เจาะปัญหา แกสโซฮอล ไม่เหมาะกับรถ “วิ่งน้อย จอดนาน” จริงหรือ

ระยะนี้มีผู้อ่านส่งจดหมาย และโทรศัพท์สอบถามมาที่ “ฟอร์มูลา” กันมาก ว่าทำไมหลังเติม แกสโซฮอล เขารู้สึก เครื่องเขก (อาการของเครื่องยนต์นอค) เดินไม่เรียบ อัตราเร่งตก ต่างจากตอนเติม เบนซิน ที่ไม่เกิดปัญหานี้ เมื่อสอบถามโดยละเอียดแล้ว เราจับสังเกตได้ว่า ผู้ที่ประสบปัญหา เกือบร้อยทั้งร้อยใช้รถน้อย จอดนาน หรือไม่ค่อยได้ใช้ สรุปง่ายๆ ว่า เป็นกลุ่มที่ใช้น้ำมัน 1 ถัง กว่าจะหมด กินเวลาเป็นสัปดาห์ จนถึงเกิน 1 เดือนเลยก็มี   ย้อนรอย ผลทดสอบ แฟนๆ “ฟอร์มูลา” คงจำได้ว่า เดือนกันยายน ปีที่แล้ว เราเคยทดสอบเปรียบเทียบประสิทธิภาพ ระหว่าง เบนซิน พื้นฐาน กับ แกสโซฮอล (E10) ทั้ง 91 และ 95 กับรถยนต์นั่ง 2 คัน 2 ขนาด เพื่อตอบคำถามยอดฮิทของสังคม 2 ข้อ คือ 1. ใช้ แกสโซฮอล แล้ว รถ “อืด” ขึ้น จริงหรือ ? และ 2. ใช้ แกสโซฮอล รถ จะ “กินน้ำมัน” มากขึ้นหรือเปล่า ?   ภายหลังการทดสอบเสร็จสิ้น เราได้คำตอบออกมาว่า เมื่อเติม เบนซิน 91 เปรียบเทียบกับ แกสโซฮอล 91 อัตราเร่งของรถที่ใช้เครื่องยนต์ขนาด 2.0 ลิตร แทบไม่ต่างกัน แต่ แกสโซฮอล กินน้ำมันมากกว่า ส่วนรถที่ใช้เครื่องยนต์ขนาด 2.4 ลิตร ทั้ง อืด และ กินน้ำมันเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ทว่าในการเปรียบเทียบระหว่าง เบนซิน 95 กับ แกสโซฮอล 95 ทั้งรถที่ใช้เครื่องยนต์ขนาด 2.0 และ 2.4 ลิตร กลับมีอัตราเร่ง และอัตราสิ้นเปลืองแทบไม่ต่างกัน   ต่อข้อถามของผู้อ่าน ประกอบกับการสังเกตของเรา คือ เขาเหล่านั้น เป็นกลุ่มผู้ใช้รถยนต์ที่เติม แกสโซฮอล ใช้รถน้อย น้ำมัน 1 ถัง กว่าจะหมด กินเวลาเป็นสัปดาห์ อาจมากกว่า 1 เดือน แต่ไม่เกิน 2 เดือน เครื่องยนต์มีอาการเขก เดินไม่เรียบ อัตราเร่งตก ต่างจากตอนเติม เบนซิน เขาจึงคิดว่าปัญหาน่าจะเกิดจาก “ประสิทธิภาพ” ของแกสโซฮอล ที่สู้เบนซินไม่ได้   เหตุนี้เราจึงลองพิจารณาผลการทดสอบข้างต้นอีกครั้ง สรุปเป็นอีกประเด็นได้ว่า น้ำมันเชื้อเพลิงในกลุ่มค่าออคเทน 91 ของเชื้อเพลิงทั้ง 2 ประเภท (เบนซิน พื้นฐาน/แกสโซฮอล) มีประสิทธิภาพต่างกัน แต่ในกลุ่มค่าออคเทน 95 ของเชื้อเพลิงทั้ง 2 ประเภท มีประสิทธิภาพที่ไม่ต่างกัน   ถ้ายึดตามผลทดสอบ พูดง่ายๆ ว่า “แกสโซฮอล 91 สู้เบนซิน 91 ไม่ได้ ส่วนแกสโซฮอล 95 กับเบนซิน 95 สูสี” แต่ทั้งนี้ ตัวแปรควบคุมตัวหนึ่งของเรา คือ น้ำมันเชื้อเพลิงทุกชนิดที่นำมาจากปั๊มเดียวกัน “ต้องใช้ทดสอบภายในเวลาไม่เกิน 1 วัน !” ฉะนั้นจากผลการทดสอบนี้ จึงบอกได้เพียงประสิทธิภาพที่ต่าง และไม่ต่างกัน จากการทดสอบภายหลังการเติมน้ำมันทั้ง 2 ประเภท แล้วใช้งานทันที แต่ยังไม่สามารถตอบคำถามของผู้อ่าน ประกอบกับข้อสังเกตเรื่องการใช้รถน้อยของเราได้   ในเบื้องต้น “ฟอร์มูลา” จึงสอบถามความเป็นไปได้ ตามหลักวิชาการทางวิทยาศาสตร์เคมี จาก ผศ. ดร. ดวงใจ นาคะปรีชา ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล หัวหน้าทีมวิจัย “โครงการมิเตอร์อาศัยหลักการไหลอย่างต่อเนื่องสำหรับวัดปริมาณเอธานอลในน้ำมันแกสโซฮอล” และเจ้าของผลงาน “เครื่องวัดภาคสนาม สยามแกสโซฮอล” หรือ (SG-KIT)   เราเปิดประเด็นสนทนา ด้วยการกล่าวถึงการควบคุมคุณภาพน้ำมันเชื้อเพลิงที่จำหน่ายในปั๊ม ซึ่งปกติจะดำเนินการโดยกรมธุรกิจพลังงาน กระทรวงพลังงาน ด้วยการตรวจสอบคุณภาพน้ำมันเชื้อเพลิงตามปั๊มต่างๆ จากการเก็บตัวอย่างน้ำมันในถังเก็บน้ำมันใต้ดินของปั๊มนั้นๆ มาตรวจสอบคุณภาพในรถโมบายล์ และห้องแลพ   เราตั้งคำถามว่า แกสโซฮอล ที่มุ่งประเด็นอยู่นี้ กรมธุรกิจพลังงาน กำหนดให้ ชนิด อี 10 ต้องมี เอธานอล ผสมกับ เบนซิน พื้นฐาน ในระดับ 9-10 % ส่วน อี 20 ต้องมี เอธานอล ผสมกับ เบนซิน พื้นฐาน ในระดับ 19-20 % โดยปริมาตร หากต่ำกว่า หรือสูงกว่าช่วงนี้ ถือว่าไม่ผ่านมาตรฐาน ซึ่งมีความเป็นไปได้หรือไม่ และอย่างไร ที่จะทำให้เครื่องนอค เดินไม่เรียบ และอัตราเร่งตก ?   ผศ. ดร. ดวงใจ ให้คำตอบ ดังนี้ “ต้องเข้าใจก่อนว่า แกสโซฮอล คือ เบนซิน ที่มี เอธานอล ผสมอยู่ ซึ่งถือเป็นสารเพิ่มค่า ออคเทน แทน เอมทีบีอี ในเบนซิน พื้นฐาน ทั้งชนิด 91 และ 95 ถ้าดูเฉพาะ แกสโซฮอล ที่มีส่วนผสมของเอธานอล ให้สังเกตเวลาที่เราเช็ดทำความสะอาดผิวหนังด้วย แอลกอฮอล ก่อนฉีดยา จะรู้สึกเย็น นั่นเป็นเพราะ แอลกอฮอล ระเหยออกไปจากผิวหนังเร็ว ส่วน เบนซิน พื้นฐาน ก็ระเหยเร็วเช่นกัน   โดยหลักการแล้ว กรณีนี้มีความเป็นไปได้ที่ทั้ง เบนซิน พื้นฐาน และ แกสโซฮอล จะระเหยออกไปจากถังได้ แต่ต่างกันตรงที่ แกสโซฮอล เป็นเชื้อเพลิงที่เป็นส่วนผสมโดยปริมาตรระหว่าง เบนซิน กับ เอธานอล ในอัตราส่วน 10 และ 20 % ซึ่งเป็นตัวทำละลายซึ่งกันและกัน   เมื่อทิ้งไว้นานๆ ระดับความเข้มข้นส่วนผสมของเชื้อเพลิงมีโอกาสเปลี่ยนแปลงไปได้ ซึ่งอาจส่งผลให้ค่า ออคเทน ลดลง และเป็นไปได้ที่จะทำให้เครื่องนอค เดินไม่เรียบ และอัตราเร่งตก แต่ เบนซิน พื้นฐาน หรือ เบนซิน ล้วน มีเพียงสารเพิ่มค่าออกเทน เอมทีบีอี (MTBE) ที่ไม่ส่งผลใดๆ”   เราถามต่อไปว่า หากจะเปรียบเทียบเฉพาะ เบนซิน และ แกสโซฮอล ที่เก็บอยู่ในถังใต้ดินตามปั๊มต่างๆ และซึ่งไม่ได้เป็นระบบปิด 100 % คุณภาพที่ลดลงไป (จนต้องมีการตรวจคุณภาพดังกล่าว) เกิดจากปัจจัยใดบ้าง ? และ ถามด้วยคำถามเดียวกัน แต่เปลี่ยนจากถังของปั๊ม เป็นถังน้ำมันในรถยนต์ ?   “ทั้งถังน้ำมันใต้ดินของปั๊ม และถังน้ำมันของรถยนต์ คล้ายกันตรงที่ไม่ได้เป็นระบบปิด 100 % ซึ่งต่างจากขวดบรรจุเคมีภัณฑ์คุณภาพสูงในห้องปฏิบัติการ คุณภาพที่ลดลงไปอันเกิดจากระดับปริมาตรของ เอธานอล ใน แกสโซฮอล ที่เปลี่ยนแปลงขณะบรรจุในถัง อาจมีอยู่ 2 ปัจจัยหลัก คือ   1. การ “ระเหย” อย่างที่กล่าวไปแล้วว่า เนื่องจากทั้ง เบนซิน พื้นฐาน และ เอธานอล ต่างเป็นสารระเหยง่าย หลังผสมเป็น แกสโซฮอล แล้ว ระดับความเข้มข้นเดิมที่ผลิต อาจเปลี่ยนไปจาก 10 หรือ 20 % ซึ่ง เป็นผลจากการ “ระเหยได้” ของทั้ง เบนซินพื้นฐานเอง และตัว เอธานอล ด้วย ดังนั้น ระหว่างการเก็บรักษาก่อนจำหน่าย หรือการบรรจุในถังเชื้อเพลิงในรถยนต์ ซึ่งบางครั้งกินระยะเวลานาน สามารถทำระดับ เอธานอล ลดลง ส่งผลให้ค่า ออคเทน เปลี่ยนแปลงไปจากที่ระบุไว้ ทำให้ แกสโซฮอล ไม่ได้มาตรฐาน และมีประสิทธิภาพลดลง   2. การ “ควบแน่น” หรือการปนเปื้อนด้วยน้ำในถัง เป็นปัจจัยหนึ่งที่ทำให้ระดับ เอธานอล ลดลงได้ เนื่องจากภายในถังเก็บน้ำมันของสถานีบริการ หรือแม้แต่คลังน้ำมัน อาจมีการปนเปื้อนของน้ำเข้าไปอยู่ภายในถัง ซึ่งเกิดขึ้นเองจากการ “ควบแน่น” ของไอน้ำด้านในถัง เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่เย็นตัวลง โดยน้ำจะรวมตัวอยู่ที่ระดับล่างสุดของถังเก็บเชื้อเพลิง   จากนั้น เอธานอล ใน แกสโซฮอล จะเคลื่อนตัวมาละลายในชั้นน้ำ (ปกติ เอธานอล ละลายในน้ำได้ดีกว่า