ข้อโต้แย้งเกี่ยวกับสิ่งที่เราเรียกกันว่า ‘ไฟฟ้าฐาน’ หรือ ‘baseload power’ ซึ่งหมายถึงโรงไฟฟ้าที่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ตลอด 24 ชั่วโมงนี้ มักจะถูกใช้เป็นข้ออ้างเพื่อให้เราต้องอาศัยการผลิตไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิลขนาดใหญ่และโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ต่อไป โรงไฟฟ้าเหล่านี้ออกแบบมาให้ทำงานเต็มกำลังได้ตลอดเวลาที่เป็นไปได้ ทำให้ใครหลายคนเชื่อว่าเราจำเป็นต้องใช้มันในการผลิตไฟฟ้าที่เพียงพอต่อความต้องการและคุ้มค่าแก่การลงทุน ซึ่งสิ่งเหล่านี้เป็นเพียงมายาคติ
นิวเคลียร์ ถ่านหิน และความเชื่อถือได้(Reliability)
ประการแรกคือโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และถ่านหินไม่ใช่แหล่งพลังงานที่เชื่อถือได้และรับรองถึงความมั่นคงทางพลังงานโดยสมบูรณ์ เนื่องจาก
- ไม่มีแหล่งพลังงานใดที่ทำงานอย่างมีความเชื่อถือได้(reliability) 100% ทั้งโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และโรงไฟฟ้าถ่านหินต่างก็ต้องมีกำหนดการหยุดทำงานเพื่อบำรุงรักษาสภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงฤดูแล้งและปิดทำงานต่อเนื่องอย่างน้อยหลายสัปดาห์
- โรงไฟฟ้าเหล่านี้ล้วนมีโอกาสต้องหยุดทำงานโดยแทบไม่มีการแจ้งเตือนก่อนล่วงหน้าจากเหตุการณ์ต่างๆ เช่น ข้อผิดพลาดภายในโรงไฟฟ้า หรืออุปกรณ์ขัดข้อง
- แม้แต่ในช่วงเกิดสภาพภูมิอากาศสุดขั้วก็อาจทำให้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์และถ่านหินต้องหยุดทำงานลงได้เช่นกัน อาทิ:
- โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในยุโรปจำเป็นต้องหยุดทำงานหรือลดการผลิตไฟฟ้าลงในปี 2549 เนื่องจากน้ำที่ใช้หล่อเย็นของเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์มีอุณหภูมิสูงเกินไป
- โปแลนด์เคยต้องเผชิญกับปัญหาการขาดไฟฟ้าใช้ในเดือนสิงหาคม ปี 2558 ในช่วงเกิดคลื่นความร้อน (heatwave) โดยโรงไฟฟ้าถ่านหินหลายแห่งต้องหยุดทำงานเพราะระดับน้ำในแม่น้ำลดต่ำลงมากจนไม่อาจนำน้ำมาใช้เพื่อหล่อเย็นอุปกรณ์ในโรงไฟฟ้าได้
- โรงไฟฟ้าถ่านหินทั่วทั้งอินเดียต้องปิดทำการระหว่างช่วงฤดูแล้งในปี 2559 เนื่องจากไม่มีแหล่งน้ำเพียงพอสำหรับใช้ในกระบวนการหล่อเย็น โดยบางแห่งต้องปิดตัวลงเป็นเวลาหลายเดือน
- ในสหรัฐอเมริกา เกิดคลื่นความร้อน (heatwave) ทำให้โรงไฟฟ้าถ่านหินในอิลลินอยส์และโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในแมสซาชูเซตส์ต้องหยุดทำงาน การปิดทำงานฉับพลันเหล่านี้อาจทำให้ค่าไฟฟ้าในตลาดที่ทำการซื้อขายทันทีพุ่งสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว
- ถ่านหินและนิวเคลียร์ไม่สามารถรับมือกับอากาศหนาวจัดได้ ในปี 2557 ระหว่างช่วงที่เกิดสภาวะกระแสลมวนในเขตขั้วโลกเหนือ (Polar Vortex) ทางสหรัฐอเมริกาเห็นว่าสภาพอากาศหนาวจัดและมีหิมะตกหนัก จึงสั่งให้โรงไฟฟ้าถ่านหินและนิวเคลียร์ปิดทำงาน เนื่องจากโรงไฟฟ้าเหล่านี้ไม่อาจทำงานในสภาพอากาศหนาวจัดดังกล่าวได้ โดยโรงไฟฟ้าถ่านหินที่ยังคงปฏิบัติการก็ไม่สามารถเพิ่มปริมาณการผลิตไฟฟ้าได้เพราะกองถ่านหินที่สะสมไว้มีอุณหภูมิลดต่ำลงจนเกิดการแช่แข็ง (ซึ่งเหตุการณ์นี้ก็เกิดขึ้นในบัลแกเรียด้วยเช่นกัน) โดยสิ่งที่ช่วยผลิตไฟฟ้าให้ดินแดนตะวันตกเฉียงเหนือแถบนี้ได้คือ… พลังงานลมและการตอบสนองความต้องการทางไฟฟ้าระหว่างผู้ผลิต ผู้จำหน่าย และผู้ใช้ไฟฟ้า (demand response)
