สมาคมไฟฟ้าและพลังงานไอทริปเปิลอี (ประเทศไทย) นำเสนอ “วิถีใหม่ของโครงข่ายไฟฟ้า มุ่งสู่พลังงานแห่งอนาคต” ในงาน PEACON & Innovation 2022 ชี้นวัตกรรมดิจิทัลหลากหลายรูปแบบที่มีการพัฒนาขึ้นเพื่อทำให้การใช้พลังงานหมุนเวียนมีความมั่นคงจะเป็นกลไกที่ช่วยขับเคลื่อนไทยสู่เป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอน (Carbon Neutrality) ในปี 2050 ได้ พร้อมยกตัวอย่าง Smart Island Porto Santo ของโปรตุเกส เป็นกรณีศึกษา
วันนี้ (14 ธันวาคม 2565) การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค หรือ PEA ได้ร่วมกับสถาบันการศึกษาชั้นนำในประเทศและหน่วยงานวิจัยทั้งภาครัฐและเอกชน จัดงานประชุมวิชาการและนวัตกรรมของ PEA ปี 2565 (PEACON & Innovation 2022) ณ ศูนย์ประชุมวายุภักดิ์ โรงแรมเซนทราศูนย์ราชการและคอนเวนชั่นเซ็นเตอร์ กรุงเทพฯ เพื่อเป็นเวทีสำคัญให้ นิสิต นักศึกษา อาจารย์ และนักวิชาการ รวมทั้งพนักงาน PEA ที่มีความรู้ความสามารถ ได้มีโอกาสนำเสนอบทความทางวิชาการ รวมทั้งยังเป็นเวทีแลกเปลี่ยนความรู้ เพื่อนำมาประยุกต์ใช้กับการพัฒนา ด้านธุรกิจพลังงานไฟฟ้าในอนาคตต่อไป
โดยหนึ่งในไฮไลท์สำคัญของงานคือการปาฐกถาพิเศษหัวข้อเรื่อง “วิถีใหม่ของโครงข่ายไฟฟ้า มุ่งสู่พลังงานแห่งอนาคต” โดย ดร.ประดิษฐพงษ์ สุขสิริถาวรกุล เลขาธิการ สมาคมไฟฟ้าและพลังงานไอทริปเปิลอี (ประเทศไทย) ที่ชี้ให้เห็นถึงทิศทางการมุ่งสู่เป้าหมายการปล่อยก๊าซเรือนกระจกให้เหลือสุทธิเป็นศูนย์ (Net Zero) ของโลกที่จะต้องมีการเพิ่มสัดส่วนพลังงานทดแทนเข้ามามากขึ้นในระบบ ทำให้มีการพัฒนาเทคโนโลยีนวัตกรรมหลากหลาย solutions ที่ทำให้เกิดความมั่นคงทางพลังงาน และความยั่งยืนโดยยกกรณีศึกษาที่น่าสนใจทั้งที่ออสเตรเลียและโปรตุเกส เพื่อให้ผู้ร่วมรับฟังปาฐกถาครั้งนี้มีความเข้าใจมากขึ้น
ในสาระสำคัญของการปาฐกถาพิเศษ ดร. ประดิษฐพงษ์ ได้กล่าวถึงทิศทางของโลกที่ต้องการลดระดับการปล่อยก๊าซเรือนกระจกให้เหลือสุทธิเป็นศูนย์ (Net Zero) ให้ได้ภายในปี 2050 เพื่อจำกัดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเฉลี่ยโลกไม่ให้เกิน 1.5 องศาเซลเซียส นั้น จะทำให้มีการใช้พลังงานหมุนเวียนที่ผลิตจากพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมเพิ่มขึ้นถึง 80% ความต้องการใช้พลังงานไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นกว่า 50 % จะอยู่ในภาคอุตสาหกรรมประมาณ 20 PWh ภาคอาคารธุรกิจ สำนักงาน ที่อยู่อาศัยประมาณ 15 PWh และภาคขนส่งประมาณ 10 PWh ความต้องการใช้อุปกรณ์ IoT จะเพิ่มขึ้นเป็น 24 พันล้านชิ้น ยอดขายรถยนต์ไฟฟ้า (EV) คาดว่าจะสูงถึง 62 ล้านคันต่อปี
