คิดเห็นแชร์ : หมดเวลาของดีเซล เข้าสู่ยุคของไฮโดรเจนไมโครกริด Ditching the diesel: hydrogen microgrids (ตอนจบ)

คิดเห็นแชร์ : หมดเวลาของดีเซล เข้าสู่ยุคของไฮโดรเจนไมโครกริด Ditching the diesel: hydrogen microgrids (ตอนจบ)
ภาพประกอบที่ 1

ต่อเนื่องจากบทความดีๆ ที่ผมได้รับมา และได้มาแชร์ให้ทุกท่านได้อ่านไปแล้วนั้น สำหรับฉบับนี้จะเป็นตอนสุดท้ายที่ผมจะหยิบยกเอาบทความนี้มาให้ทุกคนได้อ่านกันว่าถ้าหมดเวลาของดีเซล เข้าสู่ยุคของไฮโดรเจนไมโครกริด ในประเด็นด้านสิ่งแวดล้อมนั้น เราจะได้รับประโยชน์และความคุ้มค่าในแบบใดบ้าง

⦁ความคุ้มค่าที่เกินกว่าคำว่าสิ่งแวดล้อมที่ดี

ไมโครกริดพลังงานทดแทนที่มีไฮโดรเจนเป็นระบบกักเก็บพลังงานทำให้เห็นถึงประโยชน์ที่ไม่อาจปฏิเสธได้ แต่ด้านการลงทุนและความคุ้มอาจทำให้หลายคนไม่มั่นใจในอดีต ต้นทุนหลักในไมโครกริดคือระบบกักเก็บพลังงาน (Energy storage system) และในระบบกักเก็บพลังงานที่ใช้แบตเตอรี่นั้น ส่วนที่มีราคาแผงที่สุดคือตัวโมดูลแบตเตอรี่ที่ใช้เก็บพลังงานไฟฟ้า เมื่อเปรียบเทียบกับการกักเก็บพลังงานระยะยาวในรูปของไฮโดรเจน ต้นทุนของการกักเก็บพลังงานในถังไฮโดรเจนมีต้นทุนที่ถูกมากเมื่อเทียบกับอุปกรณ์ที่ใช้ในการ ชาร์จระบบกักเก็บพลังงานนั้นคือตัวอิเล็กโทรไลเซอร์ และการดึงออกมาใช้ผ่านเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน อย่างไรก็ตาม หากปรับขนาดให้เหมาะสมการเก็บพลังงานในรูปแบบไฮโดรเจนทำได้ในปริมาณมาก ไม่สูญเสียพลังงาน และไม่ได้รับผลกระทบจากรอบการชาร์จ จึงเปิดมุมมองใหม่ด้านความคุ้มค่าของระบบไมโครกริดพลังงานทดแทน

เพื่อทำให้เห็นถึงประสิทธิภาพและความคุ้มค่าในการใช้ไฮโดรเจนเป็นระบบกักเก็บพลังงานเราเลือกเกาะจิกมาเป็นกรณีศึกษา เกาะจิกเป็นเกาะที่ไม่มีระบบไฟฟ้าหลักของประเทศเข้าถึง แต่ในปี 2004 เกาะจิกได้สร้างไมโครกริดที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ แบตเตอรี่ และดีเซล เพื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับชุมชน 100 ครัวเรือน ประชากร 300 คนที่อาศัยอยู่บนเกาะ นับเป็นไมโครกริดชุมชนที่เก่าแก่ที่สุดแห่งหนึ่งในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ณ จุดราคาปัจจุบันไฮโดรเจนมีความประหยัดมากกว่าและเอาชนะดีเซลในการศึกษาเกาะจิก ปัจจุบันเกาะจิกมีแผงโซลาร์เซลล์ติดตั้งอยู่ 40 กิโลวัตต์ต่อกับระบบแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด ครอบคลุมความต้องการพลังงานของเกาะ 50 เปอร์เซ็นต์ ส่วนที่เหลือจะถูกจ่ายโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล เวลาผ่านมา 15 ปีระบบไมโครกริดแห่งนี้พร้อมสำหรับการอัพเกรด แผนงานคือการอัพเกรดเป็นพลังงานแสงอาทิตย์ 100 กิโลวัตต์และเพิ่มแบตเตอรี่ใหม่ จะเพิ่มสัดส่วนพลังงานหมุนเวียนขึ้นมาเป็น 85 เปอร์เซ็นต์ แต่อย่างไรก็ตาม 15 เปอร์เซ็นต์ ของพลังงานยังคงต้องใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล ซึ่งในความเป็นจริงแล้วไฟฟ้าที่ได้จากพลังงานแสงอาทิตย์เพียงพอรองรับความต้องการและยังมีเหลืออยู่อีกกว่า 30 เปอร์เซ็นต์ต่อปี แต่ส่วนนี้ไม่สามารถนำมาใช้ได้เนื่องจากไฟฟ้าเหลือในช่วงที่แบตเตอรี่เต็มแล้วจึงไม่เพียงพอต่อการเป็นระบบกักเก็บพลังงานระยะยาว โหลดการใช้ไฟฟ้าของเกาะจะมีลักษณะดังนี้ (ดูภาพประกอบที่ 1)

