ดร.ประเสริฐศักดิ์ เจริญ
บทความนี้นำเสนอการสรุปวิสัยทัศน์ของ Lorenzo Kristo ผู้เชี่ยวชาญด้านพลังงานไฟฟ้าและอดีตผู้บริหารระดับสูงของ California Independent System Operator (CAISO) องค์กรที่รับผิดชอบในการจัดการและควบคุมการส่งไฟฟ้าในรัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงในระบบพลังงานไฟฟ้าในอนาคตที่เกิดจากการคาดการณ์การเติบโตของแหล่งผลิตพลังงานแบบกระจายศูนย์ (Distributed Energy Resource: DER) เช่น โซลาร์เซลล์บนหลังคาบ้าน (solar photovoltaic) และแบตเตอรี่เก็บพลังงาน การเปลี่ยนแปลงนี้มีผลต่อความมั่นคงทางพลังงาน การกระจายอำนาจสู่ท้องถิ่น ความเป็นประชาธิปไตย และการยกระดับคุณภาพชีวิตของประชาชนอย่างทั่วถึง
01 – จุดเปลี่ยนสำคัญในระบบพลังงานไฟฟ้า
ปัจจุบัน โครงสร้างพลังงานไฟฟ้าของโลกเผชิญกับความท้าทายสำคัญ ได้แก่
- การลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
- การเพิ่มความมั่นคงของระบบไฟฟ้าต่อผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
- การส่งเสริมความยุติธรรมด้านพลังงาน
ระบบพลังงานไฟฟ้าแบบดั้งเดิมที่ดำเนินการในรูปแบบจากบนลงล่าง โดยมีโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่และการควบคุมแบบรวมศูนย์ ไม่สามารถตอบสนองต่อความท้าทายสมัยใหม่ได้อย่างเพียงพอ ดังนั้น จึงมีการเสนอแนวคิดใหม่ที่เน้นระบบพลังงานไฟฟ้าที่มีความเป็นประชาธิปไตยและทำงานในรูปแบบจากล่างขึ้นบน ซึ่งจะทำให้ระบบพลังงานไฟฟ้าท้องถิ่นมีบทบาทสำคัญมากขึ้น การเปลี่ยนแปลงนี้ไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยี แต่ยังเกี่ยวข้องกับแนวคิดใหม่ในการผลิต จัดการ และการใช้พลังงานไฟฟ้าให้สอดคล้องกับค่านิยมด้านความเสมอภาค ความยั่งยืน และการเสริมสร้างพลังท้องถิ่นอีกด้วย
02 – ระบบพลังงานไฟฟ้าแบบดั้งเดิม (Traditional Power System)
ระบบพลังงานไฟฟ้าในอดีตจนถึงปัจจุบันถูกออกแบบในรูปแบบจากบนลงล่าง โดยมีโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ตั้งอยู่ห่างไกลจากศูนย์กลางการใช้พลังงาน และส่งกระแสไฟฟ้าผ่านระยะทางที่ไกลมายังผู้บริโภคที่เป็นเพียงผู้ใช้ไฟฟ้า ระบบนี้มุ่งเน้นที่การประกันความน่าเชื่อถือ ความปลอดภัย ความสามารถในการจ่ายไฟ และการเข้าถึงไฟฟ้าของประชาชน
อย่างไรก็ตาม ระบบแบบเดิมไม่ได้พิจารณาถึงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลในการผลิตไฟฟ้า และไม่ได้เปิดโอกาสให้ผู้บริโภคมีส่วนร่วมในระบบพลังงานไฟฟ้า แม้ว่าแบบดั้งเดิมจะประสบความสำเร็จในการสนับสนุนการเติบโตของอุตสาหกรรมและการขยายตัวของชุมชน แต่กลับไม่สามารถตอบสนองความต้องการใหม่ในศตวรรษที่ 21 ได้ เช่น การลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน การเพิ่มความมั่นคงทางไฟฟ้าจากผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และการส่งเสริมความยุติธรรมด้านพลังงาน เป็นต้น