โดยนวัตกรรมดิจิทัลและความปลอดภัยทางไซเบอร์จะเป็นตัวช่วยสนับสนุนการเปลี่ยนผ่านด้านพลังงาน เช่น การพยากรณ์ไฟฟ้าที่ผลิตได้จากพลังงานหมุนเวียน โดยใช้ปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence: AI) สำหรับการบริหารจัดการระบบโครงข่ายไฟฟ้าและการซื้อขายไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์และลม การใช้ Machine Learning สำหรับการทำกลยุทธ์การเสนอราคาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการปฎิบัติการและการจ่ายกระแสไฟฟ้า การนำโรงไฟฟ้าและสถานีไฟฟ้าดิจิทัลมาใช้ ลดการใช้สายเคเบิล ติดตั้งได้เร็วขึ้น และนำอุปกรณ์นวัตกรรมดิจิทัลแบบเรียลไทม์ มาติดตั้งใช้งาน เพื่อดูข้อมูลสถานะและวิเคราะห์แก๊สในน้ำมันของหม้อแปลงไฟฟ้าอย่างอัจฉริยะ ตรวจสอบสภาพการรั่วไหลของแก๊ส SF6 ของ Gas Insulated Switchgear (GIS) การบันทึกแบบออนไลน์และวิเคราะห์ค่าแรงดันเกินของกับดักเสิร์จ ดิจิทัลแพลตฟอร์มที่รวมองค์ประกอบของระบบการบริหารจัดการสินทรัพย์ (Asset Management) จะช่วยเสริมความมั่นคงระบบไฟฟ้า
การนำเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์รูปแบบใหม่มาใช้ในระบบสื่อสารของสถานีไฟฟ้าที่อาศัยปรากฏการณ์เชิงควอนตัมในการช่วยประมวลผลข้อมูลซึ่งจะส่งผลให้เกิดการประมวลผลที่เร็วกว่าคอมพิวเตอร์แบบเดิมและมีความปลอดภัยทางไซเบอร์เพิ่มขึ้น การนำ Machine Learning มาใช้ในการวางแผนและจัดการดูแลการเจริญเติบโตของกิ่งไม้ ต้นไม้ ที่อยู่ใกล้แนวสายส่งไฟฟ้า อีกทั้งสามารถลดการลุกลามของไฟป่า โดยใช้งานควบคู่กับการใช้เทคโนโลยีการถ่ายภาพจากดาวเทียม (AI Satellite Imagery Analysis) ด้วยระยะที่ใกล้เพียง 15 เซนติเมตร การนำเทคโนโลยีการถ่ายภาพ 3 มิติทำให้เห็นมุมมองภาพเสมือนจริงแบบเรียลไทม์ในโรงไฟฟ้าและสถานีไฟฟ้าเพื่อบริหารจัดการสำหรับการปฎิบัติการและบำรุงรักษา
สำหรับประเทศไทยซึ่งตั้งเป้าหมายเพื่อลดผลกระทบการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศตามแนวทางจากการประชุม COP26 ที่มีเป้าหมายมุ่งสู่ความเป็นกลางทางคาร์บอน (Carbon Neutrality) ในปี 2050 และปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์ (Net Zero) ภายในปี 2065 ทำให้มีการศึกษาความเป็นไปได้ในการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการดักจับ การใช้ประโยชน์และกักเก็บคาร์บอน (Carbon Capture Storage) โรงไฟฟ้าชุมชนและโรงงานรีไซเคิลแบตเตอรี่และแผงเซลล์แสงอาทิตย์ BCG (Bio-Circular-Green) Economy ซึ่งสอดคล้องกับทั่วโลกที่มีการส่งเสริมการใช้พลังงานที่ไม่ทำให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์ (Decarbonization) จะทำให้เราได้เห็น Large-scale eMobility เพิ่มขึ้นและเติบโตอย่างรวดเร็ว
