เมื่อวิกฤตคาร์บอนสะเทือนไปทั้งโลก ‘พลังงานทางเลือก’ คือความหวังสุดท้าย ❓
เปิด 5 นวัตกรรมพลังงานทางเลือกใหม่ มุ่งสู่ Net Zero Carbon ก่อนปี 2065 💨
ที่ผ่านมา ภาพรวมของพลังงานในประเทศไทย มีสัดส่วนในการใช้พลังงานเพิ่มขึ้น 1.6 % หรือคิดเป็น 2,063 บาร์เรลต่อวัน สะท้อนถึงการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์นับล้านตัน ส่งผลให้ประเทศไทยได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างรุนแรง จึงได้มีการประกาศเป้าหมายที่จะเป็นกลางทางคาร์บอน (Carbon Neutral) ภายในปี 2050 และการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์ (Net Zero Emission) ภายในปี 2065 ✅
การบรรลุเป้าหมาย Net Zero Carbon คือ การเปลี่ยนผ่านไปสู่การใช้พลังงานทางเลือก เช่น แสงอาทิตย์ ลม น้ำ พลังงานชีวมวลต่างๆ ซึ่งแม้จะมีตัวอย่างของการใช้พลังงานทางเลือกปรากฎให้เห็น เช่น กังหันลม เขื่อนผลิตกระแสไฟฟ้า หรือแผงโซลาร์เซลล์ แต่ก็เป็นการผลิตไฟฟ้าที่ใช้ต้นทุนสูง และผลิตไฟฟ้าได้เพียงช่วงระยะเวลาหนึ่งเท่านั้น การพัฒนานวัตกรรมจากพลังงานทางเลือก จึงมีข้อดีที่ช่วยให้ผลิตไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่อง คุ้มค่าต่อต้นทุนการผลิตและลดคาร์บอนได้อย่างยั่งยืน ♻
#Agenda จะพาทุกคนไปรู้จักกับ 5 นวัตกรรมที่เกิดจากพลังงานทางเลือก ว่าสามารถผลิตพลังงานได้มากแค่ไหน? และมีจุดเด่นอะไรบ้าง? รวมไปถึงจะช่วยลดปริมาณคาร์บอนมากน้อยเพียงใด ?
1) ITER Nuclear Fusion Reactor ☢
ประเทศผู้ผลิต : ฝรั่งเศส
ปีที่เริ่มใช้งาน : 2007
โรงงานไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ฟิวชัน ที่เกิดจากปฏิกิริยาที่นิวเคลียสของธาตุมวลเบา เช่น ไฮโดรเจน และ ฮีเลียม ควบรวมกันและก่อให้เกิดการปลดปล่อยพลังงานมหาศาลออกมาโดยปราศจากสารกัมมันตรังสี ซึ่งมีประสิทธิภาพสูง เพราะเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ฟิวชั่น 1 กิโลกรัมสามารถให้พลังงานในปริมาณเทียบเท่ากับเชื้อเพลิงฟอสซิล 10 ล้านกิโลกรัม และผลิตพลังงานได้สูงกว่าปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิสชั่นถึง 4 เท่า
.
โดยหลายประเทศทั่วโลก เช่น จีน สหรัฐอเมริกา รัสเซีย และสหภาพยุโรป (EU) กำลังร่วมมือกันดำเนินการก่อสร้างโรงไฟฟ้าด้วยพลังงานฟิวชันตั้งแต่ปี 2007 ตั้งอยู่ในฝรั่งเศส ภายใต้โปรเจค ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) โดยประดิษฐ์เครื่องปฏิกรณ์ที่อาศัยสนามแม่เหล็กในการควบคุมให้เกิดปฏิกิริยาฟิวชัน ซึ่งสามารถให้กำลังการผลิตกระแสไฟฟ้าสูงถึง 10,000 kW ซึ่งคาดว่าจะสามารถใช้งานได้เต็มประสิทธิภาพภายในปี 2028
.
ซึ่งการสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ฟิวชันดังกล่าว จะสามารถช่วยลดปริมาณการผลิตคาร์บอนได้ถึงปีละ 11,793 ตัน หรือคิดเป็น 24% ของปริมาณการส่งออกคาร์บอนไดออกไซด์ของประเทศฝรั่งเศสในปี 2021
.