- แม้กระทั่งในสภาพอากาศที่มีฝนตกหนักก็อาจเป็นปัญหาได้ เช่นในตอนที่พายุเฮอริเคนฮาร์วีย์พัดถล่มกองถ่านหินในเท็กซัสจนเปียกชื้นและไม่สามารถนำมาใช้ในการผลิตไฟฟ้าได้ จึงต้องหันไปใช้ก๊าซผลิตไฟฟ้าแทน
ดังนั้นจึงสรุปได้ว่า ทั้งพลังงานนิวเคลียร์และถ่านหินต่างก็ไม่อาจผลิตไฟฟ้าได้อย่างราบรื่นเมื่อต้องเผชิญกับสภาพอากาศที่หนาวจัด ร้อนจัด แห้งแล้ง หรือชื้นจนเกินไป
เราจึงไม่อาจเรียกได้ว่าเป็นแหล่งพลังงานที่มีความเชื่อถือได้ทั้งหมด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขณะนี้ที่โลกของเรากำลังเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่ทวีความรุนแรงมากขึ้นเรื่อยๆ
พลังงานหมุนเวียนและความเชื่อถือได้(reliability)ของโครงข่ายไฟฟ้า
พลังงานหมุนเวียนไม่ได้ทำให้ความเชื่อถือได้ของโครงข่ายไฟฟ้าลดลง ในสหรัฐอเมริกา ซึ่งมีการใช้พลังงานหมุนเวียนในการตอบสนองความต้องการใช้ไฟฟ้าในประเทศถึงร้อยละ 15 หน่วยงานรัฐบาลที่มีหน้าที่ดูแลด้านความเชื่อถือได้(reliability)ของโครงข่ายไฟฟ้า (North American Electric Reliability Corporation: NERC) ได้กล่าวไว้ในปี 2560 ว่า “สถานะของความเชื่อถือได้(ของโครงข่ายไฟฟ้า)ในอเมริกาเหนือยังคงมั่นคง และมีแนวโน้มว่าจะเพิ่มสูงขึ้นเรื่อยๆ ทุกปี”
ความยืดหยุ่นของระบบการผลิตไฟฟ้า
ประการต่อมาคือ สิ่งที่เรียกว่า “โรงไฟฟ้าฐาน” นั้นเป็นแหล่งพลังงานที่ขาดความยืดหยุ่นทั้งในเชิงเทคนิคและเชิงเศรษฐกิจ เนื่องจากส่วนมากแล้ว โรงไฟฟ้าฐานมักจะมีอัตราการทำงานในการเพิ่มและลดการผลิตไฟฟ้าที่ช้า มีขีดจำกัดสูงในการผลิตไฟฟ้าขั้นต่ำสุด และ/หรือมีกระบวนการเริ่มต้นและหยุดการทำงานที่ใช้เวลานานและมีค่าใช้จ่ายสูง อีกทั้งหน่วยการผลิตของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และโรงไฟฟ้าถ่านหินนั้นจะทำงานได้อย่างประหยัดก็ต่อเมื่อสามารถเลี่ยงการเริ่มและหยุดทำงานที่เกิดขึ้นบ่อยครั้งและสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องได้เท่านั้น ซึ่งหมายความว่าโรงไฟฟ้าฐานเหล่านี้ไม่รองรับการทำงานร่วมกับระบบการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่หลากหลายได้ เช่น ไฟฟ้าจากลมและแสงอาทิตย์ เพราะโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และถ่านหินไม่สามารถเปลี่ยนแปลงสัดส่วนผลลัพธ์การผลิตไฟฟ้าได้รวดเร็วพอจะรักษาสมดุลของระบบ ตัวอย่างเช่น
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งหนึ่งในเยอรมนีจำเป็นต้องหยุดการทำงานเมื่อพบว่ามีการสึกกร่อนของแท่งเชื้อเพลิงในโรงไฟฟ้าโดยไม่คาดคิด ความเสียหายครั้งนี้ส่วนหนึ่งมาจากการพยายามผลิตไฟฟ้าตามความต้องการใช้ไฟฟ้าที่ผันผวน
ที่มา: ทีมงาน Energiewende
สิ่งที่โครงข่ายไฟฟ้าต้องการจริงๆคือแหล่งพลังงานที่สามารถผลิตไฟฟ้าได้อย่างยืดหยุ่น ไม่ใช่โรงไฟฟ้าฐาน (baseload)
จากประสบการณ์ตรงจากทั่วโลกพิสูจน์แล้วว่าสิ่งที่เราเรียกกันว่าโรงไฟฟ้าฐานนั้นไม่ใช่สิ่งจำเป็น อาทิ:
