สู่ความเป็นกลางทางคาร์บอนผ่านแผน PDP 2024: มุมมองจากการวิเคราะห์ Cost-optimization

ดร.ประเสริฐศักดิ์ เจริญ

เมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม 2567 ศูนย์วิจัยและสนับสนุนเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน (SDG Move) คณะเศรษฐศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ได้ดำเนินการจัดงานสัมมนาเรื่อง “แผนพัฒนากำลังการผลิตไฟฟ้า PDP 2024: ประเทศไทยกับทางแยกที่ต้องเลือก” เพื่อเป็นพื้นที่แลกเปลี่ยนพูดคุย และการสร้างความตระหนักรู้แก่สาธารณะ ให้สามารถเข้าใจเชื่อมโยงผลกระทบของแผนพัฒนากำลังการผลิตไฟฟ้าต่อตนเองได้ อันจะนำไปสู่การร่วมขับเคลื่อนแผนพัฒนากำลังการผลิตไฟฟ้าที่มีมีส่วนร่วมและมีความเป็นธรรม

ส่วนหนึ่งของกิจกรรมในวันดังกล่าวคือการรับฟังการบรรยายในหัวข้อ “Navigating through Thailand’s PDP towards carbon neutrality: Insights from a cost-optimization perspective based on publicly available data” โดยคุณสุทธิดา วรรณผ่องใส ผู้จัดการโครงการด้านการเปลี่ยนผ่านระบบไฟฟ้า จาก Agora Energiewende องค์กรวิจัยนานาชาติจากประเทศเยอรมนี ซึ่งได้ดำเนินการวิเคราะห์และทำวิจัยต่อยอดจากร่างแผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้าของประเทศไทยปี 2567 (PDP 2024) โดยใช้วิธีการสร้างแบบจำลองเพื่อปรับปรุงต้นทุนให้เหมาะสม (cost-optimization modeling) บนพื้นฐานของข้อมูลที่เปิดให้เข้าถึงได้สาธารณะ ผลการวิจัยเผยให้เห็นถึงประเด็นสำคัญหลายประการที่น่าสนใจ

วิธีการวิจัย

Agora ได้ใช้การสร้าง cost-optimization modeling โดยนำข้อมูลที่สามารถเข้าถึงได้สาธารณะมาเป็นปัจจัยนำเข้า (inputs) ซึ่งประกอบด้วยข้อมูลหลากหลายประเภท เช่น

• พารามิเตอร์ทางเศรษฐศาสตร์เทคโนโลยี เช่น ข้อมูลเกี่ยวกับต้นทุนการลงทุน (CAPEX) ต้นทุนการดำเนินงาน (OPEX) ค่าประสิทธิภาพโรงไฟฟ้า ขีดจำกัดการเพิ่มขึ้นของการผลิตไฟฟ้า การใช้เชื้อเพลิง และค่าการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
• พารามิเตอร์ทางเศรษฐศาสตร์มหภาค เช่น ข้อมูลเกี่ยวกับราคาเชื้อเพลิงและอัตราดอกเบี้ย
• ชุดข้อมูลอนุกรมเวลาและตัวประกอบกำลังการผลิตต่อภูมิภาค ข้อมูลสำหรับพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์จากชุดข้อมูล ERA5 และ SARAH

ตัวแบบจำลองที่ใช้เป็นแบบจำลองการลดต้นทุนระบบทั้งหมด (total system cost minimization) โดยใช้ PyPSA framework และมีข้อสังเกตที่สำคัญดังนี้

• แบ่งประเทศไทยออกเป็น 5 ภาค ได้แก่ ภาคเหนือ ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ภาคกลาง ภาคใต้ และกรุงเทพและปริมณฑล
• คงค่าพลังงานน้ำและพลังงานที่นำเข้าจากต่างประเทศไว้ตามที่ประกาศในร่าง PDP 2024
• กำหนดความจุการส่งกำลังไฟฟ้าระหว่างภาคต่างๆ ให้คงที่ เนื่องจากไม่สามารถหาข้อมูลแผนพัฒนาโครงข่ายไฟฟ้าในอนาคตได้

รูปแบบการสร้างแบบจำลองสถานการณ์

การวิจัยนี้ได้ออกแบบสถานการณ์ไว้ทั้งหมด 3 สถานการณ์ เพื่อเปรียบเทียบผลลัพธ์และวิเคราะห์แนวทางที่เหมาะสมที่สุด

