“รถ EV” หรือ “รถยนต์ไฟฟ้า” กำลังถูกพูดถึงมากขึ้นเรื่อย ๆ ในการตอบโจทย์รักษ์โลก ซึ่งอาจจะมาแทนที่ รถยนต์สันดาปในอนาคต โดยแบตฯ อย่าง “แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน” (Lithium-Ion Battery) ถูกนำมาใช้กับ “รถ EV” แต่ยังมีข้อจำกัดอยู่ จึงมีการคิดค้นแบตฯ เพื่อตอบโจทย์ “แบตเตอรี่โซเดียมไอออน” (Sodium-Ion Battery) คือหนึ่งในแบตฯ ที่กำลังได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง สังเกตได้จากกรณีซึ่งเกิดเมื่อเร็ววันที่ผ่านมา แบรนด์ “รถยนต์ไฟฟ้า” สัญชาติจีนอย่าง BYD ที่ลดจากราคาเดิมหลายแสนบาทภายในไม่กี่เดือน ยิ่งตอกย้ำว่า “แบตเตอรี่โซเดียมไอออน” เป็นอีกหนึ่งแบตฯ ที่น่าจับตามองอย่างยิ่ง แต่จะถึงกับเป็นว่าที่ ? แบตฯ แห่งอนาคต “รถ EV” เลยหรือไม่นั้นร่วมหาคำตอบไปกับ Thai PBS Sci & Tech

ย้อนรอยพาไปรู้จักกับ “รถ EV” หรือ “รถยนต์ไฟฟ้า”

รถยนต์ไฟฟ้า หรือที่รู้จักกันในชื่อ "รถ EV" (Electric Vehicle) กำลังเปลี่ยนโฉมหน้าอุตสาหกรรมยานยนต์ทั่วโลก ด้วยการใช้พลังงานสะอาดและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม รถยนต์ไฟฟ้าจึงเป็นทางเลือกที่น่าสนใจสำหรับผู้ที่ต้องการลดการปล่อยมลพิษและประหยัดค่าใช้จ่ายในระยะยาว

รถยนต์ไฟฟ้าคืออะไร?

รถยนต์ไฟฟ้า คือยานพาหนะที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า แทนการใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบดั้งเดิม โดยใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ที่สามารถชาร์จไฟได้ ทำให้ไม่ต้องพึ่งพาน้ำมันเชื้อเพลิงอีกต่อไป 

รถยนต์ไฟฟ้าใช้พลังงานไฟฟ้าที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่ขนาดใหญ่เพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้า ซึ่งทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล เพื่อหมุนล้อและขับเคลื่อนรถยนต์ กระบวนการนี้เรียบง่ายกว่าการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในมาก เนื่องจากไม่มีการเผาไหม้เชื้อเพลิง และมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวน้อยกว่ามาก

รถยนต์ไฟฟ้าจึงไม่มีไอเสียจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง และมีเสียงการทำงานที่เงียบกว่ารถยนต์ทั่วไปมาก นอกจากนี้ ยังมีประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงกว่า และมีค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาที่ต่ำกว่าเนื่องจากมีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวน้อยกว่า

รถยนต์ไฟฟ้ามีหลายประเภท เช่น รถยนต์ไฟฟ้าแบบแบตเตอรี่ (BEV) ที่ใช้พลังงานไฟฟ้าจากแบตเตอรี่เพียงอย่างเดียว รถยนต์ไฟฟ้าแบบไฮบริด (HEV) ที่ใช้ทั้งเครื่องยนต์และมอเตอร์ไฟฟ้า และรถยนต์ไฟฟ้าแบบปลั๊กอินไฮบริด (PHEV) ที่สามารถชาร์จไฟจากภายนอกได้

ด้วยคุณสมบัติที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่สูง รถยนต์ไฟฟ้าจึงกำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและถูกมองว่าเป็นอนาคตของการคมนาคมทางบก

หลักการทำงานของรถยนต์ไฟฟ้า

หลักการทำงานของรถยนต์ไฟฟ้านั้นเริ่มต้นจากการเก็บพลังงานไฟฟ้าไว้ในแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ของรถยนต์ไฟฟ้า ซึ่งสามารถชาร์จได้จากแหล่งพลังงานภายนอก เมื่อผู้ขับขี่เริ่มใช้งานรถยนต์ไฟฟ้า พลังงานไฟฟ้าจากแบตเตอรี่จะถูกส่งไปยังมอเตอร์ไฟฟ้า ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของรถยนต์ไฟฟ้า มอเตอร์นี้ทำหน้าที่แปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล พลังงานกลนี้จะถูกส่งต่อไปยังล้อ ทำให้รถยนต์ไฟฟ้าเคลื่อนที่ได้

ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ในรถยนต์ไฟฟ้าจะทำหน้าที่จัดการการทำงานของมอเตอร์และระบบอื่นๆ ควบคุมการจ่ายพลังงานให้เหมาะสมกับสภาพการขับขี่ นอกจากนี้ รถยนต์ไฟฟ้ายังมีระบบเบรกแบบรีเจนเนอเรทีฟ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีเฉพาะของรถยนต์ไฟฟ้าที่ช่วยเก็บพลังงานกลับเมื่อเบรกหรือลดความเร็ว โดยมอเตอร์จะทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แปลงพลังงานจลน์กลับเป็นพลังงานไฟฟ้าและเก็บกลับเข้าแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้า

ระบบระบายความร้อนในรถยนต์ไฟฟ้าทำหน้าที่ควบคุมอุณหภูมิของแบตเตอรี่และมอเตอร์ไฟฟ้า เพื่อรักษาประสิทธิภาพและยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์สำคัญในรถยนต์ไฟฟ้า ในส่วนของการชาร์จ รถยนต์ไฟฟ้ามีระบบแปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นกระแสตรงเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ ซึ่งสามารถทำได้ทั้งแบบช้าและแบบเร็ว ทำให้การใช้งานรถยนต์ไฟฟ้ามีความยืดหยุ่นมากขึ้น

ความปลอดภัยเป็นสิ่งสำคัญในการออกแบบรถยนต์ไฟฟ้า จึงมีระบบตัดไฟฟ้าฉุกเฉินในกรณีเกิดอุบัติเหตุ รวมถึงการป้องกันการลัดวงจรและการร้อนเกินของแบตเตอรี่ ด้วยหลักการทำงานนี้ รถยนต์ไฟฟ้าจึงสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ เงียบ และไม่ปล่อยมลพิษโดยตรง ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบสำคัญของรถยนต์ไฟฟ้าเมื่อเทียบกับรถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายใน ทำให้รถยนต์ไฟฟ้ากลายเป็นทางเลือกที่น่าสนใจสำหรับการขนส่งที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในอนาคต

ประเภทของรถยนต์ไฟฟ้า

รถยนต์ไฟฟ้าสามารถแบ่งออกเป็น 4 ประเภทหลัก ดังนี้

1. รถยนต์ไฟฟ้าแบบไฮบริด (Hybrid Electric Vehicle หรือจะเรียกว่า HEV)

