ทำไมเบนซินจึงชนะในศตวรรษแรกของรถยนต์ไฟฟ้า?

ประวัติศาสตร์ของรถยนต์ไฟฟ้าเป็นเรื่องราวที่เก่าแก่และอลังการกว่าที่หลายคนเคยคิดไว้มาก ในช่วงเปลี่ยนผ่านเข้าสู่ศตวรรษที่ 20 ยานพาหนะไฟฟ้าเป็นรถยนต์ที่ขายดีที่สุดในอเมริกา ขณะที่เครื่องยนต์เบนซินถูกมองว่าเป็นทางเลือกที่สั่นสะเทือน มีกลิ่น และต้องหมุนสตาร์ตด้วยมือ เหตุผลที่เบนซินชนะสงครามครั้งนี้ไม่ใช่เพราะสิ่งประดิษฐ์เดียวหรือการตัดสินใจเพียงครั้งเดียว แต่เป็นพายุที่ประกอบด้วยโครงสร้างพื้นฐานถนน ราคาน้ำมัน มอเตอร์สตาร์ตไฟฟ้า และการผลิตแบบอนุกรมที่เข้ามามีบทบาทพร้อมกัน หน้านี้จะวิเคราะห์สงครามครั้งนั้น ความพยายามที่เป็นระยะๆ ตลอดหนึ่งศตวรรษที่ผ่านมา โศกนาฏกรรมของ GM EV1 การปฏิวัติลิเธียม-ไอออน และการเปลี่ยนผ่านยุคใหม่ที่เริ่มต้นด้วย Tesla Roadster ผ่านการเล่าเรื่องเชิงลำดับเวลา

รถยนต์ไฟฟ้าเกิดขึ้นอย่างไร และเกิดก่อนรถเบนซินหรือไม่?

ในทางเทคนิคแล้วใช่ มอเตอร์ไฟฟ้าถูกนำมาใช้งานได้จริงก่อนเครื่องยนต์สันดาปภายใน ในปี 1827 นักบวชชาวฮังการี Ányos Jedlik สร้างมอเตอร์ไฟฟ้าตัวแรก และในปี 1828 เขาขับเคลื่อนรถจำลองขนาดเล็กด้วยมอเตอร์นั้น นักประดิษฐ์ชาวสกอต Robert Anderson พัฒนายานพาหนะไฟฟ้าอย่างคร่าวๆ ระหว่างปี 1832–1839 และช่างตีเหล็กชาวเวอร์มอนต์ Thomas Davenport สร้างยานพาหนะไฟฟ้าของตนเองในปี 1834 อาจจะเป็นตัวอย่างยุคแรกที่โดดเด่นที่สุดก็คือหัวรถจักรไฟฟ้าที่รู้จักกันเป็นลำดับแรก ซึ่ง Robert Davidson สร้างขึ้นที่เมืองอเบอร์ดีนในปี 1837 ในปี 1841 "Galvani" ที่มีน้ำหนัก 7,100 กก. ลากของหนักเป็นระยะทาง 2.4 กม. ด้วยความเร็ว 6.4 กม./ชม. คนงานรถไฟทำลายเครื่องจักรนี้ด้วยความกลัวว่าจะต้องตกงาน - การก่อวินาศกรรมครั้งแรกที่มีต่อการขนส่งไฟฟ้าคือหัวรถจักรแทนที่จะเป็นยานพาหนะที่มีเครื่องยนต์ ลงตัวกับความเสียดายของประวัติศาสตร์ได้ดี

เส้นเกณฑ์สำคัญคือไฟฟ้าที่สามารถกักเก็บไว้ได้ ในปี 1859 Gaston Planté ประดิษฐ์แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดแบบชาร์จได้ และในปี 1881 Camille Alphonse Faure เพิ่มความจุของแบตเตอรี่นี้ขึ้นอย่างมาก ขณะนั้นยานพาหนะสามารถขนพลังงานของตัวเองได้แล้ว เมื่อวันที่ 19 เมษายน 1881 Gustave Trouvé ได้ทดสอบยานพาหนะไฟฟ้าที่มีแหล่งพลังงานในตัวเอง - ยานพาหนะสามล้อ - ที่ถนน Rue Valois ในปารีส ซึ่งน่าจะเป็นครั้งแรกที่บรรทุกมนุษย์ Thomas Parker สร้างรถยนต์ไฟฟ้าคันแรกของเขาที่เมือง Wolverhampton ในปี 1884 และ Andreas Flocken สร้าง Flocken Elektrowagen ในปี 1888 ซึ่งปัจจุบันถูกนับว่าเป็น "รถยนต์ไฟฟ้าคันแรกอย่างแท้จริง"

