‘สมาร์ทกริด’ เทคโนโลยีจำเป็น ก่อนเปลี่ยนผ่านสู่พลังงานหมุนเวียน

Share
  • ระบบสายส่งไฟฟ้า (electrical grid) นับว่าเป็นโครงสร้างพื้นฐานอันดับแรกๆ ที่ต้องเร่งพัฒนาในยุควิกฤติโลกรวนที่นานาประเทศทั่วโลกต่างต้องลดการปล่อยแก๊สเรือนกระจก เพราะถือว่าเป็นหัวใจสำคัญในการเปลี่ยนผ่านสู่พลังงานหมุนเวียน
  • โครงการนำร่องแม่ฮ่องสอนสมาร์ทกริดถือว่าประสบความสำเร็จอย่างงดงาม อย่างไรก็ตาม ความต้องการไฟฟ้าของแม่ฮ่องสอนอยู่ที่ราว 9 เมกะวัตต์ หรือคิดเป็นสัดส่วนไม่ถึง 0.01 เปอร์เซ็นต์ของความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุดเมื่อปีที่ผ่านมา อนาคตของการพัฒนาสมาร์ทกริดในไทยจึงยังดูไม่สดใสนัก หากรัฐไม่เร่งมือขยายผล
  • ปัจจุบัน แผนแม่บทการพัฒนาระบบโครงข่ายสมาร์ทกริดเดินมาครึ่งทาง เราเหลือเวลาอีกราว 10 ปีเพื่อเร่งยกระดับโครงสร้างพื้นฐานของประเทศไทยให้มีสภาพใกล้เคียงกับโครงการนำร่องอย่างแม่ฮ่องสอน ก่อนที่พลังงานหมุนเวียนนับหมื่นเมกะวัตต์จะไหลเข้าสู่ระบบตามแผนพัฒนาพลังงาน

ระบบสายส่งไฟฟ้า (electrical grid) หรือที่เรียกกันสั้นๆ ว่า ระบบกริด เป็นโครงสร้างพื้นฐานที่อยู่ภายใต้การบริหารจัดการขององค์การรัฐวิสาหกิจของไทย และไม่ค่อยมีใครพูดถึงมากนัก แต่ระบบสายส่งไฟฟ้ามีความสำคัญต่อระบบไฟฟ้าไทย เพราะช่วยให้เราทุกคนมีไฟฟ้าใช้อย่างมั่นคง ในยุควิกฤติโลกรวนที่นานาประเทศทั่วโลกต่างต้องลดการปล่อยแก๊สเรือนกระจก ระบบสายส่งไฟฟ้านับว่าเป็นโครงสร้างพื้นฐานอันดับแรกๆ ที่ต้องเร่งพัฒนา เพราะถือว่าเป็นหัวใจสำคัญในการเปลี่ยนผ่านสู่พลังงานหมุนเวียน

สาเหตุก็เนื่องจากรูปแบบการผลิตไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงไปจากหน้ามือเป็นหลังมือ เดิมทีระบบสายส่งไฟฟ้าสร้างมาเพื่อส่งพลังงานไฟฟ้าแรงสูงจากโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ไม่กี่แห่งไปยังครัวเรือนต่างๆ แต่พลังงานหมุนเวียน เช่น แผงพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคา จะคล้ายกับโรงไฟฟ้าขนาดจิ๋วที่กระจายตัวอยู่หลากหลายแหล่ง ยังไม่นับลักษณะการผลิตไฟฟ้าของพลังงานหมุนเวียนที่ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ หากคาดการณ์ไม่ดี จัดการไม่ได้ ระบบไฟฟ้าทั้งหมดก็อาจระส่ำระสาย

แผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้าของประเทศไทย พ.ศ. 2561 – 2580 ฉบับปรับปรุงครั้งที่ 1 เพิ่มเป้าหมายสัดส่วนพลังงานหมุนเวียนในระบบไฟฟ้าจาก 20 เปอร์เซ็นต์เป็น 37 เปอร์เซ็นต์ภายในปี 2580 โดยมีพลังงานแสงอาทิตย์เป็นตัวชูโรงโดยคิดเป็นสัดส่วนสูงถึง 22 เปอร์เซ็นต์ของกำลังการผลิตไฟฟ้า โดยล่าสุดรัฐบาลเตรียมประกาศแผนพลังงานชาติพร้อมกับระบุว่า พร้อมเพิ่มสัดส่วนพลังงานหมุนเวียนในระบบให้ไม่น้อยกว่า 50 เปอร์เซ็นต์