ระบบไฟฟ้าแบบดั้งเดิม ถูกออกแบบมาให้มีการควบคุมแบบรวมศูนย์ โดยมีหน่วยงานใหญ่เป็นผู้ควบคุมหลัก (บนลงล่าง) และกระแสไฟฟ้าไหลไปในทิศทางเดียว ทำให้ระบบมีความเสถียร แต่ก็มีความยืดหยุ่นต่ำ
อนาคตของระบบพลังงานไฟฟ้าจะขับเคลื่อนด้วยการผลิตพลังงานหมุนเวียนในระดับชุมชนและด้วยผู้บริโภคเองควบคู่ไปกับการใช้เทคโนโลยีพลังงานสะอาดที่มีประสิทธิภาพสูงและต้นทุนต่ำ ซึ่งจะนำไปสู่การเปลี่ยนผ่านครั้งใหญ่ในภาคพลังงาน และช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
อ่านเพิ่มเติมได้ที่: Power System Evolution From the Bottom Up (Lorenzo Kristo)
03 – ความจำเป็นในการใช้ระบบพลังงานไฟฟ้าแบบจากล่างขึ้นบน (Bottom-up Energy System)
ระบบพลังงานไฟฟ้าแบบจากล่างขึ้นบนมีลักษณะเป็นโครงข่ายที่กระจายอำนาจ และให้ความสำคัญต่อการผลิตและการใช้พลังงานไฟฟ้าในระดับท้องถิ่น ระบบนี้ไม่เพียงแต่เพิ่มความมั่นคงทางพลังงานโดยการลดการพึ่งพาแหล่งผลิตไฟฟ้าที่อยู่ไกล แต่ยังส่งเสริมให้ชุมชนสามารถควบคุมความต้องการพลังงานไฟฟ้าของตนเองได้อีกด้วย
การกระจายอำนาจในระบบนี้ช่วยให้การผลิตไฟฟ้าสอดคล้องกับความต้องการในท้องถิ่นได้ดียิ่งขึ้น ส่งเสริมความยุติธรรมด้านพลังงาน และเสริมสร้างความมั่งคั่งให้กับชุมชน ตัวอย่างเช่น เมื่อเกิดเหตุการณ์สภาพอากาศรุนแรงหรือฝนตกหนักจนทำให้ไฟฟ้าดับ หากชุมชนท้องถิ่นมีไมโครกริด (microgrid) และทรัพยากรพลังงานของตนเอง ก็จะสามารถใช้ไฟฟ้าต่อไปได้ นอกจากนี้ ยังสามารถตัดการเชื่อมต่อจากโครงข่ายไฟฟ้าหลัก (islanding) เพื่อให้แน่ใจว่าบริการที่จำเป็นต้องใช้ไฟฟ้ายังคงดำเนินต่อไปได้ แม้ว่าโครงข่ายไฟฟ้าขนาดใหญ่จะเกิดปัญหาไฟดับก็ตาม
04 – ความเสมอภาคและความยุติธรรมด้านพลังงาน
หนึ่งในความท้าทายสำคัญของระบบพลังงานไฟฟ้าแบบดั้งเดิมคือการกระจายผลประโยชน์และภาระที่ไม่เท่าเทียมกัน ตัวอย่างเช่น โรงไฟฟ้าพลังงานฟอสซิลที่ตั้งอยู่ใกล้ชุมชนอาจทำให้ผู้อยู่อาศัยต้องเผชิญกับมลพิษและความเสี่ยงต่อสุขภาพ นอกจากนี้ การลงทุนในโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานยังมีความไม่เท่าเทียมกัน เช่น บางพื้นที่มีการเกิดไฟฟ้าดับบ่อยกว่าที่อื่น และใช้เวลานานกว่าที่จะทำให้ระบบไฟฟ้ากลับมาใช้ได้
