นวัตกรรมพลังงาน พัฒนา 'เมืองอัจฉริยะ'

โดย อาทิตย์ ลมูลปลั่ง สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)

ขณะนี้มีการคาดการณ์ว่า ในปี 2050 โลกจะมีประชากรคนเมืองเพิ่มขึ้นมากถึง 2,400 ล้านคน คิดเป็นร้อยละ 66 ของประชากรโลก ซึ่งจะส่งผลทำให้เกิดการขยายตัวของเมืองอยู่ตลอดเวลา สอดคล้องกับเทรนด์ทั่วโลกรวมทั้งเอเชียที่กำลังให้ความสำคัญในประเด็นเรื่อง “เมืองอัจฉริยะ” เพื่อรองรับการขยายตัวของ “คนเมือง” ในอนาคต

ล่าสุด ประเทศไทย โดยความร่วมมือของกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี กระทรวงพลังงาน กระทรวงอุตสาหกรรม กระทรวงดิจิทัลเพื่อเศรษฐกิจและสังคม กระทรวงคมนาคม กรุงเทพมหานคร ร่วมด้วยจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย สภาวิศวกร สภาสถาปนิก สภาอุตสาหกรรมแห่งประเทศไทย ผนึกกำลังจัดงานประชุมวิชาการและนิทรรศการนานาชาติ “โครงการพลังงานและเทคโนโลยีที่ยั่งยืนแห่งเอเชีย 2561” “Sustainable Energy Technology Asia 2018” (SETA 2018) ภายใต้แนวคิด Towards Consolidated Innovative Energy Technology - การใช้นวัตกรรมดิจิทัลเพื่อพลังงานที่ยั่งยืน ภายในงานตลอด 3 วัน (21-23 มี.ค. 2561) มีผู้เข้าชมและร่วมงานหลายพันคนจาก 50 ประเทศทั่วโลก เพื่อต้องการแสดงศักยภาพให้เห็นว่าประเทศไทยเป็นผู้นำด้านพลังงาน นวัตกรรม เทคโนโลยี ในภูมิภาค อีกทั้งเป็นการยืนยันความพร้อมของไทยด้านบุคลากรในการก้าวสู่การเป็นศูนย์กลางการแลกเปลี่ยนองค์ความรู้ด้านการพัฒนาพลังงาน นวัตกรรม สู่เมืองอัจฉริยะที่ยั่งยืนของภูมิภาคเอเชีย

พล.อ.อ.ประจิน จั่นตอง รองนายกรัฐมนตรี และเป็นประธานเปิดงาน SETA 2018 กล่าวว่า พลังงานเป็นเครื่องมือสำคัญในการขับเคลื่อนเศรษฐกิจของประเทศมาโดยตลอด และเป็นปัจจัยพื้นฐานสำคัญต่อยอดสู่การพัฒนาทุกด้าน ทั้งภาคอุตสาหกรรม เกษตรกรรม แรงงาน สังคม ตลอดจนภาคครัวเรือนล้วนต้องพึ่งพาพลังงานทั้งสิ้น ดังนั้น นโยบายของรัฐจำเป็นต้องมีแนวทางพัฒนาพลังงาน 4.0 เพื่อขับเคลื่อนและสนับสนุนเศรษฐกิจ โดยคำนึงถึงการอนุรักษ์พลังงานและการพัฒนาด้านพลังงานที่ยั่งยืนเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม รัฐบาลจึงให้ความสำคัญและให้การสนับสนุนการวิจัยและพัฒนานวัตกรรมใหม่ด้านพลังงาน ตลอดจนส่งเสริมและใช้พลังงานทดแทน การพัฒนาระบบต่างๆ ที่เป็นโครงสร้างพื้นฐานที่เกี่ยวข้องและการส่งเสริมการลงทุนแก่ผู้ผลิตทั้งในและ
ต่างประเทศ เพื่อสร้างความเข้มแข็งและความยั่งยืนด้านพลังงานในภูมิภาคมากยิ่งขึ้น

ภายในงานมีหลายหน่วยงานทั้งภาครัฐและเอกชน คิดค้นนวัตกรรมด้านพลังงาน การประหยัดพลังงานมีไฮไลต์น่าสนใจ ทั้งพลังงานทดแทน พลังงานไฟฟ้าและพลังงานลม น้ำมันและก๊าซธรรมชาติ เมืองอัจฉริยะ เทคโนโลยีดิจิทัล รถพลังงานไฟฟ้าและรถ
ไฮบริด พลังงานแบตเตอรี่ สำหรับนวัตกรรมที่ประชาชนสนใจมากไม่แพ้กัน จากศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ซึ่งมีผลงานวิจัยและนวัตกรรมใหม่ด้านพลังงานมาร่วมแสดง ได้แก่

