Internal Combustion Engine ยังเป็นแกนหลัก | ICE รุ่นใหม่ พยุงอุตสาหกรรมยานยนต์

เครื่องยนต์สันดาปยังไม่หายไป OEM เร่งพัฒนา ICE รุ่นใหม่ ควบคู่ไฟฟ้า พยุงซัพพลายเชนยานยนต์

อัปเดตล่าสุด 10 ก.พ. 2569

แม้การเปลี่ยนผ่านสู่ยานยนต์ไฟฟ้า (EV) จะเป็นแนวโน้มที่ไม่อาจหลีกเลี่ยงได้ แต่ในทางปฏิบัติ ระยะเปลี่ยนผ่านอาจยาวนานกว่าที่คาดไว้เดิม โดยเฉพาะในยุโรปและสหรัฐฯ ที่เริ่มปรับมุมมองจากการมุ่งสู่ EV แบบสุดทาง ไปสู่แนวทางลดคาร์บอนที่ “เป็นจริงได้มากกว่า” เช่น รถไฮบริด (HV)

ผู้ผลิตรถยนต์หลายรายจึงนำเทคโนโลยีที่ดีที่สุดมาพัฒนา เครื่องยนต์สันดาปภายในรุ่นใหม่ (ICE) ให้ทำงานร่วมกับระบบไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งมีแนวโน้มจะกลายเป็นระบบขับเคลื่อนหลัก (Powertrain) ในช่วงเปลี่ยนผ่านนี้

ICE กับซัพพลายเชนกว่า 10,000 ชิ้นส่วน

เครื่องยนต์สันดาปหนึ่งเครื่องประกอบด้วยชิ้นส่วนราว 10,000 ชิ้น และพึ่งพาซัพพลายเออร์จำนวนมาก โดยเฉพาะผู้ประกอบการ SMEs ในช่วงที่ผ่านมา เมื่อ OEM ชะลอการเปิดตัวเครื่องยนต์ใหม่ ความไม่แน่นอนทำให้ผู้ผลิตชิ้นส่วนรายย่อยจำนวนไม่น้อยเกิดความกังวลเกี่ยวกับอนาคต

ผู้บริหารบริษัทผู้ผลิตสกรูในภูมิภาคคันไซ ซึ่งเป็นซัพพลายเออร์ Tier 3 ให้กับ OEM สหรัฐฯ ระบุว่า หากเครื่องยนต์รุ่นสุดท้ายยังมีงานต่อเนื่อง ก็ยังพอมีเวลาปรับตัว บริษัทจึงเร่งยกระดับระบบควบคุมคุณภาพ และมองหาตลาดใหม่ เช่น อุตสาหกรรมอากาศยาน

อย่างไรก็ตาม SMEs บางส่วนตัดสินใจปิดกิจการจากแรงกดดันรอบด้าน ทั้งปัญหาขาดแคลนแรงงาน ค่าพลังงานที่สูงขึ้น และความไม่ชัดเจนของคำสั่งซื้อในอนาคต ขณะที่งานใหม่เริ่มกระจุกตัวไปยังบริษัทที่มีศักยภาพสูง

OEM รวมพลัง สร้างความเชื่อมั่นให้ซัพพลายเออร์

ในเดือนพฤษภาคม 2024 โตโยต้าได้เชิญซูบารุและมาสด้า จัดเวิร์กช็อป “Multi-Pathway (All-Directional Strategy)” เพื่อยืนยันแนวทางพัฒนา ICE รุ่นใหม่จากหลายค่าย เป้าหมายสำคัญคือการลดความกังวลของซัพพลายเออร์ และป้องกันไม่ให้ SMEs ถอนตัวออกจากห่วงโซ่อุปทาน

เมื่อแนวโน้มตลาด EV ในยุโรปและสหรัฐฯ ชะลอตัวลง และ HV กลับมาได้รับการประเมินใหม่ OEM ต่างเร่งสื่อสารความคืบหน้าของ ICE รุ่นใหม่ เพื่อสร้างแรงขับเคลื่อนให้ทั้งซัพพลายเชน

ในขณะเดียวกัน ซัพพลายเออร์รายใหญ่ยังคงใช้กลยุทธ์ “คัดเลือกและมุ่งเน้น” (Selection and Concentration) โดยทยอยปรับโครงสร้างธุรกิจเครื่องยนต์ เพื่อย้ายทรัพยากรไปสู่ EV ในอนาคต ผ่านการควบรวม ปรับกลุ่มธุรกิจ หรือขายกิจการบางส่วน เพื่อรักษาความสามารถในการทำกำไร

ท่ามกลางการทบทวนบทบาทของรถไฮบริด เครื่องยนต์สันดาปภายในยังคงมีบทบาทสำคัญในระบบขับเคลื่อน (Nissan Elgrand รุ่นใหม่)

