สกว. แนะรัฐ! บังคับใช้มาตรฐานไอเสียระดับ "Euro 5 - 6"
ปัญหาฝุ่นละอองขนาดเล็ก หรือ PM 2.5 ที่ทุกคนเรียกติดปากกันแล้วเวลานี้ ส่วนหนึ่งเกิดจาก "ไอเสียเครื่องยนต์ดีเซล" ที่เป็นหนึ่งในตัวการหลักที่ทำให้เกิดเจ้าฝุ่นละอองขนาดเล็กกว่า 2.5 ไมครอน ในกรุงเทพฯ เนื่องจากระบบการเผาไหม้ของเครื่องยนต์ดีเซลไม่สมบูรณ์เท่ากับเครื่องยนต์เบนซิน ส่งผลให้ไอเสียที่ปล่อยออกมามีปริมาณก๊าซพิษ รวมถึงฝุ่นละอองขนาดเล็ก (Particulate Matter, PM) หรือ เขม่าจากไอเสีย (Soot) การที่รถยนต์จำนวนมากพร้อมใจปล่อยไอเสียออกมาในทุกวัน เป็นการเพิ่มฝุ่นละอองขนาดเล็กขึ้นทุกวัน เมื่อได้เวลาและปัจจัยต่าง ๆ ที่เหมาะสม จึงเกิดสถานการณ์ที่เรากำลังตื่นตัวกันเช่นทุกวันนี้
ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.ปรีชา การินทร์ อาจารย์ประจำคณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระเจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง นักวิจัยของสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.) ซึ่งทำการศึกษาวิจัยผลกระทบของเชื้อเพลิงชีวภาพต่อจลศาสตร์เคมีในโครงสร้างระดับนาโนของมลพิษอนุภาคเขม่า และกลไกการสึกหรอของเครื่องยนต์ โดยทำการศึกษาคุณลักษณะของมลพิษเขม่าที่เกิดจากการใช้ไบโอดีเซล (B100) ในเครื่องยนต์ จุดระเบิดด้วยการอัดแบบฉีดตรง (Direct Injection Compression Ignition Engine) ซึ่งพบว่า เขม่าที่เกิดจากการใช้ไบโอดีเซลนั้น มีปริมาณลดลงถึงครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับการใช้ดีเซล
"เขม่ามีปริมาณน้อยกว่า ขนาดเล็กกว่า และสามารถสลายได้เร็วกว่า" นั่นคือ บทสรุปสั้น เข้าใจง่าย
เมื่อพิจารณาโครงสร้างเขม่าระดับนาโน (Nano) ในรูปแบบอนุภาคเดี่ยว (Single Primary Particle) พบว่า เขม่าของไบโอดีเซลจะมีขนาดเล็กกว่าของดีเซล มีโอกาสที่จะสามารถเคลื่อนที่อย่างอิสระมากขึ้น ส่งผลให้เขม่าถูกดักด้วยตัวกรองมลพิษเขม่า (Particulate Filter, PF) ได้ดีกว่า และเขม่าไบโอดีเซลจะสามารถถูกสลายกลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) โดยรวมตัวกับออกซิเจนได้ง่ายและใช้พลังงานต่ำกว่าการสลายเขม่าของดีเซล เนื่องจากขนาดที่เล็กกว่า ทำให้ผิวสัมผัสในการทำปฏิกิริยาเคมีกับออกซิเจนมีมากกว่า
นอกจากนั้น เชื้อเพลิงที่เผาไหม้ไม่สมบูรณ์ (Unburned Hydrocarbons, UHCs) ของไบโอดีเซล จะยังคงมีออกซิเจนเป็นส่วนประกอบในโมเลกุลคงอยู่ตามคุณสมบัติเดิมของไบโอดีเซล ซึ่งส่งผลโดยตรงให้เชื้อเพลิงที่เผาไหม้ไม่สมบูรณ์และเขม่าของไบโอดีเซลสลายกลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 ) และ น้ำ (H2O) ได้เร็วกว่าดีเซล