ระบบพลังงานไฟฟ้าแบบจากล่างขึ้นบนมีศักยภาพในการแก้ไขปัญหาความไม่เท่าเทียมเหล่านี้ โดยสนับสนุนให้ประชาชนมีส่วนร่วมในการเป็นเจ้าของทรัพยากรพลังงานในระดับท้องถิ่น เมื่อชุมชนเป็นเจ้าของและดำเนินการระบบพลังงานไฟฟ้าของตนเองแล้ว พวกเขาจะสามารถเก็บเกี่ยวผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจและนำเงินเหล่านั้นกลับมาลงทุนในโครงสร้างพื้นฐาน บริการ และการพัฒนาชุมชน ซึ่งจะช่วยให้พลังงานไฟฟ้ามีความเป็นประชาธิปไตยมากขึ้น และเป็นเครื่องมือในการแก้ไขความไม่เท่าเทียมทางสังคมและเศรษฐกิจในปัจจุบันได้อีกด้วย
05 – ความท้าทายและโอกาสในช่วงการเปลี่ยนแปลงระบบพลังงาน
การเปลี่ยนไปใช้ระบบพลังงานแบบจากล่างขึ้นบนนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย โดยมีความท้าทายที่สำคัญคือความเพิกเฉยและการต่อต้านการเปลี่ยนแปลงจากบุคคลหรือองค์กรในระบบดั้งเดิม เนื่องจากโมเดลธุรกิจของบริษัทพลังงานขนาดใหญ่ถูกออกแบบมาเพื่อผลิตและส่งพลังงานไฟฟ้าในรูปแบบรวมศูนย์ นอกจากนี้ กฎระเบียบและข้อกฎหมายต่างๆ มักปรับแก้ได้ช้าและไม่สอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นของแหล่งผลิตไฟฟ้าแบบกระจายศูนย์
อย่างไรก็ตาม ยังมีโอกาสในการเร่งกระบวนการเปลี่ยนแปลงนี้ จากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี เช่น แผงโซลาร์เซลล์ แบตเตอรี่กักเก็บพลังงาน และระบบไมโครกริด ซึ่งทำให้การผลิตพลังงานไฟฟ้าในระดับท้องถิ่นง่ายขึ้นและคุ้มค่ามากขึ้น เทคโนโลยีเหล่านี้กำลังเปิดโอกาสให้ประชาชนสามารถลงทุนและเข้าถึงได้มากขึ้น ส่งเสริมให้ชุมชนสามารถบริหารจัดการพลังงานไฟฟ้าของตนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
อีกหนึ่งองค์ประกอบสำคัญที่จะช่วยให้ระบบพลังงานไฟฟ้าแบบจากล่างขึ้นบนประสบความสำเร็จคือการสร้างผู้ดำเนินการระบบจำหน่ายไฟฟ้า (Distribution System Operator: DSO) รูปแบบใหม่ ในระบบนี้ DSO จะเป็นผู้บริหารจัดการโครงข่ายพลังงานไฟฟ้าในระดับท้องถิ่น ดูแลการทำงานของแหล่งผลิตพลังงานแบบกระจาย (DER) และควบคุมการผลิตไฟฟ้าในระดับท้องถิ่นเพื่อตอบสนองความต้องการไฟฟ้าในชุมชนนั้นๆ นอกจากนี้ DSO ยังทำหน้าที่เป็นตัวกลางเชื่อมต่อระหว่างโครงข่ายไฟฟ้าท้องถิ่นกับระบบส่งไฟฟ้าหลัก เพื่อให้มั่นใจว่าพลังงานไฟฟ้าส่วนเกินหรือการขาดแคลนในท้องถิ่นจะได้รับการจัดการอย่างมีประสิทธิภาพต่อไป
06 – รูปแบบโครงข่ายไฟฟ้าแบบแบ่งชั้น
ระบบพลังงานไฟฟ้าแบบจากล่างขึ้นบนจะมีโครงข่ายที่สามารถแบ่งเป็นชั้นในการบริหารจัดการพลังงานไฟฟ้า โดยมีระบบพลังงานแบบรวมศูนย์ที่ดำเนินการโดยผู้ดำเนินการระบบอิสระ (Independent System Operator: ISO) เป็นชั้นที่อยู่ด้านบนสุด ขณะที่ชั้นล่างสุดจะเป็นบทบาทของผู้ดำเนินการระบบจำหน่ายไฟฟ้า (Distribution System Operator: DSO) ที่ดูแลการจัดการระบบจำหน่ายไฟฟ้า ประสานงานกับทรัพยากรพลังงานในท้องถิ่น และดูแลให้การผลิตพลังงานในระดับท้องถิ่นทำงานได้อย่างราบรื่น
