า “เครื่องยนต์ไฮโดรเจนจะมาแทนดีเซลได้ไหม” เขาคงงงว่าเถียงอะไรกัน — เพราะเครื่องยนต์สันดาปภายในเครื่องแรกที่มีบันทึกไว้ในประวัติศาสตร์ ใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงอยู่แล้ว
เรื่องของเครื่องยนต์ไฮโดรเจนไม่ใช่เรื่องของเทคโนโลยีใหม่ที่เพิ่งคิดออก แต่เป็นเรื่องของเทคโนโลยีที่มาก่อนกาลถึงสองศตวรรษ ล้มแล้วลุก ลุกแล้วล้ม ซ้ำแล้วซ้ำอีกอย่างน้อยห้ารอบ และในปี 2569 นี้มันกำลังลุกเป็นรอบที่หก — คราวนี้ด้วยเหตุผลที่ต่างจากทุกครั้งที่ผ่านมา
บทความนี้จะพาไล่ตั้งแต่รถกลไกของชาวสวิสในสมัยนโปเลียน ไปจนถึงเครื่องปั่นไฟไฮโดรเจน 931 กิโลวัตต์ที่เดินอยู่จริงในท่าเรือเยอรมนีตอนนี้ พร้อมตัวเลขที่ตรวจสอบได้ ทั้งด้านที่สวยและด้านที่ไม่สวย — เพราะปี 2567-2569 เป็นทั้งปีที่ไฮโดรเจนทำสถิติใหม่ และเป็นปีที่บริษัทไฮโดรเจนล้มละลายกันเป็นแถว ทั้งสองอย่างเกิดพร้อมกัน และคนที่จะตัดสินใจซื้อเครื่องปั่นไฟในอีก 5-10 ปีข้างหน้าต้องเห็นทั้งสองด้าน
สรุปให้ก่อนใน 60 วินาที
- ไฮโดรเจนมาก่อนน้ำมัน — เครื่องยนต์สันดาปภายในเครื่องแรกของโลก (de Rivaz, 1807) ใช้ไฮโดรเจน ไม่ใช่น้ำมัน
- ปัญหาใหญ่ที่สุดคือฟิสิกส์ — ไฮโดรเจนติดไฟง่ายเกินไป (ใช้พลังงานจุดระเบิดแค่ 0.02 มิลลิจูล น้อยกว่าน้ำมันเบนซินราว 10 เท่า) และเบาเกินไป (กินที่ในห้องเผาไหม้ถึง 30% แทนที่จะเป็น 1-2% แบบน้ำมันเหลว)
- จุดพลิกผันทางเทคนิคคือการฉีดตรงเข้ากระบอกสูบ — MAN พิสูจน์บนบล็อกเครื่องเดียวกัน: ฉีดที่ท่อไอดีได้ 150 kW ประสิทธิภาพ 30% แต่พอเปลี่ยนเป็นเทอร์โบ + ฉีดตรง ได้ 200 kW ประสิทธิภาพ 40%
- จุดพลิกผันทางกฎหมายคือปี 2567 — EU แก้นิยาม “ยานยนต์ไร้มลพิษ” จาก “ศูนย์” เป็น “ไม่เกิน 3 กรัม CO2 ต่อตัน-กิโลเมตร” ทำให้เครื่องยนต์สันดาปไฮโดรเจนบางแบบนับเป็น ZEV ได้เป็นครั้งแรก นี่คือเหตุผลที่มันกลับมา
- ในฐานะเครื่องปั่นไฟ มันมีขายจริงแล้ว — 2G agenitor 115-750 kW, INNIO Jenbacher J420 ที่ 1,070 kW, mtu Series 4000 ที่ 931 kWe เดินอยู่ที่ท่าเรือดุยส์บวร์กตั้งแต่ ก.ค. 2568 แต่ยี่ห้อเครื่องปั่นไฟสแตนด์บายที่คนไทยรู้จัก ยังไม่มีเจ้าไหนมีเครื่องปั่นไฟที่ใช้ไฮโดรเจน 100% ขายเลยสักเจ้า
- ข้อจำกัดที่แท้จริงไม่ใช่เครื่องยนต์ แต่คือเชื้อเพลิง — ประเทศไทยยังไม่มีโครงการผลิตไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้า โครงการใหม่ ในท่อจนถึงปี 2573 ตามรายงาน IEA (ของเดิมมีอยู่แล้วคือชุดสาธิต 1 เมกะวัตต์ของ กฟผ. ที่ลำตะคอง) และมีสถานีเติมไฮโดรเจนอยู่ 1 แห่งทั้งประเทศ
1. ก่อนจะมีน้ำมัน โลกมีไฮโดรเจน (ค.ศ. 1804-1863)
1807: รถที่วิ่งด้วยไฮโดรเจนจากลูกโป่ง
ฟรองซัวส์ อิซัค เดอ ริวาซ (François Isaac de Rivaz, 1752-1828) นักประดิษฐ์เชื้อสายฝรั่งเศส-สวิส เริ่มทดลองเครื่องยนต์แบบอยู่กับที่ตั้งแต่ปี 1804 และได้รับสิทธิบัตรฝรั่งเศสเลขที่ 731 เมื่อ 30 มกราคม 1807 สำหรับ “เครื่องยนต์ที่ใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงและจุดระเบิดด้วยประกายไฟฟ้า”
หลักการของมันดิบมาก: ปล่อยไฮโดรเจนผสมอากาศ (รุ่นแรกใช้ออกซิเจนบริสุทธิ์) เข้ากระบอกสูบแนวตั้ง จุดด้วยประกายไฟจากถ่านโวลตา ระเบิดหนึ่งครั้งดันลูกสูบขึ้น จากนั้นปล่อยให้ แรงโน้มถ่วง ดึงลูกสูบกลับลงมาเอง แล้วใช้เฟืองกับเชือกรอกแปลงเป็นการหมุนล้อ — ไม่มีการอัดอากาศ ไม่มีก้านสูบ ไม่มีข้อเหวี่ยง และไฮโดรเจนก็เก็บอยู่ใน ลูกโป่ง (เอกสารต่างแหล่งระบุปีของรถต่างกันระหว่างปี 1808 กับ “grand char mécanique” ปี 1813)
1820-1827: จากบาทหลวงเซซิล ถึงรถที่ขึ้นเนินได้จริง
ปี 1820 บาทหลวง W. Cecil เสนอบทความต่อ Cambridge Philosophical Society ว่าด้วยการใช้ก๊าซไฮโดรเจนสร้างกำลังขับเคลื่อนในเครื่องจักรกล ไอเดียของเขากลับด้านจาก de Rivaz โดยสิ้นเชิง — แทนที่จะใช้แรงระเบิดดันลูกสูบ เขาใช้ สุญญากาศหลังการระเบิด ผสมไฮโดรเจนกับอากาศราว 1 : 2.5 พอจุดติดก๊าซขยายตัวราวสามเท่า จากนั้นเมื่อเย็นตัวมันหดกลับจนเกิดสุญญากาศไม่สมบูรณ์ แล้ว ความดันบรรยากาศ คือตัวที่ดันลูกสูบลงไปทำงาน ตรรกะเดียวกับเครื่องจักรไอน้ำนิวโคเมน เพียงแต่เปลี่ยนจากการควบแน่นไอน้ำเป็นการระเบิดไฮโดรเจน
ซามูเอล บราวน์ เอาแนวคิดนี้ไปทำจริง 27 พฤษภาคม 1826 เขาขับยานพาหนะเครื่องยนต์ไฮโดรเจนขึ้นเนิน Shooter’s Hill ในลอนดอนได้สำเร็จ ตัวเลขของมันเจ็บปวดพอสมควร: ความจุ 8,800 ซีซี ได้กำลัง 4 แรงม้า คำวิจารณ์ร่วมสมัยสรุปสั้น ๆ ว่าค่าใช้จ่ายในการเดินเครื่องแพงเกินกว่าจะใช้จริง ปีถัดมาเขาเอาเครื่องแบบเดียวกันไปใส่เรือยาว 36 ฟุตในแม่น้ำเทมส์ ได้ความเร็ว 7-8 ไมล์ต่อชั่วโมง โดยข้อได้เปรียบเดียวที่ชัดคือน้ำหนัก — ราว 600 ปอนด์ เทียบกับเครื่องจักรไอน้ำกำลังเท่ากันที่หนัก 2-3 ตัน
1860: ความจริงที่คนลืม — เมืองทั้งเมืองเดินด้วยก๊าซที่ครึ่งหนึ่งเป็นไฮโดรเจน
เอเตียน เลอนัวร์ สร้างเครื่องยนต์ก๊าซเครื่องแรกที่ขายได้จริงเชิงพาณิชย์ในปี 1860 กำลังราว 0.7 กิโลวัตต์ที่ 80 รอบต่อนาที ขายไปได้มากกว่า 400 เครื่อง และปี 1863 เอาไปติดรถสามล้อ “Hippomobile” ขับจากปารีสไปฌวงวิล-เลอ-ปง (แหล่งข้อมูลขัดกันว่าใช้ก๊าซถ่านหินหรือไฮโดรเจนจากการแยกน้ำบนรถ)
แต่ประเด็นที่สำคัญกว่าคือ ก๊าซถ่านหินหรือ “ก๊าซเมือง” ที่ใช้กันทั่วยุโรปยุคนั้น มีไฮโดรเจนผสมอยู่ราว 30% ถึงมากกว่า 50% โดยปริมาตร ส่วนที่เหลือเป็นคาร์บอนมอนอกไซด์ มีเทน และไฮโดรคาร์บอนระเหยง่าย แปลว่าในช่วงที่เครื่องยนต์สันดาปภายในกำลังตั้งไข่ เชื้อเพลิงมาตรฐานของมันคือก๊าซที่ครึ่งหนึ่งเป็นไฮโดรเจนอยู่แล้ว โรงงานก๊าซเมืองเชิงพาณิชย์แห่งแรกเปิดในลอนดอนตั้งแต่ปี 1818 และอังกฤษเพิ่งเลิกใช้จริง ๆ เมื่อปี 1987
แล้วทำไมไฮโดรเจนถึงแพ้? คำตอบเรียบง่ายมาก: ประมาณปี 1900 น้ำมันเบนซินและดีเซลชนะขาดในสองเรื่องที่ตัดสินทุกอย่าง — ความหนาแน่นพลังงานต่อลิตร และ ความง่ายในการขนส่งและเก็บ นี่เป็นเหตุผลเดียวกันเป๊ะที่ยังเป็นอุปสรรคอยู่ในปี 2569 และเราจะเห็นตัวเลขของมันในหัวข้อถัดไป
2. ฟิสิกส์ที่หนีไม่พ้น: ทำไมไฮโดรเจนถึงยากกับเครื่องยนต์ลูกสูบ
ก่อนไปต่อเรื่องประวัติศาสตร์ ต้องเข้าใจตรงนี้ก่อน เพราะทุกความล้มเหลวและทุกความสำเร็จตลอด 200 ปีที่เหลือของบทความนี้ ล้วนอธิบายได้ด้วยตารางเดียวข้างล่าง
| คุณสมบัติ | ไฮโดรเจน | ดีเซล / เบนซิน | ผลที่เกิดในเครื่องยนต์ |
|---|---|---|---|
| ค่าความร้อนต่ำ (LHV) ต่อกิโลกรัม | 119.9 MJ/kg (33.31 kWh/kg) | ดีเซล 42.5 MJ/kg | ไฮโดรเจนชนะขาด ~2.8 เท่า — นี่คือมิติเดียวที่มันชนะ |
| ค่าความร้อนต่อลิตร | 0.799 kWh/L ที่ 350 บาร์ 1.338 kWh/L ที่ 700 บาร์ 2.360 kWh/L เมื่อเป็นของเหลว |
ดีเซล 9.95 kWh/L | ที่ 350 บาร์ ได้พลังงานแค่ 8% ของดีเซลต่อลิตร ที่ 700 บาร์ได้ 13.5% แม้ทำเป็นของเหลวก็ยังได้แค่ 23.7% |
| ช่วงความเข้มข้นที่ติดไฟได้ในอากาศ | 4-75% โดยปริมาตร | เบนซิน 1.4-7.6% มีเทน 5-15% |
ส่วนผสมที่ค้างในท่อไอดีแทบทุกอัตราส่วน ติดไฟได้หมด ไม่มี “โซนปลอดภัย” |
| พลังงานต่ำสุดที่จุดติด (MIE) | 0.02 มิลลิจูล | เบนซิน ~0.24 มิลลิจูล | น้อยกว่าราว 10 เท่า — ไฟฟ้าสถิต เขม่าร้อน หรือขอบวาล์วไอเสียที่ร้อน ก็จุดติดได้แล้ว |
| ความเร็วเปลวไฟ | 2.65-3.25 m/s | มีเทน/เบนซิน ~0.3-0.4 m/s | เร็วกว่าราว 8-10 เท่า ดีต่อประสิทธิภาพ แต่แปลว่าเปลวไฟย้อนกลับผ่านวาล์วไอดีได้ก่อนวาล์วปิดทัน |
| อุณหภูมิติดไฟด้วยตัวเอง | 585°C | มีเทน 540°C เบนซิน 230-480°C |
สูง จึงทนอัตราส่วนกำลังอัดสูงได้ดี แต่ ไม่ช่วยเรื่องพรีอิกนิชันเลย เพราะตัวที่ตัดสินคือ MIE |
| ระยะดับเปลวไฟ | 0.64 มม. | ~3 เท่าของไฮโดรเจน | เปลวไฟเล็ดลอดผ่านช่องแคบตรงวาล์วไอดีที่กำลังจะปิดได้ = ต้นเหตุของ backfire |
| สัดส่วนที่กินในห้องเผาไหม้ | ~30% ของปริมาตร | เบนซินเหลว 1-2% | เหลือที่ให้อากาศแค่ 70% = สาเหตุตรง ๆ ของการเสียกำลัง |
ห่วงโซ่ปัญหา 3 ขั้น ที่ทำให้เครื่องยนต์ไฮโดรเจน “ระเบิดย้อน”
- MIE ต่ำ + ช่วงติดไฟกว้าง → จุดร้อนอะไรก็ได้ในห้องเผาไหม้ (วาล์วไอเสีย ปลายเขี้ยวหัวเทียน คราบน้ำมันเครื่องที่ไหม้เป็นคาร์บอน) จุดส่วนผสมติดก่อนที่หัวเทียนจะสั่ง = พรีอิกนิชัน
- ระยะดับเปลวไฟสั้น + ความเร็วเปลวไฟสูง → ถ้าพรีอิกนิชันเกิดตอนวาล์วไอดีกับไอเสียเปิดคาบเกี่ยวกัน เปลวไฟจะวิ่งย้อนเข้าท่อร่วมไอดี = แบ็กไฟร์ ซึ่งในเครื่องยนต์ยุคแรกหมายถึงท่อไอดีระเบิด