ในงานวิจัย ผศ.ดร.ปรีชา ได้ใช้เทคนิคการถ่ายภาพด้วยกล้องอิเลคตรอน (Scanning Electron Microscopy, SEM) ศึกษาอนุภาคเขม่าแล้วนำมาวิเคราะห์ พบว่า เมื่อขนาดของเขม่าแต่ละอนุภาคเดี่ยวมีขนาดใหญ่ขึ้น จะเกิดรอยแผลบนโลหะที่มีขนาดใหญ่ขึ้นตามไปด้วย ดังนั้น จึงเป็นไปได้ว่า เขม่าของไบโอดีเซลจะทำให้เครื่องยนต์เกิดการสึกหรอน้อยกว่าเขม่าของดีเซลทั่วไปได้
"ในทางวิศวกรรมยานยนต์ (Automotive Engineering) ถือว่า งานวิจัยมีประโยชน์อย่างมาก ยิ่งเมื่อเราย้อนกลับไปดูการส่งผลต่อประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ ที่วิเคราะห์ตามหลักทางวิศวกรรมศาสตร์ เมื่อเทียบส่วนผสมเชื้อเพลิงตั้งแต่ดีเซล 100 (D100) จนถึงไบโอดีเซล 100 (B100) จะเห็นว่า สมรรถนะและประสิทธิภาพเชิงความร้อนของเครื่องยนต์ไม่ได้แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญมากนัก โดยพบข้อดีของไบโอดีเซลว่า มีประสิทธิภาพเชิงความร้อนของเครื่องยนต์สูงกว่าดีเซลเล็กน้อย เนื่องจากอะตอมของออกซิเจนในโมเลกุลไบโอดีเซลส่งผลให้เผาไหม้ได้สมบูรณ์มากกว่าดีเซลนั่นเอง
ขณะนี้ ทางคณะวิจัยกำลังพัฒนารูปแบบของเครื่องยนต์ให้เหมาะแก่การใช้กับไบโอดีเซลให้มีประสิทธิภาพที่สูงขึ้นอีก สัดส่วนการผสมเชื้อเพลิงไบโอดีเซลในดีเซลที่เหมาะสม การพัฒนาเทคโนโลยีด้านตัวกรองมลพิษเขม่าดีเซล (Diesel Particulate Filter, DPF) รวมไปถึงน้ำมันหล่อลื่นเครื่องยนต์ที่ตอบสนองการใช้ไบโอดีเซลอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งส่งผลดีและสร้างความมั่นใจต่อประชาชนและผู้ประกอบการด้วย อีกทั้งองค์ความรู้ของงานวิจัยนี้สามารถปรับใช้กับเครื่องยนต์ดีเซลในโรงงานอุตสาหกรรมและเครื่องยนต์เบนซินแบบฉีดตรง (Gasoline Direct Injection, GDI) ได้เช่นกัน"
ห้ามคนใช้รถ คนทำไม่ได้ แต่บังคับใช้กฎหมายเพื่อควบคุมมลพิษเหล่านี้ คือ สิ่งที่ทางภาครัฐทำได้
ประเทศไทยใช้มาตรฐานไอเสียรถยนต์เป็นระดับ Euro 4 และไม่ใช่ทั้งหมด รถเมล์ รถบัสนำเที่ยว รถบรรทุก ที่วิ่งกันเต็มเมืองเหล่านี้ ไม่ได้มีมาตรฐานระดับ Euro 4 ในขณะที่ เพื่อนบ้านอย่าง 'สิงคโปร์' ใช้มาตรฐานไอเสียระดับ Euro 6, ปั๊มน้ำมันหลายแห่งในมาเลเซียเริ่มมีการจำหน่ายน้ำมันดีเซล Euro 5, เวียดนามที่มีการกำหนดให้ภายในปี 2565 เตรียมประกาศใช้มาตรฐานไอเสียระดับ Euro 5 ส่วนประเทศพัฒนาแล้วอย่าง ญี่ปุ่น สหรัฐอเมริกา ออสเตรเลีย และยุโรป ต่างก็ใช้มาตรฐานไอเสียระดับ Euro 6 มานานหลายปีมากแล้ว
"ไม่เข้าใจว่า ทำไมบ้านเราไม่ประกาศใช้มาตรฐานไอเสียระดับ Euro 5 - 6 ทั้ง ๆ ที่เทคโนโลยีที่สามารถรองรับปัญหานี้มันไปไกลมากแล้ว โรงงานในอุตสาหกรรมยานยนต์ของเมืองไทยก็ผลิตรถยนต์ที่ติดตั้งระบบกำจัดมลพิษให้ผ่านมาตรฐานไอเสียระดับ Euro 5 – 6 ไปขายในภูมิภาคเหล่านั้นมาหลายปีมากแล้ว" เป็นคำกล่าวสั้น ๆ ทิ้งท้ายของ ผศ.ดร.ปรีชา