1. PDP calibrated (pdp-cal): สถานการณ์นี้พยายามจำลอง PDP 2024 เพื่อใช้เป็นฐานในการเปรียบเทียบกับสถานการณ์อื่นๆ โดยมีการกำหนดค่าต่างๆ ตามร่าง PDP 2024 อาทิ
   • กำลังการผลิตไฟฟ้าจะเป็นไปตามที่กำหนดในแผน PDP 2024
   • การผลิตพลังงานไฟฟ้าจะได้รับการปรับให้มีประสิทธิภาพสูงสุด (optimized)
   • การปล่อยก๊าซเรือนกระจกจะต้องเป็นไปตามเป้าหมายใน PDP 2024 โดยในปี 2030 จะต้องอยู่ที่ 77 MtCO2 และในปี 2037 จะต้องลดลงเหลือ 63.2 MtCO2
   • เริ่มใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนผสมกับก๊าซธรรมชาติตั้งแต่ปี 2030 เป็นต้นไป
   • การเชื่อมต่อระหว่างระบบไฟฟ้าต่างๆ คงที่
2. PDP marginal dispatch (pdp-marginal): สถานการณ์นี้จำลองการสั่งจ่ายไฟฟ้าตามกฎการจ่ายไฟฟ้าตามต้นทุนส่วนเพิ่ม (Marginal Dispatch Rules) ซึ่งหมายถึง โรงไฟฟ้าที่มีต้นทุนส่วนเพิ่มต่ำที่สุดจะถูกสั่งจ่ายไฟฟ้าก่อน จากนั้นจะเป็นโรงไฟฟ้าที่มีต้นทุนส่วนเพิ่มสูงขึ้นไปเรื่อยๆ จนครบความต้องการไฟฟ้า และโดยไม่มีข้อจำกัดในการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
3. Cost-optimal (opt): สถานการณ์นี้จำลองเหตุการณ์ที่การขยายกำลังการผลิตเป็นไปตามแนวทางที่เหมาะสมที่สุดในแง่ของต้นทุน (cost-optimal) โดยกำลังการผลิตไฟฟ้าจะถูกปรับให้ให้มีประสิทธิภาพสูงสุด (optimized) ไม่ได้ยึดตาม PDP 2024

เพื่อยืนยันความถูกต้องของการจำลองเหตุการณ์ ทาง Agora ได้ปรับเทียบแบบจำลองให้ตรงกับข้อมูลปีฐาน 2023 ตามแผน PDP 2024 ให้ได้มากที่สุด เนื่องจากวิธีการและสมมติฐานของ PDP 2024 ไม่ได้เปิดเผยสู่สาธารณะ แบบจำลองของ Agora จึงต้องตั้งสมมติฐานในบางประเด็น เช่น

• การดำเนินงานของโรงไฟฟ้าพลังน้ำทั้งในประเทศและต่างประเทศมีความยืดหยุ่นสูง
• ราคาเชื้อเพลิง
• อัตราการใช้สินทรัพย์ถ่านหิน
• ค่าการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้า

การตั้งสมมติฐานเหล่านี้ทำให้แบบจำลองของ Agora สามารถสอดคล้องกับข้อมูลที่เผยแพร่สาธารณะสำหรับปีฐาน 2023 (ดูรูปที่ 1)

ผลการศึกษา

ต่อไปนี้เป็นผลลัพธ์จากการศึกษาของ Agora ซึ่งเริ่มต้นจากการคาดการณ์เกี่ยวกับความต้องการไฟฟ้า กำลังการผลิตไฟฟ้า และการผลิตพลังงานไฟฟ้าของระบบการไฟฟ้าสามแห่ง ได้แก่ EGAT, MEA และ PEA ภายใต้สถานการณ์ “pdp-marginal”

การศึกษาพบว่า PDP 2024 ได้คาดการณ์ถึงการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในความต้องการไฟฟ้ารวม และการเพิ่มสัดส่วนของการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน โดยเฉพาะพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม และพลังน้ำ (ดูรูปที่ 2)