- น้ำมันเครื่องที่เล็ดลอดเข้าห้องเผาไหม้ กลายเป็นคาร์บอนร้อนที่เป็นแหล่งจุดระเบิดชุดใหม่ วนกลับไปข้อ 1
วิธีแก้มีสี่ทางและทุกทางมีราคาที่ต้องจ่าย: หมุนเวียนไอเสียกลับ 25-30% (ฆ่าแบ็กไฟร์ได้ แต่เสียกำลัง), ฉีดน้ำลดอุณหภูมิ, ออกแบบจังหวะวาล์วใหม่ให้ไม่มีช่วงคาบเกี่ยว และวิธีที่ชนะในที่สุด — ฉีดไฮโดรเจนตรงเข้ากระบอกสูบหลังวาล์วไอดีปิดแล้ว เพราะถ้าไม่มีส่วนผสมติดไฟในท่อไอดีเลย แบ็กไฟร์ก็เกิดไม่ได้ในเชิงโครงสร้าง
ทำไมฉีดที่ท่อไอดี (PFI) ถึงเสียกำลัง และฉีดตรง (DI) ถึงได้คืน
นี่คือตัวเลขที่ต้องจำ เพราะมันอธิบายทั้ง BMW Hydrogen 7 และรถบัส MAN ในหัวข้อต่อ ๆ ไป:
- ไฮโดรเจนเป็นก๊าซตั้งแต่ตอนดูดเข้า และกินพื้นที่ ~30% ของห้องเผาไหม้ ขณะที่น้ำมันเบนซินกินแค่ 1-2%
- ผลคือระบบฉีดที่ท่อไอดีหรือคาร์บูเรเตอร์ ให้กำลังสูงสุดได้แค่ ~85% ของเครื่องเบนซินขนาดเท่ากัน — และนั่นคือค่าทางทฤษฎีในอุดมคติ
- ในโลกจริงแย่กว่านั้นมาก งานทบทวนวรรณกรรมระบุว่าเครื่อง PFI ไฮโดรเจนจริง ๆ กำลังตกลง 35-50% เพราะต้องเดินบางและหน่วงไฟเพื่อหนีแบ็กไฟร์
- ถ้าเดินบางระดับที่ NOx เกือบเป็นศูนย์ (แลมบ์ดา ≈ 2) กำลังจะเหลือ ราวครึ่งเดียว
- ฉีดตรงหลังวาล์วไอดีปิด เปลี่ยนสมการทั้งหมด เพราะอากาศได้เข้าเต็มกระบอกสูบก่อน แล้วค่อยเติมเชื้อเพลิง ผลคือได้กำลัง ราว 115-120% ของเครื่องเบนซิน — ดีกว่าน้ำมันเสียอีก
ส่วนต่างระหว่าง 85% กับ 120% นี่แหละคือ “จุดพลิกผันทางเทคโนโลยี” ที่แท้จริงของเครื่องยนต์ไฮโดรเจน (แนวคิดคล้ายกับที่เกิดขึ้นในโลกดีเซล อ่านเทียบได้ที่ ประวัติเครื่องยนต์ไดเร็คอินเจคชั่น ข้อดีข้อเสีย)
NOx: ข่าวร้ายที่แก้ได้ และข่าวดีที่ต้องมีดอกจัน
ไฮโดรเจนเผากับ ออกซิเจนบริสุทธิ์ ได้น้ำอย่างเดียวจริง แต่เครื่องยนต์ในโลกจริงเผากับ อากาศ ซึ่งมีไนโตรเจน 78% พออุณหภูมิเปลวไฟสูงพอ ไนโตรเจนกับออกซิเจนก็จับตัวกันเป็น NOx เหมือนเครื่องยนต์ทุกชนิด
ข่าวดีคือคุมได้ด้วยการเดินบาง เอกสารของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ระบุว่าที่แลมบ์ดาประมาณ 2 (อัตราส่วนสมมูล φ ≈ 0.5) การก่อตัวของ NOx ลดลงจนเกือบเป็นศูนย์ และงานทบทวนวรรณกรรมระบุว่าที่ φ ≤ 0.5 ได้ NOx ต่ำกว่า 100 ppm โดยไม่ต้องมีระบบบำบัดไอเสียเลย
กับดักที่คนมักพลาด: NOx ของไฮโดรเจน ไม่ได้ลดลงเป็นเส้นตรงตามความบาง มันขึ้นสูงสุดที่ “บางนิดหน่อย” (φ ราว 0.7-0.8) ซึ่งอุณหภูมิยังสูงแต่มีออกซิเจนเหลือเฟือ แล้วค่อยดิ่งลงเมื่อบางกว่า φ 0.5 แปลว่าการปรับเครื่องแบบครึ่ง ๆ กลาง ๆ คือจุดที่แย่ที่สุด ต้องเลือกข้างให้ชัด
ดอกจันสำคัญ: เครื่องยนต์ไฮโดรเจนไม่ได้ปล่อย CO2 เป็นศูนย์เป๊ะ
ไฮโดรเจนไม่มีคาร์บอนในโมเลกุล ดังนั้น CO2, CO และไฮโดรคาร์บอนที่มาจาก เชื้อเพลิง เป็นศูนย์จริง แต่เอกสาร DOE ระบุชัดว่า “อาจพบร่องรอยของคาร์บอนมอนอกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ในไอเสีย เนื่องจากน้ำมันหล่อลื่นที่ซึมเข้าไปเผาไหม้ในห้องเผาไหม้” ฟังดูเป็นเรื่องเล็ก แต่รายละเอียดนี้แหละที่ ฆ่าโครงการรถยนต์ไฮโดรเจนของ BMW ในอีก 20 ปีต่อมา
สิ่งที่ต้องเปลี่ยนจริง ๆ เมื่อแปลงเครื่องยนต์ให้ใช้ไฮโดรเจน
อีกประเด็นที่ถูกมองข้ามคือ การเปราะจากไฮโดรเจน (hydrogen embrittlement) อะตอมไฮโดรเจนเล็กพอจะแทรกเข้าไปในโครงผลึกของเหล็ก ทำให้เนื้อโลหะเปราะและแตกร้าวที่ความเค้นต่ำกว่าปกติ เหล็กเริ่มมีความไวตั้งแต่ความดันราว 700 kPa และอุณหภูมิเกิน 200°C
| ชิ้นส่วน | ต้องเปลี่ยนอะไร และทำไม |
|---|---|
| วาล์ว บ่าวาล์ว จังหวะวาล์ว | วาล์วชุบแข็งหรือระบายความร้อนด้วยโซเดียม บ่าวาล์วแข็งพิเศษ เพราะไฮโดรเจนไม่มีคุณสมบัติหล่อลื่นแบบเชื้อเพลิงเหลว และต้องแก้จังหวะวาล์วให้ไม่มีช่วงคาบเกี่ยวไอดี-ไอเสีย |
| หัวฉีดและซีล | หัวฉีดก๊าซอัตราไหลสูง สำหรับ DI ต้องทนราว 300°C ใช้ไทเทเนียมหรือเคลือบผิว ซีลยางต้องเป็นไวตอน (FKM) ไม่ใช่ไนไตรล์ (NBR) ที่เสื่อมสภาพ |
| ระบบจุดระเบิด | หัวเทียนเบอร์เย็น ห้ามใช้เขี้ยวแพลทินัม เพราะมันเร่งปฏิกิริยาและกลายเป็นตัวจุดพรีอิกนิชันเสียเอง คอยล์ต้องแรงขึ้นเพื่อจุดส่วนผสมบาง |
| ห้องแคร้งค์และน้ำมันเครื่อง | ต้องระบายอากาศแบบบังคับ มีวาล์วระบายความดันที่ฝาครอบวาล์ว เพราะไฮโดรเจนที่รั่วผ่านแหวนลูกสูบสะสมแล้วติดไฟได้จริง ส่วนน้ำมันเครื่องต้องทนน้ำปนเปื้อนได้ถึงราว 2% โดยปริมาตร (น้ำคือผลผลิตจากการเผาไหม้) ต้องเถ้าต่ำ ระเหยต่ำ เพื่อกดพรีอิกนิชันแบบสุ่ม |
| วัสดุระบบเชื้อเพลิง | เลี่ยงสเตนเลสกึ่งออสเทนิติกในชิ้นส่วนรับแรง ใช้อะลูมิเนียมความบริสุทธิ์สูง ไทเทเนียม สเตนเลสออสเทนิติกเต็มตัว อินโคเนล และ ต่อสายดินทุกจุด เพราะไฮโดรเจนไหลผ่านท่อแล้วสร้างไฟฟ้าสถิตได้ |
ข่าวดีสำหรับอุตสาหกรรม: บ๊อชระบุที่งาน bauma 2025 ว่าเทคโนโลยีราว 80% ของเครื่องยนต์ไฮโดรเจนถ่ายทอดมาจากเครื่องยนต์สันดาปทั่วไปได้เลย ซึ่งเป็นเหตุผลเชิงต้นทุนที่ทำให้ผู้ผลิตเครื่องยนต์กลับมาสนใจอีกครั้ง
3. รูดอล์ฟ เออร์เรน: ชายที่แก้โจทย์นี้ไว้ตั้งแต่ปี 1935 แล้วโลกลืม
ถ้าจะเลือกคนคนเดียวที่สมควรได้เครดิตมากที่สุดในประวัติศาสตร์เครื่องยนต์ไฮโดรเจน คนนั้นคือ รูดอล์ฟ อาร์โนลด์ เออร์เรน (เกิด 15 สิงหาคม 1899 ในปรัสเซีย) เจ้าของสิทธิบัตรสองฉบับที่บอกเล่าเรื่องราวได้ทั้งหมด:
| สิทธิบัตร | วันที่ | เนื้อหา |
|---|---|---|
| US 1,901,709 | ยื่น 15 มี.ค. 1930 ได้รับ 14 มี.ค. 1933 |
เครื่องยนต์สองจังหวะใช้ออกซีไฮโดรเจน มีระบบจังหวะวาล์วเฉพาะ และระบุว่าใช้ซูเปอร์ชาร์จเจอร์ได้ — น่าจะเป็นการอัดอากาศในเครื่องยนต์ไฮโดรเจนครั้งแรกที่มีบันทึก |
| US 2,183,674 | วันสิทธิ์ 12 ก.ย. 1935 ได้รับ 19 ธ.ค. 1939 |
การฉีดไฮโดรเจนตรงเข้ากระบอกสูบ — ให้อากาศเข้าทางวาล์วไอดีตามปกติก่อน จากนั้นฉีดไฮโดรเจนความดันสูงผ่านช่องที่ผนังกระบอกสูบ โดยเริ่มฉีด “ทันทีที่วาล์วไอดีปิด” และจบก่อนศูนย์ตายบน |
อ่านบรรทัดสุดท้ายอีกรอบ นั่นคือคำอธิบายของ ระบบฉีดตรงไฮโดรเจน ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ Cummins, MAN, Kawasaki และ Volvo กำลังใช้ในปี 2569 — ถูกจดสิทธิบัตรไว้ตั้งแต่ปี 1935
ในฝั่งของจริง หนังสือพิมพ์ The Commercial Motor ฉบับ 28 เมษายน 1933 รายงานการก่อตั้งบริษัทในลอนดอนเพื่อขายสิทธิ์เทคโนโลยีเออร์เรน เครื่องที่เอามาสาธิตคือเครื่องยนต์ Krupp สูบเดียวแบบจุดระเบิดด้วยการอัด กำลังเดิม 20 แรงม้า เมื่อแปลงแล้ว (ลดอัตราส่วนกำลังอัด ใส่ระบบจุดระเบิดไฟฟ้าและวาล์วควบคุมไฮโดรเจน) ให้กำลัง มากกว่า 30 แรงม้าที่ราว 350 รอบต่อนาที เดินเงียบมากและไอเสียแทบไม่มีกลิ่น
ตัวเลขที่ต้องระวัง: มีการอ้างกันแพร่หลายว่าเออร์เรนแปลงเครื่องยนต์ไปแล้ว “มากกว่า 1,000 เครื่อง” ก่อนสงครามโลก — เราไม่พบแหล่งอ้างอิงที่เชื่อถือได้ยืนยันตัวเลขนี้ งานทบทวนวิชาการระบุเพียงว่าเขาแปลงเครื่องยนต์เบนซินและดีเซลหลายเครื่อง ใช้กับรถบรรทุก รถบัส และเรือดำน้ำ โดยไม่ให้จำนวน และบันทึกการวิจัยของเขาสูญหายไปในสงคราม จึงไม่ควรพิมพ์ตัวเลข 1,000 เป็นข้อเท็จจริง
4. เลนินกราด 1941: เครื่องยนต์ไฮโดรเจนที่ใช้งานจริงครั้งแรก เกิดขึ้นเพราะสงคราม
กันยายน 1941 เมืองเลนินกราดถูกล้อม น้ำมันเบนซินหมดเมือง ปัญหาคือกองทัพต้องใช้ บอลลูนกีดขวางทางอากาศ ลอยขวางเครื่องบินทิ้งระเบิดเยอรมัน และเครื่องกว้านที่ชักบอลลูนขึ้น-ลงใช้เครื่องยนต์รถบรรทุก GAZ-AA ซึ่งกินเบนซิน
ร้อยโทวิศวกร บอริส เชลิชช์ สังเกตเห็นเรื่องหนึ่ง: บอลลูนแต่ละลูกต้องถูกชักลงมาทุก 25-30 วันเพื่อเติมไฮโดรเจนใหม่ เพราะก๊าซรั่วออกไปเรื่อย ๆ และไฮโดรเจนเก่าที่เจือจางแล้วนั้น ถูกปล่อยทิ้งไปเฉย ๆ เขาจึงต่อท่อไฮโดรเจนเหลือใช้เข้าท่อไอดีของเครื่องยนต์ตรง ๆ
ความพยายามครั้งแรกจบด้วยเปลวไฟย้อนกลับทำเครื่องพัง — ปัญหาแบ็กไฟร์แบบเดียวกับที่อธิบายไว้ในหัวข้อที่ 2 เป๊ะ ทางแก้ของเขาเรียบง่ายจนน่าทึ่ง: เอาถังดับเพลิงที่เก็บได้จากโรงงานบอลติกมาทำเป็น ตัวดักเปลวไฟแบบผ่านน้ำ โดยให้เครื่องยนต์ดูดไฮโดรเจนผ่านน้ำ ตรรกะของเขาคือ “เปลวไฟย้อนกลับผ่านน้ำไม่ได้”
มันได้ผล จำนวนรถที่แปลงมีตัวเลขขัดกันในเอกสารแต่ละแหล่ง — บทความทบทวนวิชาการและสื่อยานยนต์ระบุ 200 คัน (บางแหล่งเสริมว่า “ภายใน 10 วัน”) หนังสือพิมพ์รัฐสภารัสเซียที่สัมภาษณ์บุตรชายของเขาระบุ ราว 400 คัน ขณะที่อีกแหล่งระบุ มากกว่า 400 เครื่องที่แนวรบเลนินกราด บวกอีก 300 เครื่องในมอสโกปี 1942