เบนซิน พื้นฐาน มาก) ส่งผลให้ระดับ เอธานอลใน แกสโซฮอล ลดลงกว่ามาตรฐาน”   แต่สำหรับ เบนซิน จะแยกตัวจากน้ำชัดเจน โดยลอยอยู่ด้านบน ส่วนน้ำอยู่ด้านล่าง เนื่องจากมีน้ำหนักที่เบากว่า และแทบไม่ละลายน้ำ ค่า ออคเทน ใน เบนซิน จึงแทบไม่ได้รับผลกระทบใดๆ จากกรณีนี้ แต่ ค่าออคเทนใน แกสโซฮอล จะลดลงจากกรณีผลของการควบแน่น และเกิดน้ำปนเปื้อนมากกว่า   สรุปได้ว่า โดยหลักการแล้ว มีความเป็นไปได้ที่การเติม แกสโซฮอล ทิ้งไว้ในถังน้ำมันรถ แล้วไม่ได้ใช้งานเป็นระยะเวลานาน อาจเป็นผลให้ เกิดอาการ เครื่องยนต์เขก เดินไม่เรียบ และอัตราเร่งตก ที่มีสาเหตุจากการระเหย และการละลายน้ำที่ปนเปื้อนในถังเชื้อเพลิง มีผลทำให้ระดับความเข้มข้นของ เอธานอล เปลี่ยนไปในเชิงลบ ส่งผลต่อเนื่องไปยังค่า ออคเทน ที่จะลดลงต่ำกว่าค่ามาตรฐานที่ตั้งไว้ คือ 91 และ 95 นั่นเอง   แกสโซฮอล ไม่ได้ผิด ! แต่เป็นผลทางเคมีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ (เช่น การควบแน่นของน้ำ) และนี่ยังเป็นเพียงการตอบคำถามของผู้อ่านในเบื้องต้น ด้วยหลักการทางเคมี แต่หลังจากนี้ “ฟอร์มูลา” และ ทีมนักวิจัย ของ ผศ. ดร. ดวงใจ นาคะปรีชา ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล จะดำเนินการทดสอบในประเด็นนี้ เพื่อให้คำตอบกับผู้อ่านโดยละเอียดต่อไป โปรดติดตาม..   เครื่องวัดภาคสนาม สยามแกสโซฮอล การควบคุมคุณภาพน้ำมันเชื้อเพลิงในประเทศไทย ปกติดำเนินการโดยบริษัทผู้ผลิตน้ำมันเชื้อเพลิง และโดยภาครัฐ คือ กรมธุรกิจพลังงาน กระทรวงพลังงาน โดยองค์กรเหล่านี้จะมีรถออกตรวจสอบคุณภาพน้ำมันเชื้อเพลิงทุกประเภทตามสถานีบริการต่างๆ อย่างสม่ำเสมอ   วิธีการทั่วไปที่ใช้วัดระดับ เอธานอล ซึ่งทำในรถตรวจสอบ คือ การผสม แกสโซฮอล กับน้ำภายในกระบอกตวง แล้ววัดปริมาตรของระดับน้ำที่เปลี่ยนแปลงไป อันเนื่องมาจากการที่ เอธานอล ถูกสกัดลงมาจากชั้น แกสโซฮอล การตรวจวัดแบบนี้มีความคลาดเคลื่อนสูง ด้วยสาเหตุจากสเกลระบุปริมาตรของกระบอกตวงนั้นไม่ละเอียดนัก   วิธีการวัด เอธานอล ในแกสโซฮอลแบบมาตรฐานสากล ต้องเครื่องมือขนาดใหญ่ ที่เรียกว่า จีซี หรือ แกส คโรมาโทกราฟ (GC: GAS CHROMATOGRAPH) ซึ่งให้ค่าความถูกต้องสูง และมีความคลาดเคลื่อนต่ำ แต่เครื่องมือนี้ไม่สามารถเคลื่อนย้าย หรือติดตั้งบนรถตรวจคุณภาพเคลื่อนที่ได้ จึงต้องรวบรวมเก็บตัวอย่างจากสถานีบริการทั่วประเทศ แล้วส่งเข้าวัดในห้องปฏิบัติการเท่านั้น   ปัญหา คือ สถานีบริการต้องรอเป็นระยะเวลานานเพื่อทราบผลตรวจวัด นอกจากนี้ในระหว่างขนส่งและรอการตรวจสอบ ระดับ เอธานอล อาจเปลี่ยนแปลงได้อีก แม้อยู่ในภาชนะที่ปิดสนิท ซึ่งอาจทำให้รายงานผลการวัดผิดพลาด ทำให้ปั๊ม หรือสถานีบริการน้ำมัน เสียหายทางธุรกิจได้   คณะนักวิจัยจาก ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ได้เห็นปัญหานี้ จึงได้คิดค้น และประดิษฐ์ชุดเครื่องวัดคุณภาพ แกสโซฮอล ขึ้น ในชื่อ สยาม แกสโซฮอล คิท (SG-KIT: SIAM GASOHAL KIT)   การวิจัย และพัฒนาได้รับความอนุเคราะห์จาก ฝ่ายวิจัยเชื้อเพลิง และหล่อลื่น สถาบันวิจัยและเทคโนโลยี ปตท. ฯ และกรมธุรกิจพลังงาน กระทรวงพลังงาน จนประสบความสำเร็จ สามารถผลิตเป็นชุดเครื่องมือวัดที่พร้อมใช้งาน โดยยื่นขอจดสิทธิบัตรในนาม มหาวิทยาลัยมหิดล ตั้งแต่ปี 2550   คุณลักษณะเด่นของ SG-KIT คือ มีความถูกต้องและแม่นยำสูงมากเทียบเท่า จีซี (GC) อ่านค่าได้ภายใน 2 นาที ซึ่งเร็วมาก เหมาะกับการใช้งานภาคสนามที่ต้องทราบค่าทันที อีกทั้งชุดเครื่องมือมีขนาดเล็ก บรรจุในกระเป๋าเหล็กบุกันกระแทก เปิดกระเป๋าแล้วใช้งานได้ทันที เพราะมีเครื่องมือ น้ำยาและอุปกรณ์ทุกอย่างในกระเป๋า และราคาชุดเครื่องมือไม่สูง และค่าใช้จ่ายในการวัดต่ำกว่า GC 10 เท่า (ค่าใช้จ่ายเฉลี่ยประมาณ 250 บาท/ตัวอย่างแกสโซฮอล/สถานีบริการ)   SG-KIT เป็นผลงานใหม่ ยังไม่มีที่ใดนำเสนอมาก่อน คิดค้นวิจัย โดยทีมคณะอาจารย์และนักศึกษา จาก (FIRST LABS: FLOW INNOVATION RESEARCH FOR SCIENCE AND TECHNOLOGY LABORATORIES) และ โดยรับทุนวิจัยจาก ศูนย์นวัตกรรมทางเคมี: โครงการพัฒนาบัณฑิตศึกษาและการวิจัยทางเคมี/สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย และ บริษัท บางกอกไฮแลป จำกัด   SG-KIT เป็นนวัตกรรม ในวงการตรวจสอบคุณภาพน้ำมันเชื้อเพลิง และเป็นผลงานของคนไทย คาดว่าต่อไปจะสร้างชื่อเสียงให้กับประเทศไทย ในเรื่องของเทคโนโลยีเครื่องมือวัด และในเรื่องของการสนับสนุนนโยบายพลังงานทดแทนในระดับชาติ และนานาชาติต่อไป