ไอน้ำ ไฟฟ้า และเบนซิน: การแข่งขันสามเส้า

ราวปี 1900 ในอเมริกา รถยนต์ใช้น้ำมันเบนซินยังไม่เป็นที่นิยมเลยแม้แต่น้อย: ผู้นำตลาดคือรถน้ำมันไอน้ำ อันดับสองคือรถยนต์ไฟฟ้า ส่วนเครื่องยนต์สันดาปภายในยังต้องดิ้นรนอยู่ในอันดับสาม แต่กระนั้น ภายในไม่กี่ทศวรรษ ผู้ชนะของการแข่งขันก็ชัดเจน เครื่องยนต์เบนซินชนะการแข่งขันทางเทคโนโลยีระหว่างไอน้ำ ไฟฟ้า และเบนซิน - ทั้งจากการผลิตที่ถูก ปริมาณเชื้อเพลิงที่เหลือเฟือ และมอเตอร์สตาร์ทไฟฟ้าที่ Kettering ประดิษฐ์ขึ้นในปี 1912 แล้วเพราะอะไรเทคโนโลยีฝ่ายแพ้จึงกลับมาอยู่บนเวทีอีกครั้งหลังผ่านไปหนึ่งศตวรรษ? มาเรียบเรียงเรื่องราวตั้งแต่ต้นกันเลย

ทำไมรถยนต์คันแรกจึงใช้ไอน้ำ?

ยานพาหนะทางบกที่เคลื่อนที่ด้วยตนเองคันแรกของโลกไม่ได้เกิดจากปั๊มน้ำมันเบนซิน แต่เกิดจากหม้อไอน้ำ วิศวกรชาวฝรั่งเศส Nicolas-Joseph Cugnot สร้างรถไอน้ำชื่อ "fardier à vapeur" ขึ้นในช่วงปี 1769-1770 จุดประสงค์เรียบง่ายมาก: เพื่อลากปืนใหญ่หนักๆ ยานพาหนะติดตั้งอยู่บนโครงสร้างหนักจากคานไม้โอ๊ก และมันดูเหมือนรถบรรทุกทหารขนาดมหึมามากกว่าจะเป็น "รถยนต์" ในความหมายปัจจุบัน มันถูกออกแบบมาเพื่อทำงาน ไม่ใช่เพื่อโชว์ - อย่างแท้จริงของความคิดแบบวิศวกร

ตลอดศตวรรษต่อมา รถไอน้ำถูกทดลองใช้แต่ก็ไม่แพร่หลาย เรื่องราวเริ่มจริงจังขึ้นเมื่อ Richard Trevithick พัฒนาไอน้ำแรงดันสูง ข้อได้เปรียบของไอน้ำนั้นชัดเจน: มันเป็นแหล่งพลังงานที่คุ้นเคยและพิสูจน์แล้วในโรงงานและรถไฟ รถยนต์ไอน้ำที่วิ่งออกถนนตั้งแต่ทศวรรษ 1870 ก็เป็นเครื่องจักรที่ทรงพลังและทำงานนุ่มนวลเช่นกัน ปัญหาอยู่ที่อื่น: ในอากาศหนาว การเตรียมรถให้พร้อมสตาร์ทอาจใช้เวลาถึง 45 นาที วันนี้ลองนึกว่าคุณเปิดฮีตเตอร์แล้วออกไปซื้อกาแฟ - แต่แม้กลับมาพร้อมกาแฟแล้ว รถก็ยังไม่พร้อมออกเดินทาง ยิ่งไปกว่านั้น การต้องเติมน้ำเป็นประจำทำให้ระยะทางที่วิ่งได้ถูกจำกัดอยู่เสมอ

ยุคทองของไอน้ำและการกะพริบตาครั้งสุดท้ายกับ Doble

แต่กระนั้นก็อย่าดูถูกสายไอน้ำ ต้นทศวรรษ 1900 คาดว่าราว 40% ของตลาดสหรัฐฯ ใกล้จะเป็นรถไอน้ำทั้งหมด นั่นคือผู้นำชัดเจนอยู่แล้ว และนั่นไม่ใช่เบนซิน แบรนด์อย่าง Stanley ผลิตเครื่องจักรที่สะอาด เงียบ และรวดเร็ว เครื่องยนต์ของยานพาหนะเหล่านี้ร้อนขึ้นเหมือนเตาอบพอดี แล้วออกเดินทางเมื่อน้ำกลายเป็นไอ ในเมืองและบริเวณใกล้เคียง มันทำงานได้ดีมาก