- ในปี 2557 รัฐเซาท์ออสเตรเลียสามารถผลิตไฟฟ้าได้ร้อยละ 39 ของปริมาณการใช้ไฟฟ้าทั้งหมดต่อปีจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน (พลังงานลมร้อยละ 33 และพลังงานแสงอาทิตย์ร้อยละ 6) ทำให้ทางการต้องปิดทำการโรงไฟฟ้าถ่านหินเนื่องจากมีการผลิตไฟฟ้าล้นตลาด
- รัฐเมคเลินบวร์ค-ฟอร์พ็อมเมิร์นและรัฐชเลสวิช-ฮ็อลชไตน์ ในทางตอนเหนือของเยอรมนีใช้พลังงานหมุนเวียน 100%ในการผลิตไฟฟ้า โดยส่วนมากจะเป็นพลังงานลม โดยยังสามารถทำการซื้อขายแลกเปลี่ยนไฟฟ้ากับรัฐข้างเคียงได้อีกด้วย เนื่องจากพวกเขาไม่จำเป็นต้องพึ่งโรงไฟฟ้าฐานอีกต่อไป
การรักษาสมดุลของเทคโนโลยีที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน
ทั้งพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ต่างก็ได้รับการปรับสมดุลในระบบการผลิตไฟฟ้าด้วยเทคโนโลยีที่มีอยู่มากมาย รวมทั้งการวางแผนโครงข่ายไฟฟ้า อันได้แก่
- เทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียนที่ช่วยในการส่งจ่ายไฟฟ้าออกไปได้อย่างรวดเร็วสามารถเปิดใช้งานได้ตามต้องการ ทั้งพลังงานความร้อนใต้พิภพ พลังงานน้ำขนาดเล็กร่วมกับความร้อนจากพลังงานแสงอาทิตย์ (บางระบบยังสามารถเก็บกักไฟฟ้าไว้ได้นานถึง 15 ชั่วโมง) และพลังงานชีวภาพ เป็นต้น
- ระบบโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ (Smart grids) และการตอบสนองความต้องการทางไฟฟ้าระหว่างผู้ผลิต ผู้จำหน่าย และผู้ใช้ไฟฟ้า
- การกักเก็บพลังงาน ซึ่งรวมถึงแบตเตอรี ระบบสะสมพลังงานน้ำแบบสูบกลับ(Pumped Hydro Storage) และระบบอากาศอัด (Compressed Air) อีกทั้งพาหนะไฟฟ้าเองก็นับเป็นระบบกักเก็บพลังงานที่สำคัญในอนาคตอันใกล้นี้ที่อาจช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นของอุปทานในระบบการผลิตไฟฟ้าได้ โดยในการทดลองครั้งหนึ่งในอิตาลี ทางผู้ผลิตพาหนะไฟฟ้าได้รับเงินถึง 1,530 ดอลลาร์สหรัฐฯ (ราวห้าหมื่นบาท) จากการให้โครงข่ายไฟฟ้ายืมระบบการชาร์จพลังงานของพวกเขา
สิ่งสำคัญก็คือการมีแหล่งทรัพยากรพลังงานที่หลากหลายกระจายไปทั่วพื้นที่ ซึ่งจะทำให้สามารถนำไฟฟ้ามาใช้ได้เพื่อตอบสนองความต้องการที่ผันผวน อีกทั้งยังต้องมีการเชื่อมโยงกันของระบบซึ่งจะทำให้สามารถส่งจ่ายไฟฟ้าไปยังที่ที่ขาดแคลนได้
ดังที่อดีตหัวหน้าคณะกรรมการกำกับกิจการไฟฟ้าสหรัฐอเมริกา (Federal Energy Regulatory Commission: FERC) เคยกล่าวไว้ว่า “ระบบการกักเก็บพลังงานของโรงไฟฟ้าฐานกำลังจะตกยุคไปแล้ว”
หากต้องการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับข้อโต้แย้งของความเชื่อเรื่องโรงไฟฟ้าฐาน สามารถอ่านได้ที่นี่
ประเด็นที่สำคัญที่ 1: ไฟฟ้าจากนิวเคลียร์และถ่านหินไม่อาจผลิตไฟฟ้าได้อย่างราบรื่นเมื่อต้องเผชิญกับสภาพอากาศที่หนาวจัด ร้อนจัด แห้งแหล้ง หรือชื้นจนเกินไป จึงกล่าวได้ว่าเราไม่อาจไว้วางใจการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าเหล่านี้ได้ในสภาพอากาศที่รุนแรง
ประเด็นที่สำคัญที่ 2: สิ่งที่โครงข่ายไฟฟ้าในปัจจุบันต้องการคือความยืดหยุ่น ซึ่งพลังงานหมุนเวียน ร่วมกับระบบโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ การเชื่อมโยงที่ถูกจุด และการจัดการกับอุปทานและการกักเก็บพลังงานที่มีประสิทธิภาพ สามารถตอบสนองความต้องการนี้ได้