“มารู้จักกับ 3 เปลี่ยน” เมื่อใช้แก๊สโซฮอล์เป็นเชื้อเพลิงรถยนต์

หลายคนคงเคยตั้งข้อสงสัยว่าการนำแอลกอฮอล์มาใช้เป็นเชื้อเพลิงทดแทนน้ำมันเบนซินในปัจจุบันจะเกิดอะไรขึ้นกับรถยนของตนเองหรือไม่? รถยนต์ของเราใช้น้ำมันแก๊สโซฮอล์ได้หรือเปล่า? มีอะไรที่จะต้องเปลี่ยนแปลงหรือปรับปรุงเกี่ยวกับรถยนต์ของตนเองหรือไม่? ผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมเป็นอย่างไร? บทความนี้อาจช่วยคลี่คลายคำถามในใจของท่านได้

“เปลี่ยนที่หนึ่ง” คุณสมบัติของน้ำมันแก๊สโซลฮอล์

น้ำมันแก๊สโซฮอล์เกิดจากการผสมระหว่างเอทิลแอลกอฮอล์ ซึ่งเป็นแอลกอฮอล์บริสุทธิ์ร้อยละ 99.5 โดยปริมาตร ผสมกับน้ำมันเบนซินไร้สารตะกั่วออกเทน 91 (ชนิดที่มีคุณสมบัติบางตัวต่างจากเบนซิน 91 ที่จำหน่ายอยู่ในปัจจุบัน) ในอัตราส่วนเบนซิน 9 ส่วน เอทานอล 1 ส่วน (เรียกว่า E-10) จึงได้เป็นน้ำมันแก๊สโซฮอล์ออกเทน 95 ที่มีคุณสมบัติเป็นไปตามข้อกำหนดของกรมธุรกิจพลังงาน กระทรวงพลังงาน

เอทานอลเป็นแอลกอฮอล์ที่ได้จากการแปรรูปจากพืชจำพวกแป้งและน้ำตาล เช่น อ้อย ข้าว ข้าวโพด มันสำปะหลัง เป็นต้น การผสมแอลกอฮอล์ลงในน้ำมันเบนซินข้างต้นเป็นในลักษณะของสารเติมแต่งปรับปรุงค่าออกซิเจเนทและออกเทนของน้ำมันเบนซิน ซึ่งสามารถใช้ทดแทนสารเติมแต่งชนิดอื่นที่นิยมใช้ในปัจจุบัน คือ เมทิลเทอร์เทียรีบิวทิลอีเทอร์ (MTBE)

ถึงแม้ว่ากรมธุรกิจพลังงานได้พัฒนาและกำหนดมาตรฐานของน้ำมันแก๊สโซฮอล์ขึ้นโดยให้มีคุณสมบัติใกล้เคียงกับน้ำมันเบนซินออกเทน 91 และน้ำมันเบนซินออกเทน 95 ให้มากที่สุด แอลกอฮอล์มีคุณสมบัติบางอย่างที่แตกต่างไปจากน้ำมันเบนซิน ที่สำคัญได้แก่ แอลกอฮอล์ให้ค่าพลังงานต่อลิตรต่ำกว่าน้ำมันเบนซิน แอลกอฮอร์ให้ค่าพลังงานความร้อนเพียง 20.5 เมกกะจูลต่อลิตร ขณะที่น้ำมันเบนซินให้ค่าความร้อนที่ 32.1 เมกกะจูลต่อลิตร

น้ำมันเบนซิน 95 ที่จำหน่ายในประเทศไทย ประกอบด้วยน้ำมันร้อยละ 95 อีกร้อยละ 5 เป็นสาร MTBE เพื่อต้านการน๊อคของเครื่องยนต์แทนตะกั่ว ขณะที่น้ำมันแก๊สโซฮอล์ที่จำหน่ายประกอบด้วยน้ำมันร้อยละ 90 ส่วนอีกร้อยละ 10 เป็นสารเอทานอล

ค่าพลังงานของสาร MTBE กับเอทานอลนั้นมีค่าใกล้เคียงกันมาก ค่าพลังงานของน้ำมันแก๊สโซฮอล์ E10 ที่จำหน่ายทั่วไปจึงมีค่าพลังงานแตกต่างไปจากน้ำมันเบนซิน 95 อยู่เพียงร้อยละ 5 เท่านั้น น้ำมันแก๊สโซฮอล์ E-20 และ E-85 มีค่าพลังงานที่ลดลงกว่า E10

