ทำไมไม่มีเครื่องบินไฟฟ้า อนาคตจะเป็นไปได้ไหม ?

ในสถานการณ์ที่น้ำมันแพงแบบนี้ อะไรหลาย ๆ อย่างที่ใช้น้ำมันเป็นต้นทุนก็แพงขึ้นตาม ๆ กัน หนึ่งสิ่งที่แพงขึ้นแบบทันตาเห็นคือตั๋วเครื่องบิน แล้วทำไมเราไม่มีเครื่องบินไฟฟ้า ในเมื่อรถยนต์ไฟฟ้าก็มีแล้ว เครื่องบินจะได้ไม่ต้องใช้น้ำมัน แล้วเป็นไปได้หรือไม่ที่เราจะมีเครื่องบินไฟฟ้าที่ใช้ในการเดินทางในอนาคต 

โอกาสเป็นไปได้ มีแน่ แต่ปัญหาอยู่ที่ ความหนาแน่นของพลังงานและประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

ถึงแม้ว่าทุกสิ่งทุกอย่างที่ใช้พลังงานจำเป็นต้องมีแหล่งพลังงาน แต่ไม่ใช่ว่าทุกอย่างจะมีปริมาณพลังงานเท่ากัน ตัวอย่างเช่น ยูเรเนียมมีพลังงานมากกว่าถ่านหินถึงประมาณ 14,000 เท่าในปริมาณมวลที่เท่ากัน ส่วนหนึ่งเป็นเพราะศักยภาพด้านพลังงานที่สูงมากของยูเรเนียมและธาตุหนักอื่น ๆ ส่วนที่เหลือเกี่ยวข้องกับความหนาแน่นของพลังงานที่ต่ำของถ่านหิน เชื้อเพลิงเหลวอย่างเช่นน้ำมันเบนซิน แม้ว่าจะเทียบไม่ได้กับยูเรเนียม แต่ก็มีความหนาแน่นของพลังงานค่อนข้างสูง อันที่จริง ไฟฟ้า 1 กิโลวัตต์ชั่วโมง (kWh) มีความหนาแน่นของพลังงานเทียบเท่ากับน้ำมันเบนซิน 0.03 แกลลอน (0.1 ลิตร)

ยกตัวอย่างง่าย ๆ เช่น รถยนต์เทสลาโมเดล 3 มีแบตเตอรี่ขนาด 75.0 กิโลวัตต์ จะมีพลังงานเทียบเท่ากับน้ำมันเบนซิน 2.3 แกลลอน (8.7 ลิตร)ในทางกลับกัน รถยนต์ที่มีถังน้ำมันขนาด 13 แกลลอน (49 ลิตร) จะมีพลังงานเท่ากับแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า (EV) ขนาด 433 กิโลวัตต์

เห็นได้ชัดว่ารถเทสลาสามารถวิ่งได้ไกลกว่ารถยนต์ทั่วไปด้วยพลังงานที่น้อยกว่า แต่ทำไมถึงเป็นเช่นนั้น? 

นี่เป็นเรื่องของประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ในขณะที่น้ำมันเบนซินมีพลังงานมาก แต่เครื่องยนต์สันดาปภายในนั้นมีประสิทธิภาพการใช้พลังงานต่ำโดยธรรมชาติ รถยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายในแปลงพลังงานจากน้ำมันเบนซินเป็นแรงขับเคลื่อนได้เพียงประมาณ 20% ในขณะที่รถยนต์ไฟฟ้าได้ถึง 89% นี่คือเหตุผลที่แบตเตอรี่ ซึ่งเป็นรูปแบบการเก็บพลังงานที่แย่กว่าเชื้อเพลิงเหลวในถังมาก ทำให้รถยนต์ไฟฟ้าสามารถวิ่งได้ไกลพอ ๆ กับรถยนต์ทั่วไปด้วยน้ำมันหนึ่งถัง