แนวทางแบบชั้นนี้ไม่เพียงช่วยลดความซับซ้อนของระบบ แต่ยังช่วยกระจายอำนาจในการจัดการพลังงานไฟฟ้า และเปิดโอกาสให้ประชาชนในระดับท้องถิ่นมีส่วนร่วมในการบริหารจัดการและตัดสินใจเกี่ยวกับพลังงานไฟฟ้า โดยชุมชนสามารถกำหนดความต้องการไฟฟ้าและลำดับความสำคัญตามบริบทของตนเอง ตัวอย่างเช่น ชุมชนในพื้นที่เสี่ยงต่อไฟป่าหรือน้ำท่วม อาจให้ความสำคัญกับการลงทุนสร้างไมโครกริดและติดตั้งแบตเตอรี่กักเก็บพลังงาน เพื่อให้มั่นใจว่ามีความมั่นคงทางไฟฟ้าในช่วงเหตุการณ์ฉุกเฉินได้อย่างมีประสิทธิภาพ
07 – การพิจารณาด้านเศรษฐกิจและตลาดพลังงาน
ระบบพลังงานไฟฟ้าแบบจากล่างขึ้นบนต้องการแนวคิดใหม่เกี่ยวกับโมเดลเศรษฐกิจและตลาดพลังงาน ในระบบปัจจุบัน ผู้ประกอบการด้านพลังงานมักได้รับแรงจูงใจให้สร้างโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่แบบรวมศูนย์ ซึ่งเป็นแหล่งรายได้หลัก อย่างไรก็ตาม ในระบบที่กระจายอำนาจ แหล่งรายได้จะเปลี่ยนไปสู่ทรัพยากรพลังงานขนาดเล็กที่ชุมชนเป็นเจ้าของ
การเปลี่ยนแปลงนี้ต้องการกรอบกฎระเบียบใหม่ที่จะสนับสนุนตลาดพลังงานท้องถิ่น และเปิดโอกาสให้ประชาชนในชุมชนสามารถขายไฟฟ้าที่ผลิตเองให้กับผู้อื่นในชุมชน หรือส่งกลับเข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้าหลักได้ นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องมีโมเดลธุรกิจใหม่ที่ช่วยให้ชุมชนสามารถจัดการและดำเนินระบบพลังงานไฟฟ้าของตนเองได้ เช่น การตั้งหน่วยงานที่จัดหาไฟฟ้าของชุมชน (Community Choice Aggregators: CCA) ซึ่งจะมีบทบาทสำคัญในการรวบรวมทรัพยากรพลังงานไฟฟ้าและจัดตั้งตลาดพลังงานสำหรับผู้ผลิตไฟฟ้าในท้องถิ่น
08 – บทบาทของสถานที่ราชการในชุมชน เช่น โรงเรียนและหน่วยงานของรัฐ
สถานที่ราชการในชุมชน เช่น โรงเรียน สามารถมีบทบาทสำคัญในระบบพลังงานไฟฟ้าแบบจากล่างขึ้นบนได้ ตัวอย่างเช่น โรงเรียนที่มีอาคารขนาดใหญ่ เช่น หลังคาอาคารเรียนและลานจอดรถ สามารถใช้พื้นที่เหล่านี้ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ โดยการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์และแบตเตอรี่กักเก็บพลังงาน
โรงเรียนสามารถกลายเป็นศูนย์การผลิตไฟฟ้าของชุมชน นอกจากจะผลิตไฟฟ้าสำหรับใช้ภายในโรงเรียนแล้ว ยังสามารถผลิตไฟฟ้าสำหรับชุมชนโดยรอบได้อีกด้วย นอกจากนี้ โรงเรียนยังสามารถเป็นศูนย์กลางการศึกษาและฝึกอบรมด้านเทคโนโลยีพลังงานทดแทน โดยการนำระบบพลังงานเข้ามาผนวกกับหลักสูตรการเรียน โรงเรียนจึงสามารถเตรียมคนรุ่นใหม่ให้เป็นมืออาชีพด้านพลังงาน และช่วยให้ชุมชนมีทักษะและความรู้ที่จำเป็นในการจัดการระบบพลังงานของตนเองต่อไป