แต่ความฝันดังกล่าวคงยากจะเป็นความจริง หากรัฐบาลไม่ทุ่มงบประมาณเพื่อพัฒนา ‘สมาร์ทกริด’ ให้สามารถรองรับรูปแบบการผลิตไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงไปจากหน้ามือเป็นหลังมือ

เพิ่มความยืดหยุ่นระบบไฟฟ้าด้วยสมาร์ทกริด

สมาร์ทกริดไม่มีนิยามตายตัวที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติสหรัฐฯ (National Institute of Standards and Technologies) นิยามว่า สมาร์ทกริดคือระบบสายส่งไฟฟ้าสมัยใหม่ที่รองรับการไหลของพลังงานแบบสองทิศทาง ส่วนกระทรวงพลังงานและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (Department of Energy and Climatic Change) สหราชอาณาจักรซึ่งปัจจุบันเปลี่ยนชื่อเป็นกระทรวงความมั่นคงทางพลังงานและการปล่อยแก๊สเรือนกระจกสุทธิเท่ากับศูนย์ (Department for Energy Security and Net Zero) ระบุว่าระบบสมาร์ทกริดจะช่วยให้หน่วยงานบริหารระบบไฟฟ้ามีข้อมูลเกี่ยวกับอุปสงค์และอุปทานการใช้ไฟฟ้ามากขึ้น ช่วยให้สามารถจัดการระบบอย่างแม่นยำและชาญฉลาด พร้อมกับปรับเปลี่ยนการใช้ไฟฟ้าในช่วงพีกไปเป็นช่วงเวลาอื่นได้

ส่วนการไฟฟ้านครหลวงของไทยก็นิยามระบบสมาร์ทกริดว่าเป็น

“ระบบโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะที่นำเทคโนโลยีหลากหลายประเภทเข้ามาทำงานร่วมกัน โดยครอบคลุมตั้งแต่การประยุกต์ใช้งานเทคโนโลยีเหล่านั้นตลอดทั้งห่วงโซ่ของระบบไฟฟ้าตั้งแต่การผลิตไฟฟ้า การส่งไฟฟ้า การจำหน่ายไฟฟ้า ไปจนถึงภาคส่วนของผู้บริโภคได้อย่างชาญฉลาด การสื่อสารในการเก็บข้อมูลและทำการสั่งการควบคุมโครงข่ายไฟฟ้าโดยใช้ข้อมูลดังกล่าวในการตัดสินใจ … การควบคุมอัตโนมัติของระบบโครงข่ายไฟฟ้า … ความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ และความยั่งยืนในการผลิตและจ่ายไฟฟ้าในระบบโครงข่ายไฟฟ้า … ”

งานวิจัยชิ้นหนึ่งสรุปความแตกต่างระหว่างระบบสายส่งไฟฟ้าแบบเดิมกับระบบสมาร์ท

กริดดังนี้

  ระบบสายส่งไฟฟ้าแบบเดิม  ระบบสายส่งสมาร์ทกริด
จัดการด้วยระบบจักรกลจัดการด้วยระบบดิจิทัล
ไฟฟ้าไหลทางเดียว (ผู้บริโภคสามารถรับไฟฟ้าจากสายส่งได้ทางเดียว)ไฟฟ้าไหลสองทาง (ผู้บริโภคสามารถรับไฟและจ่ายไฟเข้าสายส่งได้)
การผลิตไฟฟ้าแบบรวมศูนย์การผลิตไฟฟ้าแบบกระจายศูนย์
ใช้เซ็นเซอร์จำนวนไม่มากใช้เซ็นเซอร์จำนวนมาก
ศักยภาพในการสังเกตุและตรวจวัดต่ำศักยภาพในการสังเกตและตรวจวัดสูง
ควบคุมด้วยมนุษย์ควบคุมด้วยระบบอัตโนมัติ
ปัญหาด้านความปลอดภัยอยู่ในระดับต่ำปัญหาด้านความปลอดภัยอยู่ในระดับสูง
ระบบตอบสนองช้าระบบตอบสนองอย่างเร็ว