เชลิชช์ได้รับ เครื่องอิสริยาภรณ์ดาวแดง ในเดือนธันวาคม 1941 โดยคำประกาศระบุว่าผลงานนี้ “มีความสำคัญอย่างมหาศาลทั้งต่อการป้องกันประเทศและต่อเศรษฐกิจของชาติ” และเมื่อสงครามจบ น้ำมันกลับมามีใช้ เทคโนโลยีนี้ก็ถูกทิ้งและลืมไปทันที — ซึ่งเป็นแบบแผนที่จะเกิดซ้ำอีกหลายรอบ: เครื่องยนต์ไฮโดรเจนได้รับความสนใจเฉพาะตอนที่เชื้อเพลิงปกติมีปัญหา
5. วิกฤตน้ำมันทศวรรษ 1970 และ “มูซาชิ” 9 คันที่ญี่ปุ่นสร้าง
ฝั่งอเมริกา โรเจอร์ บิลลิงส์ แปลงรถ Ford Model A ให้วิ่งด้วยไฮโดรเจนตั้งแต่ยังเรียนมัธยมปลายในปี 1965-66 และปี 1972 เขานำทีมมหาวิทยาลัยบริกัมยังก์ เอารถโฟล์คสวาเกน Super Beetle ที่แปลงเป็นไฮโดรเจนไปแข่ง Urban Vehicle Design Competition ซึ่งไม่ใช่งานเล็ก ๆ — เอกสาร SAE 730513 ระบุว่ามีรถเข้าแข่งขัน 66 คัน จาก 62 มหาวิทยาลัย ในสหรัฐฯ และแคนาดา และทีมบิลลิงส์ ได้ที่หนึ่งด้านการปล่อยมลพิษ โดยคำกล่าวอ้างในตอนนั้นคืออากาศที่ออกจากท่อไอเสียสะอาดกว่าอากาศที่ดูดเข้าไป
ในเชิงวิชาการ เอกสารที่สำคัญที่สุดของยุคนั้นคืองานของ de Boer, McLean และ Homan จากมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ ที่นำเสนอในโตเกียวเมื่อกรกฎาคม 1975 ซึ่งสรุปไว้สองข้อ: (1) ปัญหาพรีอิกนิชันหลีกเลี่ยงได้ด้วยการจำกัดอัตราส่วนสมมูลให้ต่ำกว่าประมาณ 0.5 และ (2) การฉีดตรงเข้ากระบอกสูบผสานช่วงกำลังที่กว้างเข้ากับประสิทธิภาพเชิงความร้อนที่สูงและ NOx ที่ต่ำมากในภาระบางส่วน — ห้าสิบปีผ่านไป ทั้งสองข้อนี้ยังเป็นหลักการหลักของเครื่องยนต์ไฮโดรเจนทุกตัวที่ผลิตอยู่ในปี 2569
ขณะที่อเมริกาเล่นกับรถแปลง ญี่ปุ่นทำอย่างเป็นระบบ สถาบันเทคโนโลยีมูซาชิ (ปัจจุบันคือ Tokyo City University) ภายใต้ศาสตราจารย์ Shoichi Furuhama สร้างรถทดสอบไฮโดรเจนต่อเนื่องกันเก้าคัน (ตารางด้านล่างยกมาเฉพาะรุ่นที่เป็นหมุดหมาย):
| รุ่น | ปี | จุดเด่น |
|---|---|---|
| Musashi 1-2 | 1974-1975 | รถไฮโดรเจนคันแรกของญี่ปุ่น จากนั้นเริ่มใช้ ไฮโดรเจนเหลว |
| Musashi 3 | 1977 | สองจังหวะ จุดระเบิดด้วยหัวเทียน ฉีดตรงเข้ากระบอกสูบ — เป็นรถวิ่งจริงคันแรก ๆ ที่ใช้ DI |
| Musashi 6 | 1984 | โชว์ที่ WHEC-5 โทรอนโต สี่จังหวะ + เทอร์โบ + ฉีดตรงจังหวะท้าย + ระบบจ่ายไฮโดรเจนเหลว |
| Musashi 7 | 1986 | รถบรรทุกไฮโดรเจนเหลวคันแรกของโลก โชว์ที่ Expo 86 แวนคูเวอร์ ใช้การฉีดความดันสูงมาก จุดระเบิดด้วยผิวร้อน และเทอร์โบชาร์จ |
| Musashi 8 | 1990 | ตัวถัง Nissan Fairlady Z สาธิตที่โรงงานนิสสันออปปามะ ทำความเร็วได้ 82 ไมล์/ชม. และ ประกาศว่ากำจัดปัญหาแบ็กไฟร์ได้แล้ว |
| Musashi 9 | 1996 | รถตู้ห้องเย็นไฮโดรเจนเหลว — ใช้ความเย็นของเชื้อเพลิงที่ −253°C ทำความเย็นให้ห้องสินค้าไปในตัว |
ถ้ามีคำถามว่า “ใครเป็นคนแรกที่ทำระบบฉีดตรงความดันสูงสำเร็จ” คำตอบซื่อสัตย์ที่สุดคือ: แนวคิด เป็นของเออร์เรนปี 1935, การพิสูจน์ในรถจริงต่อเนื่องหลายปี เป็นของกลุ่มฟุรุฮามะตั้งแต่ปี 1977 และเอกสารที่ระบุคำว่า “ความดันสูง” ตรง ๆ เป็นครั้งแรกคือบทความปี 1986 ของกลุ่มเดียวกัน ใครที่บอกว่ามีวันที่ชัดเจนวันเดียว คนนั้นกำลังพูดเกินหลักฐาน
6. BMW: เอาจริงที่สุด ทุ่มมากที่สุด และเจ็บที่สุด (1979-2009)
ไม่มีบริษัทไหนในโลกทุ่มให้เครื่องยนต์สันดาปไฮโดรเจนมากเท่า BMW และก็ไม่มีบริษัทไหนที่บทเรียนของมันมีค่าเท่า BMW เช่นกัน
เส้นทางเริ่มปี 1979 กับ BMW 520 รถทดสอบไฮโดรเจนคันแรกที่พัฒนาร่วมกับ DFVLR ศูนย์วิจัยการบินและอวกาศเยอรมัน ตามด้วยปี 1980 ที่เอา 7 Series (E23) ใส่ถังไฮโดรเจนเหลว 93 ลิตรที่ −253°C วิ่งได้ราว 300 กิโลเมตร และปี 1988 กับ 735iA ระบบสองเชื้อเพลิง
2000: 750hL — รถไฮโดรเจน 12 สูบคันแรกของโลก
เปิดตัวที่เบอร์ลินเมื่อ 11 พฤษภาคม 2000 สร้างมา 15 คัน BMW ระบุว่าเป็นรถไฮโดรเจนคันแรกของโลกที่พัฒนาบนพื้นฐานรถที่ผลิตขายจริง และเป็นรถไฮโดรเจน 12 สูบคันแรกของโลก กำลัง 204 แรงม้า 0-100 กม./ชม. ใน 9.6 วินาที ความเร็วสูงสุด 226 กม./ชม. ถังไฮโดรเจนเหลว 140 ลิตรที่ราว −250°C วิ่งได้ราว 350 กิโลเมตร เติมเต็มถังในเวลาไม่ถึง 3 นาทีด้วย หุ่นยนต์เติมเชื้อเพลิง และเป็นรถกลุ่มแรกที่มีเซลล์เชื้อเพลิง 5 kW บนรถเป็นชุดจ่ายไฟเสริมสำหรับแอร์ตอนจอด
ทั้ง 15 คันถูกส่งไปทัวร์รอบโลกในชื่อ CleanEnergy World Tour — ดูไบ มิลาน โตเกียว บรัสเซลส์ ลอสแอนเจลิส โดยเชื่อมต่อวิทยุกลับไปยังคอมพิวเตอร์ของทีมพัฒนาในมิวนิกตลอด 24 ชั่วโมง กองรถทดสอบไฮโดรเจนของ BMW สะสมระยะทางรวมมากกว่า 4 ล้านกิโลเมตร
เหตุผลที่ BMW เลือกเครื่องยนต์สันดาปแทนเซลล์เชื้อเพลิงในตอนนั้นน่าสนใจมาก พวกเขาให้เหตุผลตรง ๆ ว่าเซลล์เชื้อเพลิงมีปัญหาเรื่องน้ำหนัก การจัดวางในรถ และ “ข้อเสียเปรียบด้านต้นทุนที่มีนัยสำคัญ” — ซึ่ง 25 ปีต่อมายังเป็นข้อโต้แย้งเดิมที่ใช้กันอยู่
2004: BMW H2R — จุดสูงสุดของรถยนต์ไฮโดรเจนในยุคนั้น
19 กันยายน 2004 ที่สนามทดสอบ Miramas ฝรั่งเศส BMW เอารถต้นแบบ H2R ซึ่งใช้เครื่อง V12 6.0 ลิตรจาก 760i พร้อมระบบ VALVETRONIC ให้กำลัง 210 กิโลวัตต์ (285 แรงม้า) ออกวิ่งทำสถิติ ผลลัพธ์คือ ความเร็วสูงสุด 302.4 กม./ชม. และสถิติโลกสำหรับรถเครื่องยนต์สันดาปไฮโดรเจนรวด 9 รายการ ศาสตราจารย์ Burkhard Göschel กรรมการบริหาร BMW กล่าวในวันนั้นว่า “เก้าสถิติที่เป็นจุดเริ่มต้นของยุคไฮโดรเจน” — ซึ่งเมื่อมองย้อนกลับไป มันกลับกลายเป็นจุดสูงสุดมากกว่าจุดเริ่มต้น
2005-2007: Hydrogen 7 — ความล้มเหลวที่สอนอะไรได้เยอะที่สุด
BMW ผลิต Hydrogen 7 ออกมา 100 คัน ไม่ได้ขาย แต่ให้ยืมและให้เช่าเพื่อทดสอบเทคโนโลยี
| รายการ | ค่า |
|---|---|
| กำลัง / แรงบิด | 191 kW (260 แรงม้า) / 390 Nm ที่ 4,300 รอบ — เท่ากันทั้งไฮโดรเจนและเบนซิน |
| อัตราเร่งและความเร็ว | 0-100 กม./ชม. 9.5 วินาที ความเร็วสูงสุดจำกัดที่ 230 กม./ชม. |
| เชื้อเพลิง | ไฮโดรเจนเหลวราว 8 กก. ในถังปริมาตรเกือบ 170 ลิตร ฉนวนสุญญากาศ + เบนซิน 74 ลิตร |
| ระยะทาง | ไฮโดรเจน ราว 201 กม. · เบนซิน ราว 480-500 กม. |
| ระบบจ่ายเชื้อเพลิง | ฉีดที่ท่อร่วมไอดี (PFI) ในโหมดไฮโดรเจน ไม่ใช่ฉีดตรง |
| ประสิทธิภาพ / น้ำหนัก | สูงสุดถึง 42% · หนักราว 2,300 กก. มากกว่า 760Li ราว 250 กก. |
ตรงนี้คือบทเรียนวิศวกรรมที่คมที่สุดของบทความนี้ทั้งบทความ: Hydrogen 7 ใช้การฉีดที่ท่อไอดี ไม่ใช่ฉีดตรง ผลจึงเป็นไปตามฟิสิกส์ในหัวข้อที่ 2 เป๊ะ — มันให้กำลังเท่าเดิมกับตอนใช้เบนซินคือ 191 kW ไม่ได้มากกว่าเลยแม้แต่นิดเดียว ทั้งที่ไฮโดรเจนมีศักยภาพให้ได้ถึง 115-120% ถ้าใช้ DI และถ้าคิดจากตัวเลขของ BMW เอง คือไฮโดรเจน 8 กิโลกรัมวิ่งได้ 201 กิโลเมตร เท่ากับใช้พลังงานราว 133 kWh ต่อ 100 กิโลเมตร ซึ่งเทียบเท่าน้ำมันเบนซินราว 15 ลิตรต่อ 100 กิโลเมตร โดยต้องแบกถังปริมาตรเกือบ 170 ลิตรไปด้วย
ตัวเลขที่เจ็บที่สุด และเป็นเหตุผลที่ไฮโดรเจนเหลวยังไม่เวิร์กจนถึงทุกวันนี้ — การระเหยทิ้ง (boil-off): ไฮโดรเจนเหลวต้องอยู่ที่ −253°C ไม่ว่าฉนวนจะดีแค่ไหนความร้อนก็รั่วเข้าไปเรื่อย ๆ ถังของ Hydrogen 7 จะเริ่มระบายก๊าซทิ้งเมื่อความดันขึ้นถึงราว 87 psi ซึ่งใช้เวลาจอดทิ้งไว้ประมาณ 17 ชั่วโมง และถ้าจอดไม่ใช้เลย ไฮโดรเจนเต็มถังจะหายไปหมดภายใน 10-12 วัน
ลองนึกภาพเครื่องปั่นไฟสำรองที่เติมเชื้อเพลิงเต็มถังแล้วอีกสิบกว่าวันเชื้อเพลิงหายหมด — นี่คือเหตุผลที่ไฮโดรเจนเหลวแทบใช้ไม่ได้กับงานสแตนด์บาย และเป็นเหตุผลที่เครื่องปั่นไฟไฮโดรเจนทุกตัวในโลกวันนี้ใช้ก๊าซอัด ไม่ใช่ของเหลว
BMW ไม่เคยออกแถลงการณ์ปิดโครงการอย่างเป็นทางการ แต่เหตุผลที่รายงานกันสอดคล้องกันสามข้อ: (1) EPA ไม่ยอมจัดให้เป็นยานยนต์ไร้มลพิษ เพราะเครื่องยนต์ยังเผาน้ำมันหล่อลื่นอยู่ จึงมีอนุภาคและไฮโดรคาร์บอนปริมาณเล็กน้อยออกมาจากท่อไอเสีย แปลว่าไม่ได้เครดิต ZEV เลยทั้งที่ CO2 จากเชื้อเพลิงเป็นศูนย์ (2) ประสิทธิภาพในการใช้งานจริงแย่มากจากความหนาแน่นพลังงานต่อลิตรที่ต่ำ และ (3) ไม่มีสถานีเติมเชื้อเพลิง หลังจากนั้น BMW ย้ายไปทางเซลล์เชื้อเพลิง จับมือกับโตโยต้าตั้งแต่ปี 2013 และออก BMW iX5 Hydrogen ในปี 2023 ที่ 295 kW วิ่งได้ถึง 504 กม.
