ดร. ประเสริฐศักดิ์ เจริญ
บทความนี้นำเสนอการสรุปวิสัยทัศน์ของ Astrid Atkinson ผู้ร่วมก่อตั้งและซีอีโอของ Camus Energy บริษัทที่ให้บริการซอฟต์แวร์สำหรับบริหารจัดการระบบไฟฟ้า (Grid Management as a Service) แก่ผู้ประกอบการด้านพลังงาน ในประเด็นการเปลี่ยนแปลงของโครงข่ายไฟฟ้าที่กำลังพัฒนาไปสู่โครงข่ายไฟฟ้าระบบกระจายศูนย์ (distributed grid) มากขึ้น โดยมีแหล่งผลิตพลังงานไฟฟ้ากระจายอยู่หลายแหล่ง เช่น แผงโซลาร์เซลล์ตามอาคารบ้านเรือน ระบบแบตเตอรี่ และยานยนต์ไฟฟ้า (EV) เป็นต้น ซึ่งบทความนี้จะกล่าวถึงความท้าทายทางเทคโนโลยี การดำเนินงาน และกฎระเบียบที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงนี้ รวมถึงการเปรียบเทียบระหว่างนวัตกรรมในภาคเทคโนโลยีกับความจำเป็นที่ภาคพลังงานต้องปรับตัวให้ทันกับความต้องการที่เพิ่มขึ้นด้วย
ที่มา: Bartz/Stockmar, CC BY 4.0
ในปัจจุบัน โครงข่ายไฟฟ้ามีลักษณะเป็นระบบรวมศูนย์ที่พึ่งพาโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่เพียงไม่กี่แห่งในการผลิตพลังงาน ซึ่งจ่ายไฟฟ้าไปยังผู้ใช้ในลักษณะทิศทางเดียว หรือที่เรียกว่า “ผู้ใช้ไฟฟ้าแบบรับอย่างเดียว” (passive consumer) ที่เป็นเพียงแค่ผู้ซื้อไฟฟ้ามาใช้เท่านั้นแต่ไม่มีส่วนร่วมในการบริหารจัดการระบบไฟฟ้าเลย ระบบนี้เริ่มมีข้อจำกัด เนื่องจากแหล่งพลังงานที่กระจายศูนย์ (Distributed Energy Resources: DERs) เช่น แผงโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งตามหลังคาบ้าน ระบบแบตเตอรี่ในครัวเรือน หรือสถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า ได้เข้ามามีบทบาทในโครงข่ายไฟฟ้ามากขึ้น แหล่งพลังงานเหล่านี้กระจายอยู่ในหลายพื้นที่และอยู่ใกล้กับผู้บริโภคส่งผลให้เกิดความท้าทายในการบริหารจัดการการไหลของพลังงานให้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การเปลี่ยนแปลงของโครงข่ายไฟฟ้าที่กำลังจะเกิดขึ้นนี้นี้มีลักษณะคล้ายคลึงกับการเปลี่ยนแแปลงในภาคเทคโนโลยีในอดีต ยกตัวอย่าง เช่น การเปลี่ยนแปลงวิธีการประมวลผลของ Google ที่เคยใช้ศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่ไม่กี่แห่ง มาสู่การประมวลผลด้วยคอมพิวเตอร์ที่กระจายศูนย์หลายล้านเครื่อง ซึ่งช่วยให้ Google สามารถจัดการกับการเติบโตของอินเทอร์เน็ตได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น การเปลี่ยนแปลงรูปแบบดังกล่าวกำลังเกิดขึ้นในภาคพลังงานเช่นกัน โดยโครงข่ายไฟฟ้าจะต้องปรับตัวเพื่อรองรับและจัดการแหล่งพลังงานแบบกระจายศูนย์ที่เพิ่มมากขึ้นพร้อมทั้งรักษาความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของระบบให้ได้ไปพร้อมๆ กัน