ฝั่งสหรัฐอเมริกา เข็มนาฬิกาเริ่มเดินให้กับนักเคมีชาวสกอต William Morrison Morrison พัฒนารถไฟฟ้าคันแรกในสหรัฐอเมริกาที่เมือง Des Moines รัฐไอโอวาระหว่างปี 1890–91 รถรางหกที่นั่ง ที่วิ่งได้ 23 กม./ชั่วโมง เป็นผลงานวิศวกรรมที่เรียบร้อยดี

ค.ศ. 1897-1912: ยุคทองของรถยนต์ไฟฟ้าดูเป็นอย่างไร?

ปี 1897 คือปีแห่งชัยชนะเชิงพาณิชย์ครั้งแรกของรถยนต์ไฟฟ้า รถแท็กซี่ไฟฟ้าของ Walter Bersey วิ่งตามถนนในลอนดอน และได้รับฉายาว่า "Hummingbirds" เพราะเสียงหวี่แหวงเบา ๆ ในปีเดียวกัน Samuel's Electric Carriage and Wagon Company เริ่มดำเนินการรถแท็กซี่ hansom ไฟฟ้า 12 คันในนิวยอร์ก และภายในปี 1898 กองฟลีตก็มีถึง 62 คัน บริษัทได้รับการปรับโครงสร้างใหม่เป็น Electric Vehicle Company ในเวลาต่อมา ในปีเดียวกันนั้น รถยนต์ขายดีที่สุดในสหรัฐอเมริกาคือรถไฟฟ้า: Columbia Motor Carriage ของ Pope Manufacturing ในปี 1902 Studebaker ได้เข้าสู่ธุรกิจยานยนต์ด้วยรถยนต์ไฟฟ้าร่วมกับผู้ผลิตอย่าง Waverly Company และในต้นทศวรรษ 1900 รถไฟฟ้าผลิตลำดับแรก ๆ ก็ออกสู่ถนนอเมริกัน

ด้านสมรรถนะก็ไม่เลวเลยทีเดียว เมื่อวันที่ 18 ธันวาคม 1898 รถไฟฟ้า Jeantaud ทำลายสถิติความเร็วบนบกของยานยนต์เป็นครั้งแรกด้วยความเร็ว 63.13 กม./ชั่วโมง เมื่อวันที่ 29 เมษายน 1899 Camille Jenatzy ทำความเร็วได้ 105.88 กม./ชั่วโมงด้วยรด้วยตัวถังแบบทอร์ปิโด Jamais Contente กลายเป็นยานพาหนะแรกที่ฝ่ากำแพง 100 กม./ชั่วโมง รถยนต์ไฟฟ้าครองสถิติความเร็วบนบกจนราวปี 1900

ภาพตลาดสหรัฐฯ ในปี 1900 นั้นน่าประหลาดใจสำหรับผู้อ่านที่คุ้นเคยกับข้อมูลยุคปัจจุบัน รถยนต์ที่ผลิตได้ 40% เป็นเครื่องจักรไอน้ำ 38% เป็นไฟฟ้า และ 22% เป็นเบนซิน รถยนต์บนท้องถนนประมาณหนึ่งในสามเป็นรถไฟฟ้า ตัวเลขเรื่องส่วนแบ่งตลาดแตกต่างกันเล็กน้อยขึ้นอยู่กับว่าการนับกำหนดไว้อย่างไร - การประเมินหนึ่งให้ตัวเลขรถไฟฟ้า 28% อีกการประเมินให้ 38% - แต่แก่นของภาพรวมไม่เปลี่ยนแปลง: ในสหรัฐอเมริกาปี 1900 รถยนต์ไม่ใช่เครื่องจักรแบบเดียวกันหมด จุดสูงสุดของการผลิตมาถึงในปี 1912: ในปีนั้นสหรัฐฯ ผลิตรถยนต์ไฟฟ้า 1,575 คัน แต่ผลิตรถยนต์ที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในเพียง 936 คัน

ทำไมทุกคนถึงชอบรถไฟฟ้า?