7. มาสด้าโรตารี่: ทางออกที่ฉลาดที่สุด แต่มาผิดเวลา
ในขณะที่ทุกคนพยายามแก้ปัญหาแบ็กไฟร์ในเครื่องยนต์ลูกสูบ มาสด้าเลือกทางที่ต่างโดยสิ้นเชิง — ใช้เครื่องยนต์วองเคิล (โรตารี่) ซึ่ง แก้ปัญหานี้ได้ด้วยรูปทรงของมันเอง
- ห้องดูดไอดีกับห้องเผาไหม้แยกกันคนละที่ ในเครื่องวองเคิล ไอดีถูกดูดเข้าที่ส่วนหนึ่งของเรือนสูบ ขณะที่การเผาไหม้เกิดอีกส่วนหนึ่ง เพราะโรเตอร์กวาดผ่านไปเรื่อย ๆ แต่ในเครื่องลูกสูบ การดูดไอดีกับการเผาไหม้เกิดใน พื้นที่เดียวกัน ก๊าซร้อนตกค้างและวาล์วไอเสียร้อนจึงจุดไอดีที่กำลังเข้ามาได้ = แบ็กไฟร์
- ห้องไอดีเย็นกว่า จึงปลอดภัยกับหัวฉีดไฮโดรเจนและซีลยางของมัน
- ใส่หัวฉีดได้เยอะ มาสด้าใส่หัวฉีดไฮโดรเจน สองตัวต่อหนึ่งเรือนโรเตอร์ เพราะไฮโดรเจนความหนาแน่นต่ำจึงต้องฉีดปริมาตรมากกว่าน้ำมันมาก
จากคอนเซปต์ HR-X ปี 1991 (เครื่องวองเคิลสองโรเตอร์ 100 แรงม้า เก็บไฮโดรเจนในโลหะไฮไดรด์ 3.32 กิโลกรัม วิ่งได้ 190 กม.) มาสด้าเดินหน้าจนถึงรถที่ปล่อยเช่าจริง: RX-8 Hydrogen RE เริ่มปล่อยเช่าปลายมีนาคม 2006 ให้ Idemitsu Kosan และ Iwatani ในราคา 420,000 เยนต่อเดือน ซึ่งตอนนั้นถือว่าถูกราวครึ่งหนึ่งของรถเซลล์เชื้อเพลิงที่มีในตลาด
| RX-8 Hydrogen RE | โหมดไฮโดรเจน | โหมดเบนซิน |
|---|---|---|
| กำลัง / แรงบิด | 80 kW (ราว 107-109 แรงม้า) / 140 Nm | 154 kW (ราว 206-210 แรงม้า) / 222 Nm |
| 0-100 กม./ชม. | ราว 10 วินาที | 7.2 วินาที |
| ระยะทาง | ราว 100 กิโลเมตร | 549 กิโลเมตร |
| ถัง | 110 ลิตร ที่ 350 บาร์ = ไฮโดรเจน 2.4 กิโลกรัม | เบนซิน 61 ลิตร |
ตัวเลข “80 kW เทียบ 154 kW” คือภาพประกอบที่ชัดที่สุดของบทเรียนเรื่องกำลังที่หายไป และ “110 ลิตรเก็บได้ 2.4 กิโลกรัม กินพื้นที่เกือบทั้งท้ายรถ วิ่งได้ 100 กม.” คือภาพประกอบที่ชัดที่สุดของบทเรียนเรื่องความหนาแน่นพลังงานต่อลิตร พฤศจิกายน 2007 มาสด้าส่ง RX-8 Hydrogen RE จำนวน 30 คัน ให้โครงการ HyNor ในนอร์เวย์
ปี 2009 มาสด้าแก้ปัญหากำลังตกใน Premacy Hydrogen RE Hybrid ด้วยการเอาระบบไฮบริดมาช่วย โดยขยายมอเตอร์ไฟฟ้าจาก 30 kW เป็น 110 kW ผลคือในโหมดไฮโดรเจนได้กำลัง 110 kW และระยะทาง 200 กม. คือกำลังเพิ่มจาก RX-8 ราว 40% และระยะทางเพิ่มเป็นเท่าตัว แต่มันสายไปแล้ว — คันแรกส่งมอบ 26 พฤษภาคม 2009 และถึงเดือนมกราคม 2010 มีปล่อยเช่าไปแค่ 5 คัน
8. รถบัส MAN: ตัวเลขที่พิสูจน์ว่า “ฉีดตรง” ชนะขาด
ถ้าอยากได้หลักฐานเชิงประจักษ์ว่าจุดพลิกผันทางเทคโนโลยีของเครื่องยนต์ไฮโดรเจนคืออะไร ไม่มีตัวอย่างไหนสะอาดเท่าเครื่องยนต์รถบัสสองรุ่นของ MAN — บล็อกเดียวกัน ความจุเท่ากันเป๊ะ 12.816 ลิตร ต่างกันแค่ระบบจ่ายเชื้อเพลิงกับเทอร์โบ
| เครื่องยนต์ | ระบบ | กำลัง | แรงบิด | ประสิทธิภาพ |
|---|---|---|---|---|
| H 2876 UH (รุ่นที่ 2) | ดูดอากาศธรรมชาติ + ผสมภายนอก (ฉีดที่ท่อไอดี) | 150 kW (204 แรงม้า) | 760 Nm | 30% |
| H 2876 LUH 01 (รุ่นที่ 3) | เทอร์โบชาร์จ + ฉีดตรง | 200 kW (272 แรงม้า) | 1,000 Nm | 40% |
กำลังเพิ่ม 33% แรงบิดเพิ่ม 32% และประสิทธิภาพกระโดดจาก 30% เป็น 40% บนเครื่องความจุเท่ากัน นี่คือเหตุผลที่เครื่องยนต์ไฮโดรเจนทุกตัวที่ออกใหม่ในปี 2568-2569 ซึ่งเน้นกำลังสูง ใช้การฉีดตรงทั้งหมด
บนถนนจริง MAN เริ่มจากปี 1996 ที่เอาเครื่องก๊าซธรรมชาติมาดัดแปลงใส่รถบัส SL 202 แล้ววิ่งทดสอบ 9 เดือนในเมืองแอร์ลังเงิน 13,000 กิโลเมตร รับผู้โดยสาร 60,000 คน ตามด้วยรถบัสข้อต่อไฮโดรเจน 3 คันที่สนามบินมิวนิกในปี 1998 ซึ่งให้บริการจนถึงปี 2008 และช่วงปี 2006-2009 ส่งรถบัส Lion’s City เครื่องยนต์สันดาปไฮโดรเจน 14 คัน ให้การขนส่งกรุงเบอร์ลิน (BVG) วิ่งได้ถึง 300 กม.ต่อการเติมหนึ่งครั้ง
ทั้งหมดนี้อยู่ในร่มโครงการ HyFLEET:CUTE (2006-2009) ซึ่งเอารถบัสไฮโดรเจน 47 คันออกวิ่งให้บริการสาธารณะจริงใน 10 เมืองบนสามทวีป — อัมสเตอร์ดัม บาร์เซโลนา ปักกิ่ง ฮัมบวร์ก ลอนดอน ลักเซมเบิร์ก มาดริด เพิร์ธ เรคยาวิก และเบอร์ลิน โดยเบอร์ลินเป็นเมืองเดียวที่ใช้ เครื่องยนต์สันดาป ส่วนเมืองอื่นใช้เซลล์เชื้อเพลิง
ฟอร์ด: อเมริกาก็ลองแล้ว และก็เลิกแล้ว
ฟอร์ดเปิดตัว P2000 H2ICE เมื่อ 29 พฤศจิกายน 2001 ใช้เครื่อง Zetec 2.0 ลิตรดัดแปลง เก็บไฮโดรเจน 87 ลิตรที่ราว 250 บาร์ วิ่งได้ 62 ไมล์ จากนั้นปี 2004 ประกาศ รถบัสรับส่ง E-450 H2ICE ใช้เครื่อง Triton V10 ขนาด 6.8 ลิตร เก็บไฮโดรเจนที่ 350 บาร์ วิ่งได้ถึง 150 ไมล์ และเอาไปใช้จริงที่สนามบินนานาชาติออร์แลนโดกับศูนย์ประชุมออเรนจ์เคาน์ตี
ตัวเลขที่บอกทุกอย่าง: รถบัสไฮโดรเจนคันหนึ่งราคา 250,000 ดอลลาร์ เทียบกับรุ่นน้ำมันที่ราว 70,000 ดอลลาร์ — แพงกว่า 3.5 เท่า จอห์น ลาเปตซ์ ผู้จัดการโครงการของฟอร์ดสรุปจุดยืนไว้อย่างติดหูว่า “มันไม่มีเสียงฉ่าแบบเซลล์เชื้อเพลิง แต่มันมีเนื้อสเต็ก”
ที่น่าสนใจสำหรับคนวงการเครื่องปั่นไฟคือ เมื่อ 24 กุมภาพันธ์ 2005 ฟอร์ดยังประกาศเครื่องยนต์ไฮโดรเจนสำหรับงานอุตสาหกรรมด้วย — V6 4.2 ลิตร 80 แรงม้าสำหรับอุปกรณ์ภาคพื้นสนามบิน และ V10 6.8 ลิตรอัดอากาศ 188 แรงม้า สำหรับเครื่องปั่นไฟ ซึ่งเป็นเครื่องยนต์ไฮโดรเจนสำหรับผลิตไฟฟ้าจากผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่รุ่นแรก ๆ ที่มีการประกาศ
9. ปี 2009: ฟองแตก และเหตุผลที่เซลล์เชื้อเพลิงชนะ
8 พฤษภาคม 2009 กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ประกาศตัดงบยานยนต์เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน 100 ล้านดอลลาร์ จาก 168 ล้าน (ปีงบ 2009) เหลือ 68 ล้าน (ปีงบ 2010) พร้อมเบนเป้าหมายไปที่อาคารและการใช้งานอยู่กับที่แทนยานยนต์
รัฐมนตรีพลังงาน สตีเวน ชู ให้เหตุผลตรง ๆ ว่า “มีโอกาสไหมที่ใน 10 หรือ 15 หรือ 20 ปีข้างหน้า เราจะเปลี่ยนไปสู่เศรษฐกิจรถยนต์ไฮโดรเจน คำตอบคือ ไม่” โดยอ้างสามเหตุผล: เซลล์เชื้อเพลิงยังต้องพัฒนาอีกมาก แทบไม่มีโครงสร้างพื้นฐานเติมเชื้อเพลิง (ตอนนั้นมีสถานีราว 120 แห่งทั่วประเทศ) และรถต้นแบบยังแพงเกินไป
แต่ในช่วงเดียวกันนั้นเอง เซลล์เชื้อเพลิงกลับชนะเครื่องยนต์สันดาปไฮโดรเจน ในการแข่งขันภายในอุตสาหกรรม แล้วออกสู่ตลาดจริง — Hyundai ix35 FCEV เริ่มผลิตกุมภาพันธ์ 2013 ที่อุลซาน (100 kW, ไฮโดรเจน 5.64 กก., วิ่งราว 594 กม.) และ Toyota Mirai เริ่มขายในญี่ปุ่น 15 ธันวาคม 2014 ราคา 7,236,000 เยน (สแต็กเซลล์เชื้อเพลิง 114 kW, ถัง 700 บาร์, วิ่ง 650 กม. ตามมาตรฐาน JC08, เติมราว 3 นาที)
ประเด็นสำคัญที่สุดของหัวข้อนี้: เครื่องยนต์สันดาปไฮโดรเจนไม่ได้ตายเพราะทำไม่ได้ทางเทคนิค — MAN ทำได้ 200 kW ที่ประสิทธิภาพ 40% ตั้งแต่ปี 2006 แล้ว มันตายเพราะ กฎหมายไม่นับให้เป็นยานยนต์ไร้มลพิษ ในขณะที่เซลล์เชื้อเพลิงนับให้ นี่เป็นความล้มเหลวเชิงนโยบาย ไม่ใช่ความล้มเหลวเชิงวิศวกรรม และเมื่อเข้าใจตรงนี้ ก็จะเข้าใจทันทีว่าทำไมมันถึงกลับมาในปี 2567 — เพราะกฎหมายเปลี่ยน
10. 2564-2569: การกลับมา และคราวนี้มาคนละหน้าที่
จุดพลิกผันที่แท้จริง: EU แก้นิยาม “ไร้มลพิษ” เมื่อปี 2567
ระเบียบ (EU) 2024/1610 ซึ่งแก้ไขระเบียบ 2019/1242 เปลี่ยนนิยามยานยนต์ขนาดใหญ่ที่ปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ จากเดิมที่ต้องเป็น “ศูนย์” จริง ๆ มาเป็นเกณฑ์ ไม่เกิน 3 กรัม CO2 ต่อตัน-กิโลเมตร
Clean Hydrogen Observatory ของสหภาพยุโรประบุตรง ๆ ว่าการเปลี่ยนนิยามนี้ทำให้ “ขอบเขตของเทคโนโลยีไฮโดรเจนที่เข้าเกณฑ์ขยายออกไปครอบคลุม เครื่องยนต์สันดาปไฮโดรเจนบางประเภท” ไม่ใช่แค่รถเซลล์เชื้อเพลิงอีกต่อไป เท่ากับปัญหาที่ฆ่าโครงการของ BMW เมื่อ 20 ปีก่อน ถูกแก้ด้วยการขีดเส้นใหม่บนกระดาษ — และ Cummins ก็ระบุบนหน้าเว็บสินค้าของตัวเองแล้วว่าเครื่อง B6.7H จัดเป็นเทคโนโลยี ZEV ภายใต้ระเบียบ CO2 ของรถบรรทุก EU
เครื่องยนต์ไฮโดรเจนรุ่นปัจจุบัน: ใครมีอะไรบ้าง (สถานะ ส.ค. 2569)
| ผู้ผลิต | รุ่น / ความจุ | กำลัง | ระบบจ่ายเชื้อเพลิง | สถานะ |
|---|---|---|---|---|
| Cummins | X15H · 15 ลิตร | 298-395 kW (400-530 แรงม้า) 2,600 Nm |
ฉีดตรง เดินบาง | เลื่อนจากปี 2570 เป็น “ปลายทศวรรษ” |
| Cummins | X10 H2 · 10 ลิตร | 240-335 kW · 2,300 Nm | ไม่ระบุ | เปิดตัว มิ.ย. 2568 ระบุว่าพร้อม Euro 7 |
| Cummins | B6.7H · 6.7 ลิตร | 216 kW (290 แรงม้า) · 1,200 Nm | ไม่ระบุ | ผลิตแล้วตั้งแต่ มี.ค. 2567 ที่จัมเชดปุระ อินเดีย ให้ทาทา |
| JCB | 4 สูบ · 4.8 ลิตร | 55 kW (74 แรงม้า) | ฉีดที่ท่อไอดีความดันต่ำ + หัวเทียน + SCR | ผลิตจริงกลางปี 2569 |