ถ้าเราพิจารณาว่าอะไรคือปัจจัยหลักที่ผลักดันการเปลี่ยนแปลงรูปแบบโครงข่ายไฟฟ้า ก็คงเป็นแนวโน้มการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของแหล่งพลังงานแบบกระจายศูนย์ทั่วโลก ซึ่งเชื่อมต่อเข้ากับโครงข่ายไฟฟ้าในอัตราเร็วอย่างไม่เคยเกิดขึ้น ทำให้ผู้ประกอบการไฟฟ้า (utility companies) ไม่มีความสามารถพร้อมรับมือกับแหล่งพลังงานเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากการเก็บข้อมูลและควบคุมแหล่งพลังงานกระจายแบบศูนย์ยังขาดการบูรณาการข้อมูลแบบ real-time แม้จะมีการติดตั้ง smart meters ไปแล้วจำนวนมากก็ตาม ส่งผลให้ผู้ประกอบการไม่สามารถตอบสนองต่อความต้องการของโครงข่ายไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็วได้ทัน
อีกปัจจัยที่สำคัญคือ ความต้องการไฟฟ้าที่มีการคากการณ์ว่าจะเพิ่มสูงขึ้น โดยเฉพาะจากการเปลี่ยนแปลงไปสู่การใช้พลังงานไฟฟ้าในหลายภาคส่วน เช่น การเพิ่มขึ้นของยานยนต์ไฟฟ้า หรือการเปลี่ยนมาใช้ไฟฟ้าในภาคอุตสาหกรรมที่ใช้ความร้อน การที่จะสร้างโครงข่ายไฟฟ้าใหม่เพื่อรองรับความต้องการที่เพิ่มขึ้นนี้อาจไม่ทันท่วงที เนื่องจากโครงการเหล่านี้ใช้เวลานานทั้งในการวางแผนและก่อสร้าง ดังนั้น ผู้ประกอบการไฟฟ้าจึงต้องมุ่งเน้นการใช้โครงข่ายไฟฟ้าที่มีอยู่ให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด โดยการทำให้ระบบมีความยืดหยุ่นและบริหารจัดการได้ดีขึ้น ระบบไฟฟ้าที่มีอยู่ปัจจบุันมักวางแผนแค่เพื่อให้เพียงพอต่อความต้องการไฟฟ้าสูงสุด (peak demand) ซึ่งทำให้ต้องสร้างโรงไฟฟ้าที่มีกำลังการผลิตที่สูงเกินไปและมีต้นทุนสูง แต่หากโครงข่ายไฟฟ้าเป็นแบบกระจายศูนย์มากขึ้น การประสานงานและควบคุมแหล่งพลังงานกระจายศูนย์แบบ real-time จะช่วยลดความจำเป็นในการปรับปรุงโครงสร้างพื้นฐานที่มีต้นทุนสูงได้ ตัวอย่างเช่น ในช่วงเวลาที่ความต้องการไฟฟ้าสูง แหล่งพลังงานจากแผงโซลาร์เซลล์หรือแบตเตอรี่ในท้องถิ่นสามารถถูกนำมาใช้ก่อนที่จะพึ่งพาโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ และทำให้ลดแรงกดดันต่อสายส่งไฟฟ้าได้ เป็นต้น
ในการบริหารจัดการแหล่งพลังงานแบบกระจายศูนย์ที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าจำนวนมาก การควบคุมโดยใช้ระบบอัตโนมัติเป็นสิ่งที่จำเป็นอย่างยิ่ง เพราะการจัดการด้วยคนไม่สามารถรองรับความซับซ้อนและปริมาณของแหล่งพลังงานที่กระจายได้อีกต่อไป หนึ่งในกลยุทธ์ที่น่าสนใจคือการแบ่งการบริหารจัดการระบบให้เป็นระดับท้องถิ่น (Localized grid management) โดยให้ผู้ดำเนินการระบบจำหน่ายไฟฟ้า (Distribution System Operator: DSO) รับผิดชอบการบริหารจัดการแหล่งพลังงานแบบกระจายศูนย์ในพื้นที่ของตัวเอง