Advertisement

เมื่อเราลองเพิ่มไฮโดรเจนเข้าไปในระบบ แทนที่จะสูญเสียพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินไปอย่างเปล่าประโยชน์อิเล็กโทรไลเซอร์จะเปลี่ยนไฟฟ้านั้นเป็นไฮโดรเจน ในกรณีนี้จึงสามารถใช้อิเล็กโทรไลเซอร์ AEM จำนวน 6 เครื่องผลิตไฮโดรเจนได้มากถึง 3 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง นำไฟฟ้าที่สูญเสียมากักเก็บไว้ ไฮโดรเจนที่เก็บไว้สามารถนำมาใช้เพื่อผลิตไฟฟ้าในวันที่พลังงานในแบตเตอรี่ไม่เพียงพอ ไฮโดรเจนเป็นตัวเร่งในการเปลี่ยนจากไมโครกริดเชื้อเพลิงฟอสซิลไปเป็นไมโครกริดพลังงานทดแทน 100 เปอร์เซ็นต์ หากจะทำให้เป็นไมโครกริดพลังงานทดแทนเต็มรูปแบบโดยไม่ใช้ไฮโดรเจนแต่ใช้เพียงแค่แบตเตอรี่อย่างเดียวจะต้องเพิ่มขนาดแผงโซลาร์เซลล์และแบตเตอรี่ไปอีกหลายเท่าตัว ซึ่งทำได้ยากเนื่องจากเป็นเกาะที่มีพื้นที่จำกัด (ดูภาพประกอบที่ 2)

คิดเห็นแชร์ : หมดเวลาของดีเซล เข้าสู่ยุคของไฮโดรเจนไมโครกริด  Ditching the diesel: hydrogen microgrids (ตอนจบ)
ภาพประกอบที่ 2

สิ่งที่น่าสนใจที่สุดก็คือกรณีที่ไฮโดรเจนนั้นคุ้มค่ากว่าน้ำมันดีเซล เราวิเคราะห์ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมงจากน้ำมันดีเซลเทียบกับไฮโดรเจน ค่าใช้จ่ายในการดำเนินการปกติของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล ยังมีค่าน้ำมันและภาระการขนส่ง ทำให้น้ำมัน ต้นทุนน้ำมันในกรณีนี้มีมูลค่า 31 เซนต์ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมงและอีก 31 เซนต์ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมงสำหรับการผลิตไฟฟ้า โดยรวมแล้วค่าไฟฟ้าจากน้ำมันดีเซลในการตั้งค่านี้มีมูลค่า 62 เซนต์ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง

เปรียบเทียบต้นทุนจากระบบไฮโดรเจนที่ผลิตไฟฟ้า มีต้นทุนของการผลิตและเก็บเป็นไฮโดรเจนอยู่ที่ 45 เซนต์ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง สำหรับการผลิตกระแสไฟฟ้าที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิงซึ่งเพิ่ม 16 เซนต์ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง โดยรวมแล้วต้นทุนการผลิตไฟฟ้าจากไฮโดรเจนอยู่ที่ 61 เซนต์ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง

