ใช้แก๊สโซฮอล์แล้วรถมีปัญหาจริงหรือ?

โดย ผศ.ดร. จำนง สรพิพัฒน์
บัณฑิตย์วิทยาลัยร่วมด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม มจธ.

ก่อนที่จะตอบคำถามนี้ คงจะต้องทำความเข้าใจก่อนว่า เจ้าเอธานอลนี้มันคืออะไร? แท้ที่จริงแล้วเจ้าเอธานอลนี้ก็คือเอทิลแอลกอฮอล์ ซึ่งก็คือเหล้าที่ชาวบ้านดื่มกินกันนี่เอง แต่เป็นเหล้าที่ถูกกลั่นจนบริสุทธิ์ จนเกือบจะปราศน้ำและสารเจือปนอื่นๆแล้วนั่นเอง จากนั้นจึงนำเอาเอธานอลบริสุทธ์ที่ว่านี้ นำไปผสมกับน้ำมันเบนซิน ซึ่งการผสมกัน มีตั้งแต่ไม่กี่เปอร์เซ็นต์ ไปจนกระทั่งเกินกว่า 80 เปอร์เซ็นต์ขึ้นไป ปกติเอธานอลบริสุทธิที่นิยมนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์เพื่อทดแทนน้ำมันเบนซินมีอยู่สองเกรด

แบบแรก เรียกว่า “hydrous alcohol” ชึ่งมีความบริสุทธ์ประมาณ 95% (โดยน้ำหนัก) ที่เหลือเป็นน้ำ แบบที่สองเรียกว่า “anhydrous alcohol” ซึ่งมีความบริสุทธิ์ถึง 99.5% (โดยน้ำหนัก) ที่เหลือเป็นน้ำเช่นกัน แบบแรกนั้น ไม่สามารถใช้กับเครื่องยนต์แบบธรรมดาทั่วๆไปได้ จะต้องใช้กับเครื่องยนต์ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ เพราะปริมาณน้ำยังมีอยู่สูงเกินไปซึ่งอาจมีผลทำให้เครื่องยนต์ชำรุดได้


ส่วนแบบที่สองนั้น นิยมนำมาผสมกับน้ำมันเบนซินในสัดส่วนต่างๆกัน เช่นอาจเป็น 5%, 10% หรือ 20% ก็ได้ และสามารถนำมาใช้กับเครื่องยนต์ธรรมดาแบบทั่วๆไป การที่ต้องใช้เอธานอลแบบที่สอง เพื่อนำใช้ผสมกับน้ำมันเบนซิน เป็นเพราะว่าเอธานอลบริสุทธิ์มากจะสามารถละลายเป็นเนื้อเดียวกันกับน้ำมันเบนซินได้ดี แต่หากมีน้ำเจือปนอยู่แม้เพียงเล็กน้อยเกินกว่า 1% ขึ้นไปก็อาจมีผลทำให้น้ำแยกตัวออกจากน้ำมัน

ซึ่งมีผลเสียต่อเครื่องยนต์ในระยะยาวได้ น้ำมันแก๊สโซฮอล์ที่ใช้กันอยู่ในประเทศไทยเป็นเนื้อน้ำมันเบนซิน90%ที่ผสมกับเอธานอล 10% โดยปริมาตร ดังนั้นเอธานอลที่นำมาผสมตามโรงกลั่นในประเทศไทยจึงเป็นแบบที่สอง

เนื่องจากเอธานอลคือแอลกอฮอล์ดีๆนี่เอง ดังนั้นจึงไม่ต้องสงสัยเลยว่า ถ้าผสมเอธานอลในอัตราส่วนที่ยิ่งมากขึ้นเท่าไหร่ คุณสมบัติของแก็สโซฮอล์ที่ได้ก็จะมีแนวโน้มค่อนมาทางแอลกอฮอล์มากยิ่งขึ้นเท่านั้น ดังนั้น เพื่อที่จะตอบคำถามดังกล่าวข้างต้น จึงต้องทำความเข้าใจเสียก่อนว่า แล้วแอลกอฮอล์บริสุทธิ์ที่ว่านี้ มีคุณลักษณะที่เหมือนหรือต่างกับน้ำมันเบนซินอย่างไร ?