| DEUTZ | TCG 7.8 H2 · 7.8 ลิตร 6 สูบ | 220 kW ที่ 2,200 รอบ · 1,000 Nm | ไม่ระบุ | ระบุว่าอยู่ในสายการผลิตแล้ว เน้นงานเครื่องปั่นไฟและรถไฟ |
| MAN Truck & Bus | H45 (ในรถ hTGX) | 383 kW (520 แรงม้า) · 2,500 Nm | ฉีดตรง | ผลิตชุดเล็กราว 200 คันตั้งแต่ปี 2568 ส่งมอบลูกค้าจริงแล้วปี 2569 |
| MAN Engines | H4576 · 16.8 ลิตร | 368 kW (500 แรงม้า) | ฉีดตรงความดันต่ำ ≤40 บาร์ | เปิดตัว พ.ย. 2566 ยังไม่ประกาศวันขาย |
| Liebherr | H966 · 13.0 ลิตร 6 สูบ | ไม่เปิดเผย (ระบุว่ากำลังต่อความจุต่ำกว่าดีเซล 20-30%) | ฉีดที่ท่อไอดี ต่ำกว่า 20 บาร์ | ยังอยู่ในขั้นพัฒนา |
| HD Hyundai Infracore | HX12 · 11 ลิตร | 200 kW (งานเครื่องปั่นไฟ) | ไม่ระบุ | แผน: รถบรรทุก 2570 / เครื่องปั่นไฟ 2572 / รถขุด 2573 |
| Volvo Group / Cespira | 13 ลิตร HPDI | ไม่เปิดเผย | สองเชื้อเพลิง — ฉีดน้ำมัน HVO นำร่องเพื่อจุดระเบิด แล้วฉีดไฮโดรเจนตรง | ทดสอบบนถนนจริง เม.ย. 2569 ตั้งเป้าขายในยุโรปก่อนปี 2573 |
| Kawasaki | 998 ซีซี ซูเปอร์ชาร์จ (อิงจาก Ninja H2) | ไม่เปิดเผย | ฉีดตรง | สาธิตต่อสาธารณะครั้งแรก 20 ก.ค. 2567 ตั้งเป้าขายต้นทศวรรษ 2030 |
| Kubota | WG3800-H | 85.0 kW ที่ 2,600 รอบ | หัวเทียน | โชว์ที่ CSPI-EXPO มิ.ย. 2569 |
นอกตารางยังมีงานวิจัยที่น่าสนใจอีกสองชิ้น: Toyota ร่วมกับ Yamaha ทำเครื่อง V8 5.0 ลิตรไฮโดรเจนที่ให้กำลัง 455 แรงม้า (PS) ที่ 6,800 รอบ และแรงบิด 540 Nm ซึ่งใกล้เคียงกับตัวเบนซินต้นแบบมาก แต่ยังไม่มีการประกาศใช้ในรถผลิตจริง และ AVL RACETECH ทำเครื่องแข่ง 2.0 ลิตรที่รีดได้ถึง 410 แรงม้า โดยใช้วิธีที่ต่างจากคนอื่น — ฉีดที่ท่อไอดีแต่ ฉีดน้ำเข้าไปในอากาศไอดีด้วย เพื่อกดพรีอิกนิชัน และเดินที่ส่วนผสมพอดี (λ=1) แทนที่จะเดินบาง
JCB: เรื่องที่สนุกที่สุดของปี 2569
ในบรรดาทั้งหมด JCB คือรายที่เดินไปไกลที่สุดในเชิงพาณิชย์จริง ๆ ผู้ผลิตเครื่องจักรก่อสร้างอังกฤษรายนี้ทุ่ม 100 ล้านปอนด์ในห้าปี ใช้วิศวกร 150 คน สร้างเครื่องประเมินผลไปแล้ว มากกว่า 150 เครื่อง
วิธีของ JCB เรียบง่ายอย่างน่าสนใจ: เอาบล็อกล่างของเครื่อง Dieselmax 4.8 ลิตรเดิมมาใช้ต่อ เปลี่ยนจากจุดระเบิดด้วยการอัดเป็นหัวเทียน ถอดคอมมอนเรล 2,000 บาร์ออกแล้วใส่หัวฉีดก๊าซบนรางแรงดันต่ำแทน เดินส่วนผสมบางมาก เก็บเทอร์โบ VGT ไว้ และใส่ SCR จัดการ NOx เก็บไฮโดรเจนในถังคอมโพสิต 5 ถัง ถังละ 1 กิโลกรัม
23 มกราคม 2568 JCB ได้รับการรับรองแบบเชิงพาณิชย์เต็มรูปแบบจาก หน่วยงานอนุญาต 11 แห่ง (เนเธอร์แลนด์ อังกฤษ ไอร์แลนด์เหนือ เยอรมนี ฝรั่งเศส สเปน เบลเยียม โปแลนด์ ฟินแลนด์ สวิตเซอร์แลนด์ ลิกเตนสไตน์) เป็นเครื่องยนต์สันดาปไฮโดรเจนเครื่องแรกในโลกที่ได้ และกลางปี 2569 รถตักหน้า-ขุดหลัง (backhoe loader) 3CX Hydrogen (74 แรงม้า) ก็เริ่มออกจากสายการผลิตจริง
และเมื่อ 7 สิงหาคม 2569 — เพียงไม่กี่วันก่อนบทความนี้เผยแพร่ — JCB เอาเครื่องยนต์ไฮโดรเจนที่พัฒนาบนพื้นฐานเครื่องที่ผลิตขายจริงสองเครื่อง มาดัดแปลงและจูนขึ้นเป็นเครื่องละ 800 แรงม้า (รวม 1,600 แรงม้า ซึ่งสูงกว่าพิกัดเครื่องมาตรฐานมาก จึงไม่ใช่สเปกที่ซื้อได้) ใส่รถสตรีมไลเนอร์ชื่อ Hydromax แล้วให้แอนดี้ กรีน ขับที่ Bonneville ทำสถิติเฉลี่ยสองเที่ยว 368.347 ไมล์ต่อชั่วโมง (ราว 593 กม./ชม.) ทำลายสถิติเดิม 348.342 ไมล์/ชม. ของปี 2010 ในรุ่น Blown Gas Streamliner ของสมาคม SCTA
โตโยต้า: สนามแข่งคือห้องแล็บ
โตโยต้าเลือกทางที่ต่างออกไป — เอารถแข่งไฮโดรเจนลงแข่ง Super Taikyu ตั้งแต่การแข่งขัน 24 ชั่วโมงที่ฟูจิเมื่อพฤษภาคม 2564 โดยใช้เครื่อง 1.6 ลิตรเทอร์โบ 3 สูบจาก GR Yaris ดัดแปลง เส้นทางพัฒนาห้าปีของมันคือบทเรียนเรื่องไฮโดรเจนเหลวที่ดีที่สุดที่มี: ปี 2564-2565 ใช้ไฮโดรเจนอัด ปี 2566 เปลี่ยนเป็นไฮโดรเจนเหลวและปั๊มพังต้องเปลี่ยนสองครั้งในการแข่ง 24 ชั่วโมงครั้งเดียว ปี 2567 ขยายถังจาก 150 ลิตร/10 กก. เป็น 220 ลิตร/15 กก.
และในการแข่งขัน 5-7 มิถุนายน 2569 มันกลายเป็นรถแข่งคันแรกของโลกที่ใช้ ปั๊มไฮโดรเจนเหลวแบบตัวนำยิ่งยวด โดยย้ายมอเตอร์ตัวนำยิ่งยวดเข้าไปอยู่ ภายใน ถังที่อุณหภูมิ −253°C ขยายถังเป็น 300 ลิตร และจับคู่เครื่องยนต์ไฮโดรเจนกับเกียร์ DAT เป็นครั้งแรก จบการแข่งขันที่ 483 รอบ ยืดระยะเข้าพิตจาก 30 รอบเป็นราว 40 รอบ ซึ่งทีมระบุว่า “เทียบเท่ารถน้ำมันแล้ว”
สิ่งที่ผู้จัดการโครงการระบุว่ายังเป็นปัญหาค้างอยู่ในปี 2569 มีสองข้อ: ความทนทาน และ การระเหยทิ้งของไฮโดรเจนเหลว — ปัญหาเดียวกับที่ BMW เจอเมื่อยี่สิบปีก่อนเป๊ะ
11. อีกด้านของเหรียญ: 2567-2569 คือช่วงที่ไฮโดรเจนล้มระเนระนาดที่สุด
ถ้าอ่านมาถึงตรงนี้แล้วรู้สึกว่าไฮโดรเจนกำลังมาแรง ต้องหยุดอ่านย่อหน้านี้ให้ดี เพราะสิ่งที่เกิดขึ้นพร้อมกันในช่วงเวลาเดียวกันคือการล่มสลายครั้งใหญ่ที่สุดของอุตสาหกรรมไฮโดรเจนนับตั้งแต่ปี 2009
ฝั่งบริษัท — Nikola ยื่นล้มละลายตามมาตรา 11 เมื่อ 19 กุมภาพันธ์ 2568 เพื่อขายทรัพย์สินและปิดกิจการ, Stellantis ยุติการพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงทั้งหมดในปี 2568, และมีรายงานว่า Hyzon, Quantron, Van Hool และ McPhy หยุดกิจการหรือเข้าสู่ภาวะล้มละลาย (ข้อหลังนี้มาจากแหล่งความเห็นแหล่งเดียว ควรตรวจสอบรายบริษัทก่อนอ้างอิงต่อ) ส่วน Cummins บันทึกค่าใช้จ่ายพิเศษ 458 ล้านดอลลาร์ ในผลประกอบการปี 2568 จากการทบทวนธุรกิจ อิเล็กโทรไลเซอร์ “เพื่อตอบสนองต่อความคาดหวังการนำไฮโดรเจนมาใช้ที่เปลี่ยนไป” — ย้ำว่านี่คือธุรกิจผลิตไฮโดรเจน ไม่ใช่ธุรกิจเครื่องยนต์ ฝั่งเครื่องยนต์เป็นแค่การเลื่อนกำหนด ไม่ใช่การยกเลิก
ฝั่งสถานีเติมเชื้อเพลิง — กุมภาพันธ์ 2567 เชลล์ปิดสถานีไฮโดรเจนสำหรับรถยนต์ส่วนบุคคลในแคลิฟอร์เนียทั้ง 7 แห่งอย่างถาวรโดยมีผลทันที ส่วนเยอรมนี H2 Mobility ปิด 6 แห่งเมื่อสิ้นปี 2567 โดยระบุเหตุผลว่า “การเพิ่มจำนวนรถยนต์นั่งที่คาดไว้ไม่เกิดขึ้นจริง” แล้วปิดเพิ่มอีก 22 แห่งในปี 2568 จนถึงสิ้นเดือนมิถุนายน 2568 มีสถานีไฮโดรเจนในเยอรมนีปิดถาวรไปแล้ว มากกว่า 25% ของทั้งหมด
ทั้งนี้มีสัญญาณสวนทางอยู่บ้าง: มกราคม 2569 เยอรมนีเปิดโครงการสนับสนุน 220 ล้านยูโร สำหรับชุดสถานี+รถบรรทุกไฮโดรเจนรวมกัน โดย ระบุชัดว่ารถบรรทุกที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปไฮโดรเจนก็เข้าเกณฑ์ด้วย ไม่ใช่เฉพาะเซลล์เชื้อเพลิง
ตัวเลขที่บอกภาพรวมชัดที่สุด
รายงาน Global Hydrogen Review 2025 ของ IEA บันทึกสิ่งที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน: กำลังผลิตไฮโดรเจนคาร์บอนต่ำที่คาดว่าจะมีในปี 2573 ลดลงเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ของรายงานฉบับนี้ จาก 49 ล้านตันต่อปี เหลือ 37 ล้านตันต่อปี ภายในปีเดียว โดยกว่า 80% ของส่วนที่หายไปเป็นโครงการผลิตไฮโดรเจนด้วยไฟฟ้า
| ตัวชี้วัด | ตัวเลขล่าสุด (IEA) |
|---|---|
| ความต้องการไฮโดรเจนทั่วโลก 2567 | ราว 100 ล้านตัน แต่ ไฮโดรเจนคาร์บอนต่ำมีน้อยกว่า 1% ของการผลิตทั้งหมด |
| การใช้งานใหม่ (ขนส่ง ผลิตไฟฟ้า เชื้อเพลิงสังเคราะห์) | น้อยกว่า 1% ของความต้องการทั้งหมด — ที่เหลือคือวัตถุดิบอุตสาหกรรมแบบเดิม |
| กำลังผลิตไฟฟ้าจากไฮโดรเจน/แอมโมเนียทั่วโลก สิ้นปี 2567 | 360 เมกะวัตต์ = น้อยกว่า 0.01% ของกำลังผลิตไฟฟ้าโลก |
| กำลังติดตั้งอิเล็กโทรไลเซอร์ทั่วโลก สิ้นปี 2567 | ราว 2 กิกะวัตต์ (สหภาพยุโรปติดตั้งได้ราว 340 MW เทียบเป้าหมาย 6 GW) |
| สถานีเติมไฮโดรเจนทั่วโลก สิ้นปี 2567 | ราว 1,300 แห่ง |
และเรื่องที่ขัดกับความคาดหมายมากที่สุด: ต้นทุนอิเล็กโทรไลเซอร์ไม่ได้ถูกลงตามที่ทุกคนคาด แต่กลับแพงขึ้น IEA ระบุตรง ๆ ว่า “ต้นทุนอิเล็กโทรไลเซอร์เพิ่มขึ้นทั่วโลกในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ยกเว้นในจีน” โดยเครื่องที่ผลิตและติดตั้งนอกจีนมีต้นทุน 2,000-2,600 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์ ขณะที่ผลิตและติดตั้งในจีนอยู่ที่เพียง 600-1,200 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์
12. เศรษฐศาสตร์: ตัวเลขที่ต้องดูก่อนจะเชื่อใคร
ราคาไฮโดรเจนวันนี้อยู่ตรงไหน
ต้นทุนไฮโดรเจนจากก๊าซธรรมชาติ (สีเทา) อยู่ที่ 0.8-4.6 ดอลลาร์/กก. ในปี 2567 ตามภูมิภาค ส่วนไฮโดรเจนสีเขียวนั้น IEA ระบุว่าจุดต่ำสุดในจีนพอเทียบเท่าจุดสูงสุดของสีเทาเท่านั้น และคาดว่าปี 2573 จีนจะต่ำกว่า 2 ดอลลาร์/กก. ขณะที่ออสเตรเลีย ชิลี บราซิล ตะวันออกกลางและสหรัฐฯ จะอยู่ที่ 3-4 ดอลลาร์/กก.
