เมื่อเร็ว ๆ นี้ FERC หน่วยงานกำกับดูแลพลังงานของสหรัฐอเมริกา (Federal Energy Regulatory Commission) ประกาศว่า จะให้ระบบเก็บพลังงานสามารถซื้อขายได้ในตลาดขายส่ง อย่างไรก็ตาม ผู้เชี่ยวชาญชี้ว่า จะต้องใช้เวลาในการพัฒนาอีกราว 7 – 8 ปี เพื่อให้ต้นทุนลดลงมาอีกครึ่งหนึ่ง ซึ่งจะทำให้ระบบเก็บพลังงานที่ทำงานร่วมกับโซลาร์เซลล์แข่งขันได้กับโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ

201802022 ART01 01

 ตัวอย่างแบตเตอรี่เก็บพลังงานไฟฟ้าของบริษัท Tesla รัฐออสเตรเลียใต้

         ระบบกักเก็บพลังงานหรือโรงไฟฟ้าที่เดินเครื่องในช่วงความต้องการสูง (Peak load plants) เช่น โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ นับว่ามีความสำคัญต่อการสร้างความมั่นคงในระบบไฟฟ้า สำหรับประเทศสหรัฐอเมริกา ระบบเก็บพลังงานส่วนใหญ่เป็นโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำแบบสูบกลับ แต่ปัจจุบันแบตเตอรี่เก็บพลังงานเริ่มมีบทบาทมากขึ้น เช่น ใน รัฐแคลิฟอร์เนีย เท็กซัสและแอริโซนา นับเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่ไม่นานเกินรอ เมื่อการพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่สามารถกักเก็บไฟฟ้าได้อย่างเพียงพอ และมีต้นทุนแข่งขันได้กับการสร้างระบบส่ง หรือโรงไฟฟ้าประเภทที่สั่งการเดินเครื่องได้อย่างรวดเร็ว

         แบตเตอรี่สำรองไฟฟ้า กำลังมาแรง

         ปัจจุบัน ราคาแบตเตอรี่กำลังลดต่ำลง จนเข้าไปแข่งขันในตลาดซื้อขายไฟฟ้า ยกตัวอย่างเช่น บริษัท Tucson Electric Power ได้ทำสัญญาซื้อขายไฟฟ้า ที่ผลิตจากพลังงานแสงอาทิตย์ 100 เมกะวัตต์ คู่กับแบตเตอรี่เก็บพลังงานไฟฟ้า 30 เมกะวัตต์ ในราคา 4.5 เซนต์ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง ขณะที่บริษัทไฟฟ้า Arizona Public Service (APS) เพิ่งทำสัญญาจ้างบริษัท First Solar ติดตั้งฟาร์มเซลล์แสงอาทิตย์ 65 เมกะวัตต์ คู่กับแบตเตอรี่เก็บพลังงาน 50 เมกะวัตต์ โดยมีแผนและเป้าหมายจะจ่ายไฟฟ้าให้ผู้ใช้ไฟในช่วงเย็นของฤดูร้อน ในเวลาบ่าย 3 โมง ถึง 2 ทุ่ม ซึ่งเป็นช่วงที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าสูง

         ระบบแบตเตอรี่เก็บพลังงานไฟฟ้า เริ่มนำมาใช้สนับสนุนความต้องการไฟฟ้า ในช่วงเวลาที่มีการใช้ไฟฟ้าสูงสุด ที่มักเกิดขึ้นในช่วงตอนเย็นในฤดูร้อน ซึ่งเป็นเวลาที่ผู้ใช้ไฟกลับจากที่ทำงาน และเปิดเครื่องปรับอากาศที่บ้าน ขณะที่ความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุดในฤดูหนาวจะเกิดขึ้นในตอนเช้า ช่วงที่ผู้ใช้ไฟตื่นและเตรียมพร้อมก่อนออกจากบ้านไปทำงาน

         ปกติแล้ว สหรัฐอเมริกามักใช้โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ ผลิตไฟฟ้าช่วงที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุด เนื่องจากเป็นโรงไฟฟ้าที่เดินเครื่องได้อย่างรวดเร็ว สามารถเพิ่มหรือลดปริมาณการผลิตไฟฟ้า รองรับความต้องการใช้ไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงอย่างทันที

201802022 ART01 02

         กำลังผลิตโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ ที่ใช้ผลิตไฟฟ้าช่วงที่มีความต้องการสูงสุด ในความดูแลของผู้ควบคุมระบบส่งของสหรัฐอเมริกาที่มีทั้งหมด 10 ระบบ

         ในจำนวนกำลังผลิตไฟฟ้าของประเทศสหรัฐอเมริกาทั้งหมด 1 ล้าน 2 แสน เมกะวัตต์ เป็นกำลังผลิตของโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซเพียงร้อยละ 10 เท่านั้น ซึ่งใช้ในการผลิตไฟฟ้าเป็นสัดส่วนแค่เพียงร้อยละ 1 ของปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตได้ทั้งหมด โรงไฟฟ้าประเภทนี้มีต้นทุนการก่อสร้างต่ำ แต่มีต้นทุนการผลิตไฟฟ้าสูง ไม่ได้เดินเครื่องบ่อยนัก แต่มีความสำคัญต่อระบบไฟฟ้า เป็นโรงไฟฟ้าสำรองเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้า ในช่วงความต้องการไฟฟ้าสูงสุด

