พลังงานหมุนเวียน เทรนด์การผลิตไฟฟ้าแห่งอนาคต
7 July 2021
โลกแห่งพลังงานกำลังเปลี่ยนไปอย่างรวดเร็วไป พร้อมๆกับการเปลี่ยนแปลงในด้านอื่น ๆ ที่เกิดขึ้น ด้วยเทคโนโลยีใหม่ ๆ ที่สามารถพลิกโฉมรูปแบบพลังงานไปอย่างสิ้นเชิง จะเห็นได้ว่า หลายประเทศทั่วโลกเริ่มทดแทนการผลิตไฟฟ้าด้วยโรงไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนมากขึ้น จากเทคโนโลยีที่ก้าวหน้าขึ้นอย่างก้าวกระโดด
นั่นสะท้อนถึงแนวโน้มในอนาคตที่กำลังเปลี่ยนไปในโลกพลังงาน กฟผ. จะก้าวต่อท่ามกลางความเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ได้อย่างไร เพื่อที่จะผลิตไฟฟ้าใช้ได้เพียงพอต่อความต้องการของประเทศ ขณะที่ยังต้องรักษาความมั่นคงด้านพลังงานไฟฟ้าไว้ด้วย ซึ่งเป็นพื้นฐานสำคัญของการขับเคลื่อนคุณภาพชีวิตและเศรษฐกิจของคนไทย
นายประเสริฐศักดิ์ เชิงชวโน รองผู้ว่าการพัฒนาโรงไฟฟ้าและพลังงานหมุนเวียน หนึ่งแม่ทัพคนสำคัญที่จะสร้างความเปลี่ยนแปลงให้กับการพัฒนาโรงไฟฟ้าใหม่ มาร่วมให้มุมมองและทิศทางการพัฒนาโรงไฟฟ้าที่มีอยู่และโรงไฟฟ้าที่จะเป็นภาพของ กฟผ. ในอนาคตต่อไป
ปรับทิศทางพัฒนาโรงไฟฟ้าใหม่ รับมือเทรนด์การผลิตไฟฟ้าในอนาคต
นายประเสริฐศักดิ์ เชิงชวโน เล่าว่า ตามแผน PDP2018 (2561-2580) กฟผ. มีภารกิจก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อน 6,150 เมกะวัตต์ พลังงานหมุนเวียน (Hydro-Floating Solar Hybrid) 2,725 เมกะวัตต์ พลังงานน้ำ 69 เมกะวัตต์ รวมสัดส่วนการผลิตไฟฟ้าตามแผน PDP2018 ทั้งหมด 8,944 เมกะวัตต์
ปัจจุบันประเทศไทยยังใช้โรงไฟฟ้าฟอสซิลเป็นหลัก โดยแบ่งเป็นโรงไฟฟ้าถ่านลิกไนต์ ที่เหมืองแม่เมาะประมาณ 10% ถ่านหินนำเข้า 10% ก๊าซธรรมชาติ 55 – 57% น้ำภายในประเทศ 3% จาก สปป.ลาว ประมาณ 7% ที่เหลือเป็นพลังงานหมุนเวียน ซึ่งยังมีสัดส่วนค่อนข้างน้อย แต่เมื่อเทคโนโลยีเปลี่ยน แนวทางในการพัฒนาก็ต้องเปลี่ยนอย่างค่อยเป็นค่อยไป ซึ่งเป็นเรื่องที่ต้องศึกษาหาความเหมาะสมตามบริบทของประเทศด้วย
ในอนาคตโลกของเราจะมุ่งไปสู่การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนมากขึ้น เนื่องจากคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ที่มาจากโรงงานอุตสาหกรรม โรงไฟฟ้า และภาคการขนส่ง ฯลฯ ทำให้เกิดการปกคลุมบรรยากาศของโลก ความร้อนสะสมอยู่ในโลกในปริมาณที่มากขึ้นเรื่อย ๆ เกิดเป็นภาวะโลกร้อน ซึ่งเป็นปัญหาที่ทั่วโลกพยายามร่วมมือกันแก้ไข
ดังนั้น จากการประชุมสมัชชาประเทศภาคีอนุสัญญาสหประชาชาติว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (COP) จึงมีการกำหนดแนวทางการควบคุมการปล่อย CO2 ได้แก่