2) Vortex Turbulent 🌪
ประเทศผู้ผลิต : เบลเยียม
ปีที่เริ่มใช้งาน : 2016
.
Turbulent บริษัทผู้ผลิตกังหันน้ำสัญชาติเบลเยียม ได้คิดค้นและพัฒนากังหันน้ำวนที่ติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โดยอาศัยเทคนิคการหมุนวนอิสระ (Free vortex) ของกระแสน้ำที่มีพลังงานจลน์เข้าสู่กังหันใต้น้ำที่หมุนวนตลอดเวลา และส่งพลังงานไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้
.
กังหันน้ำวนของ Turbulent มีกำลังการผลิตไฟฟ้าเฉลี่ย 15 kW โดยสามารถติดตั้งได้ในแหล่งน้ำใกล้ชุมชน ซึ่งจะช่วยในการบำบัดคุณภาพน้ำเสีย และไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต เนื่องจากใบพัดมีรอบหมุนต่ำ เมื่อสัตว์น้ำว่ายเข้ามาก็จะลอดผ่านใบพัดไปได้อย่างปลอดภัย อีกทั้งยังมีต้นทุนในการติดตั้งและดูแลรักษาได้ง่าย และมีอายุการใช้งานยาวนานถึง 30 ปี
.
และยังช่วยลดปริมาณคาร์บอนได้ปีละ 744 ตัน หรือคิดเป็น 0.3% ของปริมาณการส่งออกคาร์บอนไดออกไซด์ของเบลเยียมในปี 2021 นอกจากนี้ Turbulent ยังเตรียมพัฒนากังหันน้ำวนให้สามารถผลิตไฟฟ้าได้มากขึ้น โดยปัจจุบันมีโครงการกังหันน้ำวนที่อยู่ในขั้นของการทดลองติดตั้งในสภาพแวดล้อมจริง 14 ประเทศทั่วโลกอีกด้วย
.
3) Algae Battery 🔋
ประเทศผู้ผลิต : สหราชอาณาจักร
ปีที่เริ่มใช้งาน : 2022
.
นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ในสหราชอาณาจักร สามารถใช้พลังงานจาก ‘สาหร่ายซินนิโคซิสทิส’ (Synechocystis) ซึ่งเป็นสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินชนิดหนึ่งที่สามารถสังเคราะห์แสงได้ ในการสร้างเซลล์พลังงานไฟฟ้าเพื่อคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กทำงานได้นานถึง 6 เดือน โดยให้กำลังผลิตไฟฟ้า 0.0005 kW
.
โดยสาหร่ายจะอาศัยกลไกสังเคราะห์แสงและทำปฏิกิริยาชีวเคมี ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ไปมาของอิเล็กตรอน กลไกนี้ทำให้เกิดการไหลเวียนของกระแสไฟฟ้าเช่นเดียวกับกลไกการสร้างพลังงานไฟฟ้าในแบตเตอรี่ และสามารถดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อผลิตเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพได้ นอกจากนั้น สาหร่ายยังสามารถเจริญเติบโตได้ดีในน้ำเสีย และช่วยบำบัดน้ำเสีย โดยสาหร่ายที่เพาะปลูกในพื้นที่ประมาณ 2.5 ไร่ จะให้ปริมาณน้ำมันมากถึงประมาณ 34,000 ลิตร
.
ทั้งนี้ จากผลการศึกษาระบุว่า ตลอดช่วงชีวิตการเจริญเติบโตของสาหร่าย เมื่อนำมาผลิตเป็นอุปกรณ์ให้พลังงานไฟฟ้า จะช่วยลดปริมาณการก่อคาร์บอนได้ถึงปีละ 513 ตัน หรือคิดเป็น 2.06% ของการส่งออกคาร์บอนไดออกไซด์ของสหราชอาณาจักรในปี 2021
.
4) Wave Power Generator 🌊
ประเทศผู้ผลิต : โปรตุเกส
ปีที่เริ่มใช้งาน : 2006
.
เป็นการผลิตกระแสไฟฟ้าโดยใช้พลังงานจากคลื่นในทะเล โดยการใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้า 3 เครื่อง ตั้งอยู่ในทะเลริมชายฝั่งของโปรตุเกส โดยมีหลักการทำงานคือใช้การทำงานของลูกสูบไฮดรอลิกที่ภายในมีของเหลวชนิดพิเศษ เมื่อได้รับแรงกระทบจากคลื่นลูกสูบ จะบีดอัดของเหลวเข้าไปทำหน้าที่หมุนมอเตอร์เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ส่วนของเหลวก็จะไหลกลับเข้าไปในลูกสูบไฮดรอลิกเพื่อรอรับแรงกระทบจากคลื่นอีกครั้ง
.