นอกจากนี้ ผลการศึกษายังแสดงให้เห็นว่า เพื่อให้บรรลุเป้าหมายการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกตามที่กำหนดใน PDP 2024 นอกจากจำเป็นต้องเพิ่มการใช้พลังงานหมุนเวียน ยังต้องลดการผลิตไฟฟ้าจากถ่านหินลงอย่างรวดเร็วโดยเปลี่ยนไปใช้ก๊าซธรรมชาติให้มากขึ้น ซึ่งจะต้องมีการแทรกแซงในการสั่งการโรงไฟฟ้า (optimal dispatch) เพื่อให้เป็นไปตามเป้าหมาย (ดูรูปที่ 3)

ข้อมูลจากการศึกษายังระบุว่า ตัวประกอบกำลังการผลิตไฟฟ้า (power factor) เฉลี่ยของโรงไฟฟ้าก๊าซจะต้องเพิ่มขึ้นถึง 70% ขณะที่ในสถานการณ์ที่มีการสั่งการอย่างเหมาะสมที่สุด ตัวประกอบกำลังการผลิตไฟฟ้าจะอยู่ที่ 63% เท่านั้น

ต่อมา Agora ได้เสนอผลลัพธ์จากการศึกษาแบบจำลองสถานการณ์ “pdp-opt” ซึ่งสรุปได้ว่า การเพิ่มปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์และแบตเตอรี่ให้มากกว่าที่กำหนดใน PDP 2024 จะช่วยลดต้นทุนรวมได้ถึง 10% นอกจากนี้ยังมีประโยชน์เพิ่มเติมในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และลดความเสี่ยงต่างๆ การศึกษาพบว่าการเพิ่มปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ต้องเพิ่มขึ้น สามเท่าในปี 2030 และ สองเท่าในปี 2037 เมื่อเปรียบเทียบกับแผนการติดตั้งของ PDP 2024 (ดูรูปที่ 4)

ผลการศึกษายังได้แสดงให้เห็นอีกว่าการเพิ่มสัดส่วนพลังงานหมุนเวียนในแบบจำลองสถานการณ์ “pdp-opt” สามารถลดค่าใช้จ่ายด้าน OPEX ลงได้ถึง 5.4 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ โดยเฉพาะการลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานเชื้อเพลิง (ดูรูปที่ 5) แม้ว่าค่าใช้จ่ายด้าน CAPEX หรือการลงทุนสร้างสินทรัพย์ระยะยาวจะเพิ่มขึ้นประมาณ 2.7 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ แต่เมื่อพิจารณาค่าใช้จ่าย OPEX ที่ลดลงแล้ว ค่าใช้จ่ายรวมจะลดลงได้ถึง 2.7 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ ในปี 2037

นอกจากนี้ ยังมีประเด็นเพิ่มเติมคือ การใช้พลังงานลมและพลังน้ำให้เต็มศักยภาพ ซึ่งส่วนใหญ่ตั้งอยู่ในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของประเทศไทย จำเป็นต้องมีการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานของเครือข่ายไฟฟ้าเพื่อเชื่อมต่อระหว่างภาคตะวันออกเฉียงเหนือและภาคกลาง (ดูรูปที่ 6) การศึกษาพบว่าอัตราการใช้งานของเครือข่ายไฟฟ้าระหว่างสองภูมิภาคนี้จะสูงถึง 100% ภายในปี 2037

Agora ยังเสนอว่าเป้าหมายมุ่งสู่ความเป็นกลางทางคาร์บอน (carbon neutrality) ในปี 2050 ตามแผน PDP 2024 นั้นเป็นไปได้ แต่การเร่งเพิ่มสัดส่วนของพลังงานหมุนเวียนให้เร็วขึ้นกว่าที่กำหนดใน PDP 2024 จะช่วยลดต้นทุนรวม ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ส่งเสริมการใช้พลังงานไฟฟ้าคาร์บอนต่ำ และลดความไม่แน่นอนในอนาคตได้

ข้อเสนอแนะ

ท้ายที่สุด การนำเสนอของ Agora ยังระบุว่า หากมีการเปิดเผยข้อมูลที่ภาครัฐใช้ในการจัดทำ PDP 2024 สู่สาธารณะมากกว่านี้ จะช่วยให้การวิเคราะห์มีความแม่นยำและอิงจากข้อเท็จจริงมากขึ้น โดย Agora ได้ชี้ให้เห็นข้อมูลที่ยังไม่เปิดเผยหรือน่าสงสัย ดังนี้