สิ่งที่สำคัญอีก คือน้ำหนักที่จัดเก็บพลังงาน ชุดแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้ามักมีน้ำหนักมากกว่า 1,000 ปอนด์ (453 กก.) ในขณะที่น้ำมันเบนซินเต็มถังมีน้ำหนักเพียงประมาณ 100 ปอนด์ (45 กก.) ซึ่งเป็นอุปสรรคสำหรับเครื่องบินที่ต้องแบกน้ำหนักมหาศาลหากต้องใช้แบตเตอรี่ และการรักษาให้เครื่องบินลอยอยู่ในอากาศนั้นต้องใช้พลังงานอย่างต่อเนื่อง นั่นอาจเป็นสาเหตุที่เรายังไม่มีเครื่องบินโดยสารที่ใช้พลังงานไฟฟ้า เพราะการรักษาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนให้อยู่ในอากาศนั้นต้องใช้พลังงานมากกว่ามูลค่าของมันอีก ฉะนั้นการพยายามใช้ไฟฟ้ากับเครื่องบินที่ต้องลอยอยู่บนอากาศอาจไม่เหมาะสมนัก

ปัจจุบันต้นทุนเชื้อเพลิงเป็นค่าใช้จ่ายหลักของสายการบิน คิดเป็นประมาณ 29% ส่วนกำไรของสายการบินอยู่ที่ประมาณ 3% 

“เครื่องบินไฟฟ้า” เป็นไปได้ไหมในอนาคต

เดนมาร์กและสวีเดนได้ประกาศแผนที่จะเปลี่ยนเที่ยวบินภายในประเทศทั้งหมดให้เป็นเที่ยวบินปลอดเชื้อเพลิงฟอสซิลภายในปี 2030 ในขณะที่สายการบินยูไนเต็ดแอร์ไลน์ได้ซื้อเครื่องบินไฟฟ้าไร้มลพิษขนาด 19 ที่นั่งจำนวน 100 ลำจากบริษัทสตาร์ทอัพสวีเดน Heart Aerospace ซึ่งมีกำหนดจะเริ่มให้บริการในสหรัฐอเมริกาในปี 2026 นี่อาจเป็นเพียงจุดเริ่มต้นของการใช้เครื่องบินไฟฟ้า

อีซี่เจ็ท อาจมีเครื่องบินไฟฟ้าก่อนสายการบินรายใหญ่อื่น ๆ ในยุโรป เพราะมีความร่วมมือกับบริษัทสตาร์ทอัพสัญชาติอเมริกันอย่างไรท์ อิเล็กทริค ที่พัฒนาเครื่องบินไรท์ 1 เครื่องบินโดยสารไฟฟ้าล้วนขนาด 186 ที่นั่ง บินได้ไกล 800 ไมล์ (1,287 กม.) และมีกำหนดเริ่มให้บริการภายในปี 2030

ส่วนฮาร์ท แอโรสเปซ พัฒนาเครื่องบิน Heart Experimental 1 (Heart X1) เครื่องบินโดยสารขนาดเต็มรูปแบบในเส้นทางภูมิภาคขนาด 30 ที่นั่ง ขับเคลื่อนด้วยระบบไฮบริดไฟฟ้า X1 ซึ่งะมีการทดสอบต่อไป ตามด้วยการบินระบบไฟฟ้าเต็มรูปแบบครั้งแรก 

ขณะที่โบอิง ผู้ผลิตเครื่องบินยักษ์ใหญ่จากสหรัฐฯ ได้ทดสอบเครื่องบินโดยสารไฟฟ้า (PAV) เครื่องบินที่ขับเคลื่อนอัตโนมัติเต็มรูปแบบมีระยะบินสูงสุด 50 ไมล์ (80 กม.) ที่ออกแบบมาเพื่อ Uber Air และบริการแท็กซี่บินได้ 

ส่วนคู่แข่งอย่างแอร์บัส ก็พัฒนา E-Fan 1.1 เครื่องบินไฟฟ้าลำแรกที่ข้ามช่องแคบอังกฤษในปี 2015 ขณะนี้บริษัทกำลังลงทุนในการพัฒนาเครื่องบินพาณิชย์ที่ใช้ระบบขับเคลื่อนไฮบริดด้วยเครื่องยนต์ไอพ่นที่รองรับพลังงานจากแบตเตอรี่ เช่น E-Fan X 

แม้เครื่องบินไฟฟ้าจะเป็นเรื่องยาก ที่มีอุปสรรคเยอะ แต่จากความคืบในการพัฒนาของหลาย ๆ บริษัท ก็มีความเป็นไปได้ว่า ในอนาคตเราอาจจะมีเครื่องบินไฟฟ้าใช้ในการเดินทางได้จริง ๆ