เนื่องจากพื้นที่ที่ DSO ดูแลมีขนาดเล็กลง DSO จึงสามารถบริหารจัดการความต้องการพลังงานไฟฟ้าและแหล่งพลังงานในพื้นที่นั้นๆ ได้อย่างเต็มที่ ซึ่งจะช่วยลดความจำเป็นในการพึ่งพาโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่และสายส่งไฟฟ้า ทำให้ระบบไฟฟ้ามีประสิทธิภาพมากขึ้น นอกจากนี้ การจัดการพลังงานในระดับท้องถิ่นยังช่วยให้ชุมชนมีความสามารถในการควบคุมระบบพลังงานของตนเองได้ดีขึ้น เช่น การใช้พลังงานจากโซลาร์เซลล์ในพื้นที่เพื่อรองรับความต้องการของชุมชนก่อนที่จะดึงพลังงานจากโครงข่ายไฟฟ้าหลัก ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ แต่ยังเพิ่มความยืดหยุ่นให้กับระบบไฟฟ้า โดยการลดการพึ่งพาโรงไฟฟ้าที่อยู่ห่างไกล
อีกหนึ่งแนวทางที่สำคัญคือการสร้างตลาดพลังงานในระดับท้องถิ่น ซึ่งช่วยให้เจ้าของแหล่งพลังงานกระจายศูนย์ เช่น เจ้าของบ้านที่มีแผงโซลาร์เซลล์ สามารถขายพลังงานไฟฟ้าส่วนเกินให้กับเพื่อนบ้านหรือผู้บริโภคในท้องถิ่นแทนที่จะส่งกลับไปยังโครงข่ายไฟฟ้าหลัก การทำเช่นนี้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของระบบพลังงานในระดับท้องถิ่นและลดความจำเป็นในการส่งพลังงานทางไกล นอกจากนี้ ตลาดพลังงานท้องถิ่นยังช่วยให้ชุมชนสามารถแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างกันได้ เช่น หากชุมชนหนึ่งมีพลังงานไฟฟ้าส่วนเกินจากโซลาร์เซลล์ สามารถขายพลังงานนั้นให้กับชุมชนอื่นที่ต้องการได้ การซื้อขายจะเป็นในรูปแบบ Peer-to-Peer หรือ การซื้อขายพลังงานโดยตรงระหว่างผู้ผลิตและผู้บริโภค
ในกรณีนี้ DSO จะมีบทบาทสำคัญในการจัดการตลาดพลังงานท้องถิ่น โดยรับผิดชอบการปรับสมดุลระหว่างอุปสงค์และอุปทานในระดับท้องถิ่น ก่อนที่จะส่งพลังงานส่วนเกินไปยังโครงข่ายไฟฟ้าหลัก การบริหารจัดการในระดับท้องถิ่นนี้ยังช่วยให้ชุมชนสามารถตั้งเป้าหมายทางด้านพลังงานที่แตกต่างกัน เช่น บางชุมชนอาจให้ความสำคัญกับความมั่นคงทางพลังงาน โดยเก็บสำรองพลังงานไว้ใช้ในยามฉุกเฉิน ขณะที่บางชุมชนอาจเน้นการขายพลังงานส่วนเกินเพื่อสร้างรายได้ให้กับชุมชน
โดยสรุป การเปลี่ยนแปลงไปสู่โครงข่ายไฟฟ้าแบบกระจายศูนย์ไม่ใช่เรื่องที่สามารถทำได้ง่าย โดยเฉพาะในกรอบกฎหมายที่ล้าสมัยและการที่ผู้ประกอบการไฟฟ้ายังล่าช้าในการนำเทคโนโลยีใหม่ๆ มาใช้ รวมถึงการขาดประสบการณ์ในการรับมือกับการเติบโตของความต้องการไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในหลายทศวรรษที่ผ่านมา ดังนั้น การปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วจำเป็นต้องใช้รูปแบบธุรกิจใหม่ การปฏิรูปกฎหมาย และการลงทุนในเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องอย่างเร่งด่วน