1. การซื้อขาย Carbon Credit เพื่อให้ประเทศที่พัฒนาแล้วซึ่งประสบปัญหาในการลดปริมาณก๊าซ สามารถซื้อโควตาคาร์บอนจากผู้ประกอบการในประเทศกำลังพัฒนา
2. โครงการลดก๊าซเรือนกระจกภาคสมัครใจตามมาตรฐานของประเทศไทย T-Ver (Thailand Voluntary Emission Reduction Program) ซึ่งเป็นกลไกที่มีเป้าหมายส่งเสริมให้ทุกภาคส่วนมีส่วนร่วมลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในประเทศ และสามารถนำคาร์บอนเครดิตไปซื้อขาย
3. การซื้อขายใบรับรองเครดิตการผลิตพลังงานหมุนเวียน I-REC (International Renewable Energy Certificate) เพื่อส่งเสริมการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน เพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
4. Carbon Neutral หมายถึงการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สุทธิเป็นศูนย์ สำหรับโรงไฟฟ้าแล้วคือการไม่ปล่อย CO2 จึงเกิดการขยายการดำเนินธุรกิจไปสู่นวัตกรรมพลังงานสะอาดอย่างโซลาร์เซลล์มากขึ้น
พลังงานหมุนเวียนมาแน่นอน! ด้วยปัจจัย 3D และ 1E
โลกของพลังงานมุ่งไปสู่ 3D และ 1E คือ
1. Decarbonization ที่ทุกประเทศร่วมลงนามพันธสัญญาตามข้อตกลง COP21 จำกัดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยของโลกไม่ให้เกิน 2 องศาเซลเซียส โดยมองว่าสาเหตุหลักของการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิโลกมาจากการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล ทั้งจากภาคอุตสาหกรรมและการขนส่ง
2. Decentralization การผลิตพลังงานแบบกระจายตัวจะทำให้ระบบไฟฟ้ามีการไหลสองทิศทาง (Two way flow) โดยโลกในอนาคตจะเน้นในเรื่องของพลังงานสะอาดจากการพัฒนาเทคโนโลยี ในอดีตการผลิตไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่มีราคาผลิตต้นทุนต่อหน่วยถูกกว่า และก็มีการสร้างสายส่งเชื่อมไปหาผู้ที่ต้องการใช้ แต่ด้วยเทคโนโลยีในปัจจุบันและด้วยประสิทธิภาพดีขึ้น ทำให้สามารถสร้างโรงไฟฟ้าได้ในขนาดเล็กลง โดยอนาคตจะมีโรงไฟฟ้าขนาดเล็กประมาณ 50 เมกะวัตต์ เกิดขึ้น โดยที่ต้นทุนการผลิตต่อหน่วยเทียบเท่ากับโรงไฟฟ้าขนาด 700 เมกะวัตต์ได้ และตั้งอยู่ในชุมชนที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้า ซึ่งข้อดีคือสามารถลดความสูญเสียในระบบส่งและระบบจำหน่ายได้ การผลิตพลังงานแบบกระจายตัว เกิดจากผู้ใช้ไฟฟ้าก็จะหันมาผลิตไฟฟ้าใช้เองด้วยหรือที่เรียกว่า Prosumer คือ การพัฒนาจาก Central Generation มาเป็น Decentralization และพัฒนาสู่ Fully Distributed บ้านแต่ละหลังสามารถเชื่อมกันเองไม่ต้องพึ่งพาสายส่งและไม่พึ่งพาโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ โดยขณะนี้ได้มีการวิจัยในเรื่องโรงไฟฟ้ากังหันน้ำขนาดเล็กที่ใช้ปริมาณน้ำน้อย เช่น ลำรางทดน้ำ ฯลฯ ความเร็วต่ำ เพื่อให้สามารถดำเนินการในพื้นที่ห่างไกลที่สายไฟฟ้าเข้าไม่ถึง สิ่งสำคัญคือเทคโนโลยีที่ทำให้สามารถเปลี่ยนโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ให้เป็นขนาดเล็กได้
