เมื่อแบตเตอรี่มาพลิกโฉมกิจการไฟฟ้า

เมื่อแบตเตอรี่มาพลิกโฉมกิจการไฟฟ้า

พรายพล คุ้มทรัพย์

ลงพิมพ์ใน โพสต์ทูเดย์ ฉบับ วันพุธที่ 21 กุมภาพันธ์ 2561

“....ในการปรับปรุงแผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้า (PDP) .. เราจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องคำนึงถึงระบบกักเก็บไฟฟ้า เช่น แบตเตอรี่ ซึ่งจะมีบทบาทมากขึ้นอย่างแน่นอน  อาจจำเป็นที่เราจะต้องคิดเปลี่ยนจากระบบปัจจุบันที่ต้องอาศัยโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลและตั้งอยู่ที่ศูนย์ผลิตไม่กี่แห่ง ....มาเป็นระบบที่มีโรงไฟฟ้าขนาดไม่ต้องใหญ่มาก ที่ใช้เชื้อเพลิงสะอาด และตั้งกระจายอยู่ทั่วประเทศ .....”

แบตเตอรี่ทำให้พฤติกรรมของมนุษย์ในระยะหลังเปลี่ยนไปมาก คนส่วนใหญ่ในโลกสามารถมีโทรศัพท์มือถือใช้ได้ ก็เพราะมีการพัฒนาแบตเตอรี่ที่มีขนาดเล็กลงและราคาถูกลง ทำให้โทรศัพท์มือถือมีขนาดเล็กลง พกพาได้สะดวก และมีราคาถูกลงไปด้วย การใช้โทรศัพท์มือถือเพื่อการสื่อสารจึงแพร่หลายไปทั่วและกลายเป็นเครื่องใช้สำคัญที่จำเป็นต่อชีวิตประจำวันของพวกเราไปแล้ว

การพัฒนาเทคโนโลยีด้านแบตเตอรี่ได้มีส่วนทำให้การใช้รถยนต์ไฟฟ้าแพร่หลายมากขึ้น และมีแนวโน้มว่าโลกจะหันมาใช้รถยนต์ไฟฟ้าทดแทนรถยนต์ที่ใช้น้ำมันได้ในที่สุด

แบตเตอรี่ที่ดีจะต้องมีคุณสมบัติที่พึงปรารถนาอะไรบ้าง? สำคัญที่สุดคือต้องไม่แพงเกินไป นอกจากนั้นจะต้องมีความปลอดภัยในการใช้ มีอายุการใช้ที่นานพอสมควร มีน้ำหนักค่อนข้างเบาและมีขนาดเล็ก ในกรณีที่ใช้กับรถยนต์ไฟฟ้า แบตเตอรี่ที่ดีจะต้องใช้เวลาในการชาร์จไฟไม่นานเกินไป และเมื่อชาร์จแต่ละครั้งก็สามารถทำให้รถวิ่งได้ในระยะทางที่ค่อนข้างไกล หรือในกรณีของโทรศัพท์มือถือ  การชาร์จแต่ละครั้งก็ควรให้ใช้โทรศัพท์ได้เป็นเวลาหลายวัน (ในปัจจุบันยี่ห้อส่วนใหญ่ใช้ได้วันเดียวแบตเตอรี่ก็เกือบจะหมดไฟแล้ว)

แต่ประเด็นที่อยากจะเน้นในบทความนี้คือ บทบาทของแบตเตอรี่ในกิจการไฟฟ้า ราคาแบตเตอรี่โดยเฉพาะอย่างยิ่งแบตเตอรี่ลิเธียม ได้ลดลงอย่างรวดเร็วเกินคาด โดยลดจาก 1,000 เหรียญสหรัฐฯ ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงในปี 2553 เหลือไม่ถึง 230 เหรียญในปี 2559  ทำให้เริ่มมีความคุ้มค่าในการนำเอาแบตเตอรี่มาใช้บรรจุไฟฟ้ามากขึ้น ทั้งสำหรับผู้ใช้และผู้ผลิตไฟ

ผู้ใช้ไฟรายใหญ่ลงทุนติดตั้งแบตเตอรี่เพื่อเก็บไฟในช่วงราคาไฟต่ำเอาไปใช้ในช่วงราคาไฟแพง (คือช่วง peak) เพื่อประหยัดค่าไฟฟ้าโดยรวม