เหตุผลประกอบด้วยข้อได้เปรียบที่วัดได้ล้วน ๆ รถยนต์ไฟฟ้าไม่มีการสั่นสะเทือน กลิ่น และเสียงรบกวน ไม่ต้องเปลี่ยนเกียร์ ไม่ต้องหมุนคานหมุนด้วยมือ เปรียบเทียบกันแล้ว รถไอน้ำต้องใช้เวลาอุ่นเครื่องนานถึง 45 นาทีในยามเช้าที่อากาศเย็น รถไฟฟ้าเป็นทางเลือกเชิงปฏิบัติสำหรับการใช้งานในเมือง และการตลาดก็รู้เรื่องนี้ดี: รถไฟฟ้าถูกขายให้กับผู้บริโภคหญิงเป็นพิเศษ - ซึ่งยังสร้างการตราหน้าในหมู่ผู้บริโภคชายด้วย นั่นคือปัญหาภาพลักษณ์แรกของรถไฟฟ้าเกิดขึ้นแล้วตั้งแต่ครั้งนั้น

ส่วนราคาคือจุดอ่อนของรถไฟฟ้า: จนถึงปี 1912 รถยนต์ไฟฟ้าหนึ่งคันมีราคาขายเกือบสองเท่าของรถเบนซิน ด้านโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จ อุตสาหกรรมได้ผลิตโซลูชันที่คล้ายคลึงกับการถกเถียงในปัจจุบันอย่างน่าประหลาดใจ: Hartford Electric Light Company (GeVeCo) ให้บริการเปลี่ยนแบตเตอรี่แบบถอดเปลี่ยนได้ตั้งแต่ปี 1910-1924 โดยให้บริการมากกว่า 6 ล้านไมล์ ตั้งแต่ปี 1917 บริการที่คล้ายกันดำเนินการในชิคาโกสำหรับ Milburn การเปลี่ยนแบตเตอรี่ถูกทดลองใช้มาแล้วเมื่อ 100 ปีก่อน

ทำไมสงครามเบนซินถึงชนะ?

สาเหตุของความพ่ายแพ้มิได้มาจากเทคโนโลยีที่ล่าช้าเพียงอย่างเดียว แต่มาจากการที่ปัจจัยสี่ประการประสานซ้อนกันในทศวรรษเดียวกัน ประการแรกคือโครงสร้างพื้นฐาน: เมื่อเครือข่ายถนนของสหรัฐอเมริกาดีขึ้น ผู้คนต้องการเดินทางไกลขึ้น แต่รถยนต์ไฟฟ้าที่วิ่งได้เพียง 24-32 กม./ชม. และมีระยะทางจำกัดที่ 50-65 กม. ไม่สามารถตอบสนองความต้องการนี้ได้ ประการที่สองคือเศรษฐกิจด้านพลังงาน: การค้นพบแหล่งน้ำมันขนาดใหญ่ทำให้ราคาน้ำมันเบนซินลดลงอย่างรวดเร็ว ประการที่สาม มอเตอร์สตาร์ทไฟฟ้าที่ Charles Kettering พัฒนาขึ้นในปี 1912 ได้ขจัดอุปสรรคการใช้งานที่ใหญ่ที่สุดของรถยนต์เบนซินออกไป นั่นคือวิธีสตาร์ทด้วยมือ เครื่องเก็บเสียงของพี่น้อง Reeves ในปี 1897 ได้ลดปัญหาเรื่องเสียงดังรบกวนลง ประการที่สี่ การผลิตแบบอุตสาหกรรมของ Henry Ford ทำให้ราคารถยนต์เบนซินลดต่ำลงจนถึงระดับที่รถยนต์ไฟฟ้าเอื้อมไม่ถึง: ผู้ผลิตรถยนต์ไฟฟ้าส่วนใหญ่หยุดการผลิตในทศวรรษ 1910 และเมื่อถึงทศวรรษ 1930 อุตสาหกรรมนี้ได้ล่มสลายไปโดยพฤตินัย