         ระบบไฟฟ้าอเมริกาเตรียมพร้อมรับเทคโนโลยี

         การตัดสินใจของ FERC ที่อนุญาตให้มีการซื้อขายกำลังผลิตไฟฟ้าของระบบเก็บพลังงานในตลาด ในราคาขายส่ง เป็นการตัดสินใจครั้งสำคัญที่จะส่งผลต่อทิศทางตลาดไฟฟ้าในอนาคต การนำระบบเก็บพลังงานเข้าสู่ตลาดขายส่ง เพื่อให้มั่นใจว่ามีการซื้อไฟฟ้าจากระบบเก็บพลังงานในราคาต่ำ เพื่อไปขายในราคาที่สูง อย่างไรก็ตาม รายงานทางเศรษฐกิจหลายๆ ชิ้นยังมองว่าระบบเก็บพลังงานจะไม่ก่อให้เกิดกำไรนัก

         นอกจากนั้น ยังมีปัญหาเรื่องระบบเก็บพลังงานไม่ได้มีประสิทธิภาพ 100% เพราะจำนวนไฟฟ้าที่จ่ายออกมาจากระบบเก็บพลังงาน ไม่ได้มีจำนวนมากเท่ากับที่ส่งเข้าไปเก็บในระบบเก็บพลังงาน ในปี 2559 ระบบเก็บพลังงานของสหรัฐอเมริกา ซึ่งส่วนใหญ่เป็นลักษณะของระบบพลังงานน้ำแบบสูบกลับ จากการคำนวณค่าพลังงานที่นำเข้าไปเก็บไว้ และพลังงานที่ผลิตได้ ปรากฏว่าระบบเก็บพลังงานแบบสูบกลับนี้ “กิน” พลังงานไปรวมทั้งหมด 6.7 ล้านกิโลวัตต์-ชั่วโมง ยิ่งมีการใช้ระบบเก็บพลังงานมากเท่าไร ยิ่งมีการกินพลังงานไปมากเท่านั้น

201802022 ART01 03

         สัดส่วนการผลิตไฟฟ้าของสหรัฐอเมริกาในปี 2559 แยกตามแหล่งพลังงาน
โดยระบบเก็บพลังงานใช้พลังงานมากกว่าที่ผลิตได้ (TWh = ล้านกิโลวัตต์-ชั่วโมง)

         การนำระบบแบตเตอรี่เก็บพลังงานเข้าสู่ตลาดไฟฟ้า เป็นอีกก้าวสำคัญในฐานะแหล่งพลังงานสำรอง ในช่วงความต้องการใช้ไฟฟ้าสูง อย่างไรก็ตาม แหล่งพลังงานสำรองนี้คิดเป็นสัดส่วนการผลิตไฟฟ้าทั้งประเทศแค่ร้อยละ 1 ยังมีโรงไฟฟ้าประเภทอื่นๆ ในตลาดไฟฟ้าอีกร้อยละ 99 การจะแข่งขันกับโรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติและถ่านหิน ที่ผลิตไฟฟ้าเป็นสัดส่วนร้อยละ 62 นั้น พลังงานลมและแสงอาทิตย์ที่ควบคู่มากับระบบเก็บพลังงานจะต้องมีต้นทุนถูกกว่า

         อีก 7 ปี ไฮบริดแบตเตอรี่ร่วมกับโซลาร์เซลล์ จะแข่งขันได้กับโรงไฟฟ้ากังหันแก๊ส

          การศึกษาต้นทุนค่าไฟฟ้าล่าสุดในรัฐออสเตรเลียใต้ของบริษัท SolarReserve และข้อมูลของบริษัทที่ปรึกษา Wood Mackenzie GTM ชี้ว่า ปัจจุบันต้นทุนของค่าไฟฟ้าจากแบตเตอรี่สำรองที่ทำงานร่วมกับโซลาร์เซลล์ ยังมีต้นทุนสูงกว่าโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมเชื้อเพลิงก๊าซธรรมชาติ(Combined-cycle Gas Turbine - CCGT) กว่า 2 เท่าตัว และแม้จะเทียบโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ (Open Cycle Gas Turbine - OCGT) ซึ่งเป็นโรงไฟฟ้าประเภทที่เดินเครื่องในช่วงความต้องการสูงสุดโดยเฉพาะ ต้นทุนก็ยังสูงกว่าราวเท่าตัว

201802022 ART01 05

201802022 ART01 04

         ต้นทุนแบตเตอรี่สำรองไฟฟ้าในปี 2017 ยังแพงกว่าต้นทุนโรงไฟฟ้าที่จ่ายไฟฟ้าในช่วงความต้องการไฟฟ้าสูง(Peak load plants)
แต่ในปี 2025 ต้นทุนจะแข่งขันได้กับโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ ที่มา : บริษัทที่ปรึกษา Wood Mackenzie GTM

         อย่างไรก็ตาม การพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่สำรองทั้งด้านเทคโนโลยีและต้นทุนอย่างรวดเร็ว ทำให้มีต้นทุนลดลงมามาก และสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้นานขึ้น จึงทำให้คาดว่าในปี 2025 ต้นทุนการผลิตจะสู้ได้กับโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ ซึ่งจะกลายเป็นทางเลือกและคู่แข่งขันที่จะมาทดแทนโรงไฟฟ้าประเภทความต้องการสูงสุดในอนาคตอย่างแน่นอน

 

         แปลและเรียบเรียง : สุภร เหลืองกำจร

         ข้อมูลจาก Energy Storage Is Coming, But Big Price Declines Still Needed https://www.forbes.com/sites/joshuarhodes/2018/02/18/energy-storage-coming-but-big-price-declines-still-needed/#3a95fbdc5e1d http://www.powermag.com/six-forces-disrupting-the-power-sector/?pagenum=2 https://www.greentechmedia.com/articles/read/solarreserve-inks-deal-with-south-australia-to-supply-solar-thermal-power-w#gs.xyX_aE0