HEV เป็นรถยนต์ที่ใช้ระบบขับเคลื่อนแบบผสมผสานระหว่างเครื่องยนต์สันดาปภายในและมอเตอร์ไฟฟ้า สามารถสลับการทำงานหรือทำงานร่วมกันได้ แบตเตอรี่ถูกชาร์จผ่านการเบรกแบบรีเจนเนอเรทีฟ โดยไม่สามารถชาร์จจากภายนอกได้ HEV ประหยัดน้ำมันมากกว่ารถยนต์ทั่วไป เหมาะสำหรับการใช้งานในเมืองและการเดินทางระยะไกล

ข้อดี ลดการใช้น้ำมันและมลพิษ 

ข้อเสีย ราคาสูงกว่ารถยนต์ทั่วไป ระบบซับซ้อน อาจมีค่าบำรุงรักษาสูง

2. รถยนต์ไฟฟ้าแบบปลั๊กอินไฮบริด (Plug-in Hybrid Electric Vehicle หรือจะเรียกว่า PHEV)

PHEV คล้ายกับ HEV แต่มีแบตเตอรี่ขนาดใหญ่กว่าและสามารถชาร์จไฟจากภายนอกได้ สามารถขับขี่ด้วยพลังงานไฟฟ้าล้วนได้ในระยะทางสั้นๆ (ประมาณ 30-50 กม.) เมื่อแบตเตอรี่หมด จะทำงานเหมือน HEV ทั่วไป PHEV ประหยัดน้ำมันมากกว่า HEV หากชาร์จไฟสม่ำเสมอ

ข้อดี ลดการใช้น้ำมันได้มากกว่า HEV เหมาะสำหรับการเดินทางระยะสั้นและไกล

ข้อเสีย ราคาสูงกว่า HEV น้ำหนักมากกว่า ต้องมีที่จอดรถที่สามารถเสียบปลั๊กชาร์จได้

3. รถยนต์ไฟฟ้าแบบแบตเตอรี่ (Battery Electric Vehicle หรือจะเรียกว่า BEV)

BEV ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ ไม่มีเครื่องยนต์สันดาปภายใน ต้องชาร์จไฟจากแหล่งพลังงานภายนอก ระยะทางการขับขี่ขึ้นอยู่กับความจุของแบตเตอรี่ (ปัจจุบันประมาณ 150-500 กม. ต่อการชาร์จ) BEV มีประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงและไม่ปล่อยมลพิษโดยตรง

ข้อดี ไม่ปล่อยมลพิษ ค่าใช้จ่ายในการขับขี่ต่ำ บำรุงรักษาง่าย เงียบและนุ่มนวล

ข้อเสีย ระยะทางการขับขี่จำกัด ใช้เวลาชาร์จนาน ราคาเริ่มต้นสูง ข้อจำกัดด้านสถานีชาร์จ

4. รถยนต์ไฟฟ้าแบบเซลล์เชื้อเพลิง (Fuel Cell Electric Vehicle หรือจะเรียกว่า FCEV)

FCEV ใช้เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนในการผลิตไฟฟ้าเพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้า ใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงหลัก เติมได้ที่สถานีบริการคล้ายการเติมน้ำมัน ใช้เวลาเติมประมาณ 3-5 นาที สามารถวิ่งได้ไกลกว่า BEV (ประมาณ 300-600 กม. ต่อการเติมเชื้อเพลิง)

ข้อดี ไม่ปล่อยมลพิษ เติมเชื้อเพลิงได้รวดเร็ว ระยะทางการขับขี่ไกล ไม่สูญเสียประสิทธิภาพในสภาพอากาศหนาว

ข้อเสีย ต้นทุนการผลิตสูง ขาดโครงสร้างพื้นฐานสำหรับการเติมไฮโดรเจน เทคโนโลยียังอยู่ในช่วงพัฒนา

แต่ละประเภทของรถยนต์ไฟฟ้ามีข้อดีและข้อเสียแตกต่างกัน การเลือกใช้ขึ้นอยู่กับความต้องการและลักษณะการใช้งานของแต่ละบุคคล รวมถึงโครงสร้างพื้นฐานที่มีในแต่ละพื้นที่

รถยนต์ไฟฟ้า หรือที่รู้จักกันในชื่อ "รถ EV" (Electric Vehicle) กำลังเปลี่ยนโฉมหน้าอุตสาหกรรมยานยนต์ทั่วโลก ด้วยการใช้พลังงานสะอาดและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม รถยนต์ไฟฟ้าจึงเป็นทางเลือกที่น่าสนใจสำหรับผู้ที่ต้องการลดการปล่อยมลพิษและประหยัดค่าใช้จ่ายในระยะยาว อย่างไรก็ตาม การตัดสินใจเลือกใช้รถยนต์ไฟฟ้าควรพิจารณาทั้งข้อดีและข้อเสียอย่างรอบคอบ

ข้อดีของรถยนต์ไฟฟ้า

1. เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมโดยรถยนต์ไฟฟ้านั้นไม่มีการปล่อยไอเสียโดยตรง จึงช่วยลดมลพิษทางอากาศได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะในเขตเมืองที่มีปัญหามลพิษสูง

2. รถยนต์ไฟฟ้าช่วยลดมลพิษทางเสียงด้วยการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้ามีเสียงที่เงียบกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายใน ทำให้รถ EV มีเสียงรบกวนน้อยกว่าในขณะขับขี่ ช่วยลดมลพิษทางเสียงในเมืองได้อย่างมาก

3. อัตราเร่งนั้นมีประสิทธิภาพสูงเพราะรถยนต์ไฟฟ้านั้นมีแรงบิดสูงตั้งแต่ออกตัว ทำให้มีอัตราเร่งที่ดีกว่ารถยนต์ที่ใช้น้ำมัน นอกจากนี้ ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของมอเตอร์ไฟฟ้ายังสูงกว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในค่อยข้างมาก

4. ประหยัดค่าใช้จ่าย เนื่องจากพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ในรถยนต์ไฟฟ้ามีราคาถูกกว่าน้ำมันเชื้อเพลิง และค่าบำรุงรักษาก็ยังต่ำกว่าเนื่องจากมีชิ้นส่วนที่ประกอบในห้องเครื่องที่เป็นชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวน้อยกว่า

5. สะดวกในเติมพลังงานเพราะรถ EV นี้สามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้ที่บ้าน ทำให้สะดวกสำหรับผู้ใช้งานที่มีที่จอดรถส่วนตัว

6. รถยนต์ไฟฟ้านั้นมีเทคโนโลยีล้ำสมัย ไม่ว่าจะเป็นตัวเทคโนโลยีของตัวรถเองหรือจากแอปพลิเคชัน เช่น ระบบช่วยขับขี่อัตโนมัติ และระบบความบันเทิงที่ทันสมัย ระบบซัปพอร์ตต่างๆในห้องโดยสาร

ข้อเสียของรถยนต์ไฟฟ้า

1. ราคาเริ่มต้นสูงเนื่องจากเทคโนโลยีแบตเตอรี่และการผลิตยังมีต้นทุนสูง ทำให้ราคาเริ่มต้นของรถยนต์ไฟฟ้าสูงกว่ารถยนต์ทั่วไป แม้ว่าในระยะยาวจะประหยัดกว่าก็ตาม