ผู้ใช้ไฟที่ลงทุนติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์บนหลังคาบ้านหรือโรงงาน เริ่มมีแรงจูงใจที่จะติดตั้งแบตเตอรี่ควบคู่กันไป เพื่อนำเอาไฟฟ้าที่ผลิตได้เองมาใช้เองให้หมด แทนที่จะขายไฟที่เหลือขายเข้าระบบ (grid) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศที่กีดกันไม่ให้เอาไฟฟ้าที่ผลิตจากหลังคาอาคารมาขายเข้าระบบ หรือยอมให้ขายได้แต่ในราคาที่ต่ำมาก

ทั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์และแบตเตอรี่มีราคาถูกลงอย่างต่อเนื่อง ทำให้ผู้ใช้ไฟหันไปลงทุนผลิตไฟจากหลังคาใช้เองเป็นจำนวนมากขึ้น และซื้อไฟจากระบบน้อยลง แต่ส่วนใหญ่ก็ยังเชื่อมโยงกับระบบ grid เพราะยังต้องพึ่งพาไฟจากระบบใหญ่ที่มีความมั่นคงกว่า ผู้ใช้ไฟจึงกลายมาเป็นผู้ผลิตไฟใช้เองด้วย เรียกพวกนี้เป็นภาษาอังกฤษว่า prosumers

ในหลายกรณี การผลิตไฟโดยติดแผงเซลล์แสงอาทิตย์พร้อมแบตเตอรี่เริ่มมีต้นทุนที่ต่ำลงมาเท่ากับค่าไฟที่ซื้อจากระบบแล้ว (grid parity) ในบางประเทศเราเริ่มเห็นผู้ใช้ไฟฟ้าที่อยู่ในพื้นที่ใกล้ๆ กันลงทุนผลิตไฟฟ้าจากหลังคาพร้อมระบบแบตเตอรี่ รวมทั้งมีสายส่งเชื่อมระหว่างกัน เพื่อผลิตไฟใช้เองและนำเอาไฟที่เหลือใช้มาซื้อขายระหว่างกัน จึงพึ่งพาไฟฟ้าจากระบบ grid ของประเทศน้อยลง กลายเป็น “การผลิตไฟฟ้าแบบกระจาย” หรือที่เรียกว่า distributed generation

ในขณะเดียวกัน บริษัทผู้ผลิตและขายไฟก็ต้องเผชิญกับปัญหาการเงินเพราะขายไฟได้น้อยลง แต่ได้ลงทุนในโรงไฟฟ้าและสายส่งไว้แล้ว แนวโน้มและปัญหานี้เกิดขึ้นแล้วในประเทศที่มีค่าไฟค่อนข้างแพง เช่น ออสเตรเลีย และมลรัฐฮาวาย และคาดว่าจะเกิดขึ้นในอีกหลายมลรัฐของสหรัฐอเมริกา

ไม่ใช่ผู้ใช้ไฟเท่านั้นที่ได้ประโยชน์จากแบตเตอรี่ที่ถูกลงและมีประสิทธิภาพสูงขึ้น ผู้ผลิตและขายไฟก็มีโอกาสใช้ประโยชน์จากแบตเตอรี่เพื่อลดต้นทุนและเสริมความมั่นคงของระบบได้ด้วยเช่นเดียวกัน

เมื่อปีที่แล้ว (2560) บริษัทผลิตไฟฟ้าในมลรัฐอาริโซนาของสหรัฐฯ เพิ่งประมูลได้ข้อตกลงซื้อไฟฟ้า (PPA) จากโครงการลงทุนผลิตไฟฟ้าจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดกำลังผลิต 100 เมกะวัตต์บวกระบบกักเก็บไฟแบบแบตเตอรี่ลิเทียมขนาด 30 เมกะวัตต์ซึ่งจ่ายไฟได้นาน 4 ชั่วโมง โดยมีราคารับซื้อไฟฟ้าเพียงหน่วยละ 4.5 เซนต์ หรือประมาณ 1.40 บาท ซึ่งต่ำกว่าต้นทุนไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิลแล้ว