3. Digitalization การเปลี่ยนแปลงในยุคดิจิทัล เทคโนโลยีขั้นสูง ได้แก่ Internet Of Things, Big Data Analytics, Artificial Intelligence (AI) และ Blockchain หมายถึงให้ระบบดำเนินการเองโดยที่มนุษย์ไม่ต้องเข้าไปดำเนินการ ซึ่งหากมีการรวบรวมการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งต่าง ๆ จากทั้งพลังงานฟอสซิลและพลังงานหมุนเวียนเข้าไว้ด้วยกัน มีระบบการจัดการความต้องการใช้ไฟฟ้าเข้ามาควบคุม มีระบบจัดเก็บพลังงานหรือแบตเตอรี่ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน และนำระบบดิจิทัลเข้ามาเชื่อมทั้งหมดเข้าด้วยกัน ก็จะกลายเป็นโรงไฟฟ้าเสมือน (Virtual Power Plant) นี่ก็เป็นอีกภาพที่สามารถเกิดขึ้นในอนาคตอันใกล้
4. Electrification การเปลี่ยนแปลงจากเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้น้ำมันดีเซลและน้ำมันเบนซิน เป็นยานยนต์ที่ใช้ไฟฟ้า โดยในอนาคตยานยนต์ไฟฟ้าและหลังคาบ้านสามารถผลิตไฟฟ้า มีรถยนต์ที่สามารถชาร์จไฟฟ้าจากไฟบ้านได้ เกิดความเชื่อมโยงกัน
โรงไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนในอนาคต ต้องทำให้ต้นทุนค่าไฟถูกลง
หากมองไปที่ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน ในอดีตต้นทุนการผลิตไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์มีราคาสูงเนื่องจากมีค่าส่วนเพิ่มราคารับซื้อไฟฟ้า (ADDER) 8 บาท ซึ่งทำเพื่อส่งเสริมการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าใหม่ ๆ และค่าไฟฟ้าขายส่ง 3 บาท รวมเป็น 11 บาท แต่ปัจจุบันราคาต้นทุนไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์มีราคาลดลง ซึ่งจะทำให้ค่าเฉลี่ยราคาค่าไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนลดลง
ในอนาคตหาก กฟผ. สามารถพัฒนาโรงไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ลอยน้ำได้มากขึ้น ก็จะทำให้ดึงราคาค่าไฟฟ้าเฉลี่ยถูกลง ซึ่งจะส่งผลให้ค่าเฉลี่ยราคาไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนทั้งระบบถูกลง รวมถึงทำให้ต้นทุนค่าไฟฟ้าทั้งประเทศต่ำลงไปด้วย