ICE รุ่นใหม่ ปรับบทบาทสู่ยุคไฟฟ้า

ตลาดรถยนต์ไฟฟ้า (EV) ของญี่ปุ่นคาดว่าจะกลับมาคึกคักมากขึ้นในปี 2569 จากการเปิดตัวรถ EV ขนาดเล็กของผู้ผลิตทั้งในและต่างประเทศ ขณะเดียวกัน การพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปภายในรุ่นใหม่ (ICE) ก็มีแนวโน้มเร่งตัวขึ้นเช่นกัน โดย ICE ไม่ได้ขัดแย้งกับการใช้ไฟฟ้า แต่ถูกปรับบทบาทใหม่ให้เหมาะกับการใช้งานในรถไฮบริด และทำงานร่วมกับระบบขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์อย่างใกล้ชิด

แนวทางหลักในการพัฒนาแบ่งออกเป็น 2 รูปแบบ แนวทางแรกคือ รถไฮบริดที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปเพื่อผลิตไฟฟ้า โดยตัวรถขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า 100% ตัวอย่างได้แก่ Nissan e-Power และ Daihatsu e-Smart Hybrid ซึ่งควบคุมการทำงานของเครื่องยนต์ให้อยู่ในช่วงรอบที่มีประสิทธิภาพสูงสุดด้านการผลิตไฟฟ้า นอกจากนี้ OEM จากจีนที่กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว ยังเลือกใช้เครื่องยนต์สันดาปขนาดเล็กเป็นอุปกรณ์เสริมขยายระยะทาง (Range Extender) เพื่อลดข้อจำกัดด้านระยะทางของ EV และช่วยลดขนาดแบตเตอรี่ที่ต้องติดตั้งในรถ

แนวทางที่สองคือ รถไฮบริดแบบดั้งเดิม ซึ่งเครื่องยนต์สันดาปทำหน้าที่เป็นแหล่งขับเคลื่อนหลัก โดยมอเตอร์ไฟฟ้าเข้ามาเสริมการทำงาน เครื่องยนต์ Skyactiv-Z รุ่นใหม่ของมาสด้า ซึ่งอยู่ระหว่างการพัฒนา เป็นตัวอย่างของแนวคิดนี้ โดยเครื่องยนต์จะสร้างแรงขับหลัก ขณะที่ระบบไฟฟ้าช่วยเสริมประสิทธิภาพผ่านการนำพลังงานจากการชะลอความเร็วกลับมาใช้ใหม่ มาสด้าระบุว่าเครื่องยนต์ดังกล่าวให้ประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูงในทุกช่วงการทำงาน และมอเตอร์จะช่วยชดเชยในช่วงความเร็วต่ำซึ่งเป็นจุดอ่อนของ ICE

หนึ่งในความท้าทายสำคัญของ ICE คือการควบคุมไอเสียในช่วงสตาร์ตเครื่องยนต์ขณะเย็น โดยการใช้มอเตอร์ไฟฟ้าขับเคลื่อนในช่วงแรกจะช่วยให้ผู้ผลิตสามารถปฏิบัติตามมาตรฐานไอเสียที่เข้มงวดมากขึ้นได้ โดยไม่จำเป็นต้องเพิ่มปริมาณตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้โลหะมีค่าราคาแพง โตโยต้ามีแผนนำแนวคิดการแบ่งบทบาทระหว่างเครื่องยนต์และมอเตอร์ลักษณะนี้มาใช้กับ ICE รุ่นใหม่ที่กำลังพัฒนา

เครื่องยนต์เบนซินขนาด 1,500 ซีซี รุ่นใหม่ของโตโยต้า จัดแสดงในงาน Multi-Pathway Workshop เดือนพฤษภาคม 2567

มาตรฐานไอเสียที่ท้าทายที่สุดสำหรับรถเครื่องยนต์สันดาปในปัจจุบัน ได้แก่ Euro 7 ของยุโรป และ Tier 4 ของสหรัฐฯ ซึ่งมีความเข้มงวดสูงจนถูกขนานนามว่า “ไอเสียสะอาดกว่าอากาศ” อย่างไรก็ตาม การผสานเทคโนโลยีไฟฟ้าเข้ากับ ICE ทำให้เครื่องยนต์สันดาปยังคงสามารถพัฒนาต่อไปภายใต้ข้อกำหนดดังกล่าวได้

ความเป็นจริงทางเศรษฐกิจ

แม้ผู้หลงใหลในเครื่องยนต์จำนวนมากจะชื่นชอบเอกลักษณ์ของเสียงไอเสียที่แตกต่างกันไปในแต่ละรุ่น และให้ความรู้สึกทางอารมณ์ แต่การที่ผู้ผลิตรถยนต์ยังคงลงทุนในเครื่องยนต์สันดาป ไม่ได้เกิดจากความโรแมนติก หากเป็นผลจากความเป็นจริงทางเศรษฐกิจ

