ดูไบทำได้ ใหญ่ที่สุดในโลก โครงการ “โรงไฟฟ้าพลังความร้อนแบบรวมแสงอาทิตย์” 700 เมกะวัตต์

20171102 ART01 01

ภาพต้นแบบโครงการโรงไฟฟ้า CSP ของ Mohammed bin Rashid al-Maktoum Solar Park ระยะที่ 4 (Credit: AETOS Wire)

         โรงไฟฟ้าพลังความร้อนแบบรวมแสงอาทิตย์ใหญ่ที่สุดในโลก หนึ่งในอภิมหาโปรเจ็คพลังงานแสงอาทิตย์ของนครรัฐดูไบ สหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ นับเป็น “ก้าวใหญ่” ของการทำพลังงานหมุนเวียนให้มีความ “แน่นอน” ยิ่งขึ้น ซึ่งนอกจะสะท้อนให้เห็นความทุ่มเทของดูไบในการนำพลังงานหมุนเวียนมาใช้ทดแทนพลังงานฟอสซิล และยังชี้ให้เห็นว่า พลังงานที่มั่นคง ถือเป็นหัวใจสำคัญของระบบไฟฟ้า

โรงไฟฟ้า CSP ทำงานอย่างไร

         แม้จะเป็นการนำพลังงานแสงอาทิตย์มาผลิตไฟฟ้าเหมือนกัน แต่ “โรงไฟฟ้าพลังความร้อนแบบรวมแสงอาทิตย์” หรือ Concentrated Solar Power (CSP) กับการผลิตไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์(Solar cells) มีความแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง ทั้งรูปแบบและการผลิตพลังงงาน เนื่องจากการผลิตแบบ CSP เป็นการนำความร้อนจากแสงอาทิตย์มาต้มน้ำ สร้างแรงดันไปหมุนกังหันไอน้ำโรงไฟฟ้าพลังความร้อนแทนการใช้เชื้อเพลิง แต่การผลิตไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์เป็นกระบวนการทางวิทยาศาตร์ที่เปลี่ยนความเข้มของแสงเป็นพลังงานไฟฟ้า

         โรงไฟฟ้า CSP ทำงานโดยการนำกระจกรูปทรงพาราโบล่า (Heliostats) นับหมื่นแผ่น มาสะท้อนรังสีความร้อนจากแสงอาทิตย์ ถ่ายเทผ่านตัวกลางที่สะสมความร้อนได้ เช่น เกลือหลอมเหลว จากนั้น นำความร้อนไปผลิตไฟฟ้าแบบโรงไฟฟ้าพลังความร้อน ซึ่งสามารถทำได้ 2 แบบใหญ่ๆ คือแบบหอคอยรับรังสี (Tower receiver) กับแบบท่อดูดซับ (Absorber tube)

         วิธีการผลิตแบบ CSP มุ่งลดข้อจำกัดของพลังงานแสงอาทิตย์ที่ “ไม่แน่นอน” และ “สั่งไม่ได้” ให้เป็นพลังงานที่ “แน่นอน” และ “สั่งได้” มากยิ่งขึ้น ข้อเสียก็คือต้นทุนที่แพงกว่าการผลิตแบบโซลาร์เซลล์ 2 – 3 เท่าตัว โดยในสหรัฐมีต้นทุนผลิตเฉลี่ย 8.50 บาทต่อหน่วย นับว่าแพงที่สุด เทียบกับการผลิตไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ในปัจจุบัน

20171102 ART01 02

ที่มา IEA(International Energy Agency)

เกิดจากอิตาลี โตในอเมริกา มาใหญ่ที่สุดที่ดูไบ

         เทคนิคการผลิตนี้ คิดค้นเป็นครั้งแรกของโลกโดยศาสตราจารย์ Giovanni Francia และออกแบบโรงไฟฟ้าพลังความร้อนแบบรวมแสงอาทิตย์ ใกล้เมืองเจนัว ของอิตาลี มีกำลังผลิต 1 เมกะวัตต์ ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นต้นแบบโครงสร้างของโรงไฟฟ้า CSP ในปัจจุบัน เช่น โรงไฟฟ้า Solar One กำลังผลิต 10 เมกะวัตต์ รัฐแคลิฟอร์เนีย ในปี 1981 โรงไฟฟ้า

Solar Energy Generating Systems

รัฐแคลิฟอร์เนีย กำลังผลิต 354 เมกะวัตต์ ในปี 1990 นับเป็นโรงไฟฟ้า CSP ที่ใหญ่ที่สุดในโลกในขณะนี้

         สำหรับประเทศไทยมีอยู่แห่งเดียวที่จังหวัดกาญจนบุรีในระบบรางรวมแสง นับเป็นรายแรกในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ จำหน่ายไฟฟ้าเข้าระบบเชิงพาณิชย์ให้แก่ กฟภ.แล้ว ด้วยกำลังการผลิตเสนอขาย 4.5 เมกะวัตต์ แต่เนื่องจาก ลักษณะของแสงในภูมิประเทศของไทย เป็นแบบสะท้อนมากกว่าแบบตรง จึงทำให้แสงที่ตกกระทบแผ่นสะท้อนมีค่าความร้อนไม่สูงเท่าที่ควร ประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าจึงต่ำตามไปด้วย