2. รถยนต์ไฟฟ้านั้นมีระยะทางการขับขี่จำกัดแม้ว่าเทคโนโลยีแบตเตอรี่จะพัฒนาไปมาก แต่รถ EV ยังมีระยะทางการขับขี่ที่จำกัดกว่ารถยนต์ที่ใช้น้ำมัน ทำให้ต้องวางแผนการชาร์จสำหรับการเดินทางไกล

3. โครงสร้างพื้นฐานยังไม่ครอบคลุมเพราะสถานีชาร์จไฟฟ้านั้นยังมีไม่มากเท่าปั๊มน้ำมัน โดยเฉพาะในพื้นที่ชนบทหรือเส้นทางระหว่างเมือง ทำให้การเดินทางไกลอาจต้องวางแผนล่วงหน้า

4. รถยนต์ไฟฟ้าใช้เวลาในการชาร์จแบตเตอรี่ใช้เวลานานกว่าการเติมน้ำมัน แม้จะมีเทคโนโลยีการชาร์จเร็ว แต่ก็ยังใช้เวลามากกว่าการเติมน้ำมันอยู่ดี

5. การจัดการขยะจากแบตเตอรี่ อันนี้ก็เป็นอีกหนึ่งประเด็นที่ยังไม่มีมาตรการที่ชัดเจนในการจัดการแบตเตอรี่ที่หมดอายุการใช้งาน ซึ่งเป็นความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อมในอนาคต

6. ข้อจำกัดด้านการใช้งานในสภาพอากาศแปรปรวนเพราะประสิทธิภาพของแบตเตอรี่อาจลดลงในสภาพอากาศที่ร้อนหรือหนาวจัด

การพิจารณาเลือกใช้รถยนต์ไฟฟ้า

คำแนะนำจาก ผศ. ดร.สนันตน์เขม อิชโรจน์

การชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า พอนาน ๆ ไป แบตเตอรี่จะมีการเสื่อมสภาพ เนื่องจากการใช้ไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ทุกครั้งจะต้องเกิดปฏิกิริยาบนขั้วบวก และขั้วลบ ส่งผลให้มีแผ่นตะกอนเกาะบนขั้วทั้งสอง และเป็นอุปสรรคในการส่งผ่านไฟฟ้า (Electron)

สำหรับคนที่กำลังตัดสินใจซื้อรถยนต์ไฟฟ้า ผศ. ดร.สนันตน์เขม แนะนำว่า ควรดูลักษณะการใช้งานรถยนต์ไฟฟ้า เช่น หากเป็นคนที่ต้องใช้รถเพื่อเดินทางไกลบ่อย ๆ ควรตรวจสอบให้แน่ชัดว่ามีที่ชาร์จระหว่างทางหรือไม่ และควรดูขนาดของแบตเตอรี่ให้เหมาะกับการใช้งานด้วย ส่วนวิธีการดูแลรถยนต์ไฟฟ้านั้น ควรดูแลมอเตอร์ให้ดีและเข้าศูนย์บริการมาตรฐานของรถยนต์ไฟฟ้าตามเวลานัดหมาย เพราะจะมีช่างที่มีประสบการณ์เฉพาะด้านยานยนต์ไฟฟ้า และเครื่องมือพร้อมกว่า

รถยนต์ไฟฟ้ายังมีรายละเอียดเพิ่มเติมในการเลือกใช้

• การวิเคราะห์รูปแบบการใช้งานเป็นสิ่งสำคัญอันดับแรก โดยรถยนต์ไฟฟ้าเหมาะสำหรับการใช้งานในเมืองเป็นอย่างยิ่ง เนื่องจากระยะทางไม่ไกลและสามารถชาร์จที่บ้านหรือที่ทำงานได้สะดวก สำหรับผู้ที่ต้องเดินทางไกลบ่อยครั้ง ควรพิจารณารถยนต์ไฟฟ้าที่มีระยะทางการขับขี่สูงหรือเลือกรถยนต์ไฟฟ้าแบบไฮบริดปลั๊กอิน (PHEV) นอกจากนี้ ควรคำนึงถึงวัตถุประสงค์การใช้งานเฉพาะ เช่น การรับส่งบุตรหลาน การขนส่งสินค้า หรือการท่องเที่ยว

• การตรวจสอบโครงสร้างพื้นฐานเป็นอีกปัจจัยสำคัญ ควรสำรวจตำแหน่งของสถานีชาร์จสาธารณะในพื้นที่ที่คุณใช้งานเป็นประจำและเส้นทางที่คุณใช้รถยนต์ไฟฟ้าไฟฟ้าเดินทางบ่อย ๆ พร้อมทั้งตรวจสอบประเภทของหัวชาร์จที่ใช้ในพื้นที่ของคุณ เพื่อเลือกรถยนต์ที่มีความเข้ากันได้ นอกจากนี้ ควรพิจารณาความเป็นไปได้ในการติดตั้งอุปกรณ์ชาร์จที่บ้านด้วย

• การคำนวณค่าใช้จ่ายในระยะยาวเป็นสิ่งที่ไม่ควรมองข้าม เริ่มจากการเปรียบเทียบราคาซื้อรถยนต์ไฟฟ้ากับรถยนต์ทั่วไปในระดับเดียวกัน คำนวณค่าใช้จ่ายในการชาร์จไฟเทียบกับค่าน้ำมัน พิจารณาค่าบำรุงรักษาที่อาจต่ำกว่า ตรวจสอบค่าเบี้ยประกันรถยนต์ไฟฟ้าที่อาจแตกต่างจากรถยนต์ทั่วไป พิจารณาอัตราการเสื่อมราคาของรถยนต์ไฟฟ้า และตรวจสอบสิทธิประโยชน์ทางภาษีที่อาจได้รับจากการซื้อรถยนต์ไฟฟ้า

• การศึกษาเทคโนโลยีและฟีเจอร์ต่าง ๆ ของรถยนต์ไฟฟ้าก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน ควรศึกษาระบบนำทางที่แสดงตำแหน่งสถานีชาร์จและช่วยวางแผนการเดินทาง ตรวจสอบแอปพลิเคชันมือถือที่ช่วยจัดการการชาร์จและติดตามสถานะรถ ศึกษาระบบความปลอดภัยต่าง ๆ เช่น ระบบช่วยขับขี่อัตโนมัติ เรียนรู้วิธีใช้งานระบบปรับอากาศและทำความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ และทำความเข้าใจโหมดการขับขี่ที่มีผลต่อสมรรถนะและระยะทาง

• อีกหนึ่งสิ่งที่ไม่ควรลืมคืออย่าลืมทดลองขับรถยนต์ไฟฟ้าหลาย ๆ รุ่นก่อนตัดสินใจซื้อ เช่นอาจจะมีการลดราคารถยนต์ไฟฟ้าในอนาคตใกล้ๆนี้ไหม เทคโนโลยีสามารถปรมมาใช้กับภูมิภาคของประเทศได้แค่ไหนและพูดคุยกับผู้ใช้รถยนต์ไฟฟ้าคนอื่น ๆ เพื่อรับฟังประสบการณ์การใช้งานจริง ซึ่งจะช่วยให้ตัดสินใจได้อย่างมั่นใจมากขึ้น