“เปลี่ยนที่สอง” การทำงานของเครื่องยนต์

โดยทฤษฎีและคุณสมบัติของน้ำมันแก๊สโซฮอล์แล้ว น้ำมันแก๊สโซฮอล์สามารถใช้ได้กับรถยนต์เครื่องยนต์เบนซินทุกรุ่นที่มีระบบเชื้อเพลิงแบบหัวฉีด (รถยนต์ที่ผลิตตั้งแต่ปี 2538 เป็นต้นไป) เนื่องจากน้ำมันแก๊สโซฮอล์มีคุณสมบัติที่เหมือนกับน้ำมันเบนซินออกเทน 91 และ 95 และมีคุณสมบัติอยู่ในเกณฑ์ของมาตรฐานคุณภาพน้ำมันเชื้อเพลิงที่กำหนด ได้แก่ มีค่าออกเทน ไม่ต่ำกว่า 95.0 และ มีค่าความดันไอไม่สูงกว่า 65 กิโลปาสคาล ค่าความดันไอยิ่งมากทำให้เครื่องยนต์สตาร์ทติดยาก

ปัจจุปันได้มีการพัฒนาคุณภาพของน้ำมันแก๊สโซฮอล์ขึ้นตามความจำเป็นและมาตรการต่างๆ ที่จะส่งเสริมให้ประชาชนมีการใช้น้ำมันแก๊สโซฮอล์กันอย่างแพร่หลาย กรมธุรกิจพลังงานจึงได้มีการเพิ่มสัดส่วนโดยปริมาตรของเอทานอลในการผสมกับน้ำมันเบนซินตั้งแต่ร้อยละ 10 เรียกว่า E-10 ร้อยละ 20 เรียกว่า E-20 และร้อยละ 85 เรียกว่า E-85 ทำให้การเลือกใช้น้ำมันแก๊สโซฮอล์กับรถยนต์จะต้องมีความเหมาะสมและเป็นไปตามการออกแบบรถยนต์โดยเฉพาะ

รถยนต์ที่จะใช้น้ำมัน E 20 ได้ จะต้องเป็นรถยนต์ที่ออกแบบมาเฉพาะ โดยมีการพัฒนาอุปกรณ์บางอย่างในระบบน้ำมันเชื้อเพลิงให้เหมาะสม ทั้งนี้เนื่องจากปริมาณเอทานอลที่สูงขึ้นเป็นร้อยละ 20 ในน้ำมัน แก๊สโซฮอล์ E 20 นั้น จะส่งผลถึงความสามารถในการกัดกร่อนยาง และโลหะ หรือทองแดง ในระบบเก็บส่งน้ำมันในเครื่องยนต์ เป็นต้น

ชิ้นส่วนที่สัมผัสกับน้ำมันแก๊สโซฮอล์โดยตรง เช่น ถังน้ำมัน ท่อส่งน้ำมัน หัวฉีด คาบูเรเตอร์ ที่ทำจากโลหะ ทองเหลือง ทองแดง ยาง พลาสติก จำเป็นต้องปรับเปลี่ยนให้เหมาะสม รวมถึงระบบสมองกลไฟฟ้า (Electronic Control Unit; ECU) ที่ต้องปรับ-เพิ่มการสั่งระบบจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงให้สามารถปรับส่วนผสมของระหว่างน้ำมันเชื้อเพลิงและอากาศ ทำให้รถยนต์ที่ติดตั้งอุปกรณ์ดังกล่าว มีความสามารถในการใช้น้ำมันเบนซินปกติ น้ำมัน E10, E20 และ E85 หรือผสมกันได้โดยอัตโนมัติ

แก๊ซโซฮอล์อาจมีผลกระทบต่อเครื่องยนต์เบนซินที่มีระบบแบบคาบิวเรเตอร์ เนื่องจาก แรงดันไอของแอลกอฮอล์ที่ผสมในน้ำมันเบนซินจะมีแรงดันสูงกว่าน้ำมันเบนซินที่อุณหภูมิปกติจึงอาจจะทำให้เอทานอลเกิดการแยกตัวเป็นไอในท่อส่งเชื้อเพลิงขึ้นได้ในบางครั้ง เรียกว่า “vapor lock” ซึ่งหากถังน้ำมันรถยนต์กับระบบคาร์บิวเรเตอร์อยู่ห่างกันมากเกินไปและท่อเชื้อเพลิงมีขนาดเล็กมากเกินไปอาจทำให้มีการสูญเสียแรงดันในท่อมากเกินไปเนื่องจากความฝืดที่น้อย ส่งผลก็คือเชื้อเพลิงที่เป็นของเหลวจากถังเชื้อเพลิงอาจเกิดแยกตัวเป็นไอขึ้นในท่อได้ซึ่งอาจทำให้การวิ่งของรถยนต์มีอาการสะดุดได้ในบางจังหวะ แต่ผลกระทบจาก “vapor lock” มีไม่มาก อาจทำให้การขับขี่รถยนต์มีอาการสะดุดบ้างเท่านั้น และก็มีปัญหาบ้างกับรถยนต์บางรุ่นเท่านั้น

