20170614 ART01 01


   อินเดียกำลังศึกษาบทเรียนจากรัฐแคลิฟอร์เนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นรัฐแรกๆ ที่บุกเบิกเปลี่ยนแปลงนโยบายพลังงาน โดยออกกฎหมายให้รัฐต้องเพิ่มการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนเป็นร้อยละ 33 ในปี 2563 และเพิ่มเป็นร้อยละ 50 ในปี 2573 โดยมุ่งเน้นการติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์บนหลังคา (Roof top) เป็นหลัก และดูเหมือนว่าแผนการต่างๆ จะเป็นไปได้ด้วยดี เพราะปัจจุบัน แคลิฟอร์เนียสามารถผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนได้ถึงร้อยละ 27 แล้ว

พลังงานแสงอาทิตย์เปลี่ยนรูปแบบความต้องการไฟฟ้ารายวันเป็น “กราฟรูปเป็ด” หรือ Duck Curve

    อย่างไรก็ตาม มีปัญหาเกิดขึ้น เพราะตามรายงานของบริษัท GE ระบุว่า การผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์บนหลังคา ไม่ตรงกับช่วงเวลาที่มีการใช้ไฟฟ้ามาก เนื่องจากความต้องการใช้ไฟฟ้าในรัฐเพิ่มสูงสุดในตอนเช้า เมื่อผู้คนเตรียมพร้อมจะออกไปทำงานหรือไปโรงเรียน การใช้ไฟฟ้าจะต่ำลงช่วงที่ประชาชนไม่อยู่บ้าน ซึ่งเป็นช่วงที่การผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์สูงที่สุด และการใช้ไฟฟ้าจะกลับมาสูงอีกครั้งในตอนเย็นเมื่อทุกคนกลับบ้าน เปิดเครื่องปรับอากาศและโทรทัศน์ในช่วงหนึ่งทุ่มถึงสามทุ่ม

20170614 ART01 02

    กราฟแสดงความต้องการใช้ไฟฟ้า การผลิตไฟฟ้าด้วยพลังงานหมุนเวียน และจากแหล่งพลังงานหลักอื่นๆ เพิ่มเติม เพื่อสนองความต้องการใช้ทั้งหมดให้เพียงพอ ของรัฐแคลิฟอร์เนีย ในแต่ละชั่วโมง ในวันที่ 22 ตุลาคม 2559

    จากกราฟ เส้นสีฟ้าคือความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุดในแต่ละช่วงเวลา เส้นสีเทาคือค่าเฉลี่ยปริมาณการผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ ส่วนเส้นสีส้มคือพลังงานไฟฟ้าที่ต้องผลิตจากแหล่งพลังงานหลักอื่นๆ (ฟอสซิลและนิวเคลียร์) เพื่อให้สามารถสนองความต้องการใช้ไฟฟ้าได้เพียงพอ โดยช่วงที่ผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ได้มาก เส้นสีส้มหรือการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหลักจะลดลง ทำให้เส้นกราฟมีลักษณะคล้ายท้องของเป็ด แต่เมื่อพระอาทิตย์ตก ความต้องการใช้พลังงานไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหลักจะเพิ่มขึ้นกะทันหัน ในช่วงระยะเวลา 3 ชั่วโมงในตอนเย็น โรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงดั้งเดิมอย่างฟอสซิลและนิวเคลียร์ต้องเร่งเพิ่มการผลิตให้ได้เกือบจะ 10,000 เมกะวัตต์

20170614 ART01 03

ในอดีต ความต้องการไฟฟ้าในแต่ละวันจะสูง 2 ช่วง คือ ช่วงก่อนเที่ยง และช่วงบ่ายถึงค่ำ

    ผู้ดูแลระบบไฟฟ้าของแคลิฟอร์เนียคาดการณ์ไว้ว่าปัญหานี้จะทวีความรุนแรงขึ้นในอีก 2-3 ปีข้างหน้า รูปข้างล่างสะท้อนว่า เส้นกราฟที่แสดงให้เห็นการเร่งเพิ่มปริมาณการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานดั้งเดิมในช่วงพระอาทิตย์ตก มีความชันเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ในแต่ละปี

20170614 ART01 04

คาดการณ์การเร่งเพิ่มปริมาณการผลิตไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้าดั้งเดิม หลังพระอาทิตย์ตกดิน ที่จะเพิ่มสูงขึ้นทุกปี หรือต้องเพิ่มการผลิตไฟถึง 13,000 เมกะวัตต์ในระยะเวลา 3 ชั่วโมง ในตอนเย็น

อินเดียเตรียมรับมืออย่างไร

    มีปัญหาที่ต้องรับมือ เมื่อพลังงานหมุนเวียนในระบบไฟฟ้ามีอยู่จำนวนมาก ความไม่แน่นอนในการผลิตไฟฟ้าของพลังงานหมุนเวียนสร้างความท้าทายในระบบการจัดการ ด้านอินเดียตั้งเป้าการผลิตไฟฟ้าด้วยพลังงานหมุนเวียนในปี 2565 ไว้ร้อยละ 175,000 เมกะวัตต์ ซึ่งประกอบด้วยพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคา 40,000 เมกะวัตต์ และโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดกลางและใหญ่ที่ต่อเข้าระบบส่งหลักอีก 60,000 เมกะวัตต์ ด้วยเป้ามหาศาลนี้เอง อินเดียจะเป็นหนึ่งในผู้ผลิตพลังงานสีเขียวที่ใหญ่ที่สุดในโลก นำหน้าประเทศพัฒนาแล้วหลายแห่ง