และเมื่อปีที่แล้วเช่นเดียวกัน บริษัทเทสล่าได้ติดตั้งแบตเตอรี่ลิเธียมขนาด 100 เมกะวัตต์ / 129 เมกกะวัตต์ชั่วโมงในรัฐออสเตรเลียใต้ ซึ่งถือเป็นแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ที่สุดในโลก บริษัทสามารถติดตั้งได้สำเร็จภายใน 100 วัน เพื่อกักเก็บไฟฟ้าที่ผลิตจากชุดกังหันลมขนาดกำลังผลิต 70 เมกะวัตต์ โดยเป็นการเก็บไฟฟ้าสำรองไว้เพื่อใช้ในยามฉุกเฉินและป้องกันปัญหาไฟดับซึ่งเคยเกิดขึ้นเป็นวงกว้างเมื่อหนึ่งปีก่อนหน้านี้  การทำงานของแบตเตอรี่ชุดนี้ประสบผลสำเร็จเป็นอย่างดี โดยสามารถรักษาเสถียรภาพในระบบสายส่งและป้องกันปัญหาไฟดับได้อย่างรวดเร็วภายในเวลาไม่ถึง 1 วินาทีซึ่งถือเป็นความเร็วสูงสุดเป็นประวัติการณ์

มีแนวโน้มชัดเจนว่าบริษัทผู้ผลิตไฟฟ้าในประเทศต่างๆจะหันมาลงทุนมากขึ้นในโครงการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากแสงอาทิตย์และกังหันลม   เพราะนอกจากต้นทุนจะถูกลงทุกวันแล้ว ยังสามารถแก้ปัญหาการผลิตไฟได้ไม่ต่อเนื่องโดยวิธีติดตั้งแบตเตอรี่ (ซึ่งก็มีต้นทุนที่ถูกลงทุกปีเช่นเดียวกัน) ให้ทำงานควบคู่ไปกับอุปกรณ์การผลิต จึงทำให้การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนมีเสถียรภาพในการผลิตมากขึ้น และแข่งขันได้กับโรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล ไม่ว่าจะเป็นถ่านหินหรือก๊าซธรรมชาติ

แนวโน้มการใช้แบตเตอรี่เพิ่มขึ้นในโลกน่าจะเป็นหนังตัวอย่างสำหรับการเปลี่ยนแปลงที่จะเกิดขึ้นในกิจการไฟฟ้าของไทย อย่างน้อยที่สุดเราเริ่มเห็นแล้วว่าผู้ใช้ไฟรายใหญ่ติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อผลิตไฟใช้เองได้ด้วยตัวเองมากขึ้นและพึ่งพาไฟฟ้าจากระบบน้อยลง อีกไม่นานคงมีบางรายติดตั้งแบตเตอรี่ควบคู่ไปด้วย

ดังนั้น ในการปรับปรุงแผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้า (PDP)  รวมทั้งแผนการลงทุนในโรงไฟฟ้าและสายส่ง   เราจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องคำนึงถึงระบบกักเก็บไฟฟ้าโดยเฉพาะอย่างยิ่งแบตเตอรี่ ซึ่งจะมีบทบาทมากขึ้นในกิจการไฟฟ้าไทยอย่างแน่นอน  อาจจำเป็นที่เราจะต้องคิดเปลี่ยนโครงสร้างการผลิต การส่ง และการจำหน่ายไฟฟ้าจากระบบปัจจุบันที่ต้องอาศัยโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลและตั้งอยู่ที่ศูนย์ผลิตไม่กี่แห่ง เพื่อผลิตและกระจายไฟฟ้าไปยังจุดที่มีการใช้ทั่วประเทศ มาเป็นระบบที่มีโรงไฟฟ้าขนาดไม่ต้องใหญ่มาก ที่ใช้เชื้อเพลิงสะอาด และตั้งกระจายอยู่ทั่วประเทศ โดยมีจุดผลิตไฟฟ้าที่ตั้งอยู่ใกล้มากขึ้นกับจุดที่มีการใช้   ทำให้ประหยัดต้นทุนการผลิตและลดการสูญเสียในสายส่ง

กล่าวได้เลยว่าระบบกักเก็บแบบแบตเตอรี่จะกลายมาเป็นเทคโนโลยีที่พลิกโฉมหรือ disruptive technology ในวงการไฟฟ้าได้อีกประเภทหนึ่ง