ดาวที่สุดขีด (และเกิดที่ล่าสุด) ของสายนี้คือ Doble พี่น้อง Doble สร้างรถไอน้ำขั้นสูงที่ลดปัญหาเวลาในการอุ่นเครื่องที่ยาวนานลงอย่างมีนัยสำคัญ พวกเขากลายเป็นของโปรดของนักสะสมและผู้หลงใหลในไอน้ำ แต่ลองนึกถึงจังหวะเวลาดูสิ: เมื่อถึงทศวรรษ 1920 ถนนได้รับการขยายเครือข่ายกว้างขวาง น้ำมันเบนซินถูกและมีอุดมสมบูรณ์ และโรงงานต่างหันไปสู่การผลิตแบบอนุกรม Doble สมบูรณ์แบบในเชิงเทคโนโลยี แต่คู่แข่งในตอนนี้ไม่ใช่เครื่องยนต์เครื่องหนึ่ง แต่เป็นเศรษฐกิจทั้งระบบ พลังไอน้ำแพ้ไม่ใช่เพราะแพ้การแข่งขัน แต่แพ้เพราะเงื่อนไขของการแข่งขันได้เปลี่ยนไป

ยุคทองยุคแรกของรถไฟฟ้า: เงียบ สง่างาม มีเกียรติ

เรื่องราวสายรถไฟฟ้าเริ่มต้นราวปี 1890 ที่เมือง Des Moines รัฐ Iowa: รถยนต์ไฟฟ้าของ William Morrison ที่บรรทุกผู้โดยสารได้ 6 คนและวิ่งได้ความเร็ว 14 ไมล์ต่อชั่วโมง ถูกยอมรับว่าเป็นรถยนต์ไฟฟ้าที่ประสบความสำเร็จคันแรกในสหรัฐอเมริกา ยิ่งไปกว่านั้น รถไฟฟ้าไม่ได้มีอยู่แค่เพียงเท่านั้น - แต่ยังเป็นที่นิยมอีกด้วย มีรถแท็กซี่ไฟฟ้าให้บริการมากกว่า 60 คันในนครนิวยอร์ก Ferdinand Porsche พัฒนารถไฟฟ้า P1 และรถยนต์ไฮบริดคันแรกของโลกในปี 1898

ความเหนือกว่าของรถไฟฟ้าในชีวิตประจำวันนั้นจับต้องได้มาก: เงียบ ไม่มีกลิ่น ไม่ต้องใช้งานสตาร์ตแบบหมุนเอง และใช้งานง่ายมาก ด้วยเหตุนี้จึงถูกทำการตลาดสู่คนขับหญิงเป็นพิเศษ แบรนด์อย่าง Baker และ Detroit Electric ผลิต "เตียงไฟฟ้า" ที่สง่างามและอยู่ในระดับไฮเอนด์ แม้แต่ผู้ใหญ่ในครอบครัวก็อยู่ฝ่ายสนับสนุน: Thomas Edison เป็นหนึ่งในบุคคลที่รู้จักกันดีว่าเลือกใช้รถไฟฟ้าในการใช้งานประจำวัน ส่วน Clara Ford เป็นภรรยาที่ขับรถไฟฟ้าแทนรถของบริษัทของสามี Henry แม้แต่ Woodrow Wilson ก็ใช้รถ Milburn Electric ภรรยาของเขา Edith ถูกบันทึกไว้ว่าเป็นผู้หญิงคนแรกที่ขับรถยนต์ไฟฟ้าใน Washington DC เมื่อปี 1904

ระยะทางก็ไม่เลวเลย: Fritchle ชาว Denver ผลิตรุ่นที่ให้ระยะทาง 60-100 ไมล์ต่อการชาร์จหนึ่งครั้งในปี 1914 และ Oliver Fritchle สามารถเดินทางจาก Lincoln ถึง New York ระยะทางประมาณ 1,800 ไมล์ได้ใน 29 วัน โดยเฉลี่ย 90 ไมล์ต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง แม้กระทั่งราวปี 1914 Henry Ford และ Thomas Edison ยังร่วมมือกันพัฒนารถยนต์ไฟฟ้าที่ถูกและใช้งานได้จริง - แต่โชคไม่ดีที่โครงการนี้ไม่บรรลุผล แต่แม้ในขณะนั้นก็ยังมีทางเลือกที่จริงจังบนโต๊ะเจรจาอยู่

เครื่องยนต์เบนซินชนะการแข่งขันได้อย่างไรและเพราะเหตุใด?