แต่จากเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นครั้งนี้ เราคงเห็นการบังคับใช้กฏหมายควบคุมมลพิษไอเสียรถยนต์ในระดับที่สูงขึ้นในอนาคตอันใกล้ ถึงแม้ว่ายังมีอีกหลายสาเหตุที่ทำให้เกิด PM 2.5 เพื่อให้คนกรุงเทพฯ และคนไทยได้มีโอกาสสูดอากาศในเมืองได้เต็มปอดสักครั้ง
ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.ปรีชา การินทร์ อาจารย์ประจำคณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระเจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง นักวิจัยของสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.) ซึ่งทำการศึกษาวิจัยผลกระทบของเชื้อเพลิงชีวภาพต่อจลศาสตร์เคมีในโครงสร้างระดับนาโนของมลพิษอนุภาคเขม่า และกลไกการสึกหรอของเครื่องยนต์ โดยทำการศึกษาคุณลักษณะของมลพิษเขม่าที่เกิดจากการใช้ไบโอดีเซล (B100) ในเครื่องยนต์ จุดระเบิดด้วยการอัดแบบฉีดตรง (Direct Injection Compression Ignition Engine) ซึ่งพบว่า เขม่าที่เกิดจากการใช้ไบโอดีเซลนั้น มีปริมาณลดลงถึงครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับการใช้ดีเซล
"เขม่ามีปริมาณน้อยกว่า ขนาดเล็กกว่า และสามารถสลายได้เร็วกว่า" นั่นคือ บทสรุปสั้น เข้าใจง่าย
เมื่อพิจารณาโครงสร้างเขม่าระดับนาโน (Nano) ในรูปแบบอนุภาคเดี่ยว (Single Primary Particle) พบว่า เขม่าของไบโอดีเซลจะมีขนาดเล็กกว่าของดีเซล มีโอกาสที่จะสามารถเคลื่อนที่อย่างอิสระมากขึ้น ส่งผลให้เขม่าถูกดักด้วยตัวกรองมลพิษเขม่า (Particulate Filter, PF) ได้ดีกว่า และเขม่าไบโอดีเซลจะสามารถถูกสลายกลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) โดยรวมตัวกับออกซิเจนได้ง่ายและใช้พลังงานต่ำกว่าการสลายเขม่าของดีเซล เนื่องจากขนาดที่เล็กกว่า ทำให้ผิวสัมผัสในการทำปฏิกิริยาเคมีกับออกซิเจนมีมากกว่า
นอกจากนั้น เชื้อเพลิงที่เผาไหม้ไม่สมบูรณ์ (Unburned Hydrocarbons, UHCs) ของไบโอดีเซล จะยังคงมีออกซิเจนเป็นส่วนประกอบในโมเลกุลคงอยู่ตามคุณสมบัติเดิมของไบโอดีเซล ซึ่งส่งผลโดยตรงให้เชื้อเพลิงที่เผาไหม้ไม่สมบูรณ์และเขม่าของไบโอดีเซลสลายกลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 ) และ น้ำ (H2O) ได้เร็วกว่าดีเซล
ในงานวิจัย ผศ.ดร.ปรีชา ได้ใช้เทคนิคการถ่ายภาพด้วยกล้องอิเลคตรอน (Scanning Electron Microscopy, SEM) ศึกษาอนุภาคเขม่าแล้วนำมาวิเคราะห์ พบว่า เมื่อขนาดของเขม่าแต่ละอนุภาคเดี่ยวมีขนาดใหญ่ขึ้น จะเกิดรอยแผลบนโลหะที่มีขนาดใหญ่ขึ้นตามไปด้วย ดังนั้น จึงเป็นไปได้ว่า เขม่าของไบโอดีเซลจะทำให้เครื่องยนต์เกิดการสึกหรอน้อยกว่าเขม่าของดีเซลทั่วไปได้