จะเห็นได้ว่ามีสถานีไฟฟ้ารถบัสในรูปแบบของ DC Grid เพื่อลดพื้นที่ ลดการใช้สายเคเบิล และควบคุมปัญหาคุณภาพไฟฟ้า ในหลายๆ ประเทศเริ่มมีการใช้งานและส่งเสริมให้มีการใช้ Greenhouse Gas ทดแทนการใช้แก๊ส SF6 ที่ทำให้เกิดปัญหาปล่อยก๊าซเรือนกระจกเฉลี่ย 0.22 % มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นทุกปีเพื่อเป็นฉนวนไฟฟ้าสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงในสถานีไฟฟ้าและระบบส่งและจำหน่าย การพัฒนาการผลิตและการใช้ไฮโดรเจนเพื่อเป็นพลังงานทางเลือกสำหรับอนาคต ใช้สำหรับภาคขนส่ง ภาคอุตสาหกรรม และอาคารสำนักงานขนาดใหญ่ซึ่งสามารถช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกกว่า 30 % และยังสามารถนำไปใช้กับเซลล์เชื้อเพลิง (Fuel Cell) ในการผลิตไฟฟ้าได้อีกด้วย จึงทำให้พลังงานไฟฟ้ากลายเป็นแกนหลักของระบบพลังงานทั้งหมด ในอนาคตอันใกล้ เราจะเห็น Hydrogen Power Generator เข้ามาแทนที่ Diesel Generator ที่ใช้น้ำมันเป็นเชื้อเพลิง
เมื่อพลังงานหมุนเวียน กลายเป็นสิ่งที่ไม่สามารถหยุดได้ ในปี 2050 กว่า 80% ของการผลิตพลังงานไฟฟ้าจะมาจากพลังงานแสงอาทิตย์ ลม ชีวมวล น้ำ และไฮโดรเจน ปัจจุบันมีเทคโนโลยีต่าง ๆ มากมาย ที่รองรับและส่งเสริมการผลิตพลังงานหมุนเวียน เช่น ถ้าเราต้องการสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนในพื้นที่ห่างไกลจากชายฝั่ง หรือการใช้พลังงานไฟฟ้าร่วมกันที่ผลิตจากพลังงานหมุนเวียนแบบข้ามประเทศหรือข้ามทวีป เราสามารถส่งพลังงานไฟฟ้าผ่านเทคโนโลยี HVDC (High Voltage Direct Current) โดยไม่จำเป็นต้องกังวลเรื่องข้อจำกัดของกำลังไฟฟ้าสูงสุดที่จ่ายได้หรือความยาวของสายส่ง และมีประสิทธิภาพในการส่งสูงมากเมื่อเทียบกับการส่งแบบกระแสสลับ หรือการเริ่มนำระบบ MVDC (Medium Voltage Direct Current) และระบบ LVDC (Low Voltage Direct Current) มาใช้งาน นอกจากนั้นเรายังมีเทคโนโลยีที่จะเข้ามาช่วยแก้ไขปัญหาคุณภาพไฟฟ้าในระบบ เช่น STACOM (Static Synchronous Compensator) ซึ่งใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) ในปัจจุบัน Power Electronics เข้ามามีบทบาทช่วยขับเคลื่อนระบบไฟฟ้าและพลังงานกว่า 70% เพื่อควบคุมการไหลของกำลังไฟฟ้า และปรับปรุงเสถียรภาพของระบบในสภาวะชั่วครู่ (Transient Stability) เพื่อเพิ่มความมั่นคงหรือความสามารถของระบบที่จะสามารถทำงานต่อไปได้ในช่วงระยะเวลาสั้น ๆ หลังจากที่เกิดเหตุขัดข้องที่รุนแรงขึ้นกับระบบ และเทคโนโลยีซิงโครนัสคอนเดนเซอร์ (Synchronous Condensers) ซึ่งสามารถช่วยสนับสนุนการทำงานที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ให้กับกริดหรือสายส่ง โดยการปรับสมดุล ลดความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า และเพิ่มกำลังไฟฟ้าลัดวงจรให้สูงขึ้น