โดยใช้คลื่นในทะเลที่มีความสูงตั้งแต่ 0.5 เมตร ในการสร้างกระแสไฟฟ้าด้วยอุปกรณ์ต้นแบบที่มีกำลังผลิตไฟฟ้า 750 kW โดยสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าจากคลื่นในทะเลด้วยระบบแบบวงจรปิด และระบบแบบวงจรเปิดที่สามารถกลั่นน้ำทะเลเป็นน้ำบริสุทธิ์แล้ว ยังสามารถพัฒนาให้เป็นระบบ Hybrid เพื่อสร้างไฟฟ้าและน้ำบริสุทธิ์ในปริมาณที่เหมาะสมได้
.
ทั้งนี้ การทำโรงไฟฟ้าพลังงานคลื่นทะเลจะช่วยลดปริมาณการผลิตคาร์บอนได้ถึงปีละ 500 ตัน หรือคิดเป็น 44% ของปริมาณการส่งออกคาร์บอนไดออกไซด์จากประเทศโปรตุเกสในปี 2021 ที่ผ่านมา
.
5) Vortex Bladeless 💨
ประเทศผู้ผลิต : สเปน
ปีที่เริ่มใช้งาน : 2014
.
เดวิด ยาเญซ จากบริษัท วอร์เท็กซ์ ในประเทศสเปน ได้พัฒนา “วอร์เท็กซ์ เบลดเลส” (Vortex Bladeless) กังหันลมสร้างพลังงานแบบไร้ใบพัด ในรูปแบบเสากังหันสูง 30 เมตร มีส่วนฐานตั้งมั่นยึดกับพื้นดินและส่วนเสารับพลังงานที่สามารถสั่นไหวไปตามกระแสลม
.
การทำงานของกังหัน ใช้หลักอากาศพลศาสตร์หรือแอโรไดนามิกส์ เปลี่ยนพลังงานที่อากาศกระทบกับวัตถุทรงตันให้เป็นพลังงานไฟฟ้า จากการสั่นไหวและเกิดเป็นพลังงานจลน์ และถูกแปลงเป็นกระแสไฟฟ้า โดยอุปกรณ์ต้นแบบมีกำลังผลิตไฟฟ้าสูงถึง 100 kW ซึ่งด้วยรูปทรงของเสากังหันที่ปราศจากใบพัด จะช่วยประหยัดต้นทุนการผลิตและค่าบำรุงรักษาได้ถึง 30%
ซึ่งกังหันดังกล่าวสามารถทำงานเชื่อมต่อกับโซลาร์เซลล์เพื่อสร้างพลังงานในขณะที่ไม่มีลมได้ มีความเงียบ ไม่มีเสียงรบกวน และที่สำคัญไม่เป็นอันตรายต่อสัตว์และสิ่งมีชีวิต และสามารถช่วยลดการปล่อยคาร์บอนได้ปีละ 122 ตัน หรือเทียบเท่า 0.3 ปริมาณการส่งออกคาร์บอนไดออกไซด์ของประเทศสเปนในปี 2021
.
ทั้ง 5 นวัตกรรมที่กล่าวมา นอกจากจะช่วยผลิตพลังงานทดแทนได้แล้ว ยังเป็นการช่วยลดการสร้างคาร์บอนให้กับโลกอีกด้วย ซึ่งจะเป็นการจุดประกายให้ภาคการผลิตพลังงานของไทย สามารถเลือกและคัดสรรองค์ความรู้ รวมไปถึงทรัพยากรในประเทศ มาพัฒนาเป็นเครื่องกำเนิดพลังงาน และสามารถบรรลุเป้าหมาย Net Zero Carbon ภายในปี 2065 ได้อย่างยั่งยืนต่อไป
.
Sources : สำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน กระทรวงพลังงาน, IRENA, WITS, Turbulent, Algae Biomass Organization, Britanica, ThaiPBS, TNN, Tomorrow’s World Today, VOA, BangkokBankInnoHub, myclimate, azocleantech