คุณสมบัติที่ใกล้เคียงกับน้ำมันของแอลกอฮอล์
ประการแรกคือ แอลกอฮอล์บริสุทธิ์เป็นสารไวไฟเหมือนกับน้ำมัน (ถ้าไม่ไวไฟแล้วจะเอามาทำเป็นเชื้อเพลิงทดแทนน้ำมันได้อย่างไรจริงไหม?) แต่แอลกอฮอล์มีคุณสมบัติเหนือกว่าเบนซินตรงที่ว่ามันมีค่าออกเทนนัมเบอร์(octane number)สูงกว่า น้ำมันเบนซิน กล่าวคือ เอธานอลจะมีค่าออกเทนนัมเบอร์(RON/MON)อยู่ระหว่าง 112-120/95-106 แต่ค่าออกเทนมันเบอร์ของน้ำมันเบนซินอยู่ที่ 91-98/83-90 ค่าออกเทนนัมเบอร์เป็นค่าที่แสดงความสามารถของเชื้อเพลิงที่จะทนต่อแรงอัดและอุณหภูมิภายในกระบอกสูงในจังหวะอัดขึ้นของลูกสูบ

โดยที่ไม่เกิดการจุดระเบิดของเชื้อเพลิงก่อนเวลาอันควร หรือที่เรียกว่าเกิดอาการ “น๊อก” ของเครื่องยนต์ นี่คือเหตุผลว่า ทำไมจึงมีความนิยมในการนำเอาแก๊สโซฮอล์มาใช้แทนน้ำมันเบนซินที่มีค่าอ๊อกเทนนัมเบอร์สูงๆก่อน เช่น ในน้ำมันเบนซิน 95 เป็นต้น

แต่แอลกอฮอล์มีคุณสมบัติบางอย่างที่แตกต่างไปจากน้ำมันเบนซิน ที่สำคัญได้แก่ ประการแรก แอลกอฮอล์ให้ค่าพลังงานต่อลิตรต่ำกว่าน้ำมันเบนซิน แอลกอฮอร์ให้ค่าพลังงานความร้อนเพียง 20.5 MJต่อลิตร ขณะที่น้ำมันเบนซินให้ค่าความร้อนที่ 32.1 MJ ต่อลิตร น้ำมันเบนซิน 95 ที่จำหน่ายในประเทศไทย ประกอบด้วยน้ำมัน 95% อีก 5%เป็นสารMTBE เพื่อต้านการน๊อกของเครื่องยนต์แทนตะกั่ว ขณะที่แก๊สโซฮอล์ที่จำหน่ายประกอบด้วยน้ำมัน 90% ส่วนอีก 10% เป็นสารเอธานอลหรือแอลกอฮอล์บริสุทธิ์

ค่าพลังงานของสารMTBEกับเอธานอลนั้นมีค่าใกล้เคียงกันมาก ค่าพลังงานของแก๊สโซฮอล์ที่จำหน่าย จึงมีค่าพลังงานแตกต่างไปจากน้ำมันเบนซิน95 อยู่เพียง 5%ที่ว่านี้

ดังนั้น เมื่อท่านเติมแก๊สโซฮอล์ไป ท่านจึงรู้สึกว่าการใช้แก๊สโซฮอล์นั้นสิ้นเปลืองกว่าน้ำมันเบนซินอยู่เล็กน้อย แต่ท่านไม่ต้องห่วงใยในข้อนี้ เพราะราคาที่รัฐกำหนดให้จำหน่ายได้ชดเชยค่าพลังงานต่อลิตรที่ต่ำกว่าของแก๊สโซฮอล์ไว้แล้ว เพื่อไม่ให้ผู้ใช้เสียเปรียบ

ประการที่สอง แอลกอฮอล์มีค่าความร้อนแฝงสูงกว่าของน้ำมันเบนซินมาก ซึ่งมีผลทำให้แอลกอฮอล์เปลี่ยนสถานะเป็นไอได้ยากกว่าน้ำมันเบนซิน เมื่ออากาศมีอุณหภูมิต่ำมากๆ(ต่ำกว่า ลบ 6.7 องศาเซลเซียส) เพราะแอลกอฮอล์ต้องดูดเอาความร้อนจากบริเวณที่อยู่ข้างเคียงจำนวนมาก เพื่อใช้เป็นความร้อนแฝงในการระเหย แต่ข้อด้อยประการนี้ไม่เป็นปัญหาสำหรับกรณีของประเทศไทย เพราะประเทศไทยอยู่ในเขตร้อนมีอุณหภูมิสูงทั้งปี ยกเว้นตอนที่ท่านจะไปสตาร์ทรถบนยอดภูในตอนใกล้รุ่งแถบภาคเหนือในตอนหน้าหนาว