"ในทางวิศวกรรมยานยนต์ (Automotive Engineering) ถือว่า งานวิจัยมีประโยชน์อย่างมาก ยิ่งเมื่อเราย้อนกลับไปดูการส่งผลต่อประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ ที่วิเคราะห์ตามหลักทางวิศวกรรมศาสตร์ เมื่อเทียบส่วนผสมเชื้อเพลิงตั้งแต่ดีเซล 100 (D100) จนถึงไบโอดีเซล 100 (B100) จะเห็นว่า สมรรถนะและประสิทธิภาพเชิงความร้อนของเครื่องยนต์ไม่ได้แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญมากนัก โดยพบข้อดีของไบโอดีเซลว่า มีประสิทธิภาพเชิงความร้อนของเครื่องยนต์สูงกว่าดีเซลเล็กน้อย เนื่องจากอะตอมของออกซิเจนในโมเลกุลไบโอดีเซลส่งผลให้เผาไหม้ได้สมบูรณ์มากกว่าดีเซลนั่นเอง
ขณะนี้ ทางคณะวิจัยกำลังพัฒนารูปแบบของเครื่องยนต์ให้เหมาะแก่การใช้กับไบโอดีเซลให้มีประสิทธิภาพที่สูงขึ้นอีก สัดส่วนการผสมเชื้อเพลิงไบโอดีเซลในดีเซลที่เหมาะสม การพัฒนาเทคโนโลยีด้านตัวกรองมลพิษเขม่าดีเซล (Diesel Particulate Filter, DPF) รวมไปถึงน้ำมันหล่อลื่นเครื่องยนต์ที่ตอบสนองการใช้ไบโอดีเซลอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งส่งผลดีและสร้างความมั่นใจต่อประชาชนและผู้ประกอบการด้วย อีกทั้งองค์ความรู้ของงานวิจัยนี้สามารถปรับใช้กับเครื่องยนต์ดีเซลในโรงงานอุตสาหกรรมและเครื่องยนต์เบนซินแบบฉีดตรง (Gasoline Direct Injection, GDI) ได้เช่นกัน"
ห้ามคนใช้รถ คนทำไม่ได้ แต่บังคับใช้กฎหมายเพื่อควบคุมมลพิษเหล่านี้ คือ สิ่งที่ทางภาครัฐทำได้
ประเทศไทยใช้มาตรฐานไอเสียรถยนต์เป็นระดับ Euro 4 และไม่ใช่ทั้งหมด รถเมล์ รถบัสนำเที่ยว รถบรรทุก ที่วิ่งกันเต็มเมืองเหล่านี้ ไม่ได้มีมาตรฐานระดับ Euro 4 ในขณะที่ เพื่อนบ้านอย่าง 'สิงคโปร์' ใช้มาตรฐานไอเสียระดับ Euro 6, ปั๊มน้ำมันหลายแห่งในมาเลเซียเริ่มมีการจำหน่ายน้ำมันดีเซล Euro 5, เวียดนามที่มีการกำหนดให้ภายในปี 2565 เตรียมประกาศใช้มาตรฐานไอเสียระดับ Euro 5 ส่วนประเทศพัฒนาแล้วอย่าง ญี่ปุ่น สหรัฐอเมริกา ออสเตรเลีย และยุโรป ต่างก็ใช้มาตรฐานไอเสียระดับ Euro 6 มานานหลายปีมากแล้ว
"ไม่เข้าใจว่า ทำไมบ้านเราไม่ประกาศใช้มาตรฐานไอเสียระดับ Euro 5 - 6 ทั้ง ๆ ที่เทคโนโลยีที่สามารถรองรับปัญหานี้มันไปไกลมากแล้ว โรงงานในอุตสาหกรรมยานยนต์ของเมืองไทยก็ผลิตรถยนต์ที่ติดตั้งระบบกำจัดมลพิษให้ผ่านมาตรฐานไอเสียระดับ Euro 5 – 6 ไปขายในภูมิภาคเหล่านั้นมาหลายปีมากแล้ว" เป็นคำกล่าวสั้น ๆ ทิ้งท้ายของ ผศ.ดร.ปรีชา
แต่จากเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นครั้งนี้ เราคงเห็นการบังคับใช้กฏหมายควบคุมมลพิษไอเสียรถยนต์ในระดับที่สูงขึ้นในอนาคตอันใกล้ ถึงแม้ว่ายังมีอีกหลายสาเหตุที่ทำให้เกิด PM 2.5 เพื่อให้คนกรุงเทพฯ และคนไทยได้มีโอกาสสูดอากาศในเมืองได้เต็มปอดสักครั้ง