ตัวเลข “3 ดอลลาร์/กก.” ที่เห็นในสื่อการตลาด คือเป้าหมายปี 2573 ในทำเลที่ดีที่สุด ไม่ใช่ราคาที่ซื้อได้จริงวันนี้ที่ไหนเลย ราคาหน้าปั๊มจริงที่ S&P Global Platts เก็บไว้เมื่อมีนาคม 2568 คือ จีน 6.3 · เยอรมนี 14.6 · แคลิฟอร์เนีย 34.3 ดอลลาร์ต่อกิโลกรัม ซึ่งที่แคลิฟอร์เนียเท่ากับแพงกว่าน้ำมันดีเซลต่อหน่วยพลังงานราว 10 เท่า
ห่วงโซ่ประสิทธิภาพ: ไฟฟ้า → ไฮโดรเจน → ไฟฟ้า
นี่คือคำถามที่สำคัญที่สุดสำหรับคนที่คิดจะใช้ไฮโดรเจนผลิตไฟฟ้า และคำตอบมันไม่สวย
| ขั้นตอน | ประสิทธิภาพ / พลังงานที่เสีย |
|---|---|
| 1. แยกน้ำด้วยไฟฟ้า (PEM) | ใช้ไฟ 55.2-57 kWh ต่อไฮโดรเจน 1 กก. = ประสิทธิภาพ 58-60% (เทียบค่าความร้อนต่ำ) |
| 2. อัดความดัน | ถึง 350 บาร์ ใช้ไฟจริง 2-4 kWh/กก. = 6-12% ของพลังงานในไฮโดรเจนเอง; ถึง 700 บาร์ 2.9-3.2 kWh/กก. = ราว 9-10% ถ้าทำเป็นของเหลว แย่กว่ามาก: 8-13.4 kWh/กก. = 24-40% ของพลังงานทั้งหมด |
| 3. แปลงกลับเป็นไฟฟ้า | เครื่องยนต์สันดาป 40-48% · กังหันก๊าซ 35-39% · เซลล์เชื้อเพลิง 40-70% |
| รวมทั้งวงจร (Oxford Institute for Energy Studies, ก.ค. 2568 — ใช้สมมติฐานอิเล็กโทรไลเซอร์ราว 70% จึงได้ค่าสูงกว่าการเอาสามแถวบนมาคูณกันตรง ๆ) | ผ่านเครื่องยนต์สันดาป 27.4-32.9% · ผ่านกังหันก๊าซ 24.0-26.8% · ผ่านเซลล์เชื้อเพลิง 27.4-48.0% เทียบแบตเตอรี่ที่ 60-98% (ลิเทียมไอออนอยู่ปลายบนของช่วง) |
พูดง่าย ๆ คือ ใส่ไฟฟ้าเข้าไป 3-4 หน่วย ได้ไฟฟ้าออกมา 1 หน่วย ขณะที่แบตเตอรี่ใส่ 1 หน่วยได้คืนราว 0.9 หน่วย
แต่นี่ไม่ได้แปลว่าไฮโดรเจนไร้ประโยชน์ — แบตเตอรี่เก็บพลังงานข้ามวันได้ดี แต่เก็บข้ามเดือนหรือข้ามฤดูกาลไม่ได้ และการเก็บพลังงานปริมาณมหาศาลระดับหลายวันด้วยแบตเตอรี่แพงมาก ไฮโดรเจนแลกประสิทธิภาพเพื่อซื้อ ระยะเวลาการเก็บ ซึ่งเป็นคนละงานกัน อ่านการเปรียบเทียบระบบกักเก็บพลังงานกับเครื่องปั่นไฟโดยตรงได้ที่ ระบบกักเก็บพลังงาน (BESS) เทียบกับเครื่องปั่นไฟดีเซล
อีกอย่างที่ต้องพูดให้ชัด: ไฮโดรเจนคือ ตัวพาพลังงาน ไม่ใช่แหล่งพลังงาน — ต้องใช้ไฟฟ้าหรือก๊าซธรรมชาติผลิตมันก่อนเสมอ ใครที่บอกว่ามีเครื่องแยกน้ำที่ผลิตไฮโดรเจนแล้วเอาไปปั่นไฟได้มากกว่าไฟที่ใช้แยกน้ำ กำลังขายของที่ขัดกับกฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ (อ่านเพิ่ม: เครื่องปั่นไฟฟรีพลังงานและเครื่องจักรที่หมุนตลอดกาล)
13. เครื่องปั่นไฟไฮโดรเจน: ของจริงที่มีขายแล้ว (สถานะ สิงหาคม 2569)
มาถึงส่วนที่คนอ่านเว็บนี้น่าจะสนใจที่สุด และคำตอบสั้น ๆ คือ มีจริง เดินอยู่จริง แต่ไม่ใช่ในรูปแบบที่คนไทยส่วนใหญ่คิด
| ผู้ผลิต / รุ่น | กำลังไฟฟ้า | ประสิทธิภาพไฟฟ้า | เชื้อเพลิง | สถานะ |
|---|---|---|---|---|
| 2G agenitor 404c / 406 / 408 / 412 / 420 | 115 / 170 / 250 / 360 / 750 kW | 37.7% / 39.0% / 40.2% / 40.5% / 41.1% | ไฮโดรเจน 100% (ผสมได้ถึง 40% โดยไม่ต้องดัดแปลง) |
ขายจริง มีชุดคอนเทนเนอร์พร้อมต่อใช้ และชุดเรโทรฟิตจากก๊าซธรรมชาติ |
| INNIO Jenbacher J416 / J420 (Type 4) | J416 มากกว่า 600 kW (50 Hz) หรือ 850 kW (60 Hz) J420 1,070 kW (60 Hz) |
39% ไฟฟ้า + 47% ความร้อน = รวม 86% | ไฮโดรเจน 100% | Type 4 พร้อมขายสำหรับ H2 100% แล้ว; Type 6 (1.5-2.5 MW) เสนอขายสำหรับ H2 100% ตั้งแต่ปี 2568 |
| mtu Series 4000 L64 (Rolls-Royce) | 931 kWe + ความร้อน 748 kW ต่อชุด | ไม่เปิดเผย | ไฮโดรเจน 100% (รับรอง 25% blend ด้วย) | ได้ใบรับรอง hydrogen-ready จาก TÜV Süd ก.ค. 2567 เดินอยู่จริงที่ดุยส์บวร์ก |
| DEUTZ TCG 7.8 H2 | 220 kW เชิงกล (โครงการนำร่องที่โคโลญเดินที่ราว 200 kW เชิงกล จ่ายไฟได้สูงสุด 170 kVA) | ไม่เปิดเผย | ไฮโดรเจน ≥98% ตาม ISO 14687 | ระบุว่าอยู่ในสายการผลิตแล้ว |
| Wärtsilä 31H2 / 31SG-H2 | แพลตฟอร์ม 31 อยู่ที่ 4.6-10.4 MW | แพลตฟอร์มพื้นฐาน 50% (รุ่น H2 ยังไม่เปิดเผย) | 31H2 ใช้ H2 100% 31SG-H2 ใช้ก๊าซ + H2 25% วันนี้ แปลงเป็น 100% ได้ทีหลัง |
11 มิ.ย. 2569 สาธิตจ่ายไฟเข้าโครงข่ายสเปนจริง ยังไม่ประกาศวันขายเชิงพาณิชย์ ส่วน 31SG-H2 เปิดประมูลปี 2568 ส่งมอบปี 2569 |
| Caterpillar G3512H / G3516H / G3520H และ CG series | 400-4,500 ekW | G3516H สูงสุด 45.3% | ผสมไฮโดรเจนได้สูงสุด 25% (บางรุ่น 5%) | อยู่ในแคตตาล็อกปกติ — รุ่นไฮโดรเจน 100% (G3516, 1,250 kW) เป็นเครื่องสาธิต และหายไปจากแคตตาล็อกปี 2569 แล้ว |
| Kawasaki Green Gas Engine | ระดับ 8 MW | ไม่เปิดเผย | ผสมไฮโดรเจนได้ถึง 30% ปรับสัดส่วนได้ขณะเดินเครื่อง | เปิดขายเชิงพาณิชย์ 30 ก.ย. 2568 เรโทรฟิตเครื่องเดิมได้ |
ที่ติดตั้งและเดินจริงแล้ว
- ท่าเรือดุยส์บวร์ก เยอรมนี (โครงการ enerPort II) — เดินเครื่องเมื่อ 8 กรกฎาคม 2568 ประกอบด้วยเครื่องยนต์ mtu Series 4000 12 สูบ ใช้ไฮโดรเจน 100% 2 ชุด ชุดละ 931 kWe บวกเซลล์เชื้อเพลิง PEM 6 ชุด ชุดละ 110 kW บวกแบตเตอรี่ 1.5 MW/1.6 MWh บวกโซลาร์ 1.3 MWp — Rolls-Royce ระบุว่านี่คือชุดผลิตไฟฟ้าและความร้อนร่วมไฮโดรเจน mtu ชุดแรกของโลกที่เดินเครื่องจริง
- ฮโยซุง เกาหลีใต้ — INNIO Jenbacher J420 ไฮโดรเจน 100% ที่ 1,060 kWe ส่งมอบปี 2566 ตัวเลขที่วัดได้จริง: ประสิทธิภาพไฟฟ้า 38.4% รวม 85% NOx ต่ำกว่า 100 mg/Nm³ ที่ออกซิเจน 5% กินไฮโดรเจน 83 กก./ชม. และ INNIO รายงานว่า ไม่ต้องลดพิกัดเมื่อเทียบกับก๊าซธรรมชาติ (คนละเครื่องกับ J420 ที่ Hychico ซึ่งเดินก๊าซธรรมชาติได้ 1,415 kW — เป็นรุ่นย่อยและความถี่คนละแบบ)
- Hychico อาร์เจนตินา — Jenbacher J420 1,415 kW เดินมาตั้งแต่ปี 2008 ใช้ไฮโดรเจนผสม 0-27% ได้เต็มพิกัด แต่ต้องลดลงเหลือ 1,180 kW เมื่อผสม 28-42%
- APEX Energy รอสต็อค-ลาเกอ เยอรมนี — 2G agenitor 404c 115 kW เดินตั้งแต่เมษายน 2563 · RAG ออสเตรีย — Jenbacher J412 แบบคอนเทนเนอร์ 530 kWe เดินเครื่องต้นปี 2567
ข่าวใหญ่ที่สุดของปี 2569 สำหรับวงการเครื่องปั่นไฟ: ดาต้าเซ็นเตอร์
23 เมษายน 2569 INNIO ร่วมกับ Net Zero Innovation Hub for Data Centers สาธิตระบบไฟฟ้าสำรองไฮโดรเจน 100% ขนาด 3 เมกะวัตต์ เป็นครั้งแรกของโลก โดยมีผู้เชี่ยวชาญจาก ไมโครซอฟท์ กูเกิล และ Data4 ร่วมสังเกตการณ์การทดสอบสด
สิ่งที่ทดสอบคือสิ่งที่เครื่องปั่นไฟสำรองต้องทำได้จริง: การสตาร์ทเร็ว การตอบสนองต่อการเปลี่ยนโหลดฉับพลัน และการเดินเสถียรภายใต้โปรไฟล์โหลดของงาน AI ที่แกว่งหนัก — ซึ่งเป็นโจทย์เดียวกับที่อธิบายไว้ใน การเลือกขนาดเครื่องปั่นไฟสำหรับดาต้าเซ็นเตอร์ แต่ต้องอ่านตัวหนังสือตัวเล็กด้วย: ยังไม่ใช่สินค้าที่วางขาย ทั้งสองฝ่ายระบุว่าจะร่วมมือกันต่อเพื่อขยายผล โดยยังมีเรื่องที่ต้องแก้อีกหลายข้อ — ความพร้อมของเชื้อเพลิง โครงสร้างพื้นฐาน การจัดเก็บ การขออนุญาต และความสามารถแบบสองเชื้อเพลิง
ช่องว่างที่ยังไม่มีใครเติม และคนขายเครื่องปั่นไฟต้องพูดตรง ๆ: ยี่ห้อเครื่องปั่นไฟสำรองที่คนไทยรู้จักและใช้กันจริง ยังไม่มีเจ้าไหนมีเครื่องปั่นไฟไฮโดรเจนขายเลยสักเจ้า
- Cummins — ไม่มีเครื่องปั่นไฟไฮโดรเจนแบบอยู่กับที่ กิจกรรมไฮโดรเจนอยู่ที่เครื่องยนต์ยานยนต์ (B6.7H, X15H) และอิเล็กโทรไลเซอร์
- Rehlko (เดิมคือ Kohler Energy) — ไม่มีเครื่องปั่นไฟไฮโดรเจน มีแต่เครื่องยนต์ KDH ฝั่ง Kohler Engines ที่ยังไม่ประกาศพิกัดกำลังและวันวางขาย
- Generac — ไม่มีสินค้า มีแต่บ้านสาธิต · Himoinsa — ไม่พบสินค้าไฮโดรเจน สินค้าใหม่ปี 2567-68 เป็นดีเซล Yanmar
ผู้เล่นที่มีของจริงคือกลุ่มผู้ผลิต เครื่องยนต์ก๊าซสำหรับผลิตไฟฟ้าและความร้อนร่วม (CHP) — 2G, INNIO Jenbacher, mtu, Wärtsilä, Kawasaki — ซึ่งเป็นคนละตลาดกับเครื่องปั่นไฟสำรองแบบที่โรงงานหรือโรงแรมไทยซื้อกัน
อีกทางที่โตจริงในปี 2569 คือรูปแบบ เช่าชุดเซลล์เชื้อเพลิงเคลื่อนที่ ตัวอย่างที่ชัดที่สุดคือ GeoPura จากอังกฤษ ที่มีชุด 250 kW และ 500 kW ต่อขนานได้ถึงระดับ 50 MW โดยมีการใช้งานสะสมกว่า 200,000 ชั่วโมง จากชุดผลิตไฟฟ้าราว 60 ชุด ในงานก่อสร้าง กองถ่ายภาพยนตร์ อีเวนต์ และดาต้าเซ็นเตอร์ (มิถุนายน 2569 Ballard ประกาศเข้าซื้อกิจการนี้ด้วยมูลค่าเบื้องต้น 275 ล้านปอนด์) จุดขายของโมเดลนี้คือ ผู้ให้เช่าเป็นคนรับผิดชอบเรื่องเชื้อเพลิงทั้งหมด ซึ่งเป็นส่วนที่ยากที่สุด
14. ถ้าจะซื้อเครื่องปั่นไฟไฮโดรเจน ต้องรู้ 6 เรื่องนี้ก่อน
1) เตรียมใจเรื่องการลดพิกัด (derating) โดยทั่วไป 20-40%
เมื่อเอาบล็อกเครื่องเดิมมาเดินด้วยไฮโดรเจน กำลังจะหายไปตามฟิสิกส์ในหัวข้อที่ 2 ตัวเลขจริงจากผู้ผลิต:
| เครื่อง | พิกัดฐาน (ก๊าซธรรมชาติ หรือผสมสัดส่วนต่ำ) | พิกัดเมื่อใช้ไฮโดรเจนสัดส่วนสูง | ลดลง |
|---|---|---|---|
| Jenbacher J416 (50 Hz) | 999 kW | มากกว่า 600 kW | ราว 40% |
| Jenbacher J420 (Hychico, ผสม 28-42%) | 1,415 kW | 1,180 kW | ราว 17% |
| 2G agenitor 408 | 360-400 kW | 250 kW | ราว 31-38% |
| 2G agenitor 412 | 450-500 kW | 360 kW | ราว 20-28% |
| Caterpillar G3516 | 2,027 ekW (ผสม 25%) | 1,250 kW (เครื่องสาธิต H2 100%) | ราว 38% |
ข้อยกเว้นที่น่าสนใจคือ Jenbacher J420 ที่ฮโยซุง ซึ่งรายงานว่า “ไม่ต้องลดพิกัด” — แปลว่าถ้าออกแบบเครื่องมาเพื่อไฮโดรเจนตั้งแต่ต้น ไม่ใช่แค่ดัดแปลง ผลลัพธ์ต่างกันมาก