หากแกะกล่องดูรายละเอียดของระบบสมาร์ทกริด เราจะพบว่าระบบดังกล่าวประกอบด้วยการยกระดับเทคโนโลยีหลายส่วนในระบบไฟฟ้า ไม่ว่าจะเป็นเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร เทคโนโลยีการจ่ายไฟฟ้าและควบคุมโครงข่ายไฟฟ้าแบบอัตโนมัติ การใช้สมาร์ทมิเตอร์ เทคโนโลยีการบริหารจัดการพลังงานไฟฟ้าในบ้าน อาคาร และโรงงาน ไปจนถึงการพยากรณ์อากาศและกำลังการผลิตไฟฟ้า การพัฒนาระบบสมาร์ทกริดจึงนับเป็นงานช้างที่นอกจากจะใช้เงินลงทุนมหาศาลแล้ว ยังต้องอาศัยความร่วมมือจากหลากหลายภาคส่วนอีกด้วย

สมาร์ทกริดไทยไปถึงไหนแล้วนะ?

ประเทศไทยมีแผนแม่บทการพัฒนาระบบโครงข่ายสมาร์ทกริด พ.ศ. 2558 – 2579 ซึ่งปัจจุบันเราได้เดินทางมาถึงการพัฒนาระยะกลางระหว่างปี 2565 – 2574 แม้ว่าแผนแม่บทดังกล่าวจะไม่ได้รับการพูดถึงอย่างแพร่หลายมากนัก แต่ก็มีความคืบหน้าอย่างเงียบๆ เช่น เมื่อปีที่ผ่านมาการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) เปิดศูนย์พยากรณ์การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน และศูนย์ควบคุมการตอบสนองด้านโหลดซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของสมาร์ทกริด

อีกหนึ่งโครงการเรือธงที่ปรากฏมากมายบนหน้าสื่อคือ โครงการนำร่องพัฒนาสมาร์ทกริด จังหวัดแม่ฮ่องสอน ซึ่งแต่เดิมเผชิญปัญหาไฟฟ้าดับบ่อยครั้ง และพื้นที่ส่วนใหญ่เป็นป่าอนุรักษ์ทำให้ยากต่อการพัฒนาระบบส่งไฟฟ้าเนื่องจากข้อจำกัดด้านกฎหมาย นำไปสู่การพัฒนาฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์และแบตเตอรีเพื่อกักเก็บพลังงานเพื่อเพิ่มสัดส่วนพลังงานหมุนเวียนให้มากกว่า 80 เปอร์เซ็นต์ รวมถึงสร้างระบบกริดขนาดจิ๋วในพื้นที่ห่างไกลเพื่อแก้ปัญหาไฟฟ้าดับเมื่อเกิดภัยพิบัติ โดยใช้งบประมาณรวมทั้งสิ้นร่วม 720 ล้านบาท

ในฐานะโครงการนำร่อง แม่ฮ่องสอนสมาร์ทกริดถือว่าประสบความสำเร็จอย่างงดงาม แต่ผู้เขียนก็อดไม่ได้ที่จะตั้งคำถามถึงความสามารถในการขยายผลสมาร์ทกริดไปทั่วประเทศ เพราะความต้องการไฟฟ้าของแม่ฮ่องสอนอยู่ที่ราว 9 เมกะวัตต์ หรือคิดเป็นสัดส่วนไม่ถึง 0.01 เปอร์เซ็นต์ของความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุดเมื่อปีที่ผ่านมา อนาคตของการพัฒนาสมาร์ทกริดในไทยก็ยังดูไม่สดใสนัก

เพิ่มความยืดหยุ่นระบบส่งไฟฟ้าไทย

แผนพัฒนากำลังไฟฟ้าของไทยฉบับล่าสุดยังคงยึดการพัฒนากำลังไฟฟ้าแยกรายภูมิภาค แม้มุมมองเช่นนั้นจะเหมาะสมในแง่ความสามารถในการพึ่งพาตนเองในระดับภูมิภาค แต่เนื่องจากลักษณะของการผลิตไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงไปทั้งความผันผวนของไฟฟ้าที่ผลิตได้ การผลิตที่กระจายศูนย์แล้ว และตำแหน่งการตั้งโรงงานผลิตไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนยังต้องคำนึงถึงสภาพอากาศเพื่อให้สามารถผลิตไฟฟ้าได้สูงสุด ทำให้สายส่งระหว่างภูมิภาคเป็นกุญแจสำคัญในการเพิ่มความยืดหยุ่นของระบบพลังงาน