รถยนต์ไฟฟ้ามีรายละเอียดที่ต้องใส่ใจ

1. การดูแลแบตเตอรี่

  ควรระมัดระวังเรื่องการชาร์จแบตเตอรี่ในรถยนต์ไฟฟ้า โดยการชาร์จแบตเตอรี่ให้อยู่ในช่วง 20-80% เป็นแนวทางทั่วไปที่ดี แต่อาจแตกต่างกันไปตามรุ่นและยี่ห้อของรถยนต์ไฟฟ้า ดังนี้ควรตรวจสอบคู่มือการใช้งานของรถยนต์แต่ละรุ่นเพื่อคำแนะนำที่เฉพาะเจาะจง

2. การเข้ารับบริการตามกำหนด

  เนื่องจากรถยนต์ไฟฟ้ามีระบบที่ซับซ้อนและแตกต่างจากรถยนต์ทั่วไป จึงควรนำรถเข้าศูนย์บริการที่มีความเชี่ยวชาญเฉพาะด้านตามระยะเวลาที่กำหนด เพื่อให้มั่นใจว่ารถได้รับการดูแลอย่างถูกต้องและมีประสิทธิภาพ

3. ระบบระบายความร้อน

  ระบบนี้มีความสำคัญอย่างมากสำหรับแบตเตอรี่และมอเตอร์ไฟฟ้าภายในรถยนต์ไฟฟ้า ควรตรวจสอบและบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอ เพื่อป้องกันปัญหาความร้อนสูงเกินไปซึ่งอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของอุปกรณ์

4. การดูแลยางรถยนต์

  เนื่องจากรถยนต์ไฟฟ้ามีน้ำหนักมากกว่ารถยนต์ทั่วไป ยางจึงอาจสึกหรอเร็วกว่า ควรตรวจสอบสภาพยาง ความดันลมยาง และสลับยางตามกำหนดอย่างสม่ำเสมอ เพื่อยืดอายุการใช้งานและรักษาประสิทธิภาพในการขับขี่

5. การอัพเดทซอฟต์แวร์

  รถยนต์ไฟฟ้ามักมีการอัพเดทซอฟต์แวร์เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและเพิ่มความปลอดภัย ควรตรวจสอบและทำการอัพเดทตามที่บริษัทผู้ผลิตแนะนำ เพื่อให้ได้รับประโยชน์จากการปรับปรุงระบบล่าสุด

นอกจากนี้ ยังควรให้ความสนใจกับระบบเบรก ซึ่งในรถยนต์ไฟฟ้าอาจมีการสึกหรอช้ากว่ารถยนต์ทั่วไปเนื่องจากมีระบบเบรกแบบรีเจนเนอเรทีฟ แต่ก็ยังควรได้รับการตรวจสอบเป็นประจำ รวมถึงระบบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ที่ควรได้รับการดูแลโดยผู้เชี่ยวชาญ เพราะการดูแลรักษาเหล่านี้จะช่วยให้รถยนต์ไฟฟ้าของคุณมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน มีประสิทธิภาพสูง และปลอดภัยในการใช้งาน

📌อ่าน ไทยเข้าสู่ยุครถยนต์ไฟฟ้า ยอดจำหน่ายทะยาน 700% 

รถยนต์ไฟฟ้า หรือที่รู้จักกันในชื่อ "รถ EV" (Electric Vehicle) กำลังปฏิวัติวงการยานยนต์ด้วยเทคโนโลยีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและมีประสิทธิภาพสูง หัวใจสำคัญของรถยนต์ไฟฟ้าคือแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน ซึ่งเป็นนวัตกรรมที่ทำให้การขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้าเป็นไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ

รถยนต์ไฟฟ้าสู่การเทคโนโลยี"แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน"และอนาคตของการขนส่ง

แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน (Lithium-Ion Battery) มีจุดเริ่มต้นในปี ค.ศ. 1973 โดย Stanley Whittingham ผู้นำเสนอแนวคิดเทคโนโลยีพลังงานที่ไม่ใช้เชื้อเพลิง ในยุคแรก แบตเตอรี่นี้ใช้ Titanium Disulfide เป็นวัสดุในการผลิตขั้วแคโทด และใช้ลิเทียมบริสุทธิ์เป็นขั้วแอโนด แต่ด้วยข้อจำกัดทางเทคโนโลยี แบตเตอรี่รุ่นแรกนี้ให้แรงดันไฟฟ้าเพียง 2 โวลต์เท่านั้น

การพัฒนาครั้งสำคัญเกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1985 เมื่อ Akira Yoshino นำแนวคิดของ John Goodenough มาต่อยอด โดยใช้ Petroleum Coke แทนลิเทียมในขั้วแอโนด ทำให้ได้แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนที่มีน้ำหนักเบา สามารถชาร์จซ้ำได้มากกว่าร้อยครั้ง และมีความปลอดภัยสูงขึ้น นับเป็นจุดเริ่มต้นของแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน

ความสำคัญของแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนในรถยนต์ไฟฟ้า

แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนได้กลายเป็นส่วนประกอบสำคัญในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และยานยนต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรถยนต์ไฟฟ้า ด้วยคุณสมบัติที่โดดเด่นหลายประการ ทำให้แบตเตอรี่ชนิดนี้เป็นตัวเลือกอันดับหนึ่งสำหรับการขับเคลื่อนรถ EV

1. น้ำหนักเบาด้วยแร่ลิเทียมนั้นเป็นโลหะที่เบาที่สุดในโลก ทำให้แบตเตอรี่มีน้ำหนักเบา ส่งผลให้รถยนต์ไฟฟ้าใช้พลังงานในการขับเคลื่อนน้อยลง เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวม

2. ให้พลังงานสูงและมีอายุการใช้งานยาวนานด้วยเหตุที่แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนมีประจุไฟฟ้าสูงและสามารถเก็บประจุได้นาน (Low Discharge) ทำให้รถยนต์ไฟฟ้าสามารถวิ่งได้ระยะทางไกลขึ้นและมีอายุการใช้งานนานขึ้น

3. พลังงานสูงและคงที่ด้วยคุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้าของลิเทียม ทำให้แบตเตอรี่มีแรงดันไฟฟ้าสูงและคงที่ ส่งผลให้รถยนต์ไฟฟ้ามีสมรรถนะการขับขี่ที่ดีและสม่ำเสมอ

4. ชาร์จได้เร็วเนื่องจากแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนสามารถรับการชาร์จได้เร็วกว่าแบตเตอรี่ชนิดอื่น ทำให้ลดเวลาในการเติมพลังงานให้กับรถยนต์ไฟฟ้า

5. ปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมเพราะเป็นแบตเตอรี่แบบแห้ง ไม่มีส่วนประกอบที่เป็นอันตรายต่อธรรมชาติ เช่น กรดหรือตะกั่ว ทำให้รถยนต์ไฟฟ้าเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น

การพัฒนาแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า

การพัฒนาแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนสำหรับรถยนต์ไฟฟ้ายังคงดำเนินต่อไปอย่างต่อเนื่อง โดยมุ่งเน้นในประเด็นต่อไปนี้

-นักวิจัยกำลังพัฒนาวัสดุใหม่ๆ เพื่อเพิ่มความจุพลังงานและเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานในแบตเตอรี่ ทำให้รถยนต์ไฟฟ้าสามารถวิ่งได้ไกลขึ้นต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง

-การพัฒนาเทคโนโลยีการชาร์จเร็วและการปรับปรุงโครงสร้างของแบตเตอรี่ เพื่อให้สามารถรับการชาร์จได้เร็วขึ้นโดยไม่ส่งผลเสียต่ออายุการใช้งานของรถยนต์ไฟฟ้า

-ด้านความปลอดภัย แม้ว่าแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนจะปลอดภัยกว่าแบตเตอรี่ชนิดอื่น แต่ยังมีการวิจัยเพื่อพัฒนาระบบป้องกันการระเบิดและการลุกไหม้ในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุรุนแรงในการขับขี่รถยนต์ไฟฟ้า

-ลดต้นทุนการผลิตเนื่องจากการค้นหาวัสดุทดแทนที่มีราคาถูกลงและการพัฒนากระบวนการผลิตที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น เพื่อลดต้นทุนของรถยนต์ไฟฟ้าโดยรวม

-การพัฒนาเทคโนโลยีการรีไซเคิลแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนที่หมดอายุการใช้งานแล้ว เพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและนำวัสดุมีค่ากลับมาใช้ใหม่

การพัฒนาของแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนส่งผลกระทบอย่างมากต่ออุตสาหกรรมรถยนต์ไฟฟ้า

-การเพิ่มระยะทางการขับขี่ของรถยนต์ไฟฟ้าเนื่องจากแบตเตอรี่เป็นหัวใจของรถ EV ยิ่งทมีประสิทธิภาพสูงขึ้นก็ยิ่งทำให้รถ EV สามารถวิ่งได้ไกลขึ้น ลดความกังวลเรื่องระยะทางของผู้ใช้

-การลดราคารถยนต์ไฟฟาเนื่องจากการพัฒนาแบตเตอรี่จึงส่งผลให้ต้นทุนลดลงจึงทำให้ราคารถยนต์ไฟฟ้าถูกลง และทำให้เข้าถึงผู้บริโภคได้มากขึ้น

-เกิดการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานด้านเทคโนโลยีการชาร์จเร็วทำให้เกิดการพัฒนาสถานีชาร์จไฟฟ้าที่ใช้แก่รถยนต์ไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นทั่วประเทศ

-การเปลี่ยนแปลงในห่วงโซ่อุปทานทำให้เกิดอุตสาหกรรมใหม่ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตและรีไซเคิลแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน

- -การวิจัยและพัฒนาเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องพราะเกิดการลงทุนมหาศาลในการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่เพื่อรถยนต์ไฟฟ้า

แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนเป็นหัวใจสำคัญของการพัฒนารถยนต์ไฟฟ้า ด้วยคุณสมบัติที่โดดเด่นทั้งในด้านน้ำหนัก ประสิทธิภาพ และความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ทำให้รถ EV กลายเป็นความหวังในการลดการปล่อยมลพิษจากภาคขนส่ง การพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีแบตเตอรี่จะเป็นกุญแจสำคัญที่จะทำให้รถยนต์ไฟฟ้ากลายเป็นทางเลือกหลักของผู้บริโภคในอนาคตอันใกล้ ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในอุตสาหกรรมยานยนต์และระบบพลังงานของโลก

7 ข้อเท็จจริงควรรู้เกี่ยวกับ “Lithium” และอุตสาหกรรมแบตเตอรี่

นอกจาก 4 ข้อดีของ “แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน” (Lithium-Ion Battery) Thai PBS Sci & Tech ยังมี 7 ข้อมูลเบื้องต้นที่สำคัญโดยสังเขปจาก ศูนย์เทคโนโลยีพลังงานแห่งชาติ (ENTEC) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) มาให้ได้ทราบอีกด้วย

1. ลิเทียมเป็นธาตุหลักที่ใช้ในการผลิต “แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน” (Lithium-Ion Battery)

ซึ่งเป็นแบตเตอรี่ที่นิยมใช้งานกันอยู่ในปัจจุบัน ทั้งในรถยนต์ไฟฟ้า โทรศัพท์เคลื่อนที่ คอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ก รวมทั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ หลายประเภท ทั้งนี้ลิเทียมถูกใช้งานในรูปของสารประกอบ โดยสารประกอบลิเทียมเป็นองค์ประกอบหลักของแคโทดในเซลล์แบตเตอรี่

2. สารประกอบของลิเทียมที่ใช้ทำแคโทด (Cathode)

มีหลายชนิดขึ้นอยู่กับชนิดของแบตเตอรี่ ที่น่ารู้จัก เช่น แบตเตอรี่ชนิด NMC ใช้สารประกอบ LiNiMnCoO2 ซึ่งมีธาตุลิเทียม นิกเกิล แมงกานีส และโคบอลต์ในรูปของออกไซด์ หรือแบตเตอรี่ชนิด LFP ใช้สารประกอบ LiFePO4 ซึ่งมีธาตุลิเทียม เหล็ก และฟอสฟอรัสในรูปของออกไซด์ เป็นต้น จะเห็นว่าในการผลิตแบตเตอรี่จำเป็นต้องใช้ธาตุหลายชนิดเพื่อผลิตขั้วแคโทด นอกจากนี้ชิ้นส่วนอื่น ๆ ในแบตเตอรี่ยังจำเป็นต้องใช้ธาตุอื่น ๆ ด้วยเช่นกัน ไม่ว่าขั้วแอโนด สารอิเล็กโทรไลต์ เมมเบรน วัสดุหุ้มเซลล์ ขั้วนำไฟฟ้าทั้งฝั่งแคโทดและแอโนด รวมทั้งส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ นั่นคือ ธาตุลิเทียมเพียงอย่างเดียวยังไม่สามารถผลิตออกมาเป็นแบตเตอรีที่สมบูรณ์ได้

3. การผลิตลิเทียมในปัจจุบันมาจากสองรูปแบบหลัก

ได้แก่ น้ำเกลือ (brine) และ หินแร่ (hard rock) โดยน้ำเกลือลิเทียมพบมากในแถบอเมริกาใต้ เช่น ชิลี โบลิเวีย อาร์เจนตินา และสาธารณรัฐประชาชนจีน ส่วนหินแร่พบกระจายอยู่ทั่วไปในรูปของสโปดูมีน (spodumene) และหินแร่อื่น ๆ เช่น เลพิโดไลต์ (lepidolite) ทั้งนี้ในประเทศไทยมีการพบแร่เลพิโดไลต์ (lepidolite) ในหินเพกมาไทต์ (pegmatite) โดยแร่ดังกล่าวมีความสมบูรณ์ของลิเทียมหรือเกรดลิเทียมออกไซด์เฉลี่ย 0.45%

4. ประเด็นสำคัญในการผลิต “แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน” (Lithium-Ion Battery)

คือจะต้องผลิตธาตุลิเทียมที่มีความบริสุทธิ์ในปริมาณที่สูงเพียงพอ และลิเทียมต้องอยู่ในรูปสารประกอบที่เหมาะสมสำหรับการผลิตแบตเตอรี่ชนิดที่ต้องการ เช่น การผลิตแบตเตอรี่ชนิด NMC ใช้ลิเทียมไฮดรอกไซด์ และการผลิตแบตเตอรี่ชนิด LFP ใช้ลิเทียมคาร์บอเนต เป็นต้น ดังนั้น จึงยังมีข้อพิจารณาสำคัญว่าในกระบวนการถลุงและแต่งแร่ที่ค้นพบนี้จะได้ธาตุลิเทียมและสารประกอบที่ต้องการมีคุณสมบัติทางเทคนิคที่เหมาะสมและปริมาณมากเพียงพอแก่การผลิตแบตเตอรี่หรือไม่