แน่นอนว่ามันไม่ได้ตายสนิท แต่ถูกผลักไปสู่กลุ่มตลาดเฉพาะทาง ในปี 1923 Yale ผลิตรถยกไฟฟ้าออกมา รถส่งนมในสหราชอาณาจักร หรือ "milk float" ได้สร้าง กองยานพาหนะไฟฟ้าแบตเตอรี่ที่ใหญ่ที่สุดในโลกตลอดศตวรรษที่ 20 ในปี 1954 รถกอล์ฟไฟฟ้า Lektro ได้ออกวางจำหน่าย ในช่วง สงครามโลกครั้งที่สอง ประเทศในยุโรปที่ขาดแคลนเชื้อเพลิงได้กลับมาทดลองใช้รถยนต์ไฟฟ้าอีกครั้ง กล่าวคือ แนวคิดนี้ไม่เคยคงอยู่ในฐานะความอยากรู้ทางวิชาการเพียงเท่านั้น แต่เพียงห่างหายไปจากถนนเท่านั้น

การทดลองช่วงกลางของ ศตวรรษที่ 20: จาก Henney Kilowatt สู่ยานพาหนะดวงจันทร์

ปลายทศวรรษ 1950 การทดลองเริ่มต้นขึ้นอีกครั้ง Henney Kilowatt เป็นรถยนต์ไฟฟ้าที่สร้างบนฐานของ Renault Dauphine มีทั้งเวอร์ชัน 36V และ 72V โดยรุ่น 72V สามารถวิ่งได้เกือบ 96 กม./ชม. แต่การผลิตสิ้นสุดลงในปี 1961 เพราะราคาสูงเป็นสองเท่าของ Dauphine รุ่นเบนซิน วงจรคลาสสิกของการผลิตรถยนต์ไฟฟ้าปริมาณต่ำก็ปรากฏตัวขึ้นอีกครั้งในจุดนี้: ไอเดียดี แต่เศรษฐกิจแย่ ในปี 1959 AMC และ Sonotone เริ่มงานวิจัยแบตเตอรี่ที่ "ชาร์จตัวเองได้" ในทศวรรษ 1960 มีการผลิตคอนเซปต์ต่าง ๆ เช่น Scottish Aviation Scamp (1965), GM Electrovair (1966) และ AMC Amitron (1967) แต่ไม่มีรุ่นใดเลยที่กลายเป็นการผลิตแบบอุตสาหกรรม

ความล้มเหลวที่เป็นสัญลักษณ์ที่สุดคือ Enfield 8000 ในปี 1973 ซึ่งผลิตได้เพียง 112 คันเท่านั้น ในขณะที่มีภาพตรงข้ามอย่างน่าทึ่งเกิดขึ้นในปีเดียวกันบนดวงจันทร์: ในวันที่ 31 กรกฎาคม 1971 Lunar Roving Vehicle ที่มาพร้อมกับ Apollo 15 กลายเป็นยานพาหนะไฟฟ้าลำแรกที่มนุษย์ใช้บนพื้นผิวดวงจันทร์ โดยได้รับการพัฒนาโดย Boeing และ Delco Electronics ซึ่งเป็นบริษัทย่อยของ GM อุตสาหกรรมที่ขายรถยนต์ไฟฟ้าไม่ได้บนโลก กลับใช้ยานพาหนะไฟฟ้าบนดวงจันทร์

วิกฤตพลังงานในทศวรรษ 1970-1980 หยิบยกประเด็นนี้กลับมาเป็นวาระอีกครั้ง พระราชบัญญัติวิจัยยานพาหนะไฟฟ้าและไฮบริดของสหรัฐอเมริกาปี 1976 จัดให้มีแรงจูงใจ อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์เป็นที่น่าผิดหวัง: ผลิตภัณฑ์อย่าง Sinclair C5 ล้มเหลว และรถยนต์ไฟฟ้ารุ่นเปลี่ยนผ่านระหว่างทศวรรษ 1960-1990 (Electrosport, Electra-Van, Lectric Leopard, Solectria Force) ขายได้ในจำนวนที่ต่ำ เคมีของแบตเตอรี่เป็นตัวกำหนดขีดจำกัด และแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดไม่สามารถข้ามขีดจำกัดเหล่านั้นได้

GM EV1: ทำไมรถยนต์ไฟฟ้าตัวจริงคันแรกของยุคสมัยใหม่จึงตาย?