20170614 ART01 05

กราฟแสดงความต้องการใช้ไฟฟ้าในหน้าร้อนของอินเดียรายชั่วโมงใน 1 วัน

    ระบบไฟฟ้าจะมั่นคงได้ ต้องดูแลให้ปริมาณการผลิตไฟฟ้าสมดุลกันกับความต้องการใช้ในทุกช่วงเวลา และการผลิตไฟฟ้าด้วยพลังงานหมุนเวียนที่ต้องขึ้นอยู่กับช่วงเวลาและสภาพอากาศ ทำให้ระบบไฟฟ้าต้องมีความยืดหยุ่น โดยสามารถเพิ่มปริมาณการผลิตไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้าหลัก หรือการจ่ายไฟจากอุปกรณ์หรือแบตเตอรี่กักเก็บพลังงานต่างๆ ได้ทันท่วงที “กราฟรูปเป็ด” สะท้อนให้เห็นว่า แหล่งพลังงานอื่นที่ไม่ใช่แสงอาทิตย์ ที่มีความยืดหยุ่นกว่า จะถูกนำมาใช้ผลิตไฟฟ้าเพื่อทดแทนไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ที่ลดปริมาณลงอย่างกะทันหันหลังจากที่พระอาทิตย์ตกดินแล้ว “กราฟรูปเป็ด” ของอินเดียจึงถูกคาดการณ์ไว้ว่าจะเป็นเหมือนรูปด้านล่าง ภายใต้การสันนิษฐานว่าจะมีกำลังผลิตจากแสงอาทิตย์จำนวน 20,000 เมกะวัตต์ ในระบบ

20170614 ART01 06

คาดการณ์ความต้องการใช้ไฟฟ้าของอินเดียใน 1 วัน ในฤดูร้อน และอัตราการเร่งเพิ่มปริมาณผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงดั้งเดิม หลังพระอาทิตย์ตกดิน ภายใต้เงื่อนไขว่ามีกำลังผลิตจากพลังงานแสงอาทิตย์อยู่ 20,000 เมกะวัตต์

ยิ่งมีพลังงานแสงอาทิตย์มาก ก็ต้องมีโรงไฟฟ้าหลักที่ “สั่งได้” และ “ยืดหยุ่น” มากขึ้น

    ปัจจุบันอินเดียผลิตไฟฟ้าด้วยถ่านหินเป็นหลัก ทำให้ไม่มีช่วงที่ต้องเร่งเพิ่มปริมาณหรือลดปริมาณการผลิตไฟฟ้าเท่าไรนัก ซึ่งหมายความว่า ระบบไฟฟ้าของอินเดียจำต้องปรับให้มีความยืดหยุ่นสูงขึ้นเพื่อรองรับกำลังผลิตจากพลังงานหมุนเวียนที่จะเพิ่มขึ้น โดยมีหลายทางเลือก หรือใช้ร่วมกัน คือ

    • พึ่งพาการผลิตไฟฟ้าด้วยพลังน้ำ ซึ่งสามารถเร่งเพิ่มการผลิตไฟฟ้าได้รวดเร็ว

    • ใช้โรงไฟฟ้าก๊าซซึ่งช่วยเร่งจ่ายไฟจำนวนมากในช่วงความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุด

    • อาจจำเป็นต้องสร้างโรงไฟฟ้าถ่านหินเทคโนโลยี supercritical เพิ่มขึ้น เพื่อรับมือกับปัญหา ความจำเป็นต้องเดินเครื่อง หยุดเดินเครื่อง หรือเร่งเพิ่มการผลิตไฟฟ้าปริมาณมากขึ้น

    • พัฒนาระบบส่งไฟฟ้าระบบอัตโนมัติ เพื่อปรับเปลี่ยนการสั่งการไปตามศักยภาพการผลิตไฟฟ้าของพลังงานหมุนเวียนที่ผันผวนในแต่ละช่วงเวลา

    • วิจัยและลงทุนพัฒนาระบบกักเก็บพลังงานใหม่ๆ

    • กำหนดอัตราค่าไฟฟ้าในราคาที่แตกต่างกันในแต่ละช่วงเวลา จะช่วยลดการใช้ไฟฟ้าสูงสุดได้ เป็นการสนับสนุนผู้ใช้ไฟให้ปรับพฤติกรรมการใช้ไฟฟ้าปริมาณมากไปในอีกช่วงเวลาหนึ่ง ซึ่งเป็นเวลาที่ค่าไฟมีราคาถูกกว่า และยังเป็นการช่วยลดการเร่งเพิ่มปริมาณการจ่ายไฟของโรงไฟฟ้าหลักด้วย

    ทั้งหมดนี้ต้องอาศัยการวางแผนที่ดี ทั้งในด้านการผลิต ด้านระบบส่ง และด้านการใช้ไฟฟ้า เพื่อรับมือกับความไม่แน่นอนที่คาดการณ์ไม่ได้ว่าช่วงใดพลังงานหมุนเวียนจะผลิตไฟฟ้าได้มากเพียงใด

 

แปลและเรียบเรียง : สุภร เหลืองกำจร

ข้อมูลจาก The California Duck Curve - lessons for renewables in India?

http://energy.economictimes.indiatimes.com/energy-speak/the-california-duck-curve-lessons-for-renewables-in-india/2368

และ https://www.vox.com/2016/2/10/10960848/solar-energy-duck-curve