ชัยชนะครั้งนี้ไม่ใช่ผลงานของสิ่งประดิษฐ์เดียว แต่เป็นผลจากหลายเงื่อนไขที่มาบรรจบกันในเวลาเดียวกัน เมื่อถึงปี 1905 รถยนต์เบนซินได้แซงหน้ารถไอน้ำและรถไฟฟ้าไปแล้ว ด้วยระยะทางที่ไกลกว่าและการเติมเชื้อเพลิงที่สะดวกกว่า จากนั้น Ford Model T ในปี 1908 ก็ปรากฏตัวบนเวที และการผลิตแบบอนุกรมทำให้รถเบนซินเข้าถึงได้สำหรับทุกคน ในปี 1912 ภาพมีลักษณะดังนี้: รถยนต์เบนซินราว 650 ดอลลาร์ ส่วนรถโรดสเตอร์ไฟฟ้า 1,750 ดอลลาร์ - ส่วนต่างราคาสามเท่า แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดอันหนักอึ้งของรถไฟฟ้าหมายถึงระยะทางที่สั้น ในชนบทแทบไม่มีโครงข่ายไฟฟ้าเลย และเมื่อถนนระหว่างเมืองขยายตัวขึ้น ระยะทางไกลกลายเป็นปัจจัยชี้ขาด น้ำมันดิบจากเท็กซัสทำให้น้ำมันเบนซินถูกและอุดมสมบูรณ์ ขณะที่ปั๊มน้ำมันแพร่กระจายไปทั่วประเทศ

แฮนด์ครันก์อันตรายแค่ไหน?

จุดอ่อนที่สุดของสายเบนซินก็คือตรงนี้เอง: การสตาร์ทด้วยมือ เพื่อสตาร์ทรถเบนซินยุคแรก คุณต้องวางมือบนคานครันก์ด้านหน้าในตำแหน่งที่ถูกต้องแล้วบิดอย่างรวดเร็ว ไม่ใช่งานง่าย - เมื่อเครื่องยนต์สะท้อนกลับ (kickback) คานครันก์จะหวนกลับมาที่ใบหน้าของคุณ นั่นคือมือของคุณ ผลลัพธ์คือ: นิ้วหัวแม่มือหัก ข้อมือหัก ข้อต่อเคลื่อน บาดเจ็บที่เข่า และกล้ามเนื้อหลังฉีก การสตาร์ทรถในทุกเช้าเหมือนการเสี่ยงดวงเล็กๆ และบางวันคนเสี่ยงก็ไม่ได้เป็นฝ่ายชนะ

จุดหักเหของเรื่องราวมาพร้อมเหตุการณ์โศกนาฏกรรม: Byron Carter ผู้ก่อตั้ง Cartercar เสียชีวิตจากอาการบาดเจ็บที่เกิดจากครันก์สะท้อนกลับ การเสียชีวิตครั้งนี้จุดประกายให้เกิดการแสวงหาทางแก้ที่จะกำจัดคานอันตรายนี้ไปตลอดกาล ชายที่จะนำทางแก้นั้นมาก็คือ Charles Kettering วิศวกรจากเมือง Loudonville รัฐโอไฮโอ จุดเริ่มต้นง่ายๆ: คำขอจาก Edward Deeds ให้ติดตั้งมอเตอร์สตาร์ทให้รถของเขา Kettering และทีมงานพัฒนามอเตอร์สตาร์ทที่ทำงานด้วยไฟฟ้า ยื่นจดสิทธิบัตรในวันที่ 15 มิถุนายน 1911 ระบบนี้เปิดตัวพร้อมระบบจุดระเบิดอัตโนมัติที่ใช้กุญแจในรถ Cadillac ปี 1912 และสิทธิบัตรจดทะเบียนในวันที่ 17 สิงหาคม 1915 ในชื่อ "engine-starting device" Cadillac ปี 1912 จึงถูกบันทึกไว้ในประวัติศาสตร์ในฐานะรถเบนซินผลิตจำนวนมากคันแรกที่มีมอเตอร์สตาร์ท