5. ปัจจัยด้านระยะเวลาในการพัฒนาเหมืองแร่และกระบวนการผลิต

การพัฒนาเหมืองแร่ลิเทียมและปรับปรุงกระบวนการผลิตแร่ให้มีประสิทธิภาพและได้มาตรฐานนั้นต้องใช้ระยะเวลานานพอสมควร โดยทั่วไปอยู่ในช่วงประมาณ 5-10 ปี ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ขนาดของแหล่งแร่ ความซับซ้อนของกระบวนการถลุงและแต่งแร่ กฎระเบียบและการอนุญาตที่เกี่ยวข้อง เป็นต้น 

ในขณะที่การสร้างโรงงานผลิตแบตเตอรี่หรือรถยนต์ไฟฟ้านั้นใช้เวลาสั้นกว่ามาก ดังนั้น หากต้องการผลิตแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนสำหรับรรถยนต์ไฟฟ้าในประเทศ จึงจำเป็นต้องเริ่มพัฒนาแหล่งแร่ลิเทียมและเทคโนโลยีการผลิตล่วงหน้าก่อนการสร้างโรงงานแบตเตอรี่และยานยนต์พอสมควร เพื่อให้มีวัตถุดิบและองค์ความรู้ที่พร้อมรองรับการผลิตเมื่อถึงเวลา

6. การรีไซเคิลลิเทียมจากแบตเตอรี่ใช้แล้ว

นอกจากการผลิตลิเทียมจากแร่ธรรมชาติแล้ว อีกแนวทางหนึ่งที่กำลังได้รับความสนใจคือการรีไซเคิลลิเทียมจากแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าที่หมดอายุแล้ว เนื่องจากแบตเตอรี่เหล่านี้ยังคงมีลิเทียมและโลหะมีค่าอื่นๆ เหลืออยู่มาก 

การนำลิเทียมกลับมาใช้ใหม่ช่วยลดการพึ่งพาแหล่งแร่ใหม่ ประหยัดต้นทุน และลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการทำเหมืองแร่ได้ นอกจากนี้ยังสอดคล้องกับแนวคิดเศรษฐกิจหมุนเวียน (Circular Economy) ที่มุ่งใช้ทรัพยากรให้คุ้มค่าที่สุดอีกด้วย

อย่างไรก็ตาม การรีไซเคิลแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนยังมีความท้าทายในแง่ของเทคโนโลยีและต้นทุน แต่ก็มีการพัฒนากระบวนการรีไซเคิลใหม่ๆ อย่างต่อเนื่อง และคาดว่าจะมีความคุ้มค่ามากขึ้นในอนาคตเมื่อมีแบตเตอรี่รถ EV เก่าเป็นจำนวนมาก ดังนั้นประเทศไทยจึงควรให้ความสำคัญกับการพัฒนาขีดความสามารถในการรีไซเคิลแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนควบคู่ไปกับการผลิตแบตเตอรี่ใหม่ด้วย

7. อุตสาหกรรมแบตเตอรี่มีห่วงโซ่คุณค่าที่ยาวและค่อนข้างซับซ้อน

ดังนั้นประเทศไทยจึงมีโอกาสที่จะเข้าไปอยู่ในห่วงโซ่นี้ได้ในหลายจุดหากมีการให้ความสำคัญ ดำเนินการศึกษาและส่งเสริมในทิศทางนี้อย่างจริงจัง ทั้งนี้พึงระลึกว่าอุตสาหกรรมแบตเตอรี่สามารถเป็น New S-curve ได้ด้วยตนเองโดยไม่จำเป็นต้องอิงกับรถยนต์ไฟฟ้า เนื่องจากการใช้งานแบตเตอรี่มีความหลากหลายไม่จำเพาะแต่เพียงยานยนต์ไฟฟ้าเท่านั้น

📌อ่าน อ.เจษฎา เห็นแย้ง ! “ไทย” พบแหล่งแร่ “Lithium” จริง แต่ไม่น่าใหญ่เป็นอันดับ 3 ของโลก

จาก “แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน” (Lithium-Ion Battery) สู่ “แบตเตอรี่โซเดียมไอออน”

พาไปรู้จักกับ “แบตเตอรี่โซเดียมไอออน” (Sodium-Ion Battery : NIB) ซึ่งเป็นการพัฒนาเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานหมุนเวียนประเภทใหม่ เนื่องจาก “แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน” (Lithium-Ion Battery) นั้น “ลิเทียม” ซึ่งเป็นวัตถุดิบในการผลิตแบตฯ มีจำนวนจำกัดมากกว่า ราคาสูงกว่า “โซเดียม” โดยถึงแม้นว่า “แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน” (Lithium-Ion Battery) จะยังเป็นแบตเตอรี่หลักในการนำมาใช้กับรถ EV แต่ก็มีหลายบริษัทพัฒนาแบตเตอรี่ใหม่ ๆ ออกมา เพื่อผลิตแบตเตอรี่ต้นทุนต่ำ แต่สามารถเดินทางได้ไกลและชาร์จได้เร็วขึ้น ที่สำคัญราคาต่ำลง อันส่งผลให้ราคารถยนต์ไฟฟ้าถูกลงไปด้วย โดยค่ายรถยนต์ไฟฟ้าจากจีน “BYD” ได้เริ่มก่อสร้างโรงงานแบตเตอรี่โซเดียมไอออนแห่งแรก กำลังผลิต 30 GWh ในประเทศจีน มูลค่า 1.4 พันล้านดอลลาร์สหรัฐเมื่อช่วงต้นปี 2567

“แบตเตอรี่โซเดียมไอออน” ข้อดี

สำหรับ “แบตเตอรี่โซเดียมไอออน” (Sodium-Ion Battery) ที่ได้รับความนิยมในปัจจุบันคือ “แบตเตอรี่โซเดียมซัลเฟอร์” ซึ่งมีความจุสูงกว่า “แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน” (Lithium-Ion Battery) ขนาดเดียวกันถึง 4 เท่า โดยยังสามารถรักษาความจุสูงสุดของเซลล์พลังงานในแบตเตอรี่ไว้ได้แม้ผ่านการชาร์จไปมากกว่า 1,000 ครั้ง ซึ่งถือเป็นสถิติใหม่สำหรับแบตเตอรี่ซึ่งมีส่วนประกอบของโซเดียม และถือเป็นความสำเร็จครั้งใหญ่ของวงการแบตเตอรี่

นอกจากข้อดีข้างต้นแล้ว “แบตเตอรี่โซเดียมไอออน” (Sodium-Ion Battery) นั้นมีข้อดีมากกว่าในแง่ประสิทธิภาพการทำงานในอุณหภูมิต่ำ โดยสามารถรักษาความจุพลังงานได้มากกว่าร้อยละ 90 ที่อุณหภูมิ -20 องศาเซลเซียส ขณะที่ในสภาพแวดล้อมเดียวกันนั้น แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน (Lithium-Ion Battery) และแบตเตอรี่ตะกั่วกรดอาจสูญเสียกำลังไฟฟ้าเหลือลงจนประมาณร้อยละ 50 อีกทั้ง “แบตเตอรี่โซเดียมไอออน” ยังมีประสิทธิภาพที่มากกว่าในด้านความเร็วในการชาร์จในอุณหภูมิต่ำ