บทสรุป
การเปลี่ยนไปสู่ระบบพลังงานไฟฟ้าแบบจากล่างขึ้นบน เป็นการปรับเปลี่ยนวิธีคิดและการจัดการพลังงานไฟฟ้า เพื่อรับมือกับการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศและความเสมอภาคทางสังคม ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นในศตวรรษที่ 21 การทำให้การผลิตและการจัดการพลังงานไฟฟ้ามีความเป็นประชาธิปไตยมากขึ้น จะนำไปสู่การสร้างระบบพลังงานที่มั่นคง ยั่งยืน และยุติธรรม เป็นประโยชน์ต่อประชาชน
แม้ว่าการเปลี่ยนแปลงจะไม่ใช่เรื่องง่ายและอาจใช้เวลา แต่ผลประโยชน์ที่จะเกิดขึ้นนั้นมีมากมาย เมื่อชุมชนและประชาชนมีอำนาจในการควบคุมอนาคตด้านพลังงานไฟฟ้าของตนเอง จะสามารถสร้างระบบที่ตอบสนองต่อความต้องการของผู้บริโภคได้ดียิ่งขึ้น และยังสอดคล้องกับเป้าหมายทางสังคมและสิ่งแวดล้อมอีกด้วย
ทิศทางอนาคตของพลังงานไฟฟ้าจะอยู่ในมือของประชาชน และเราสามารถเริ่มดำเนินการให้เกิดการเปลี่ยนแปลงนี้ได้ตั้งแต่วันนี้เลย
เนตรธิดาร์ บุนนาค – บรรณาธิการ
วิจย์ณี เสนแดง – ภาพประกอบ
ประเด็นดังกล่าวเกี่ยวข้องกับ
#SDG7 พลังงานสะอาดที่เข้าถึงได้
– (7.2) เพิ่มสัดส่วนของพลังงานทดแทนในการผสมผสานการใช้พลังงานของโลก ภายในปี 2573
– (7.a) ยกระดับความร่วมมือระหว่างประเทศในการอำนวยความสะดวกในการเข้าถึงการวิจัย และเทคโนโลยีพลังงานที่สะอาด โดยรวมถึงพลังงานทดแทน ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และเทคโนโลยีเชื้อเพลิงฟอสซิลชั้นสูงและสะอาด และสนับสนุนการลงทุนในโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานและเทคโนโลยีพลังงานที่สะอาด ภายในปี 2573
#SDG8 งานที่มีคุณค่าและการเติบโตทางเศรษฐกิจ
– (8.5) บรรลุการจ้างงานเต็มที่และมีผลิตภาพ และการมีงานที่มีคุณค่าสำหรับหญิงและชายทุกคน รวมถึงเยาวชนและผู้มีภาวะทุพพลภาพ และให้มีการจ่ายค่าจ้างที่เท่าเทียมสำหรับงานที่มีคุณค่าเท่าเทียมกัน ภายในปี พ.ศ. 2573
#SDG13 รับมือการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
– (13.2) บูรณาการมาตรการด้านการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในนโยบาย ยุทธศาสตร์ และการวางแผนระดับชาติ
#SDG16 สังคมสงบสุข ยุติธรรม สถาบันที่เข้มแข็ง
บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของการดำเนินงานภายใต้ “หน่วยงานความรู้ด้านการเปลี่ยนผ่านพลังงานที่เป็นธรรมของประเทศไทย” (Think Tank in Just Energy Transition)
Last Updated on ตุลาคม 17, 2024
