Smart City: ถนนชาร์จรถ EV ความเป็นไปได้ของถนนสายพลังงานแห่งอนาคต

หนึ่งในความท้าทายหลักๆ สำหรับยานยนต์ไฟฟ้า หรือ EV ก็คือการขาดโครงสร้างพื้นฐานในการชาร์จที่มีอยู่ในปัจจุบัน แม้มีการสร้างสถานีชาร์จเพิ่มเติมมากมาย แต่ก็มีบริษัทเทคโนโลยีมากมายฝันถึง "ถนนแห่งอนาคต" คือถนนที่สามารถชาร์จไฟฟ้าให้กับรถ EV ได้แบบวิ่งไปชาร์จไปแบบไร้สายได้

 

Electreon - อิเล็กทรีออน บริษัทสัญชาติอิสราเอลในเทอาวีฟเป็นหนึ่งในนั้น ที่กำลังทำการทดสอบถนนชาร์จไฟไร้สายอยู่ในหลายประเทศ ปัจจุบันมีโครงการนำร่องแล้วทั้งในสวีเดน นอร์เวย์ อิตาลี และประเทศอื่นๆ ในยุโรป ล่าสุดคือที่ดีทรอยต์ สหรัฐอเมริกา และยังมีแผนจะสร้างทางหลวงไฟฟ้าในสหรัฐอเมริกาอีกหลายสาย

 

เราไปรู้จักระบบถนนชาร์จไฟไร้สายกันให้มากขึ้น ว่ามันจะอันตรายมั้ย หรือว่า มันจะทำงานยังไง

 

“มันเป็นระบบที่สามารถชาร์จยานพาหนะได้ทุกประเภท ไม่ว่าจะเป็นรถโดยสาร รถตู้ รถยนต์โดยสาร หรือรถบรรทุก และยังสามารถชาร์จยานพาหนะที่กำลังเคลื่อนที่หรืออยู่กับที่ได้ด้วย” Stefan Tongur รองประธานฝ่ายพัฒนาธุรกิจของ Electreon ในสหรัฐอเมริกาอธิบายไว้

เครดิตภาพ : Electreon

เจาะแนวคิดถนนไฟฟ้าในโลก

โครงการหนึ่งของ Electreon ในสวีเดนจะเชื่อมต่อเมือง Visby บนเกาะ Gotland กับสนามบินในภูมิภาคผ่านถนนชาร์จไฟฟ้าไร้สาย โดยรัฐบาลสวีเดนให้ทุนสนับสนุนโครงการส่วนใหญ่มูลค่า 10.5 ล้านดอลลาร์ ซึ่ง Electreon เรียกว่า "โครงการสาธิตก่อนเชิงพาณิชย์" (“Pre-Commercial Demonstration Project”)

ล่าสุดในสหรัฐอเมริกา ทางหลวงไฟฟ้าสายแรกจะอยู่ใกล้กับเมืองดีทรอยต์ ย่านอุตสาหกรรมยานยนต์ ระดับโลกของสหรัฐอเมริกาที่ทุกคนคุ้นเคยกันดี ซึ่งกระทรวงคมนาคมรัฐมิชิแกน (MDOT) ได้ร่วมมือกับ Electreon ประกาศไปเมื่อปีที่แล้ว ในตอนแรกโครงการนี้คาดว่าจะสร้างทางหลวงชาร์จไฟไร้สายสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าเมื่อปีก่อน แต่ได้เริ่มขึ้นแล้วในปีนี้โดยความร่วมมือระหว่าง Electreon, NextEnergy, Jacobs Engineering Group และ MDOT

ไม่ใช่เรื่องฝันๆ เพราะโครงการนี้มีกฎหมายรัฐบาลกลางสหรัฐฯ ที่เรียกว่า Electric Vehicle Wireless Charging Wireless Charging Grant Program Act ปี 2023 เปิดทางให้มีการขยายโครงการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าแบบไร้สายในระดับรัฐบาลกลาง และจะจัดตั้งโครงการให้ทุนเฉพาะภายในกระทรวงคมนาคมของสหรัฐอเมริกา (DOT) ประกอบด้วยเงิน 250 ล้านดอลลาร์สำหรับโครงการริเริ่มต่างๆ เช่น ทางหลวงชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าแบบไร้สาย ลานจอดรถ เส้นทางรถประจำทาง สนามบิน และท่าเรือชายฝั่งและภายในประเทศ 

กฎหมายดังกล่าวช่วยอำนวยความสะดวกให้กับถนนชาร์จไร้สายสาธารณะสายแรกในสหรัฐอเมริกา โครงการนำร่องที่ใช้เทคโนโลยีการชาร์จไร้สายของ Electreon ที่เป็นผู้ดำเนินการหลักๆ

Electreon ผู้พัฒนาโซลูชันการชาร์จแบบไร้สายสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าในอิสราเอล เปิดเผยถึงเทคโนโลยีนี้ว่า ระบบถนนไฟฟ้าทำงานผ่านขดลวดทองแดงใต้ถนนกับตัวรับสัญญาณบนยานพาหนะไฟฟ้า เมื่อรถยนต์ที่มีตัวรับสัญญาณอยู่ใกล้กับขดลวด ไฟฟ้าจะถ่ายโอนแบบไร้สายผ่านสนามแม่เหล็กเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ของรถยนต์