         ล่าสุด เมื่อเดือนกันยายน 2560 ที่ผ่านมา รัฐวิสาหกิจด้านไฟฟ้าและน้ำ (ACWA) ของนครรัฐดูไบ สหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ ได้ประกาศผลผู้ชนะการประกวดราคาก่อสร้างโรงไฟฟ้าแบบ CSP ในโครงการ Mohammed bin Rashid al-Maktoum Solar Park ระยะที่ 4 กำลังการผลิต 700 เมกะวัตต์ มูลค่าการก่อสร้าง 3,900 ล้านดอลลาร์สหรัฐ หรือ 136,500 ล้านบาท ราคาขายไฟฟ้า 7.3 เซนต์ต่อหน่วยหรือราว 2.60 บาทต่อหน่วย ตั้งอยู่ห่างจากนครรัฐดูไบ ไปทางใต้ราว 50 กิโลเมตร กินพื้นที่ขนาด 9,600 เอเคอร์ เท่ากับ 23,400 ไร่ หรือ 4,500 สนามฟุตบอล มีเสาแกนสูงที่สุดในโลกถึง 260 เมตร มูลค่าโครงการ 3,870 ล้านดอลลาห์สหรัฐ หรือราว 135,450 ล้านบาท

         สาเหตุหนึ่งที่มีราคาต้นทุนต่อหน่วยค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับการก่อสร้างในส่วนอื่นของโลก เนื่องจากเป็นการจัดหาเฉพาะโรงไฟฟ้าไม่รวมพื้นที่โครงการ โดยเป็นส่วนหนึ่งของ Mohammed bin Rashid al-Maktoum Solar Park อภิมหาโปรเจ็คพลังงานแหล่งผลิตแสงอาทิตย์กำลังผลิตรวม 5,000 เมกะวัตต์ มูลค่าโครงการรวม 50,000 ล้าน AED หรือ 472,500 ล้านบาท

20171102 ART01 03

         ก่อนหน้านี้ การประมูลราคาการผลิตไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่ หรือ โซลาร์ฟาร์มขนาด 800 เมกะวัตต์ ในโครงการ Mohammed bin Rashid al-Maktoum Solar Park ระยะที่ 2 และ 3 เมื่อ 1 – 2 ปีที่ผ่านมา จะมีราคาเสนอขาย 2.04 และ 1.05 บาทต่อหน่วย การที่โรงไฟฟ้า CSP มีราคา 2.60 บาทต่อหน่วย แม้จะแพงกว่า แต่มีจุดเด่นคือสามารถเพิ่มระยะเวลาการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ แทนที่จะเป็นวันละ 4 - 5 ชั่วโมงเฉพาะเวลากลางวัน เป็น 12 – 15 ชั่วโมงต่อวัน นั่นหมายถึงความสามารถในการตอบสนองความต้องการไฟฟ้าทั้งในช่วงที่ไม่มีแดด หรือในช่วงที่มีความต้องการไฟฟ้าใช้มากในยามค่ำคืนได้ รวมถึงเป็นโรงไฟฟ้าที่สามารถสั่งเดินเครื่องขึ้นลงตามความต้องการของระบบไฟฟ้าได้

“ก้าวใหญ่” ของพลังงานหมุนเวียนที่มั่นคงยิ่งขึ้น

          โครงการโรงไฟฟ้า CSP นี้ เป็นส่วนหนึ่งของแผนจัดหาพลังงานไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ถึง 5,000 เมกะวัตต์ ในปี 2563 กระนั้นก็ตาม ดูไบยังต้องการโรงไฟฟ้าที่จะมาสร้างความมั่นคงในการผลิตไฟฟ้า หรือสนับสนุนระบบไฟฟ้าที่มีพลังงานหมุนเวียนที่ไม่แน่นอนอยู่มาก ในกลางปี 2559 ที่ผ่านมา ดูไบจึงได้เซ็นสัญญาก่อสร้างโรงไฟฟ้าถ่านหิน Hassyan Clean-Coal Power Project อีกจำนวน 4 โรง กำลังผลิตทั้งหมด 2,400 เมกะวัตต์ โดยใช้เทคโนโลยี Ultra-Supercritical ที่จะจ่ายไฟฟ้าครบทุกโรงในปี 2563 ด้วยเช่นกัน

          ดังที่ Paddy Padmanathan ประธานเจ้าหน้าที่บริหารของ ACWA Power ประกาศว่า โรงไฟฟ้า แห่งนี้จะเป็น “ก้าวที่ยิ่งใหญ่ของการผลิตพลังงานที่มั่นคงจากแสงอาทิตย์ ที่ไม่ได้สนองความต้องการไฟฟ้า แต่เพียงในเวลากลางวันเท่านั้น” โรงไฟฟ้า CSP จึงนับเป็นอีกทางเลือกหนึ่ง ของการเพิ่มการใช้พลังงานหมุนเวียนในปัจจุบัน พร้อมๆ กับการสร้างความมั่นคงในระบบไฟฟ้า