จุดเริ่มต้นของการฟื้นคืนยุคสมัยใหม่ถูกนับว่าเป็นปี 1990 ในปีนั้นประธาน GM Roger Smith ได้เปิดตัวคอนเซ็ปต์ GM Impact ที่งาน Los Angeles Auto Show ในปีเดียวกันแคลิฟอร์เนียได้บังคับใช้ข้อกำหนด ZEV หรือยานพาหนะไร้มลพิษ แรงกดดันจาก CARB ผลักดันอุตสาหกรรมยานยนต์ให้มีพอร์ตโฟลิโอรถยนต์ไฟฟ้าที่ไม่เคยมีมาก่อนภายในหนึ่งทศวรรษ: Chrysler TEVan, Ford Ranger EV, GM S10 EV, Honda EV Plus, Toyota RAV4 EV และ Nissan Altra EV - รุ่นสุดท้ายนี้เป็นรถยนต์ไฟฟ้าผลิตแบบซีรีส์คันแรกที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ดาวเด่นของตระกูลนี้คือ GM EV1 ไม่ได้วางจำหน่ายให้ผู้บริโภค มีให้เช่าเพียงแบบปิดสิ้นสุดเท่านั้น เมื่อสัญญาเช่าสามปีหมดอายุในต้นทศวรรษ 2000 GM ได้ยกเลิกโครงการนี้โดยอ้างต้นทุนการผลิตที่สูงและตลาดที่เล็ก ยานพาหนะถูกส่งคืนและส่วนใหญ่ถูกทำลาย แฟน ๆ ได้จัดการประท้วง และ EV1 กลายเป็นหนึ่งในสัญลักษณ์ที่ทรงอารมณ์ที่สุดในประวัติศาสตร์รถยนต์ไฟฟ้า

เรื่องราวนี้ไม่อาจกล่าวได้ว่าเป็นไปในทางเดียว นักประวัติศาสตร์ยานยนต์บางคนคัดค้านเรื่องเล่า "GM ละทิ้งรถไฟฟ้า" โดยโต้แย้งว่ามรดกของ EV1 เป็นแรงผลักดันให้งานวิจัยยานพาหนะเซลล์เชื้อเพลิงของบริษัท มีการประเมินที่แตกต่างกันเกี่ยวกับความหลีกเลี่ยงไม่ได้ของโครงการ อย่างไรก็ตามในปี 2002 ภาพนั้นชัดเจน: Toyota ขาย RAV4-EV จำนวน 328 คันสุดท้ายให้กับประชาชน และผู้ผลิตรายอื่น ๆ ถอนรถไฟฟ้าออกจากตลาด การเริ่มต้นที่ส่องประกาย ความต้องการที่พิสูจน์แล้ว และจากนั้นการถอนตัวอย่างสมบูรณ์ - นั่นคือผลสรุปของการทดลองหนึ่งทศวรรษ การรำลึกที่ GM เผยแพร่ในปี 2026 ในวาระครบ 30 ปีของ EV1 ว่าด้วย "มรดกที่ยังมีชีวิตอยู่จนถึงทุกวันนี้" เป็นเครื่องหมายเส้นเวลาที่ดีสำหรับวัดว่าการหวนคืนนี้ใช้เวลานานเพียงใด

การปฏิวัติลิเธียมไอออนและ Tesla Roadster: ทำไมวงจรจึงแตกในครั้งนี้?