2) ปริมาณเชื้อเพลิงต่อหน่วยไฟฟ้า และต้นทุนที่ตามมา
คำนวณจากตัวเลขที่ผู้ผลิตเปิดเผย (INNIO J420 ใช้ไฮโดรเจน 83 กก./ชม. ที่ 1,060 kW) ได้ ราว 0.078 กิโลกรัมไฮโดรเจนต่อหน่วยไฟฟ้า ส่วนเซลล์เชื้อเพลิง SOFC ของ Bloom (300 kW ใช้ 17.3 กก./ชม.) ได้ราว 0.058 กก./kWh ขณะที่เครื่องปั่นไฟดีเซลทั่วไปใช้ 0.2-0.4 ลิตร/kWh โดยประหยัดสุดที่โหลด 70-80%
เอา 0.078 กก./kWh ไปคูณราคาไฮโดรเจน จะได้ต้นทุนเชื้อเพลิงต่อหน่วยทันที ที่ราคา 6.3 ดอลลาร์/กก. (ราคาหน้าปั๊มจีน ซึ่งถูกที่สุดในโลก) ได้ราว 0.49 ดอลลาร์/kWh ที่ 14.6 ดอลลาร์/กก. (เยอรมนี) ได้ราว 1.14 ดอลลาร์/kWh — ตัวเลขนี้บอกอย่างเดียวคือ ไฮโดรเจนยังไม่ใช่การตัดสินใจเชิงต้นทุน แต่เป็นการตัดสินใจเชิงคาร์บอนหรือเชิงข้อบังคับ
3) พื้นที่เก็บเชื้อเพลิง — จุดที่คนประเมินต่ำที่สุด
ลองคิดเป็นตัวอย่างจริง: เครื่องปั่นไฟไฮโดรเจน 1 เมกะวัตต์ ต้องเดิน 8 ชั่วโมง จะใช้ไฮโดรเจน 0.078 × 1,000 × 8 = ราว 624 กิโลกรัม
| วิธีเก็บ | ความหนาแน่น | ปริมาตรเนื้อเชื้อเพลิงที่ต้องการ |
|---|---|---|
| ของเหลว (−253°C) | 70.85 กก./ม.³ | ราว 8.8 ลบ.ม. (ยังไม่รวมผนังถังฉนวนสุญญากาศ) |
| อัด 700 บาร์ | 40.17 กก./ม.³ | ราว 15.5 ลบ.ม. |
| อัด 350 บาร์ | 24.0 กก./ม.³ | ราว 26 ลบ.ม. |
| ดีเซล (เทียบเท่า 8 MWh ที่ 0.27 ลิตร/kWh) | — | ราว 2.2 ลบ.ม. (2,160 ลิตร) ในถังเหล็กธรรมดาที่ความดันบรรยากาศ |
แปลว่าที่ 350 บาร์ ต้องการปริมาตรเนื้อเชื้อเพลิง มากกว่าดีเซลราว 12 เท่า ถังต้องทนความดัน 350 บาร์ และตัวเลขนี้ยังไม่รวมผนังถังคอมโพสิตที่กินพื้นที่เพิ่มอีกเท่าตัว นี่คือเหตุผลที่ซีอีโอของ 2G Energy พูดตรง ๆ ว่าสิ่งที่ขาดคือ “ไฮโดรเจนในปริมาณมาก ๆ” ไม่ใช่เครื่องยนต์
4) NOx และระบบบำบัดไอเสีย — ข่าวดีสำหรับเครื่องยนต์ลูกสูบ
ตรงนี้ผลลัพธ์ดีกว่าที่หลายคนคิด Rolls-Royce ระบุถึง mtu Series 4000 ที่ใช้ไฮโดรเจน 100% ว่า “ค่ามลพิษจากเครื่องยนต์ต่ำมาก อยู่ต่ำกว่าเกณฑ์ที่เข้มงวดของ EU มาก จึงไม่จำเป็นต้องมีระบบบำบัดไอเสีย” และ INNIO J420 วัดได้ NOx ต่ำกว่า 100 mg/Nm³ ที่ออกซิเจน 5% ซึ่งพอดีกับเกณฑ์ใหม่ของเยอรมนีที่บังคับกับโรงไฟฟ้าใหม่ตั้งแต่ปี 2568 โดยไม่ต้องใช้ SCR
แต่สำหรับ กังหันก๊าซ สถานการณ์ต่างออกไป GE Vernova ระบุว่าที่ไฮโดรเจนผสม 50% โดยปริมาตร NOx อาจเพิ่มขึ้นถึง 35% และเมื่อเข้าใกล้ 100% อาจเพิ่มเป็นราวสองเท่า วิธีแก้คือขยาย SCR หรือลดพิกัดโรงไฟฟ้าลงเพื่อให้อยู่ในใบอนุญาต
5) ความบริสุทธิ์ของเชื้อเพลิงเป็นข้อกำหนดจริง ไม่ใช่คำแนะนำ
DEUTZ ระบุชัดว่า TCG 7.8 H2 ต้องการไฮโดรเจนความบริสุทธิ์ ไม่ต่ำกว่า 98% ตามมาตรฐาน ISO 14687 ซึ่งหมายความว่าไฮโดรเจนที่ได้จากกระบวนการอุตสาหกรรมทั่วไปอาจใช้ไม่ได้ทันที ต้องผ่านการทำให้บริสุทธิ์ก่อน และนั่นคือต้นทุนอีกก้อนที่มักไม่อยู่ในใบเสนอราคาแรก
6) ตารางเทียบสามทางเลือก ณ ปี 2569
| เครื่องปั่นไฟดีเซล | เครื่องยนต์สันดาปไฮโดรเจน | เซลล์เชื้อเพลิง | |
|---|---|---|---|
| ประสิทธิภาพไฟฟ้า | ราว 35-40% | 40-48% (ตามงานวิจัย) เครื่องจริง 38-41% | 40-70% (Bloom 52%) |
| เชื้อเพลิงต่อ kWh | 0.2-0.4 ลิตร | ราว 0.078 กก. H2 | ราว 0.058 กก. H2 |
| NOx | สูง ต้องมี SCR ถ้าเกณฑ์เข้ม | ต่ำกว่า 100 mg/Nm³ ได้โดยไม่ต้องมี SCR | ศูนย์ |
| CO2 จากเชื้อเพลิง | ราว 2.7 กก./ลิตรที่ปลายท่อ | ศูนย์ (มีร่องรอยจากน้ำมันเครื่อง) | ศูนย์ |
| ทนโหลดกระชากและสตาร์ทเร็ว | ดีเยี่ยม พิสูจน์แล้ว | ดี (INNIO สาธิตกับโหลด AI แล้ว) | ต้องมีแบตเตอรี่ช่วยตอนสตาร์ท |
| อะไหล่ ช่าง และเชื้อเพลิงในไทย | พร้อมเต็มที่ ทุกปั๊ม | ยังไม่มี — สถานีเดียวทั้งประเทศ เชิงสาธิต | ยังไม่มี |
| ต้นทุนพลังงานต่อหน่วย (LCOE, Oxford 2568 — สมมติราคาไฮโดรเจนต่ำกว่าราคาหน้าปั๊มวันนี้มาก) | — | 450-600 ดอลลาร์/MWh | 111-250 ดอลลาร์/MWh |
ข้อสังเกตที่ต้องพูดตรง ๆ แม้จะดูขัดกับความรู้สึก: ในการศึกษาของ Oxford ปี 2568 เครื่องยนต์สันดาปไฮโดรเจนกลับมีต้นทุนต่อหน่วยแพงที่สุด ในสามเส้นทางที่ศึกษา (เครื่องยนต์สันดาป กังหันก๊าซ และเซลล์เชื้อเพลิง) เพราะแม้ประสิทธิภาพจะดี แต่โครงสร้างต้นทุนรวมทั้งวงจรยังไม่เป็นใจ
⚑ อ่านตัวเลข LCOE ชุดนี้คู่กับต้นทุนเชื้อเพลิงในข้อ 2 ด้วย เพราะที่ราคาไฮโดรเจนหน้าปั๊มจริงวันนี้ ต้นทุน เชื้อเพลิงอย่างเดียว ของเครื่องยนต์สันดาปอยู่ที่ราว 490-1,140 ดอลลาร์/MWh ซึ่งสูงกว่าหรือใกล้เคียงกับ LCOE ทั้งก้อนที่ Oxford คำนวณ แปลว่าการศึกษานี้ตั้งสมมติฐานราคาไฮโดรเจนไว้ต่ำกว่าราคาที่ซื้อได้จริงมาก
15. แล้วประเทศไทยอยู่ตรงไหน
นโยบายและเป้าหมาย
- แผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้า (PDP) — เป้าหมายที่ยืนยันตรงกันจากสามแหล่ง (IEA Global Hydrogen Review 2025, ฐานข้อมูลนโยบาย IEA และคำให้สัมภาษณ์ของรัฐมนตรีว่าการกระทรวงพลังงาน เมื่อ 24 ต.ค. 2568) คือ ผสมไฮโดรเจน 5% ในการผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติ เริ่มปี 2573 และตามฐานข้อมูล IEA สัดส่วนจะเพิ่มเป็น 20% ในช่วงปี 2578-2580
- AEDP — เป้าหมายไฮโดรเจนสำหรับความร้อนในภาคอุตสาหกรรม 10 พันตันเทียบเท่าน้ำมันดิบ และภาคขนส่ง 4 พันตันเทียบเท่าน้ำมันดิบ ภายในปี 2580 ซึ่งเป็นปริมาณที่เล็กมากในเชิงระบบ
- แผนที่นำทางไฮโดรเจนแห่งชาติ — IEA ระบุว่ายังอยู่ระหว่างการจัดทำ คณะทำงานนโยบายไฮโดรเจนตั้งขึ้นในสำนักงานนโยบายและแผนพลังงานเมื่อปี 2566 เพื่อทำแผนพัฒนาไฮโดรเจน 2568-2593 เรายังไม่พบการยืนยันว่าแผนนี้ได้รับอนุมัติแล้วหรือไม่ ณ เดือนสิงหาคม 2569
สิ่งที่มีอยู่จริงในประเทศไทย
| โครงการ | รายละเอียด |
|---|---|
| กังหันลมผลิตไฟฟ้าลำตะคองแบบผสมผสานร่วมกับไฮโดรเจน (กฟผ.) | อิเล็กโทรไลเซอร์ PEM 1 เมกะวัตต์ + เซลล์เชื้อเพลิง 300 กิโลวัตต์ ใช้ไฟจากทุ่งกังหันลมลำตะคองระยะที่ 2 (24 MW, 12 ต้น) ผลิตไฮโดรเจนตอนกลางคืน แล้วจ่ายไฟให้ศูนย์การเรียนรู้ กฟผ. ลำตะคองในตอนกลางวัน เดินเครื่องมาตั้งแต่ปี 2016 และ กฟผ. ระบุว่าเป็นแห่งแรกในอาเซียน |
| สถานีเติมไฮโดรเจนแห่งแรกของไทย | เปิด 8 พฤศจิกายน 2565 ที่อำเภอบางละมุง จังหวัดชลบุรี ใกล้สนามบินอู่ตะเภา ความร่วมมือของ ปตท. + OR + โตโยต้า + บางกอกอินดัสเทรียลแก๊ส (BIG) ใช้กับรถ Toyota Mirai นำเข้า 2 คัน วิ่งรับส่งเส้นทางสนามบินอู่ตะเภา-พัทยา เงินลงทุนที่มีการเปิดเผยราว 40-50 ล้านบาทต่อสถานี |
| MoU กฟผ. กับพันธมิตรต่างชาติ | 5 มิ.ย. 2567 ลงนามกับ มิตซูบิชิ พาวเวอร์ ศึกษาการเผาไหม้ร่วมไฮโดรเจนในกังหันก๊าซขนาดใหญ่ที่โรงไฟฟ้าของ กฟผ. หนึ่งแห่ง โดยตั้งเป้าสัดส่วนร่วม 20% ตามคำขอของ กฟผ. · 11 มิ.ย. 2567 ลงนามกับ BIG ศึกษาสองปีเรื่องการจัดเก็บและขนส่งไฮโดรเจนเพื่อสาธิตการผสม · 29 มิ.ย. 2569 ลงนามกับ JERA ศึกษาความเป็นไปได้ด้านตลาด เทคนิค และเศรษฐศาสตร์ของไฮโดรเจนและแอมโมเนีย |
กฎหมายไทย: เพิ่งเริ่มต้นเมื่อปลายปี 2568
วันที่ 31 ตุลาคม 2568 กระทรวงพลังงานออกประกาศกำหนดให้ ไฮโดรเจนและแอมโมเนียเป็น “เชื้อเพลิง” ภายใต้พระราชบัญญัติควบคุมน้ำมันเชื้อเพลิง พ.ศ. 2542 ซึ่งเป็นจุดยึดทางกฎหมายจุดแรกสำหรับการกำกับดูแลความปลอดภัยของไฮโดรเจนในประเทศไทย โดยกรมธุรกิจพลังงานเป็นผู้รับผิดชอบ และมีกรอบเวลาที่ประกาศไว้คือ ปีงบประมาณ 2569-2570 ยกร่างกฎหมายกำหนดประเภทกิจการควบคุม (คลังเก็บ ระบบขนส่ง สถานีบริการ และสถานที่ใช้งานปลายทาง) แล้วปีงบประมาณ 2570-2572 จึงออกกฎระเบียบด้านความปลอดภัยทางวิศวกรรมและสิ่งแวดล้อมสำหรับแต่ละประเภท
แปลตรง ๆ ว่า กฎเกณฑ์รายละเอียดสำหรับการเก็บและใช้ไฮโดรเจนในประเทศไทยยังไม่มี และคาดว่าจะครบถ้วนราวปี 2572 ระหว่างนี้โครงการต่าง ๆ ต้องอ้างอิงมาตรฐานสากล (ISO / SAE / NFPA 2) ไปพลางก่อน ซึ่งต่างจากเครื่องปั่นไฟดีเซลที่มีข้อกำหนดชัดเจนแล้ว (ดู มาตรฐานเครื่องปั่นไฟที่ควรรู้)
ความจริงด้านเศรษฐศาสตร์ที่ IEA ชี้ไว้สำหรับไทยโดยเฉพาะ รายงานปี 2568 ระบุไว้สามข้อที่ตรงไปตรงมามาก:
- “ปัจจุบันยังไม่มีกำลังการผลิตอิเล็กโทรไลเซอร์อยู่ในท่อโครงการถึงปี 2573 ในประเทศไทย”
- ต้นทุนไฟฟ้าหมุนเวียนของไทยแพงเกินไปสำหรับการผลิตไฮโดรเจนสีเขียว — ราคาประมูลปี 2566 อยู่ที่ 69 ดอลลาร์/MWh สำหรับโซลาร์ และ 91 ดอลลาร์/MWh สำหรับลมบนบก ซึ่ง IEA ระบุว่าที่ระดับ 91 ดอลลาร์/MWh “ไฮโดรเจนหมุนเวียนจะแพงเกินไป”
- ต้นทุนเงินทุน (WACC) ของไทยสูงกว่าออสเตรเลียมาก (6.6% เทียบ 4.3% ในปี 2566) ขณะที่ค่าขนส่งแอมโมเนียจากออสเตรเลีย 5,000 กิโลเมตรมีต้นทุนเทียบเท่าแค่ราว 0.35 จุดเปอร์เซ็นต์ของ WACC — แปลว่า ในเชิงเศรษฐศาสตร์ล้วน ๆ การนำเข้าคุ้มกว่าการผลิตเอง
16. คาดการณ์อนาคต: อะไรน่าจะเกิด อะไรน่าจะไม่เกิด
ส่วนนี้เป็นการวิเคราะห์จากข้อมูลข้างต้น ไม่ใช่ข้อเท็จจริงที่ยืนยันได้ จึงขอแยกเป็นสามระดับความมั่นใจ
น่าจะเกิดค่อนข้างแน่ (2569-2575)
- เครื่องยนต์ไฮโดรเจนจะโตในงานนอกถนนก่อนงานบนถนน — เพราะรถขุด รถตัก รถเครน และเครื่องปั่นไฟกลับฐานทุกคืน จึงเติมเชื้อเพลิงที่จุดเดียวได้ ไม่ต้องรอเครือข่ายสถานีทั้งประเทศ JCB เข้าใจเรื่องนี้และนั่นคือเหตุผลที่บริษัทนี้ไปได้ไกลที่สุด
- “H2-ready” จะกลายเป็นออปชันมาตรฐานของเครื่องยนต์ก๊าซทุกยี่ห้อ — Wärtsilä, INNIO, mtu, Cat และ Kawasaki ต่างขายแนวคิดเดียวกัน คือซื้อเครื่องก๊าซวันนี้แล้วแปลงทีหลัง ซึ่งมีเหตุผลทางธุรกิจเพราะไม่ต้องเดิมพันกับเชื้อเพลิงที่ยังไม่มี