จากรายงานประสบการณ์ในประเทศบราซิลและรายงานวิจัยต่างๆ มีผลสอดคล้องกันว่าแอลกอฮอล์ในน้ำมันมากกว่าร้อยละ 5 จะส่งผลกระทบต่อเครื่องยนต์ กล่าวคือ รถยนต์ที่สามารถเติมน้ำมันแก๊สโซฮอล์ที่มีเอทานอลเป็นส่วนผสมมากกว่าร้อยละ 10 ขึ้นไปจะต้องเป็นรถยนต์ที่มีเครื่องยนต์ที่ได้รับการปรับแต่งและออกแบบมาจากบริษัทผู้ผลิตรถยนต์โดยเฉพาะ เพื่อรองรับการกัดกร่อนของแอลกอฮอล์ได้ รวมถึงการตั้งค่าการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงในห้องเผาไหม้ และพลังไฟฟ้าในการจุดระเบิดเครื่องยนต์ให้เหมาะสม

“เปลี่ยนที่สาม” มลพิษจากการใช้น้ำมันแก๊สโซฮอล์

จากการศึกษาวิจัยที่เกี่ยวกับผลกระทบที่เกิดขึ้นจากการนำน้ำมันแก๊สโซฮอล์มาใช้กับรถยนต์ในด้านปริมาณและชนิดของสารมลพิษพบว่าการเผาไหม้ของน้ำมันแก๊สโซฮอล์จะทำให้เกิดสารมลพิษชนิดก๊าซคาร์บอนมอนนอกไซด์และก๊าซไฮโดรคาร์บอนน้อยกว่าการเผาไหม้ของน้ำมันเบนซินทั่วไป ยกเว้นปริมาณก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ที่เพิ่มขึ้น

งานศึกษาวิจัยของหน่วยงานที่เกี่ยวข้องในปัจจุบันนี้ได้ให้ความสำคัญและสนใจกับ “สารกลุ่มคาร์บอนิล” เป็นคือสารประกอบไฮโดรคาร์บอนในกลุ่มสารก่อมะเร็ง การศึกษาวิจัยทั้งในประเทศไทยและต่างประเทศพบว่ารถยนต์ที่ใช้น้ำมันแก๊สโซฮอล์จะมีปริมาณการปล่อยสารกลุ่มคาร์บอนิล อันได้แก่ สารฟอร์มัลดิไฮด์ และสารอะเซตัลดีไฮด์ออกมามากกว่ารถยนต์เบนซิน ซึ่งกรมควบคุมมลพิษและหน่วยงานต่างๆ ที่เกี่ยวข้องได้ดำเนินงานทางด้านมาตรการและงานศึกษาวิจัยเพื่อป้องกันผลกระทบที่จะเกิดขึ้นต่อสุขภาพของประชาชนและสิ่งแวดล้อมในระยะยาว

กรมส่งเสริมอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรีร่วมกับหลายหน่วยงานได้ดำเนินโครงการศึกษาวิจัยนำร่องในการส่งเสริมการใช้เอทานอลในรถโดยสารขนาดใหญ่ เพื่อทดแทนการใช้น้ำมันดีเซลในประเทศไทย ซึ่งห้องปฏิบัติการตรวจวัดมลพิษจากยานพาหนะ กรมควบคุมมลพิษ รับผิดชอบการทดสอบประเมินผลกระทบด้านสารมลพิษที่ระบายออกมาจากไอเสียและการตรวจประเมินด้านสมรรถนะของเครื่องยนต์ โดยข้อมูลด้านเทคนิคที่ได้จากการทดสอบจะนำไปใช้ในการพิจารณาส่งเสริมการใช้เอทานอลเป็นเชื้อเพลิงตลอดจนใช้เป็นข้อมูลในการกำหนดมาตรการและมาตรฐานไอเสียรถยนต์ให้มีความเหมาะสมในอนาคต

บทความโดย : คุณอิทธิพล พ่ออามาตย์ นักวิชาการสิ่งแวดล้อมชำนาญการ ส่วนมลพิษทางอากาศจากยานพาหนะ
aqnis.pcd.go.th/node/3275

ขอบคุณค่ะ