เครื่องยนต์แห่งการกลับมาของรถยนต์ไฟฟ้าพัฒนาขึ้นนอกภาคอุตสาหกรรมยานยนต์ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเริ่มถูกพัฒนาในช่วงปลายทศวรรษ 1970 โดยทีมนักวิทยาศาสตร์ระดับโลก และถูกประเมินว่าเป็นการปฏิวัติครั้งใหญ่ครั้งแรกในเทคโนโลยีการกักเก็บพลังงานนับตั้งแต่แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดในปี 1859 ตลอดทศวรรษ 1990 เมื่อต้นทุนลิเธียมไอออนลดลง การเปลี่ยนผ่านที่เริ่มต้นด้วยข้อกำหนด ZEV ของแคลิฟอร์เนียก็เร่งความเร็วขึ้น ก้าวกระโดดนี้ในเคมีแบตเตอรี่เป็นตัวแปรเดียวที่จะสามารถทำลายวงจร "ความคิดดี แต่เศรษฐศาสตร์แย่" ที่หมุนวนมาหลายทศวรรษ

ในปี 2008 Tesla Roadster เปลี่ยนศักยภาพนี้ให้เป็นรถยนต์: รถสปอร์ตไฟฟ้าล้วนผลิตแบบซีรีส์คันแรกที่ใช้ถูกกฎหมายบนทางหลวง โดยใช้เซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน มีระยะทางราว 240 ไมล์ (385 กม.) ราคาราว 100,000 ดอลลาร์ และกู้คืนพลังงานด้วยระบบเบรกสร้างพลังงานย้อนกลับ การอัปเดตในเวลาต่อมาเพิ่มระยะทางสูงสุดถึง 340 ไมล์ ความสำคัญที่แท้จริงของ Roadster ไม่ได้อยู่ที่ตัวเลข แต่อยู่ที่การเปลี่ยนแปลงเชิงการรับรู้: รถยนต์ไฟฟ้าไม่ใช่อีกต่อไปซึ่งยานพาหนะที่ต้องแลกด้วยราคาที่ไม่เป็นธรรม แต่สามารถเป็นผลิตภัณฑ์ที่ทำให้รถเบนซินต้องถูกตั้งคำถามด้วยสมรรถนะและระยะทาง เมื่อสิ้นปี 2020 ยอดขายรถยนต์ไฟฟ้าประเภทรถบรรทุกเล็กแบบปลั๊กอินสะสมแตะ 10 ล้านคัน - ส่วนแบ่งที่เคยเป็นเพียงหนึ่งในสามในยุค 1900 ได้กลายเป็นยานพาหนะนับล้านคันเมื่อจบศตวรรษ

เรียนรู้อะไรได้จากวงจรหนึ่งศตวรรษ?

ในประวัติศาสตร์ของรถยนต์ไฟฟ้ามีความจริงที่คงที่สามข้อ ข้อแรกคือเทคโนโลยีไม่เคยเป็นปัญหาหลักเลย: ยานพาหนะไฟฟ้าได้รับการพิสูจน์ว่าใช้งานได้จริงสี่ครั้ง ในปี 1888, 1912, 1996 และ 2008 ข้อที่สองคือเศรษฐศาสตร์เป็นผู้ตัดสิน - ราคาของฟอร์ดในปี 1912, ป้ายราคาที่แพงเป็นสองเท่าของ Henney Kilowatt ในปี 1961, และต้นทุนการผลิตของ EV1 ในปี 2003 ข้อที่สามคือทุกก้าวกระโดดของเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงาน (ตะกั่ว-กรดปี 1859, ลิเธียม-ไอออนทศวรรษ 1990) ล้วนเปิดประตูสู่ยุคทองใหม่ ชัยชนะของน้ำมันเบนซินไม่ใช่ความพ่ายแพ้ทางวิศวกรรม แต่เป็นดุลยภาพของเศรษฐศาสตร์และโครงสร้างพื้นฐาน และดุลยภาพนี้กำลังพลิกกลับมาหลายทศวรรษแล้ว

แหล่งอ้างอิง

• History of the electric vehicle
• The History of the Electric Car
• Early Electric Cars in America (1891-1922)
• General Motors EV1
• EV1 Electric Car - National Museum of American History
• What happened to the General Motors EV1?
• Driving the future, then and now: the story of the EV1 - GM News
• The lost history of the electric car
• Tesla Roadster (รุ่นแรก)
• The History of the Lithium-Ion Battery
• Lithium-Ion Battery - Clean Energy Institute, University of Washington
• Electric Vehicles Have Been Around Since the 19th Century
• Mythbusting: The truth about the GM EV1