มิตสึโอะ ฮิโตมิ Senior Fellow และ Innovation Officer ของมาสด้า ผู้ให้กำเนิดเครื่องยนต์ Skyactiv เคยกล่าวว่า “บริษัทที่มีฐานะทางการเงินไม่แข็งแรงมีทางเลือกไม่มาก พวกเขาจึงไม่มีทางเลือกอื่น นอกจากการพัฒนาเครื่องยนต์ให้ดีขึ้น” บริษัทที่ยังขาดเทคโนโลยีด้านไฟฟ้าขั้นสูง ต่างต้องการยืดระยะเวลาการทำกำไรจากเทคโนโลยีเดิมให้นานที่สุด ในบริบทนี้ การเติบโตของตลาด EV ที่ช้ากว่าคาด จึงกลายเป็นแรงส่งมากกว่าจะเป็นอุปสรรค

เครื่องยนต์ไฮบริดรุ่นใหม่ของมาสด้า ที่เตรียมเปิดตัวในปี 2570 พัฒนาต่อยอดจากตระกูล Skyactiv และถูกนิยามว่าเป็น “เครื่องยนต์ขั้นสุด”

คำถามสำคัญคือ เครื่องยนต์สันดาปจะสามารถเป็นทางออกด้านสิ่งแวดล้อมที่ “เป็นจริงได้” มากขึ้นหรือไม่ โดยไม่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างอุตสาหกรรมยานยนต์อย่างฉับพลัน ICE รุ่นใหม่ไม่ได้มีเป้าหมายเพียงยืดอายุเทคโนโลยีเดิม แต่ถูกคาดหวังให้สร้างเส้นทางใหม่ในการรักษาความสามารถในการแข่งขัน โดยอาศัยองค์ความรู้และประสบการณ์ที่สะสมมานานของทั้งอุตสาหกรรมและซัพพลายเชน

เชื้อเพลิงคาร์บอนเป็นกลาง กุญแจสำคัญของ ICE

ความอยู่รอดของรถยนต์เครื่องยนต์สันดาปในระยะยาว ขึ้นอยู่กับการแพร่หลายของเชื้อเพลิงคาร์บอนเป็นกลาง (Carbon-Neutral Fuel) เป็นสำคัญ แม้รถใหม่ทั้งหมดจะเป็น EV แต่หากไฟฟ้ายังไม่ได้มาจากแหล่งพลังงานสะอาด ผลด้านคาร์บอนก็จะยังมีจำกัด ปัจจุบัน ประสิทธิภาพพลังงานของ ICE รุ่นใหม่กำลังเข้าใกล้ระดับของโรงไฟฟ้าความร้อน และหากเชื้อเพลิงคาร์บอนเป็นกลางสามารถจำหน่ายได้ในราคาที่เหมาะสม ก็จะช่วยลดการปล่อยคาร์บอนของรถ ICE ที่ใช้งานอยู่บนท้องถนนได้อย่างมีนัยสำคัญ

สมาคมอุตสาหกรรมปิโตรเลียมญี่ปุ่นระบุว่า น้ำมันเบนซินที่จำหน่ายในประเทศมีการผสมไบโอฟิวเอลราว 3% และมีการจำหน่ายน้ำมันที่ผสม ETBE จากชีวมวลแล้ว อย่างไรก็ตาม การเพิ่มสัดส่วนเชื้อเพลิงคาร์บอนเป็นกลางยังต้องเผชิญความท้าทายหลายด้าน ทั้งการเปลี่ยนไปใช้เอทานอลโดยตรง การจัดหาวัตถุดิบชีวภาพ และการแก้ไขปัญหาการกัดกร่อนของชิ้นส่วนในยานยนต์บางรุ่น

รัฐบาลญี่ปุ่นมีแผนเริ่มใช้น้ำมันที่ผสมไบโอเอทานอล 10% ในจังหวัดโอกินาวาในปีงบประมาณ 2571 และตั้งเป้าขยายสู่ระดับประเทศในช่วงทศวรรษ 2573 พร้อมเพิ่มสัดส่วนการผสมในระยะถัดไป แม้ทั้ง OEM และอุตสาหกรรมน้ำมันจะเดินหน้าแก้ไขปัญหาอย่างต่อเนื่อง การพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปก็จำเป็นต้องปรับตัวให้สอดคล้องกับคุณสมบัติของเชื้อเพลิงที่เปลี่ยนแปลงไป

ท่ามกลางช่วงเปลี่ยนผ่านสู่ยุคยานยนต์ไฟฟ้าที่กินเวลายาวนาน เครื่องยนต์สันดาปรุ่นใหม่ ซึ่งทำงานควบคู่กับระบบไฟฟ้าและเชื้อเพลิงคาร์บอนเป็นกลาง จะยังมีบทบาทสำคัญในการรักษาความสามารถในการแข่งขันของอุตสาหกรรม และสนับสนุนซัพพลายเชนยานยนต์ระดับโลก