• ขาดข้อมูลเกี่ยวกับแผนพัฒนาโครงข่ายไฟฟ้าระหว่างภูมิภาคในอนาคต
• ไม่มีข้อมูลครบถ้วนเกี่ยวกับวิธีการและแนวทางในการสั่งการผลิตไฟฟ้าที่ใช้เทคโนโลยีที่แตกต่างกัน
• การเข้าถึงสมมติฐานที่จำกัด เช่น ข้อมูลต้นทุน ตัวประกอบกำลังการผลิตไฟฟ้า และลักษณะการดำเนินงานของโรงไฟฟ้า
• ขาดข้อมูลเกี่ยวกับแหล่งที่มาและต้นทุนของการผสมไฮโดรเจน
• ข้อสงสัยเกี่ยวกับอัตราส่วนพลังงานต่อกำลังไฟฟ้า (E/P ratio) ของแบตเตอรี่ที่ระบุใน PDP2024 ซึ่งมีค่าใกล้ 1 ในปี 2033 ซึ่งไม่เป็นลักษณะทั่วไปของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

บทสรุป

เพื่อบรรลุเป้าหมายการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกตามที่กำหนดใน PDP 2024 จำเป็นต้องดำเนินการหลายด้าน ประกอบด้วย

1. เพิ่มสัดส่วนพลังงานหมุนเวียน: นอกจากการเพิ่มปริมาณพลังงานหมุนเวียนแล้ว ยังต้องลดการผลิตไฟฟ้าจากถ่านหินและเปลี่ยนไปใช้ก๊าซธรรมชาติอย่างรวดเร็ว เพื่อบรรลุเป้าหมายการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกตามที่กำหนดใน PDP 2024
2. เพิ่มพลังงานแสงอาทิตย์และแบตเตอรี่: การเพิ่มปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์และแบตเตอรี่เป็นสามเท่าในปี 2030 และสองเท่าในปี 2037 เมื่อเปรียบเทียบกับแผนใน PDP 2024 จะช่วยลดต้นทุนรวมลงได้ถึง 10%
3. ลดค่าใช้จ่ายรวม: การเพิ่มสัดส่วนพลังงานหมุนเวียนจะช่วยลดค่าใช้จ่ายรวมได้ประมาณ 2.7 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2037
4. พัฒนาโครงสร้างพื้นฐาน: การเพิ่มโครงสร้างพื้นฐานของเครือข่ายไฟฟ้าเพื่อเชื่อมต่อภาคตะวันออกเฉียงเหนือกับภาคกลางจะช่วยให้สามารถใช้ประโยชน์จากพลังงานลมและน้ำได้เต็มที่
5. เร่งเพิ่มสัดส่วนพลังงานหมุนเวียน: การเพิ่มสัดส่วนพลังงานหมุนเวียนให้เร็วกว่าที่วางแผนใน PDP 2024 จะช่วยลดต้นทุน ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ส่งเสริมการใช้พลังงานไฟฟ้าแบบต่ำคาร์บอน และลดความไม่แน่นอน

รับชมบันทึกวิดีโอการเสวนาได้ที่ลิงก์ด้านล่าง

เนตรธิดาร์ บุนนาค – บรรณาธิการ
วิจย์ณี เสนแดง –  ภาพประกอบ

ประเด็นดังกล่าวเกี่ยวข้องกับ
#SDG7 พลังงานสะอาดที่เข้าถึงได้
– (7.2) เพิ่มสัดส่วนของพลังงานทดแทนในการผสมผสานการใช้พลังงานของโลก ภายในปี 2573
– (7.a) ยกระดับความร่วมมือระหว่างประเทศในการอำนวยความสะดวกในการเข้าถึงการวิจัย และเทคโนโลยีพลังงานที่สะอาด โดยรวมถึงพลังงานทดแทน ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และเทคโนโลยีเชื้อเพลิงฟอสซิลชั้นสูงและสะอาด และสนับสนุนการลงทุนในโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานและเทคโนโลยีพลังงานที่สะอาด ภายในปี 2573
#SDG13 รับมือการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
– (13.2) บูรณาการมาตรการด้านการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในนโยบาย ยุทธศาสตร์ และการวางแผนระดับชาติ

บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของการดำเนินงานภายใต้ “หน่วยงานความรู้ด้านการเปลี่ยนผ่านพลังงานที่เป็นธรรมของประเทศไทย” (Think Tank in Just Energy Transition)