ท้ายที่สุดแล้ว โครงข่ายไฟฟ้าในอนาคตจะต้องพึ่งพาการจัดการพลังงานแบบกระจายศูนย์ การใช้ระบบอัตโนมัติ และการบูรณาการข้อมูลที่มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น เมื่อการใช้พลังงานหมุนเวียนเติบโตขึ้น นวัตกรรมเหล่านี้จะเป็นกุญแจสำคัญในการรักษาความน่าเชื่อถือ ความยืดหยุ่น และความสามารถในการตอบสนองต่อความต้องการไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นของผู้บริโภค สำหรับผู้ประกอบการไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงนี้ทั้งเป็นความท้าทายและโอกาส แต่ผู้ที่ปรับตัวได้เร็วจะได้เปรียบในการแข่งขันเมื่อภูมิทัศน์ด้านพลังงานจะเกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในอนาคตอันใกล้นี้
เนตรธิดาร์ บุนนาค – บรรณาธิการ
วิจย์ณี เสนแดง – ภาพประกอบ
ประเด็นดังกล่าวเกี่ยวข้องกับ
#SDG7 พลังงานสะอาดที่เข้าถึงได้
– (7.2) เพิ่มสัดส่วนของพลังงานทดแทนในการผสมผสานการใช้พลังงานของโลก ภายในปี 2573
– (7.a) ยกระดับความร่วมมือระหว่างประเทศในการอำนวยความสะดวกในการเข้าถึงการวิจัย และเทคโนโลยีพลังงานที่สะอาด โดยรวมถึงพลังงานทดแทน ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และเทคโนโลยีเชื้อเพลิงฟอสซิลชั้นสูงและสะอาด และสนับสนุนการลงทุนในโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานและเทคโนโลยีพลังงานที่สะอาด ภายในปี 2573
#SDG9 อุตสาหกรรม นวัตกรรม และโครงสร้างพื้นฐาน
– (9.4) ยกระดับโครงสร้างพื้นฐานและปรับปรุงอุตสาหกรรมเพื่อให้เกิดความยั่งยืนโดยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ทรัพยากรและการใช้เทคโนโลยีและกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่สะอาดและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น โดยทุกประเทศดำเนินการตามขีดความสามารถของแต่ละประเทศภายในปี พ.ศ. 2573
#SDG11 เมืองและชุมชนที่ยั่งยืน
– (11.3) ยกระดับการพัฒนาเมืองและขีดความสามารถให้ครอบคลุมและยั่งยืนเพื่อการวางแผนและการบริหารจัดการการตั้งถิ่นฐานของมนุษย์อย่างมีส่วนร่วม บูรณาการและยั่งยืนในทุกประเทศ ภายในปี พ.ศ. 2573
#SDG13 รับมือการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
– (13.2) บูรณาการมาตรการด้านการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในนโยบาย ยุทธศาสตร์ และการวางแผนระดับชาติ
#SDG17 หุ้นส่วนความร่วมมือเพื่อการพัฒนาที่ยั่งยืน
– (17.16) ยกระดับหุ้นส่วนความร่วมมือระดับโลกเพื่อการพัฒนาที่ยั่งยืน โดยร่วมเติมเต็มโดยหุ้นส่วนความร่วมมือจากภาคส่วนที่หลากหลายซึ่งจะระดมและแบ่งปันความรู้ ความเชี่ยวชาญเทคโนโลยี และทรัพยากรทางการเงิน เพื่อจะสนับสนุนการบรรลุเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืนในทุกประเทศ โดยเฉพาะในประเทศกำลังพัฒนา
บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของการดำเนินงานภายใต้ “หน่วยงานความรู้ด้านการเปลี่ยนผ่านพลังงานที่เป็นธรรมของประเทศไทย” (Think Tank in Just Energy Transition)
Last Updated on ธันวาคม 16, 2024
