พลังงานความร้อนจะถูกทดแทนทั้งหมดหรือไม่?

ⅰ. บทเรียนจากไฟฟ้าดับ

คุณเคยเจอปัญหาไฟดับบ้างไหม? ทันใดนั้นทุกอย่างก็ดับลง ลิฟต์หยุดทำงาน โทรศัพท์มือถือหมดไฟ และเครื่องปรับอากาศดับ ความรู้สึกสิ้นหวังนี้ทำให้เราตระหนักว่าไฟฟ้าคือ "อากาศ" ของสังคมยุคใหม่

ในความเป็นจริง ไฟฟ้าดับครั้งใหญ่เกิดขึ้นทั่วโลก:

เหตุการณ์ไฟดับในอเมริกาเหนือเมื่อปี 2003 ส่งผลให้ผู้ใช้หลายสิบล้านคนต้องประสบปัญหาไฟดับชั่วข้ามคืน

ระหว่างอากาศหนาวเย็นในรัฐเท็กซัสเมื่อปี 2021 โรงไฟฟ้าพลังงานลมและก๊าซธรรมชาติต้องปิดตัวลงเป็นจำนวนมาก และเนื่องจากไม่มีแหล่งกักเก็บพลังงานสำรอง ผู้คนหลายล้านคนจึงต้องทนทุกข์ทรมานจากอุณหภูมิที่เย็นจัดและไฟฟ้าดับ

ไฟฟ้าดับในบางภูมิภาคของจีน เนื่องจากขาดแคลนถ่านหิน และความผันผวนของพลังงานหมุนเวียน ส่งผลให้โครงข่ายไฟฟ้าตึงตัว ส่งผลให้ต้องมีการจำกัดการใช้ไฟฟ้า

ตัวอย่างเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการพึ่งพาพลังงานความร้อนเพียงอย่างเดียวมีความเสี่ยง และการพึ่งพาพลังงานหมุนเวียนเพียงอย่างเดียวก็มีความเสี่ยงเช่นกัน ระบบไฟฟ้าจำเป็นต้องมี “กลยุทธ์การผสมผสาน” ที่มีเสถียรภาพมากขึ้น

Ⅱ. โครงสร้างอำนาจในประเทศต่างๆ

แหล่งพลังงานมีความแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละโลก:

จีน: พลังงานถ่านหินยังคงเป็นแหล่งพลังงานหลัก แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา กำลังการผลิตติดตั้งของพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมได้เพิ่มสูงขึ้น และรูปแบบ "พลังงานหมุนเวียน + การกักเก็บพลังงาน" กำลังกลายเป็นกระแสนิยมอย่างค่อยเป็นค่อยไป

สหรัฐอเมริกา: แนวทางที่สมดุลระหว่างก๊าซธรรมชาติและพลังงานหมุนเวียน พร้อมทั้งเป็นผู้นำของโลกในด้านเทคโนโลยีการกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ โดยแคลิฟอร์เนียและภูมิภาคอื่นๆ ได้สร้างโรงไฟฟ้ากักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ที่สุดในโลก

ยุโรป: เยอรมนีและสเปนเป็นผู้บุกเบิกพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ ขณะที่ฝรั่งเศสพึ่งพาพลังงานนิวเคลียร์เพื่อสร้างเสถียรภาพให้กับโครงข่ายไฟฟ้า ยุโรปโดยรวมมุ่งมั่นที่จะเปลี่ยนผ่านด้านพลังงาน โดยการพัฒนาระบบกักเก็บพลังงานกำลังเร่งตัวขึ้น

ญี่ปุ่นและเกาหลีใต้: ประเทศเหล่านี้พึ่งพาพลังงานนำเข้าเป็นอย่างมาก จึงต้องรักษาสมดุลด้านความมั่นคงด้านอุปทาน ขณะเดียวกันก็ต้องพัฒนาเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ ไฮโดรเจน และการกักเก็บพลังงานอย่างแข็งขัน

โดยรวมแล้ว ภูมิภาคทั้งหมดกำลังเคลื่อนตัวไปสู่รูปแบบ “พลังงานหมุนเวียน + การกักเก็บ” แม้ว่าจะมีจังหวะที่แตกต่างกันก็ตาม

ⅲ. สถานการณ์ปัจจุบันเป็นอย่างไรบ้าง?