ทำไมจึงสำคัญมาก? เพราะแฮนด์ครันก์คือการแข่งขันที่ไม่เป็นธรรมที่สุดของเครื่องยนต์เบนซิน ถ้าข้อดีที่คนรักที่สุดของรถไฟฟ้าไม่ใช่ "สตาร์ทด้วยกุญแจ" รถเบนซินก็คงยังดูเหมือน "ครึ่งหนึ่งคือข้อดี อีกครึ่งคือความเสี่ยง" ต่อไป มอเตอร์สตาร์ทของ Kettering มอบความสะดวกในการสตาร์ทด้วยกุญแจให้กับรถเบนซิน ทำให้ชะตากรรมของการแข่งขันนี้ชัดเจนขึ้น เมื่อคานครันก์ถูกถอนออกจากเวทีประวัติศาสตร์ ข้อโฆษณาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของรถไฟฟ้าก็ระเหยหายไปด้วย

เรื่องราวนี้บอกอะไรเราในวันนี้?

คุณรู้จุดจบแล้ว: รถยนต์ไฟฟ้าแทบหายไปจากตลาดอย่างสมบูรณ์ภายในปี 1935 และเครื่องยนต์เบนซินก็กลายเป็นภาษาของยานยนต์ตลอดหนึ่งศตวรรษ แต่เรื่องราวไม่ได้จบลงตรงนั้น จำนวนรถไฟฟ้าบนถนนในสหรัฐฯ เพิ่มจากประมาณ 22,000 คันเกิน 2 ล้านคัน ระหว่างปี 2011 ถึง 2021 ในปี 2021 ระยะทางต่อการชาร์จหนึ่งครั้งโดยมัธยฐานพุ่งจาก 68 ไมล์เป็น 234 ไมล์ โดยสรุป รอบที่สองของการแข่งขันเริ่มต้นขึ้นแล้ว และครั้งนี้ฝั่งไฟฟ้าไม่ได้แบกภาระเหมือนแฮนด์ครันก์อีกต่อไป - ตรงกันข้ามเสียอีก

ในความคิดของผม บทเรียนคือ: เทคโนโลยีที่ชนะไม่ใช่ "ที่ดีที่สุด" เสมอไป แต่เป็นสิ่งที่เข้ากับสถานการณ์ได้ดีที่สุดต่างหาก ในยุคปี 1900 สิ่งนี้มหัศจรรย์มาก - น้ำมันราคาถูก ถนนที่ขยายตัว การผลิตแบบอนุกรม และมอเตอร์สตาร์ท ล้วนพลิกดุลยภาพทั้งหมด วันนี้แบตเตอรี่ที่ถูกลง ระบบชาร์จที่ขยายตัว และการปฏิวัติด้านระยะทาง กำลังท้าทายสมดุลเดิมนั้นอีกครั้ง คิดว่าในรอบนี้ใครจะชนะ? เรากำลังขับรถอยู่ในโลกที่รถไฟฟ้าซึ่งเคยพลาดโอกาสเมื่อร้อยปีก่อนจะได้แก้มือ - และคนที่รู้ประวัติศาสตร์รู้ดีว่าสิ่งนี้เป็นไปได้แค่ไหน

แหล่งอ้างอิง

• The History of the Electric Car
• Early Cars: Fact Sheet for Kids
• Technological Choices | National Museum of American History
• Early modes of transport in the United States
• Energy Use and the Internal Combustion Engine
• 38% Of American Cars Were Electric In 1900 - What about in the future?
• Steam car
• The History of Steam-Powered Cars
• Tampa Bay Automobile Museum - Preview the Archive
• June 15, 1911 - The electric starter is patented
• Electric Automobile Self-Starter Is Patented
• Charles F. Kettering, inventor of electric self-starter
• This Day in History: The Electric Starter Patented
• Invention of the Automotive Electric Starter
• How Cars Started Back in the Early Days
• Early vehicles really cranked up the injuries
• Doble: Last of the Red Hot Steamers
• EVs Were Outselling Gas Cars 100 Years Ago