ขณะนี้ กฟผ. ได้ศึกษาความเป็นไปได้ในการผลิตแผงโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่ เพื่อให้ลดระยะเวลาการดำเนินงานลงและผลิตไฟฟ้าได้มากขึ้น ซึ่งในเบื้องต้นนั้นอาจจะเป็นการนำเข้าชิ้นส่วนมาประกอบในประเทศไทย เนื่องจากเราไม่มีวัตถุดิบที่จะนำมาผลิตได้ ซึ่งหากทำได้จริงก็จะลดต้นทุนการนำเข้าของประเทศได้
โรงไฟฟ้าในอนาคต ใช้เทคโนโลยีผสมผสานพร้อมเปลี่ยนผ่านสู่การใช้พลังงานปลอดคาร์บอน
การผลิตไฟฟ้าด้วยพลังงานหมุนเวียนอย่างพลังงานแสงอาทิตย์นั้นมีข้อจำกัด คือ สามารถผลิตได้ช่วง 09.00–16.00 น. กฟผ. จึงได้พยายามลดข้อจำกัดดังกล่าว ด้วยการดำเนินโครงการโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ทุ่นลอยน้ำร่วมกับโรงไฟฟ้าพลังน้ำเขื่อนสิรินธร หรือ Hydro-Floating Solar Hybrid Project
ปัจจุบันโรงไฟฟ้าเขื่อนสิรินธร มีกำลังการผลิต 36 เมกะวัตต์ ตามแผนการผลิตไฟฟ้านั้น สามารถเดินเครื่องเต็มกำลังได้ 28% ของ 8,760 ชั่วโมง (ปี) เท่ากับเดินเครื่อง 2,453 ชั่วโมงต่อปี แต่การนำแผงโซลาร์เซลล์ติดตั้งในเขื่อนสิรินธร ขนาด 45 เมกะวัตต์ ซึ่งมีแผนการเดินเครื่องผลิตไฟฟ้า 18% ต่อปี จะได้เท่ากับเดินเครื่อง 1,577 ชั่วโมงต่อปี เมื่อรวมกันแล้วจะสามารถเดินเครื่องผลิตไฟฟ้าได้ 4,030 ชั่วโมงต่อปี จะเท่ากับประมาณ 43% ในเวลากลางวันเมื่อมีแดด เราจะได้พลังงานไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์ และเมื่อไม่มีแดดหรือในเวลากลางคืนก็ใช้พลังงานน้ำในการผลิตไฟฟ้า นั่นคือจะทำให้โรงไฟฟ้าที่นี่สามารถผลิตไฟฟ้าได้มากขึ้น
นอกจากนี้ยังต้องมี Energy Management System ซึ่งทำงานบริหารจัดการพลังงานในระบบ ซึ่งต้องอาศัยแบตเตอรี่ด้วย จึงมีความจำเป็นต้องมีการพัฒนาแบตเตอรี่เพื่อนำมาพยุงระบบ เพราะเมื่อพลังงานไฟฟ้าจากโซลาร์เซลล์หายไป ระบบก็สามารถบริหารจัดการนำไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ออกมาใช้งานระหว่างที่รอให้โรงไฟฟ้าพลังน้ำเดินเครื่อง นั่นคือการทำให้การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนมีความมั่นคงมากยิ่งขึ้น และประชาชนก็ได้ใช้ไฟฟ้าจากพลังงานสะอาดที่ยั่งยืนอีกด้วย
ปัจจุบันเรามีตัวเลือกด้านการผลิตไฟฟ้ามากขึ้น โรงไฟฟ้าอาจใช้พื้นที่ที่มีขนาดเล็กลงและมีประสิทธิภาพมากขึ้นและปลอดภัยกว่าเดิมด้วยเทคโนโลยี นอกเหนือจากนั้น ยังมีการกระจายการผลิตไปที่ภาคประชาชน อย่างการสร้างโรงไฟฟ้าชุมชนขนาดเล็ก การติดตั้งโซลาร์เซลล์บนหลังคาบ้าน ซึ่งอาจเข้ามาอุดช่องว่างให้ประเทศไทยสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าใช้เองได้ทั้งหมดโดยที่ไม่ต้องนำเข้าจากประเทศเพื่อนบ้านก็เป็นได้ ทั้งหมดนี้ต้องอยู่บนพื้นฐานสำคัญที่เราต้องคำนึงถึงอยู่ตลอดเวลานั่นคือ เพื่อระบบไฟฟ้าของประเทศมีความมั่นคงและมีเสถียรภาพ