การพัฒนาพลังงานใหม่กำลังดำเนินไปอย่างรุ่งเรืองแต่ก็ต้องเผชิญกับความท้าทายเช่นกัน

“ความไม่แน่นอน” ของพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม: พลังงานแสงอาทิตย์สามารถผลิตได้เฉพาะในเวลากลางวันที่มีแสงแดด และหยุดผลิตในตอนกลางคืน ส่วนพลังงานลมขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ และหยุดผลิตใน “ช่วงที่ไม่มีลม” ความผันผวนนี้สร้างแรงกดดันต่อเสถียรภาพการทำงานของโครงข่ายไฟฟ้า

การเกิดขึ้นของแบตเตอรี่กักเก็บพลังงาน: แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและแบตเตอรี่แบบไหลทำหน้าที่เหมือน "พาวเวอร์แบงค์ขนาดยักษ์" โดยทำหน้าที่กักเก็บไฟฟ้าส่วนเกินในช่วงที่มีไฟฟ้าเกิน และปล่อยออกมาในช่วงที่มีความต้องการสูงสุด เพื่อช่วยปรับสมดุลให้กับกริด

ปัจจัยขับเคลื่อนนโยบาย: จีนได้กำหนดไว้อย่างชัดเจนว่าโครงการพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมใหม่จะต้องมาพร้อมกับระบบกักเก็บพลังงาน ขณะเดียวกัน สหรัฐอเมริกาและยุโรปกำลังใช้เงินอุดหนุนทางการคลังและกลไกทางการตลาดเพื่อจูงใจให้บริษัทต่างๆ สร้างโครงสร้างพื้นฐานด้านการกักเก็บพลังงาน

ความท้าทายที่ยังคงอยู่: แบตเตอรี่กักเก็บพลังงานมีราคาแพง มีอายุการใช้งานจำกัด และการรีไซเคิลและนำกลับมาใช้ใหม่เมื่อหมดอายุการใช้งานยังคงเป็นปัญหาที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข

กล่าวอีกนัยหนึ่ง การกักเก็บพลังงานกำลังแพร่หลายมากขึ้นเรื่อยๆ แต่จะต้องใช้เวลาสักพักก่อนที่จะมาแทนที่แหล่งพลังงานแบบดั้งเดิมได้อย่างสมบูรณ์

ⅳ. เหตุใดจึงต้องเปลี่ยนมาใช้ไฟฟ้าจากถ่านหิน?

การปกป้องสิ่งแวดล้อม: พลังงานถ่านหินเป็นปัจจัยสำคัญที่ก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซคาร์บอน มลพิษทางอากาศ และภาวะเรือนกระจก

ความมั่นคงด้านพลังงาน: ความผันผวนของราคาถ่านหินและก๊าซธรรมชาติส่งผลกระทบโดยตรงต่อราคาไฟฟ้าและอุปทาน

ความสามารถในการดำรงอยู่ทางเศรษฐกิจ: พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมมีราคาถูกลงเรื่อยๆ และคุ้มต้นทุนมากกว่าพลังงานแสงอาทิตย์ด้วยซ้ำ

เป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอน: เพื่อลดการปล่อยมลพิษ จำเป็นต้องยุติการใช้พลังงานถ่านหินและกำจัดในที่สุด

Ⅴ. จะสามารถทดแทนพลังงานถ่านหินได้อย่างสมบูรณ์หรือไม่?

คำตอบคือ: ในที่สุด แต่ไม่ใช่ในเร็วๆ นี้

ในช่วง 10 ปีข้างหน้า พลังงานถ่านหินจะยังคงเป็น “กระดูกสันหลัง” ของระบบโครงข่ายไฟฟ้า

2030–2040: เมื่อการกักเก็บพลังงานมีราคาถูกลงและพลังงานไฮโดรเจนมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น พลังงานจากถ่านหินจะค่อยๆ ย้ายมาอยู่ที่ "แหล่งพลังงานสำรอง"

ประมาณปี 2050: คาดว่าพลังงานหมุนเวียนที่ใช้ร่วมกับการกักเก็บพลังงานจะเข้ามามีบทบาทนำ โดยพลังงานถ่านหินจะถูกยกเลิกไปเป็นส่วนใหญ่

กล่าวอีกนัยหนึ่ง ระบบพลังงานในอนาคตมีแนวโน้มว่าจะประกอบด้วยพลังงานหมุนเวียนและพลังงานกักเก็บพลังงานเป็นแหล่งพลังงานหลัก ขณะที่พลังงานถ่านหินมีบทบาทรองลงมา และพลังงานนิวเคลียร์ พลังงานน้ำ และพลังงานไฮโดรเจนจะเข้ามาให้การสนับสนุนเพิ่มเติม

แบตเตอรี่สำรองพลังงานจะถูกนำมาใช้ร่วมกับพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมมากขึ้น เช่นเดียวกับที่สมาร์ทโฟนไม่สามารถทำงานได้หากไม่มีแบตเตอรี่ อย่างไรก็ตาม เพื่อให้พลังงานหมุนเวียนสามารถทดแทนพลังงานถ่านหินได้อย่างสมบูรณ์ ยังคงจำเป็นต้องมีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี การสนับสนุนนโยบาย และการปรับปรุงโครงข่ายไฟฟ้า ในอนาคตพลังงานถ่านหินอาจไม่ได้หายไปในทันที แต่จะค่อยๆ หายไปอย่างช้าๆ จนกระทั่งวันหนึ่งคุณตระหนักว่าภาคพลังงานถูกครอบงำด้วยพลังงานสะอาดไปแล้ว