กังหันลมแกนตั้งชนิดเดเรียสที่สามารถเริ่มหมุนได้ด้วยตัวเอง (Darries Vertical Axis Wind Turbine) ซึ่งมีศักยภาพที่จะนำมาใช้ผลิตพลังงานไฟฟ้า เนื่องจากมีประสิทธิภาพทัดเทียมกับกังหันลมแบบแกนนอนที่ใช้กันโดยทั่วไป โดยทีมวิจัยเอ็มเทค สวทช. ได้แก้ปัญหาให้กังหันลมแกนตั้งนั้นสามารถหมุนได้ด้วยตัวเอง โดยการพัฒนาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ไม่มีแรงต้านการหมุนที่เกิดจากแม่เหล็ก เพื่อลดแรงต้านการหมุนของใบพัดให้สามารถหมุนตัวได้ดียิ่งขึ้น นอกจากนี้ยังได้ออกแบบรูปร่างของใบพัดขึ้นมาใหม่ โดยใช้แบบจำลองเชิงตัวเลข พร้อมกับใช้เทคนิคการพับขึ้นรูปอะลูมิเนียม เพื่อให้ได้ใบพัดที่แข็งแรงและมีน้ำหนักเบา ซึ่งการทดสอบภาคสนามที่สถานีพลังงานแหลมพรหมเทพ จ.ภูเก็ต แสดงผลการเริ่มหมุนได้ด้วยตัวเองที่ความเร็วลม 3.6 เมตร/วินาที มีกำลังการผลิตไฟฟ้า 400 วัตต์ ที่ความเร็วลม 8 เมตร/วินาที ช่วยเพิ่มทางเลือกของการผลิตพลังงานไฟฟ้าด้วยพลังงานทดแทนให้มีศักยภาพและเหมาะสำหรับประเทศไทย ทั้งนี้ ผลงานวิจัยและพัฒนาดังกล่าวยังช่วยให้การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) ได้รับองค์ความรู้ใหม่เรื่องกังหันลมเริ่มต้นหมุนด้วยตัวเองที่ความเร็วลม 3 เมตร/วินาที ทำให้ กฟผ. ใช้เป็นพื้นฐานการปรับปรุงประสิทธิภาพของกังหันลม เพื่อเพิ่มกำลังการผลิตไฟฟ้าในอนาคตได้อีกด้วย

แบตเตอรี่ต้นแบบ สำหรับรถยนต์นั่งไฟฟ้า นักวิจัยคิดค้นนวัตกรรมดังกล่าว เพื่อต้องการสร้างองค์ความรู้ด้านการวิจัยและพัฒนาแพ็กแบตเตอรี่ในระดับโมดูลและแพ็กในประเทศไทย เพื่อมุ่งไปสู่การวิจัยให้มีรถยนต์ไฟฟ้าโดยคนไทย ปัจจุบันศูนย์เอ็มเทคและศูนย์เนคเทค สวทช. ร่วมกับสถาบันยานยนต์สามารถพัฒนาต้นแบบแพ็กแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์นั่งไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพได้สำเร็จ โดยต้นแบบแพ็กแบตเตอรี่ที่พัฒนาขึ้น ประกอบด้วย 4 โมดูล มีจำนวนเซลล์ 1,408 ก้อน มีความจุไฟฟ้า 228.8 แอมแปร์-ชั่วโมง (Ah) เมื่อนำไปประกอบใช้กับรถยนต์นั่งไฟฟ้าสามารถวิ่งได้ระยะทาง 160 กิโลเมตร วัสดุและชิ้นส่วนทั้งหมดผลิตในประเทศไทย ปัจจุบันส่งมอบต้นแบบให้กับสถาบันยานยนต์ ซึ่งเป็นหน่วยงานผู้ร่วมสนับสนุนแล้ว

นอกจากนั้นแล้วยังมีผลงาน เซลล์เชื้อเพลิงจุลชีพเพื่อการบำบัดน้ำเสีย และผลิตกระแสไฟฟ้าเป็นผลพลอยได้ (Microbial Fuel Cell) มาร่วมจัดแสดง ซึ่งนักวิจัยเอ็มเทค สวทช. ได้ผลิตต้นแบบเซลล์เชื้อเพลิงจุลชีพที่เปรียบเสมือนถังปฏิกรณ์แปลงค่าความสกปรกในน้ำเสีย โดยอาศัยกระบวนการทางชีวเคมีไฟฟ้าในการบำบัดน้ำเสียทั้งในภาคครัวเรือนและอุตสาหกรรมได้สูงถึง 98% COD Removal (ค่าปริมาณออกซิเจนที่ใช้ในการย่อยสารอินทรีย์ด้วยวิธีการทางเคมี) และผลิตกระแสไฟฟ้าเป็นผลพลอยได้ ทั้งนี้ ต้นแบบเซลล์เชื้อเพลิงจุลชีพที่พัฒนาขึ้นอยู่ระหว่างการทดสอบภาคสนาม มีต้นทุนการผลิตที่ต่ำกว่าต้นแบบเซลล์เชื้อเพลิงจุลชีพของต่างประเทศ และมีศักยภาพสูงในการพัฒนาระบบบำบัดน้ำเสียร่วมกับการผลิตไฟฟ้าของประเทศได้ในอนาคต

ทั้งหมดเป็นเพียงบางส่วนของนวัตกรรมพลังงานและเทคโนโลยีเพื่อความยั่งยืน พร้อมรองรับเมืองอัจฉริยะ