ประการที่สาม แรงดันไอของแอลกอฮอล์ที่ผสมในน้ำมันเบนซินจะมีแรงดันสูงกว่าน้ำมันเบนซินล้วนทีอุณหภูมิปกติ จึงอาจเป็นไปได้ว่าเอธานอลอาจแยกตัวเป็นไอในท่อส่งเชื้อเพลิงขึ้นได้ เรียกว่า “vapor lock” เกิดขึ้นในบางครั้ง ถ้าถังน้ำมันรถกับคาร์บิวเรเตอร์อยู่ห่างกันมากเกินไปและท่อเชื้อเพลิงมีขนาดเล็กมากเกินไป อาจทำให้มีการสูญเสียแรงดันในท่อมากเกินไปเนื่องจากความฝืด ผลก็คือเชื้อเพลิงที่เป็นของเหลวจากถังเชื้อเพลิงอาจเกิดแยกตัวเป็นไอขึ้นในท่อได้ ซึ่งอาจทำให้การวิ่งของรถมีอาการสะดุดได้ในบางจังหวะ แต่ผลกระทบก็ไม่มีอะไรนักหนา นอกจากอาจทำให้การขับขี่รถอาจมีอาการสะดุดบ้างเท่านั้น และก็มีปัญหาบ้างกับรถบางรุ่นเท่านั้น

แต่ประเด็นที่อาจเป็นปัญหาผลกระทบค่อนข้างสำคัญต่อเครื่องยนต์ของแอลกอฮอล์ในระยะยาวก็คือ มันมีคุณสมบัติกัดกร่อนวัสดุบางประเภทได้แก่โลหะจำพวกทองเหลือง ทองแดง รวมถึงวัสดุยางรวมและพลาสติกบางชนิด อย่างไรก็ตาม จากรายงานประสบการณ์ในประเทศบราซิล และรายงานวิจัยต่างๆ มีรายงานออกมาสอดคล้องกันว่า ผลกระทบนี้จะมีผลต่อเมื่ออัตราส่วนผสมของแอลกอฮอล์ในน้ำมันอยู่ในระดับเกินกว่า 5% ขึ้นไป

เนื่องจากแก๊สโซฮอล์ที่ใช้ในประเทศไทยมี อัตราของแอลกอฮอล์ผสมอยู่ 10% อัตราส่วนผสมในระดับนี้ ก็ยังถือว่าอยู่ในเกณฑ์ต่ำ (ในบราซิลกำหนดการผสมของเอธานอลขั้นต่ำอยู่ที่ 20% ขึ้นไป) จากประสบการณ์ของประเทศบราซิล พบว่าในกรณีที่ผสมเอธานอลเพียง 10% ผลกระทบจากการกัดกร่อนของเอธานอล จะมีเฉพาะในรถยนต์แบบเก่าที่ใช้คาร์บิวเรเตอร์ทำหน้าที่ผสมอากาศกับเชื้อเพลิงเท่านั้น ส่วนระบบรถยนต์รุ่นใหม่ที่เป็นระบบหัวฉีด ไม่มีปัญหาดังกล่าว เพราะรถยนต์แบบหัวฉีดจะถูกแบบมาให้ใช้กับเอธานอลที่มีความเข้มข้นในระดับนี้ได้ ดังนั้นรถยนต์ที่ผลิตออกมาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2538 ซึ่งเป็นแบบหัวฉีด จึงไม่มีปัญหาเมื่อใช้แก๊สโซฮอล์เป็นเชื้อเพลิงแต่อย่างใด ตราบเท่าที่ อัตราส่วนผสมของเอธานอลในน้ำมันเบนซินยังไม่เกิน 10% แต่หากมีการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนดังกล่าวเพิ่มขึ้น ผู้ใช้จำเป็นต้องหาข้อมูลจากผุ้ผลิตรถยนต์ว่า มีรถยนต์รุ่นใดบ้างที่เครื่องยนต์สามารถใช้กับเอธานอลที่มีความเข้นข้นสูงเป็นพิเศษได้

สรุป ตราบเท่าที่ส่วนผสมของเอธานอลในน้ำมันเบนซินไม่เกิน 10% การใช้แก๊สโซฮอล์แทนน้ำมันเบนซิน 95 สำหรับรถยนต์ที่เป็นระบบแบบหัวฉีด ซึ่งมีการผลิตออกมาตั้งแต่ปี 2538 เป็นต้นไป ไม่น่าจะมีปัญหาแต่อย่างใด แต่รถยนต์รุ่นเก่าที่เป็นระบบคาร์บิวเรเตอร์ ควรได้รับการยืนยันจากบริษัทผู้ผลิตเสียก่อนว่า ชิ้นส่วนต่างๆของคาร์บิวเรเตอร์และระบบท่อส่งเชื้อเพลิง สามารถทนต่อการกัดกร่อนของแอลกอฮอร์ได้หรือไม่
ที่มา : http://www.vcharkarn.com