- ดาต้าเซ็นเตอร์จะเป็นตลาดแรกของเครื่องปั่นไฟไฮโดรเจนขนาดใหญ่ — เพราะเป็นกลุ่มที่มีทั้งเป้าหมายคาร์บอนที่ประกาศต่อสาธารณะ ความสามารถในการจ่าย และพื้นที่เก็บเชื้อเพลิง การที่ไมโครซอฟท์และกูเกิลไปยืนดูการทดสอบ 3 MW ด้วยตัวเองในเดือนเมษายน 2569 ไม่ใช่เรื่องบังเอิญ
- ประเทศไทยจะเห็นไฮโดรเจนในรูปแบบ “ผสมในโรงไฟฟ้าก๊าซขนาดใหญ่ของ กฟผ.” ก่อนรูปแบบอื่นทั้งหมด — ตามเป้าหมาย 5% ปี 2573 และ MoU สามฉบับที่ลงนามไปแล้ว
ยังไม่แน่ ต้องติดตาม
- Cummins X15H จะออกจริงเมื่อไร — เลื่อนจากปี 2570 มาเป็น “ปลายทศวรรษ” แล้วครั้งหนึ่ง
- ไฮโดรเจนเหลวจะแก้ปัญหาการระเหยทิ้งได้หรือไม่ — โตโยต้ายังระบุว่าเป็นปัญหาค้างอยู่ในปี 2569 หลังพัฒนามาห้าปี
- เทคโนโลยีสองเชื้อเพลิงของ Volvo/Cespira จะผ่านเกณฑ์ ZEV ของ EU หรือไม่ เพราะมันยังเผาน้ำมัน HVO นำร่องอยู่ จึงไม่ได้ปล่อย CO2 เป็นศูนย์ที่ปลายท่อ
- ต้นทุนอิเล็กโทรไลเซอร์นอกจีนจะกลับมาลดลงได้หรือไม่ หลังจากเพิ่มขึ้นสวนทางการคาดการณ์มาหลายปี
น่าจะไม่เกิดในกรอบ 10 ปีข้างหน้า
- เครื่องปั่นไฟไฮโดรเจนสำรองสำหรับโรงงาน โรงแรม หรืออาคารทั่วไปในประเทศไทย — ไม่ใช่เพราะเครื่องยนต์ไม่พร้อม แต่เพราะไม่มีเชื้อเพลิงให้ซื้อ ไม่มีกฎหมายรองรับจนถึงราวปี 2572 และต้นทุนต่อหน่วยยังห่างจากดีเซลหลายเท่า
- ไฮโดรเจนแทนที่ดีเซลในตลาดเครื่องปั่นไฟสำรองทั่วโลกแบบเบ็ดเสร็จ — ตัวเลข 360 เมกะวัตต์ของกำลังผลิตไฟฟ้าจากไฮโดรเจนทั่วโลก เทียบกับเครื่องปั่นไฟที่ติดตั้งใหม่กว่า 100,000 ชุดต่อปีบนฐานติดตั้ง 35 ล้านชุด (ตัวเลขตลาดจากเอกสารนักลงทุนของ Ballard มิถุนายน 2569) บอกขนาดของช่องว่างได้ชัดเจน
- รถยนต์นั่งเครื่องยนต์สันดาปไฮโดรเจนขายทั่วไป — ตลาดนี้ตายไปแล้วตั้งแต่ BMW เลิก และการปิดสถานีสำหรับรถยนต์นั่งทั่วยุโรปกับแคลิฟอร์เนียในปี 2567-2568 คือการตอกฝาโลง
ห้าตัวเลขที่ควรจับตา
- ราคาไฮโดรเจนส่งมอบจริง (ดอลลาร์/กก.) — จุดที่ต้นทุนเชื้อเพลิงเสมอดีเซลอยู่ราว 3 ดอลลาร์/กก. ที่ประสิทธิภาพเครื่อง 40% ซึ่ง IEA ระบุว่ายังไม่มีภูมิภาคไหนทำได้สำหรับไฮโดรเจนสีเขียว
- จำนวนสถานีเติมที่เปิดใหม่หักลบที่ปิด — ตอนนี้ตัวเลขสุทธิยังติดลบในยุโรปและแคลิฟอร์เนีย
- ตัวเลขท่อโครงการปี 2573 ในรายงาน IEA ฉบับถัดไป — ถ้ายังลดต่อจาก 37 ล้านตัน แปลว่าแนวโน้มยังไม่กลับ
- การนิยาม ZEV ในกฎหมาย — เพราะประวัติศาสตร์พิสูจน์แล้วว่ากฎหมายเป็นตัวตัดสิน ไม่ใช่วิศวกรรม
- วันที่ยี่ห้อเครื่องปั่นไฟสำรองรายใหญ่รายแรกเปิดตัวสินค้าไฮโดรเจนจริง — วันนั้นคือวันที่ตลาดนี้เริ่มจริง
17. สรุปสำหรับคนที่ต้องตัดสินใจซื้อเครื่องปั่นไฟวันนี้
- ถ้าต้องการเครื่องปั่นไฟใช้งานภายใน 1-5 ปี — ดีเซลยังเป็นคำตอบที่ถูกต้องสำหรับประเทศไทย ทั้งด้านต้นทุน อะไหล่ ช่าง กฎหมาย และความพร้อมของเชื้อเพลิง เลือกขนาดให้ถูกต้องตั้งแต่แรกสำคัญกว่าเลือกเชื้อเพลิงแห่งอนาคต (ดู ราคาเครื่องปั่นไฟตามขนาด และ ความต่างของพิกัด Standby / Prime / Continuous)
- ถ้ามีเป้าหมายลดคาร์บอนที่ต้องรายงานจริง — ทางที่ทำได้ทันทีในไทยไม่ใช่ไฮโดรเจน แต่คือน้ำมัน HVO ก๊าซชีวภาพจากของเสียในกิจการตัวเอง (ดู เครื่องปั่นไฟไบโอแก๊สเทียบดีเซลที่ kVA เท่ากัน) หรือการจับคู่เครื่องปั่นไฟกับระบบกักเก็บพลังงานเพื่อลดชั่วโมงเดินเครื่อง
- ถ้ากำลังวางแผนโรงงานหรือดาต้าเซ็นเตอร์ที่มีอายุใช้งาน 20 ปีขึ้นไป — คำถามที่ควรถามผู้ขายไม่ใช่ “มีเครื่องไฮโดรเจนไหม” แต่คือ “เครื่องรุ่นนี้แปลงเป็นไฮโดรเจนภายหลังได้หรือไม่ ต้องเปลี่ยนอะไรบ้าง และคิดเงินเท่าไร”
- เผื่อพื้นที่ไว้ตั้งแต่ออกแบบห้องเครื่อง — จากตัวอย่างคำนวณในหัวข้อที่ 14 ถ้าวันหนึ่งจะเปลี่ยนไปใช้ไฮโดรเจน ปริมาตรเชื้อเพลิงที่ต้องเก็บมากกว่าดีเซลราว 12 เท่า การเผื่อพื้นที่ไว้ตั้งแต่วันออกแบบถูกกว่าการทุบสร้างใหม่มาก (ดู การออกแบบห้องเครื่องปั่นไฟ)
S.E.A. Power Gent จำหน่ายและติดตั้งเครื่องปั่นไฟดีเซลราคาโรงงานทั่วประเทศไทย ทั้ง เครื่องปั่นไฟ Cummins และแบรนด์อื่น ๆ หากต้องการคำแนะนำเรื่องการเลือกขนาด การออกแบบระบบไฟฟ้าสำรอง หรืออยากคุยเรื่องแผนระยะยาวที่เผื่อการเปลี่ยนเชื้อเพลิงในอนาคต โทร 097-146-3594 (ตลอด 24 ชม.) หรือ 080-056-0777
18. คำถามที่พบบ่อยเรื่องเครื่องยนต์ไฮโดรเจน
เครื่องยนต์ไฮโดรเจนกับเซลล์เชื้อเพลิงต่างกันอย่างไร
เครื่องยนต์ไฮโดรเจนคือเครื่องยนต์สันดาปภายในที่เผาไฮโดรเจนในกระบอกสูบเหมือนเผาน้ำมัน มีลูกสูบ ข้อเหวี่ยง และเสียงเครื่องยนต์ตามปกติ ประสิทธิภาพตามงานวิจัยอยู่ที่ 40-48% แต่เครื่องที่วัดได้จริงอยู่ราว 38-41% และยังปล่อย NOx เล็กน้อยเพราะเผาในอากาศ ส่วนเซลล์เชื้อเพลิงไม่มีการเผาไหม้ ใช้ปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าเปลี่ยนไฮโดรเจนเป็นไฟฟ้าโดยตรง ประสิทธิภาพ 40-70% ไม่มี NOx ไม่มีเสียง แต่ราคาแพงกว่าและต้องการไฮโดรเจนบริสุทธิ์สูงกว่า
เครื่องยนต์ไฮโดรเจนปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์เป็นศูนย์จริงไหม
คาร์บอนไดออกไซด์ที่มาจากตัวเชื้อเพลิงเป็นศูนย์จริง เพราะไฮโดรเจนไม่มีคาร์บอนในโมเลกุล แต่เอกสารของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ระบุว่ายังพบร่องรอย CO และ CO2 ในไอเสียได้จากน้ำมันหล่อลื่นที่ซึมเข้าไปเผาไหม้ในห้องเผาไหม้ ประเด็นนี้เคยเป็นเหตุให้ EPA ไม่จัด BMW Hydrogen 7 เป็นยานยนต์ไร้มลพิษ นอกจากนี้ยังต้องดูด้วยว่าไฮโดรเจนที่ใช้ผลิตมาจากอะไร เพราะปัจจุบันไฮโดรเจนคาร์บอนต่ำมีสัดส่วนน้อยกว่า 1% ของการผลิตทั้งโลก
ทำไมเครื่องยนต์ไฮโดรเจนถึงมีกำลังน้อยกว่าเครื่องน้ำมันขนาดเท่ากัน
เพราะไฮโดรเจนเป็นก๊าซที่มีความหนาแน่นต่ำมาก เมื่อฉีดที่ท่อไอดี มันกินพื้นที่ราว 30% ของห้องเผาไหม้ เหลือที่ให้อากาศแค่ 70% ขณะที่น้ำมันเบนซินซึ่งเป็นของเหลวกินพื้นที่แค่ 1-2% ทำให้ระบบฉีดที่ท่อไอดีได้กำลังสูงสุดเพียงราว 85% ของเครื่องเบนซินขนาดเท่ากันในทางทฤษฎี และตกลง 35-50% ในทางปฏิบัติ แต่ถ้าใช้การฉีดตรงเข้ากระบอกสูบหลังวาล์วไอดีปิด จะได้กำลังราว 115-120% ของเครื่องเบนซิน ซึ่งมากกว่าน้ำมันเสียอีก
ประเทศไทยมีเครื่องปั่นไฟไฮโดรเจนขายหรือยัง
ณ เดือนสิงหาคม 2569 ยังไม่มี และแบรนด์เครื่องปั่นไฟสำรองรายใหญ่ที่ใช้กันในไทยอย่าง Cummins, Rehlko (เดิมคือ Kohler), Generac และ Himoinsa ก็ยังไม่มีเครื่องปั่นไฟไฮโดรเจนในแคตตาล็อกเช่นกัน ผู้ที่มีสินค้าจริงเป็นผู้ผลิตเครื่องยนต์ก๊าซสำหรับผลิตไฟฟ้าและความร้อนร่วมอย่าง 2G, INNIO Jenbacher, mtu และ Wärtsilä ซึ่งเป็นคนละตลาด นอกจากนี้ประเทศไทยยังมีสถานีเติมไฮโดรเจนเพียงแห่งเดียวคือที่บางละมุง ชลบุรี ซึ่งเปิดเชิงสาธิตตั้งแต่ปี 2565
เครื่องปั่นไฟไฮโดรเจนกินเชื้อเพลิงเท่าไรเทียบกับดีเซล
จากข้อมูลที่ INNIO เปิดเผยสำหรับเครื่อง Jenbacher J420 ที่เดินด้วยไฮโดรเจน 100% ให้กำลัง 1,060 กิโลวัตต์ และใช้ไฮโดรเจน 83 กิโลกรัมต่อชั่วโมง คำนวณได้ราว 0.078 กิโลกรัมไฮโดรเจนต่อหน่วยไฟฟ้า ขณะที่เครื่องปั่นไฟดีเซลทั่วไปใช้ 0.2 ถึง 0.4 ลิตรต่อหน่วย ถ้าคิดเป็นเงิน ที่ราคาไฮโดรเจนหน้าปั๊มจีน 6.3 ดอลลาร์ต่อกิโลกรัม ซึ่งเป็นราคาที่ถูกที่สุดในโลก ต้นทุนเชื้อเพลิงจะอยู่ที่ราว 0.49 ดอลลาร์ต่อหน่วย ซึ่งยังแพงกว่าดีเซลหลายเท่า
ทำไมเครื่องยนต์ไฮโดรเจนถึงมีปัญหาไฟย้อนกลับเข้าท่อไอดี
เพราะไฮโดรเจนต้องการพลังงานจุดระเบิดต่ำมากเพียง 0.02 มิลลิจูล ซึ่งน้อยกว่าน้ำมันเบนซินราวสิบเท่า ติดไฟได้ในช่วงความเข้มข้น 4 ถึง 75 เปอร์เซ็นต์ในอากาศ และมีระยะดับเปลวไฟเพียง 0.64 มิลลิเมตร ทำให้จุดร้อนใด ๆ ในห้องเผาไหม้ เช่น วาล์วไอเสียหรือคราบน้ำมันเครื่องที่ไหม้เป็นคาร์บอน จุดส่วนผสมติดได้ก่อนที่หัวเทียนจะสั่ง และเปลวไฟที่วิ่งเร็วกว่าน้ำมันราวสิบเท่าสามารถลอดผ่านวาล์วไอดีที่กำลังจะปิดกลับเข้าท่อไอดีได้ วิธีแก้ที่ได้ผลที่สุดคือการฉีดไฮโดรเจนตรงเข้ากระบอกสูบหลังวาล์วไอดีปิดแล้ว ซึ่งทำให้ไม่มีส่วนผสมที่ติดไฟได้อยู่ในท่อไอดีเลย
แหล่งอ้างอิงหลัก
- IEA — Global Hydrogen Review 2025 (ต้นทุน ปริมาณการผลิต ท่อโครงการ นโยบายไทย)
- US DOE / College of the Desert — Hydrogen Use in Internal Combustion Engines (คุณสมบัติการเผาไหม้ พรีอิกนิชัน NOx)
- Oxford Institute for Energy Studies — Power-to-Hydrogen-to-Power (ก.ค. 2568) (ประสิทธิภาพไป-กลับ และ LCOE)
- EU Clean Hydrogen Observatory — มาตรฐาน CO2 รถบรรทุกและนิยาม ZEV
- Rolls-Royce / mtu — ระบบพลังงานท่าเรือดุยส์บวร์ก (ก.ค. 2568)
- INNIO — การสาธิตไฟฟ้าสำรองไฮโดรเจน 100% ขนาด 3 MW (เม.ย. 2569)
- Wärtsilä — เครื่องยนต์ไฮโดรเจน 100% ขนาดใหญ่จ่ายไฟเข้าโครงข่ายสเปน (มิ.ย. 2569)
- DEUTZ — สเปกเครื่องยนต์ไฮโดรเจน TCG 7.8 H2
- กฟผ. — ไฮโดรเจน ความหวังใหม่ของพลังงานสะอาด และ MoU กฟผ. กับ BIG เรื่องการสาธิตผสมไฮโดรเจน
- สิทธิบัตร US 2,183,674 ของ Rudolf Erren (ค.ศ. 1935) — ต้นฉบับแนวคิดการฉีดไฮโดรเจนตรงเข้ากระบอกสูบ
ข้อมูลในบทความนี้รวบรวมและตรวจสอบ ณ วันที่ 11 สิงหาคม 2569 รายการที่ระบุว่า “ไม่เปิดเผย” หรือ “ยังไม่ยืนยัน” คือรายการที่ไม่พบแหล่งอ้างอิงที่เชื่อถือได้ จึงไม่ได้ประมาณค่าขึ้นมาเอง