ตัวอย่างเช่น ภาคตะวันออกเฉียงเหนือของไทยซึ่งได้เปรียบสำหรับการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์คาดว่าจะมีกำลังการผลิตเพิ่มขึ้นกว่าสามเท่าตัวในปี พ.ศ. 2580 ขณะที่ความต้องการใช้ไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเพียงหนึ่งเท่าตัวเท่านั้น ส่วนภาคกลางที่คาดว่าจะมีความต้องการใช้ไฟฟ้าเพิ่มขึ้นหนึ่งเท่าตัวเช่นกัน แต่กำลังการผลิตกลับเพิ่มขึ้นเพียง 10 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น เท่ากับว่าภาคกลางจำเป็นต้องพึ่งพาการส่งกระแสไฟฟ้าจากภูมิภาคโดยรอบอย่าหลีกเลี่ยงไม่ได้

แบตเตอรีนับเป็นอีกหนึ่งตัวเลือกที่จะช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นให้กับระบบไฟฟ้าของไทย โดยโรงแบตเตอรีขนาดใหญ่จะเก็บประจุไฟฟ้าที่ผลิตจากพลังงานลมและแสงอาทิตย์ในช่วงที่ความต้องการใช้ไฟฟ้าต่ำ แล้วจ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าระบบในช่วงที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงเพื่อไม่ให้ไฟฟ้าส่วนเกินจากพลังงานลมและแสงอาทิตย์ต้องถูกทิ้งไปอย่างเปล่าประโยชน์ ตัวอย่างที่ชัดเจนคือแผงพลังงานแสงอาทิตย์ที่จะผลิตไฟฟ้าสูงสุดได้ในช่วงเที่ยงวัน ขณะที่พีกไฟฟ้าของไทยในปัจจุบันจะอยู่ในช่วงหัวค่ำและกลางคืนซึ่งแผนพลังงานแสงอาทิตย์ไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้

สิ่งหนึ่งที่ขาดไม่ได้ในการพัฒนาสมาร์ทกริดและเพิ่มความยืดหยุ่นของระบบพลังงานไทยคือ ‘เงิน’ น่าเสียดายที่ปัจจุบันผู้เขียนยังไม่เห็นการปันส่วนงบประมาณเพื่อพัฒนาในส่วนนี้อย่างเป็นชิ้นเป็นอัน ผลงานที่ปรากฏออกมาจึงเป็นเพียง ‘จิ๊กซอว์’ ชิ้นเล็กๆ ขณะที่ภาพใหญ่ยังดูไม่ก้าวไปไหน

ปัจจุบัน แผนแม่บทการพัฒนาระบบโครงข่ายสมาร์ทกริดเดินมาครึ่งทางและเข้าสู่แผนพัฒนาระยะกลาง เราเหลือเวลาอีกราว 10 ปีเพื่อเร่งยกระดับโครงสร้างพื้นฐานของประเทศไทยให้มีสภาพใกล้เคียงกับโครงการนำร่องอย่างแม่ฮ่องสอน รวมถึงการเพิ่มความยืดหยุ่นของกริดไฟฟ้าซึ่งนับว่าเป็นงานช้างไม่แพ้กัน ก่อนที่พลังงานหมุนเวียนนับหมื่นเมกะวัตต์จะไหลบ่าเข้าสู่ระบบตามแผนพัฒนาพลังงาน

ผู้เขียนก็ได้แต่หวังว่าระบบส่งไฟฟ้าจะไม่ถูกหยิบยกมาเป็น ‘ข้ออ้าง’ ในการชะลอแผนเปลี่ยนผ่านพลังงาน เพราะนี่คือสิ่งที่จำเป็นและรัฐบาลรู้ล่วงหน้าเกือบสองทศวรรษ แต่ไม่กระตือรือร้นที่จะบริหารจัดการ

บทความนี้เผยแพร่ครั้งแรกผ่านเว็บไซต์ Thairath Online

อ่านเพิ่มเติม:

Thailand Power System Flexibility Study

A Comprehensive Review of Recent Advances in Smart Grids: A Sustainable Future with Renewable Energy Resources

รพีพัฒน์ เป็นนักเขียนและนักแปลอิสระด้านการเงิน เขาจบปริญญาโทด้านการเงินจากมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ปัจจุบันดำรงตำแหน่งหัวหน้าทีมวิจัยประจำ CFNT รวมถึงเป็นอาจารย์พิเศษที่มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์