นอกจากนี้ยังมีเทคโนโลยีระบบกักเก็บพลังงาน (Energy Storage) ที่จะช่วยลดความผันผวนของพลังงานทดแทนซึ่งทำให้เราจ่ายไฟฟ้าจากพลังงานทดแทนได้อย่างมีเสถียรภาพ หรือที่เราเรียกกันว่า Smoothing เป็นแหล่งกักเก็บพลังงานในช่วงความต้องการไฟฟ้าต่ำและจ่ายไฟฟ้าในช่วงความต้องการไฟฟ้าสูง (Energy Shifting หรือ Peak Shaving) การบริหารจัดการเกลี่ยโหลด (Load Leveling) การจัดเตรียมกำลังไฟฟ้าสำรอง (Spinning Reserve) ช่วยควบคุมและรักษาความถี่ของระบบไฟฟ้าให้อยู่ในเกณฑ์ (Frequency Regulation) นอกจากนั้นยังช่วยจัดการความแออัดของระบบส่ง (Congestion Management) ทำให้เราสามารถนำพลังงานไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนไปใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
สำหรับวิถีใหม่ของโครงข่ายไฟฟ้า มุ่งสู่พลังงานแห่งอนาคต ดร.ประดิษฐพงษ์ ได้นำเสนอกรณีศึกษา Dalrymple ประเทศออสเตรเลีย ที่มีการนำระบบควบคุมขั้นสูงมาจัดการและทำ Seamless Transition และ Grid Stabilization ซึ่งแสดงให้เห็นว่าช่วยเพิ่มรายได้และผลตอบแทนอย่างไร ? พร้อมกับยกตัวอย่าง Smart Island Porto Santo ซึ่งเป็นเกาะอยู่ในหมู่เกาะ Madeira ของโปรตุเกส มีประชากรอาศัยอยู่ประมาณ 6,000 คน รัฐบาลโปรตุเกสได้ตั้งเป้าหมายที่จะทำให้ Porto Santo เป็นเกาะปราศจากฟอสซิลแห่งแรกของโลก และได้เปิดตัวโครงการ “Porto Santo ที่ยั่งยืน” ด้วยการเพิ่มการผลิตพลังงานหมุนเวียน เพื่อใช้ภายในเกาะแห่งนี้
อย่างไรก็ตาม ความท้าทายก็คือ ธรรมชาติของพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมที่คาดเดาไม่ได้และไม่ต่อเนื่อง Groupe Renault ผู้ผลิตรถยนต์ไฟฟ้า (EV) รายใหญ่ที่สุดของยุโรป ได้จัดหาแพลตฟอร์มการเปลี่ยนผ่านพลังงานที่ยั่งยืนให้กับเกาะแห่งนี้ ซึ่งประกอบด้วยระบบ Ecosystem เต็มรูปแบบของโซลูชั่น EV ที่ใช้เทคโนโลยี Vehicle-to-Grid และแพลตฟอร์มการรวม (Aggregation Platform) เพื่อจัดการความยืดหยุ่นของ EV และแบตเตอรี่ เมื่อแบตเตอรี่ EV หมดอายุการใช้งานในครั้งแรก แบตเตอรี่เหล่านี้จะถูกกำจัดรีไซเคิลหรือนำกลับมาใช้ใหม่