นอกจากนี้ “แบตเตอรี่โซเดียมไอออน” (Sodium-Ion Battery) ยังได้รับการยอมรับว่ามีความปลอดภัยมากกว่า มีต้นทุนต่ำกว่า และมีปริมาณวัตถุดิบสำรองมากกว่า และสืบเนื่องจากข้อดีของ “แบตเตอรี่โซเดียมไอออน” ทำให้ชุด “แบตฯ โซเดียมไอออน” สำหรับรถสองล้อกลายเป็นอีกหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่มีความสามารถในการแข่งขันอีกด้วย โดยข้อมูลจากการประเมินของบริษัท ซีเอ็นเออี เอเนอร์จี (หยางโจว) (CNAE) ประเทศจีนระบุว่า “แบตเตอรี่โซเดียมไอออน” จะมีราคาเกือบครึ่งหนึ่งของ “แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน” (Lithium-Ion Battery) เมื่อเข้าสู่ขั้นการผลิตจำนวนมาก

คาด “แบตเตอรี่โซเดียมไอออน” แทน “แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน” ปี 68

BloombergNEF คาดการณ์ว่า “แบตเตอรี่โซเดียมไอออน” (Sodium-Ion Battery) จะสามารถทดแทน “แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน” (Lithium-Ion Battery) ได้ในทศวรรษนี้ หากสามารถพัฒนาความหนาแน่นของพลังงาน (Energy Density) ให้สูงขึ้น ทั้งนี้ นักวิจัยและพัฒนาตั้งเป้าหมายว่า “แบตเตอรี่โซเดียมไอออน” จะสามารถแข่งขันกับ “แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน” ได้ภายในปี 68

หากเปรียบเทียบกับ “แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน” (Lithium-Ion Battery) ที่ถูกจำกัดด้วยทรัพยากรวัสดุ (มีอยู่จำกัดเพียงไม่กี่ประเทศ) รวมถึงคุณสมบัติด้านความปลอดภัย ประสิทธิภาพการทำงาน ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม (ไม่สามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้) และต้นทุนแล้ว จึงไม่น่าแปลกใจที่ “แบตเตอรี่โซเดียมไอออน” (Sodium-Ion Battery) จะก้าวขึ้นมาเป็นทางเลือกใหม่ของการจัดเก็บพลังงานหมุนเวียนที่ได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางในช่วง 2 - 3 ปีมานี้

โดยที่ผ่านมา ประเทศจีนได้มีการมุ่งส่งเสริมการคิดค้นและพัฒนา Core Technology ในระบบกักเก็บพลังงานโซเดียมไอออน และการนำเทคโนโลยีดังกล่าวมาประยุกต์ใช้งานจริง โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมการกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ (ขนาดความจุและกำลังไฟฟ้าสูง) รวมถึงในอุตสาหกรรมรถยนต์พลังงานไฟฟ้า (Electric Vehicle - EV) และรถที่ใช้งานเฉพาะด้านอย่างเช่น รถยก

ซึ่งเมื่อเดือน พ.ค. 67 “นครหนานหนิง” เมืองเอกของเขตปกครองตนเองกว่างซีจ้วง ได้เปิดใช้งาน “โรงกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่โซเดียมไอออนฝูหลิน” (Fulin Sodium-ion Battery Energy Storage Station/伏林钠离子电池储能电站) ซึ่งเป็นโรงกักเก็บพลังงานด้วย “แบตเตอรี่โซเดียมไอออน” (Sodium-Ion Battery) ขนาดใหญ่แห่งแรกในประเทศจีน ซึ่งช่วยยกระดับการจัดการพลังงานให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด และส่งเสริมการนำพลังงานหมุนเวียนมาใช้ในวงกว้าง (กักเก็บพลังงานสะอาดเพื่อใช้ภาคครัวเรือน) นับเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการใช้พลังงานสะอาดและพลังงานทดแทนของจีน

“โรงกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่โซเดียมไอออนฝูหลิน” เป็นโครงการสาธิตเทคโนโลยีแบตเตอรี่โซเดียมไอออนขนาด 100 เมกะวัตต์ชั่วโมง (MWh) ที่ลงทุนโดยบริษัท China Southern Power Grid (CSG) สาขากว่างซี (南方电网广西电网公司) โดยโครงการเฟสแรกที่เพิ่งเริ่มใช้งานนี้ มีขนาด 10 เมกะวัตต์ชั่วโมง ใช้เทคโนโลยีการกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่โซเดียมขนาดใหญ่ที่จีนคิดค้นขึ้นเองทั้งหมดเป็นแห่งแรกในประเทศจีน

ในส่วนของโครงการเฟสสอง มีขนาด 40 เมกะวัตต์ชั่วโมง คาดว่าจะเริ่มใช้งานได้ในเดือน พ.ค. 68 หลังจากโครงการสร้างเสร็จสมบูรณ์จะสามารถส่งจ่ายกระแสไฟฟ้าได้ปีละ 73 ล้านกิโลวัตต์ชั่วโมง (kWh) ตอบสนองความต้องการของผู้ใช้ไฟฟ้า 35,000 คน และช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 50,000 ตัน

นายหลี่ หย่งฉี (Li Yongqi/李勇琦) ผู้เชี่ยวชาญระดับสูงของบริษัท CSG เปิดเผยว่า ระบบกักเก็บพลังงงานขนาดใหญ่ประกอบด้วย “แบตเตอรี่โซเดียมไอออน” (Sodium-Ion Battery) ราว 22,000 ก้อน ได้ประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการควบคุมอุณหภูมิระหว่างการแปลงกระแสไฟฟ้า (พลังงานไหลเข้าสู่แบตเตอรี่เพื่อชาร์จหรือแปลงจากที่จัดเก็บแบตเตอรี่เป็นไฟฟ้ากระแสสลับและป้อนเข้าในกริด) และเทคโนโลยีการป้องกันและควบคุมความปลอดภัย ซึ่งบริษัท CSG คิดค้นและพัฒนาร่วมกับทีมวิจัยหลายภาคส่วนในจีน และได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิชาการระดับนานาชาติ 9 ฉบับ

ทีมวิจัยประสบความสำเร็จในการพัฒนา “แบตเตอรี่โซเดียมไอออน” (Sodium-Ion Battery) ที่มีความจุ 210 Ah ที่มีอายุการใช้งานยาวนาน (เทคโนโลยีดั้งเดิม แบตเตอรี่โซเดียมไอออนมีความจุพลังงานและอายุการใช้งานสั้น) สามารถทำงานในสภาพอุณหภูมิที่มีความแตกต่างสูง และมีระดับความปลอดภัยสูง เป็นชิ้นแรกของจีนและของโลก เป็นชุดกักเก็บพลังงานขนาด 10 เมกะวัตต์/ชั่วโมง ชุดแรกของประเทศจีน และเป็นโรงกักเก็บพลังงานไฟฟ้าด้วย “แบตเตอรี่โซเดียมไอออน” (Sodium-Ion Battery) ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดเป็นแห่งแรกของประเทศจีน และเป็นโซลูชันแบบครบวงจรด้านระบบกักเก็บพลังงานด้วย “แบตเตอรี่โซเดียมไอออน” ตั้งแต่ด้านวัสดุ หน่วยกักเก็บ ระบบกักเก็บพลังงาน ไปจนถึงการก่อสร้างโรงกักเก็บพลังงาน