เมื่อได้ข้อสรุปแบบนี้เราได้คิดต้นทุนการขายปลีกเต็มจำนวนสำหรับอุปกรณ์ทั้งหมดเป็นราคาหลัง COVID และต้นทุนของอุปกรณ์ไฮโดรเจนในช่วง 10 ปีข้างหน้า (ดูรายการสมมุติฐาน) เรายังได้ใช้เงื่อนไขที่ดีที่สุดสำหรับสถานการณ์ดีเซล ซึ่งรวมถึงราคาน้ำมันดีเซลหลังโควิด 70 เซนต์สหรัฐต่อลิตรและต้นทุนค่าขนส่งระดับปานกลางสำหรับการขนส่งน้ำมันดีเซล ซึ่งมีแนวโน้มว่าเกาะหรือพื้นที่ห่างไกลอื่นๆ ในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้จะมีราคาขนส่งที่สูงกว่านี้ แม้ว่าราคาน้ำมันหลัง COVID จะอยู่ในระดับต่ำมาก แต่หากเราคาดการณ์ราคาน้ำมันโดยเฉลี่ยในปี 2019 ราคาน้ำมันดีเซลก็ยังแพงกว่ามาก การเพิ่มขึ้นของราคาน้ำมันดีเซลตลอดอายุโครงการเพิ่มขึ้นปีละ 1 เปอร์เซ็นต์

สิ่งสำคัญที่ต้องเข้าใจคือราคาของอุปกรณ์ไฮโดรเจนที่มีแนวโน้มจะถูกลงมาก ในฐานะผู้ผลิตเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์เราคาดหวังอย่างแน่วแน่ว่าต้นทุนของอิเล็กโทรไลเซอร์จะลดลง 30 เปอร์เซ็นต์จากต้นทุนปัจจุบันในอีกไม่กี่ปี ในขณะเดียวกันอายุการใช้งานของเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนและอิเล็กโทรไลเซอร์จะเพิ่มขึ้นตามความก้าวหน้าของเทคโนโลยีทำให้ตัวเลขยิ่งจะน่าสนใจมากขึ้น ไฮโดรเจนกำลังทดแทนน้ำมันดีเซล การวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์มีความชัดเจนและจะดีขึ้นต่อไปเรื่อยๆ สำหรับไฮโดรเจน ในกรณีศึกษานี้ เราได้คิดอัตราดอกเบี้ยเงินกู้ร้อยละ 5 ในการคำนวณทั้งไฮโดรเจนและดีเซล ด้วยการจัดหาเงินทุนดอกเบี้ยต่ำจะช่วยกรณีการใช้ไฮโดรเจนดียิ่งขึ้นและการเพิ่มจำนวนโครงการไฮโดรเจนไมโครกริดให้เกินขึ้นได้อย่างแพร่หลาย

⦁การแก้ปริศนา

นับตั้งแต่เกิดวิกฤตโลกเมื่อไม่นานมานี้รัฐบาลต่างๆ ได้ใช้แนวทางที่มีรูปธรรมมากขึ้นในการใช้ไมโครกริดพลังงานทดแทนเพื่อช่วยสร้างเศรษฐกิจและส่งเสริมระบบนิเวศ โดยมีไฮโดรเจนเป็นส่วนนำในการกระตุ้นเศรษฐกิจ เมื่อเร็วๆ นี้ธนาคารโลกได้เน้นย้ำว่าการลงทุนขนาดเล็กในแอฟริกาและเอเชียมีมูลค่ารวม 5 พันล้านเหรียญสหรัฐในวันนี้ และคาดว่าจะเพิ่มขึ้นเป็น 220 พันล้านเหรียญสหรัฐ ซึ่งเป็นจำนวนที่ต้องใช้ในการเชื่อมต่อผู้คน 500 ล้านคนกับมินิกริดกว่า 210,000 แห่งในภูมิภาคเหล่านี้ภายในปี 2573 ด้วยการพัฒนาระบบกักเก็บพลังงานที่มีประสิทธิภาพและการลดต้นทุนอย่างมีนัยสำคัญในระบบพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมทำให้เกิดความก้าวหน้าทางเทคนิคและผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจของไมโครกริดพลังงานทดแทน ตัวเลขที่ระบุไว้ข้างต้นแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนไปใช้ทางเลือกที่ปราศจากคาร์บอนมีราคาถูกกว่า ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาไฮโดรเจนได้พิสูจน์ตัวเองโดยการเปลี่ยนไมโครกริด แสดงให้เห็นว่าไฮโดรเจนเป็นแหล่งพลังงานที่สะอาดและเชื่อถือได้สำหรับการใช้งานในชีวิตประจำวัน ตอนนี้ได้พิสูจน์ตัวเองแล้วว่ามีความคุ้มค่าในหลายๆ มิติกว่าน้ำมันดีเซล

ดร.ทวารัฐ สูตะบุตร
หัวหน้าผู้ตรวจราชการกระทรวงพลังงาน

QR Code
เกาะติดทุกสถานการณ์จาก Line@matichon ได้ที่นี่
Line Image