อย่างไรก็ตามเมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งานในรถยนต์ไฟฟ้า แบตเตอรี่อาจยังคงรักษาความจุได้ถึง 70-80% ของความจุเริ่มต้น โซลูชั่นการกักเก็บพลังงาน (Energy Storage) เป็นส่วนหนึ่งของระบบโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะสำหรับ Porto Santo และรับประกันการใช้ประโยชน์จากศักยภาพในการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากลมและแสงอาทิตย์ของเกาะอย่างสมบูรณ์ การบูรณาการเพื่อนำแบตเตอรี่ EV มาใช้เป็นครั้งที่สองของ Groupe Renault กับโซลูชั่นการกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่ (BESS) ช่วยให้สามารถกักเก็บพลังงานส่วนเกินที่เกิดจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนของเกาะได้ และนำพลังงานที่กักเก็บไว้ในแบตเตอรี่เหล่านั้น มาป้อนกลับเข้าสู่กริดของเกาะ ในช่วงที่มีความต้องการสูงสุดได้ด้วยความแม่นยำและชาญฉลาด
ดร.ประดิษฐพงษ์ กล่าวด้วยว่า Grid Edge Solutions: Enabling the Future of Energy โอกาส ความท้าทาย New Businesses Models & Platforms ใหม่ๆ จะเกิดขึ้นมากมาย การบูรณาการพลังงานทดแทน (RE) ร่วมกับระบบกักเก็บพลังงาน (BESS) โดยใช้ Digital Ecosystem ในการบริหารโครงข่ายและ Optimizing Energy ในทุกระดับ เพื่อ Maximizing ROI และสามารถที่จะมอนิเตอร์ได้ทั้ง Boardroom, Cloud และ On Premises (On Site) Grid Forming Inverters (VSM: Voltage Source) ได้เข้ามามีบทบาท เป็น Grid Master สามารถทำงานในขณะ Weak Grids สามารถจะจัดการในขณะที่โหลดมีการเปลี่ยนแปลง โดยไม่เกิด Disturbances และสามารถทำงานในโหมด Stand-alone ได้
นอกจากนี้ ใน3 Trends คือ Electrification, Decentralization และ Digitalization จะเป็นตัวเร่งการเปลี่ยนแปลง New Energy Ecosystem มาตรการและการส่งเสริมความเป็นกลางทางคาร์บอน การเติบโตอย่างต่อเนื่องของ EV และ E-mobility พลังงานไฟฟ้าจะเข้ามาเป็นแกนหลักของพลังงานในอนาคต
เลขาธิการ สมาคมไฟฟ้าและพลังงานไอทริปเปิลอี (ประเทศไทย) ยังชี้ให้เห็นถึงบทเรียนและประสบการณ์การใช้และการวางแผนเพื่อรองรับ EV ในอนาคต กรณีศึกษา My Electric Avenue Project (MEA) – UK ในการบริหารจัดการด้าน Supply Side Management ขยายระบบจำหน่ายและอุปกรณ์เพื่อรองรับการบริหารจัดการด้าน Demand Side Management เพื่อชะลอความต้องการที่เพิ่มขึ้นจาก EV เช่น ลดค่าไฟฟ้าเมื่อชาร์จผ่าน Smart Charging ที่ DSO ควบคุมได้ หรือสร้างแรงจูงใจให้ลูกค้าเลือกใช้ Smart Charging แทนการ Charge ปกติที่บ้าน
หลังจบการปาฐกถาพิเศษ ดร.ประดิษฐพงษ์ ยังเปิดให้มีช่วง questions & Answers ซึ่งได้รับความสนใจจากผู้ฟังตั้งประเด็นคำถามจำนวนมาก โดยคำถามที่น่าสนใจเป็นประเด็นที่เกี่ยวกับการนำนวัตกรรรมดิจิทัลมาปรับใช้ให้เหมาะสมกับประเทศไทยได้อย่างไร