เมื่อเปรียบเทียบกับ “แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน” (Lithium-Ion Battery) พบว่า ระบบกักเก็บพลังงานด้วย “แบตเตอรี่โซเดียมไอออน” (Sodium-Ion Battery) มีประสิทธิภาพในการแปลงเป็นกระแสไฟฟ้าที่สูงกว่า และมีความปลอดภัยมากกว่าแบตเตอรี่ลิเทียม

กล่าวคือ หากเปรียบเทียบระบบกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ขนาดเดียวกัน โซเดียมไอออนมีประสิทธิภาพในการแปลงเป็นกระแสไฟฟ้าโดยรวมมากกว่าร้อยละ 92 (พลังงานที่กักเก็บ 100 kWh แปลงและป้อนเข้าสู่กริดได้ 92 kWh) ซึ่งสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเทียมร้อยละ 2 นอกจากนี้ “แบตเตอรี่โซเดียมไอออน” Sodium-Ion Battery) แต่ละก้อนมีอุณหภูมิต่างกันไม่เกิน 3 องศาเซลเซียส ซึ่งถือว่ามีระดับความปลอดภัยสูง

ภายใต้เมกะเทรนด์ด้านรถยนต์พลังงานทางเลือก (รถ EV) ในประเทศไทยกับเป้าหมายภาครัฐได้กำลังมุ่งส่งเสริมรถยนต์ไฟฟ้า เพื่อสร้างไทยเป็นศูนย์กลางการผลิตรถยนต์และรถจักรยานยนต์ไฟฟ้าของภูมิภาคอาเซียน รวมถึงเป้าหมายการเข้าสู่ความเป็นกลางทางคาร์บอนของไทยด้วยการลดสัดส่วนการผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ถือว่า “แบตเตอรี่โซเดียมไอออน” (Sodium-Ion Battery) เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับไทย

ซึ่ง “แบตเตอรี่โซเดียมไอออน” (Sodium-Ion Battery) นี้ ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยขอนแก่น (มข.) ประสบความสำเร็จเป็นที่แรกในเมืองไทย และที่แรกในอาเซียน ในการผลิต “แบตเตอรี่โซเดียมไอออน” จากแร่เกลือหินในประเทศไทย ที่มีปริมาณสำรองถึง 18 ล้านล้านตัน เพื่อรองรับการพัฒนาด้านอุตสาหกรรมพลังงานทดแทน และอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ในอนาคตเป็นที่เรียบร้อยแล้ว โดยผู้ที่สนใจสามารถติดต่อสอบถามองค์ความรู้ได้ที่ มข.

ทั้งนี้ การจะนำแร่โซเดียมไปใช้ในกระบวนการผลิตแบตเตอรี่จะต้องผ่านการถลุงแร่เสียก่อน ซึ่งพื้นที่ภาคตะวันออกเฉียงเหนือมีโรงถลุงแร่ที่พร้อมดำเนินการอยู่แล้ว ทำให้ไม่ต้องลงทุนในส่วนนี้เพิ่ม นอกจากนี้หากผลิตในสเกลขนาดใหญ่เท่ากัน ต้นทุนจะถูกกว่าแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนประมาณ 40-50% เลยทีเดียว ทำให้ราคาแบตเตอรี่รถ EV หรือรถยนต์ไฟฟ้า มีแนวโน้มถูกลงถึง 40-60%  แต่อย่างไรก็ตามประเทศไทยในปัจจุบันยังไม่มีการลงทุนโรงงานผลิต “แบตเตอรี่โซเดียมไอออน” (Sodium-Ion Battery)

รถยนต์ไฟฟ้ากำลังเป็นทางเลือกที่น่าสนใจในอนาคตอันใกล้ เนื่องจากเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและมีประสิทธิภาพสูง แม้ว่าจะมีข้อจำกัดบางประการ เช่น ราคาแพง ระยะทางวิ่งจำกัด เวลาชาร์จนาน และสถานีชาร์จยังไม่ทั่วถึง

หัวใจสำคัญของรถยนต์ไฟฟ้าคือแบตเตอรี่ ปัจจุบันใช้แบตเตอรี่ลิเทียมไอออนเป็นหลัก ซึ่งมีข้อดีหลายประการ แต่ก็มีข้อจำกัดเรื่องวัตถุดิบ ความปลอดภัย และต้นทุน จึงมีการพัฒนาแบตเตอรี่ทางเลือกอย่าง "แบตเตอรี่โซเดียมไอออน" ที่ใช้วัตถุดิบที่หาได้ง่ายและถูกกว่า

แบตเตอรี่โซเดียมไอออนมีข้อดีเรื่องวัตถุดิบมาก ราคาถูก ปลอดภัยกว่า มีความจุพลังงานสูง และทำงานได้ดีในอุณหภูมิต่ำ จึงเริ่มได้รับความสนใจในการใช้งานจริง เช่นในจีนมีโครงการโรงไฟฟ้าแบตเตอรี่โซเดียมไอออนขนาดใหญ่เปิดใช้งานแล้ว

ในไทย นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยขอนแก่นก็พัฒนาแบตเตอรี่โซเดียมไอออนจากแร่เกลือในประเทศสำเร็จแล้ว และมีความพร้อมในการถลุงแร่ ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนแบตเตอรี่และรถยนต์ไฟฟ้าลงได้มาก สอดรับกับนโยบายภาครัฐที่จะผลักดันให้ไทยเป็นฐานการผลิตรถไฟฟ้าในภูมิภาค

ดังนั้น เทคโนโลยีแบตเตอรี่โดยเฉพาะแบตเตอรี่โซเดียมไอออน จะเป็นปัจจัยสำคัญที่จะขับเคลื่อนให้รถยนต์ไฟฟ้ากลายเป็นกระแสหลักในอุตสาหกรรมยานยนต์ได้เร็วขึ้น และนำไปสู่การปฏิวัติวงการขนส่งและพลังงานในอนาคต ทุกภาคส่วนจึงต้องให้ความสำคัญกับการพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่ทางเลือกใหม่ เพื่อให้รถยนต์ไฟฟ้าเติบโตอย่างก้าวกระโดด และพาโลกเข้าสู่ยุคแห่งพลังงานสะอาดและการขนส่งที่ยั่งยืนโดยเร็ว

แหล่งข้อมูลอ้างอิง : มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, สถาบันยานยนต์, ศูนย์วิทยาศาสตร์เพื่อการศึกษา, มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์, นิสสัน มอเตอร์, สุมิตรา จรสโรจน์กุลและพิมพา ลิ้มทองกุล ศูนย์เทคโนโลยีพลังงานแห่งชาติ สวทช., Xinhua, imsilkroad, ศูนย์ข้อมูลเพื่อธุรกิจไทยในจีน ณ นครหนานหนิง, มหาวิทยาลัยขอนแก่น, Skyy Rider Electric