Stefan Tongur รองประธานฝ่ายพัฒนาธุรกิจของ Electreon เล่าว่า "นอกเหนือจากความเชี่ยวชาญด้านยานยนต์ของมิชิแกนแล้ว เราจะแสดงให้เห็นว่าการชาร์จแบบไร้สายช่วยปลดล็อกการใช้ EV ในวงกว้างได้อย่างไร ทั้งจัดการกับช่วงที่จำกัด ข้อจำกัดของกริด รวมถึงขนาดและต้นทุนของแบตเตอรี่ โครงการนี้ปูทางสู่การคมนาคมแห่งอนาคตที่ไร้การปล่อยมลพิษ โดยมี EV เป็นบรรทัดฐาน ไม่ใช่ข้อยกเว้น” 

 

เครดิตภาพ : Electreon

การชาร์จบนถนนแบบไร้สายทำงานอย่างไร 

มีสององค์ประกอบที่จำเป็นสำหรับการชาร์จแบบไร้สาย: ชิ้นหนึ่งอยู่บนพื้นและอีกชิ้นหนึ่งอยู่บนยานพาหนะ “คอยล์” หรือ เจ้าขดลวดตัวนำไฟฟ้าที่ว่านี้จะถูกวางอยู่ใต้พื้นถนนยางมะตอยก่อนที่จะเชื่อมต่อกับ “หน่วยจัดการ” หรือ “management unit” ซึ่ง Electreon อธิบายว่าเป็น "สมอง" ที่สามารถจ่ายพลังงานให้กับถนนได้ ส่วนตัวรับสัญญาณจะติดอยู่ที่ด้านล่างของรถก่อนแล้วจึงจะเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ เมื่อรถขับผ่านคอยล์ มันจะทำหน้าที่จ่ายไฟให้กับชุดแบตเตอรี่โดยตรง เป้าหมายคือ “การทำให้แบตเตอรี่ในยานพาหนะมีขนาดเล็ก” พร้อมกับขยายปริมาณการขับขี่ที่สามารถทำได้โดยไม่ต้องหยุดรถ 

เครื่องรับสัญญาณพิเศษใต้ท้องรถ

กระบวนการที่เรียกว่าการชาร์จแบบเหนี่ยวนำ ใช้ความถี่แม่เหล็กเพื่อถ่ายโอนพลังงานจากขดลวดโลหะที่ฝังอยู่ใต้ถนนไปยังเครื่องรับพิเศษที่ด้านล่างของ EV 

แม้ว่าถนนชาร์จไฟจะใช้งานได้ตามปกติทั้งสำหรับรถยนต์ที่ใช้น้ำมันและรถยนต์ไฟฟ้าทุกคันที่ไม่ได้ติดตั้งเครื่องรับที่ว่านี้ แต่มีการประเมินว่า การติดตั้งเครื่องรับสัญญาณพิเศษนี้จะมีราคาอยู่ที่ประมาณ 3,000 ถึง 4,000 ดอลลาร์สหรัฐ (ราว 105,000 - 140,000 บาทต่อคัน) แม้ว่า Electreon จะบอกว่า พวกเขาตั้งใจว่าจะได้ระดับราคาอยู่ที่ 1,000 ถึง 1,500 ดอลลาร์ก็ตาม

(โปรดติดตามตอนต่อไป)

เพราะระบบโครงสร้างพื้นฐานที่ว่านี้จะเป็นประโยชน์ไม่แค่เฉพาะกับยานพาหนะไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงวัสดุลากรถบรรทุกกึ่งรถบรรทุกและการขนส่งสาธารณะที่เคลื่อนที่ไปรอบเมือง

เครดิตภาพ : Electreon

แล้วความปลอดภัยของถนนล่ะ?

ผู้เชี่ยวชาญจากอิเล็กทรีออนให้ข้อมูลว่า ถนนไฟฟ้านั้นปลอดภัยสำหรับผู้ขับขี่ คนเดินถนน และสัตว์ป่า 

“เพราะขดลวดบนถนนจะทำงานก็ต่อเมื่อมียานพาหนะที่มีตัวรับสัญญาณที่ได้รับการรับรองขับผ่านเท่านั้น”

 

“เป็นเวลากว่าศตวรรษที่ดีทรอยต์เป็นที่รู้จักไปทั่วโลกในฐานะผู้นำด้านนวัตกรรมการขนส่ง” ไมค์ ดักแกน นายกเทศมนตรีเมืองดีทรอยต์กล่าวถึง ถนนสาธารณะที่ชาร์จไร้สายสายแรกของสหรัฐอเมริกาในดีทรอยต์ที่เปิดใช้แล้วด้วยความภาคภูมิใจ

 

“เราเป็นแหล่งกำเนิดของอุตสาหกรรมยานยนต์ และเป็นที่ตั้งของถนนคอนกรีตระยะทางหนึ่งไมล์และสัญญาณไฟจราจรสามทางสายแรกของโลก”

กระทรวงคมนาคมของสหรัฐฯ และ Electreon มุ่งมั่นที่จะร่วมมือกันเป็นเวลา 5 ปีในการพัฒนาระบบถนนไฟฟ้าใหม่ๆ อีกหลายสายในเมือง จากความนิยมของยานพาหนะไฟฟ้าในสหรัฐอเมริกากำลังพุ่งสูงขึ้นเรื่อยๆในขณะที่ประชาชนคนใช้รถจำนวนมหาศาลกำลังดิ้นรนเพื่อค้นหาสถานีชาร์จ เมื่อต้นปีที่ผ่านมา 

 

ถนนชาร์จไร้สายสายแรกของสหรัฐอเมริกาที่จะเติมพลังให้กับยานพาหนะไฟฟ้าโดยไม่มีวันหยุดนี้เป็นถนนที่ชาร์จไฟแบบเหนี่ยวนำ ครอบคลุมระยะทางสี่ไมล์บนถนนที่ 14  (14th Street) ใกล้กับ Michigan Central และย่านการสัญจรของเมือง 

 

เจ้าหน้าที่ที่ดูแลโครงการนี้เรียกโครงการนี้ว่า "ถนนแห่งอนาคต" ที่มีคอยล์หรือขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดพิเศษวางอยู่ใต้ยางมะตอยของถนนซึ่งสามารถชาร์จยานพาหนะขณะเดินทางได้ 

 

 “ถ้ามันง่าย มันก็คงจะสำเร็จไปแล้ว” รองนายกเทศมนตรี ท็อดด์ เบตติสัน กล่าวที่มิชิแกนเซ็นทรัล และบอกว่ามิชิแกนกำลังแข่งขันกับส่วนอื่นๆ ของโลกเพื่อให้ทันกับการเติบโตของยานยนต์ไฟฟ้า 

 

แม้ว่าถนนสายที่ 14 จะเป็นถนนลาดยางสายแรกที่สามารถชาร์จไฟได้ แต่ก็เป็นเพียงจุดเริ่มต้นในการวางแผนวางขดลวดตามแนวมิชิแกนอเวนิวต่อไป

 

Electreon เคยติดตั้งถนนชาร์จไร้สายในยุโรปและตะวันออกกลางมาแล้วก่อนหน้านี้ เช่น ในสวีเดน อิสราเอล และอิตาลี ดีทรอยต์เป็นเมืองแรกในสหรัฐอเมริกาที่ใช้เทคโนโลยีเดียวกัน 

 

บทสรุปที่ยังไม่อาจสรุป

ท้ายที่สุดแล้ว การชาร์จบนถนนแบบไร้สายจะช่วยลดความกังวลให้กับผู้คนเกี่ยวกับระยะทางและเอื้อต่อการนำ EV มาใช้เป็นจำนวนมาก เพราะตอนนี้โครงสร้างพื้นฐานด้านการชาร์จเป็นอุปสรรคสำคัญสำหรับการนำรถยนต์ไฟฟ้ามาใช้ มีรายงานก่อนนี้ว่า หนึ่งในห้าของเจ้าของรถ EV เปลี่ยนกลับไปใช้รถยนต์ที่ใช้น้ำมัน เพราะการชาร์จถือเป็น "ความยุ่งยาก" มากเกินไป 

 

ข้อมูลจาก JD Power ในปี 2021 พบว่า “ความวิตกกังวลเกี่ยวกับแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าเป็นปัจจัยหลักที่จำกัดศักยภาพการใช้งานเชิงพาณิชย์ของรถยนต์ไฟฟ้า”

 

“ระบบการชาร์จแบบไร้สายบนท้องถนน” ถือเป็นชิ้นส่วนต่อไปของคำถามด้านความยั่งยืน อาจดูเลือนลางสำหรับบางประเทศ แต่ก่อนหน้านี้เราเคยฝันถึงโทรศัพท์ไร้สายที่คนหลายพันล้านมีใช้เหมือนทุกวันนี้ไหม 

 

อาจมีคำถามเหมือนที่ก่อนหน้านี้ การชาร์จแบบไร้สายสำหรับโทรศัพท์ที่มีแรงผลักดันจากบริษัทอย่าง Apple และ Samsung แต่โดยรวมแล้วความพยายามในการชาร์จแบบไร้สายกลับลดลง เนื่องจากฮาร์ดแวร์ยังมีราคาแพงและมักจะเทอะทะ

 

อย่างไรก็ดี Insider ได้รายงานก่อนหน้านี้ว่า นักวิจัยที่ Cornell University กำลังทำงานเพื่อสร้างกระบวนการชาร์จแบบไร้สายสำหรับทางหลวงของสหรัฐอเมริกา โดยจะใช้สนามไฟฟ้าแทนสนามแม่เหล็ก โดยใช้สวิตช์ที่อ้างว่า จะทำให้กระบวนการนี้ถูกกว่าและให้พลังงานได้มากขึ้น

โปรดติดตามสมรภูมิพลังงานไฟฟ้าในตอนต่อไป