เทคโนโลยี Battery Swapping ที่ (อาจ) ยกระดับอุตสาหกรรม EV (ตอนที่ 1)

เมื่อช่วงต้นเดือนเมษายนที่ผ่านมา สำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมการลงทุน (BOI) ได้จัดกิจกรรมชักจูงการลงทุนขึ้นที่นครเซี่ยงไฮ้ หางโจว เซินเจิ้น และกว่างโจว สาธารณรัฐประชาชนจีน โดยมีเป้าหมายเพื่อประชาสัมพันธ์นโยบายและมาตรการส่งเสริมการลงทุนใหม่ที่พึ่งประกาศใช้เมื่อต้นปี 2566 และเพื่อหารือกับ

นักลงทุนในอุตสาหกรรมสำคัญ ทั้งยานยนต์ไฟฟ้า (EV) และอิเล็กทรอนิกส์ ในการเดินทางดังกล่าว ผมได้มีโอกาสได้สัมผัสอีกหนึ่งเทคโนโลยีทางเลือกที่จะช่วยพัฒนาอุตสาหกรรม EV ไทยไปอีกระดับ เทคโนโลยีดังกล่าว คือ เทคโนโลยี “การสับเปลี่ยนแบตเตอรี่ (Battery Swapping)”

กระแส EV กำลังมา แต่ยังมีปัญหาเรื่องต้นทุน

ก่อนเปิดโลกเทคโนโลยี Battery Swapping ว่าจะเข้ามาช่วยยกระดับอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้าไทยได้อย่างไร คงต้องอธิบายถึงสถานการณ์ของอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้าในปัจจุบันก่อน เมื่อเดือนพฤษภาคมที่ผ่านมาเป็นเวลาครบรอบ 1 ปี ของการประกาศมาตรการอุดหนุนการใช้ยานยนต์ไฟฟ้าของภาครัฐ หรือที่เรียกสั้น ๆ ว่า EV3

โดยเริ่มมีผลตั้งแต่เดือนพฤษภาคม 2565 มาตรการดังกล่าวถือเป็นจุดเปลี่ยนของอุตสาหกรรม EV ของไทยอย่างชัดเจน เห็นได้จากยอดจดทะเบียนยานยนต์ไฟฟ้าประเภทแบตเตอรี่ (BEV) ที่เพิ่มขึ้นอย่างก้าวกระโดดนับตั้งแต่มีมาตรการนี้

ในปี 2565 ยอดจดทะเบียน BEV 20,815 คัน  ซึ่งเพิ่มขึ้นจากปี 2564 ถึง 275% ซึ่งหากดูเฉพาะในส่วนที่เป็นรถยนต์ BEV มียอดจดทะเบียนในปี 2565 ประมาณ 9,600 คัน การเติบโตดังกล่าวนี้ยังต่อเนื่องมาจนถึงปัจจุบัน

สำหรับยอดจดทะเบียน BEV ในช่วงไตรมาสแรกของปี 2566 มีสูงถึง 21,054 คัน  โดยเป็นรถยนต์ EV กว่า 14,600 คัน และเมื่อนับยอดจดทะเบียน BEV สะสมจนถึงไตรมาส 1 ปี 2566 ไทยมียอดจดทะเบียน BEV สูงถึง 53,087 คัน โดยเป็นรถยนต์ BEV 28,457 คัน นับว่าเป็นประเทศที่มียอดการจดทะเบียน BEV สูงสุดในภูมิภาค

นอกเหนือจากยอดการจดทะเบียน BEV ที่เพิ่มขึ้นแล้ว การลงทุนของผู้ผลิต EV และชิ้นส่วนก็หลั่งไหลเข้ามาในประเทศไทยอย่างต่อเนื่อง ผ่านการส่งเสริมการลงทุนของสำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมการลงทุน (BOI) ซึ่งปัจจุบัน มีผู้ได้รับการส่งเสริมการลงทุนจาก BOI เพื่อผลิตรถยนต์ไฟฟ้าทั้งสิ้น 15 โครงการ จาก 14 บริษัท คิดเป็นกำลังการผลิตประมาณ 277,700 คัน ซึ่งอยู่ที่ 1 ใน 3 ของเป้าหมายการผลิตรถยนต์ BEV ในประเทศให้ได้ 30% ของกำลังการผลิตทั้งประเทศ หรือประมาณ 725,000 คัน

นอกจากนั้น ยังมีการลงทุนชิ้นส่วนสำคัญต่าง ๆ เช่น มอเตอร์ขับเคลื่อน (Traction Motor) แบตเตอรี่และระบบบริหารจัดการ (Battery Management System: BMS) ระบบควบคุมขับเคลื่อน หรือ ระบบแปลงไฟสำหรับการชาร์จ (On-Board Charger) ทั้งหมดนี้ยังไม่รวมถึงผู้ผลิตรถยนต์ EV ที่มีแผนที่จะลงทุนในประเทศไทยชัดเจนอย่างบริษัท Changan หรือ GAC Aion หรือผู้ผลิตรายอื่นๆ ที่แสดงความสนใจลงทุนในอุตสาหกรรม EV ในประเทศไทย

ทั้งนี้ แม้ว่าการยกระดับอุตสาหกรรม EV ของประเทศไทยกำลังอยู่ในช่วงขาขึ้น แต่หนึ่งในเรื่องที่สำคัญที่ยังเป็นอุปสรรคต่อการเติบโต คือ ต้นทุนของการใช้รถยนต์ BEV ทั้งในแง่ของต้นทุนของระยะเวลาในการชาร์จไฟฟ้า และต้นทุนของแบตเตอรี่

ชาร์จช้า-ปริมาณน้อย จึงต้องรอคอยนาน

ดังนั้นเพื่อให้เห็นเข้าใจถึงปัญหาเรื่องต้นทุนของระยะเวลาในการชาร์จไฟฟ้า จึงขออธิบายเรื่องระบบการชาร์จไฟฟ้าของรถยนต์ BEV ก่อน ระบบชาร์จไฟของรถยนต์ BEV สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 รูปแบบ ตามชนิดของกระแสไฟฟ้า คือ ระบบไฟฟ้ากระแสตรง (DC) และระบบไฟฟ้ากระแสสลับ (AC)

โดยทั่วไป การชาร์จด้วยไฟฟ้าชนิด AC จะใช้ระยะเวลานานกว่าการชาร์จด้วยไฟฟ้าชนิด DC เนื่องจากกำลังไฟฟ้าของเครื่องชาร์จไฟฟ้าชนิด AC จะต่ำกว่ากำลังไฟฟ้าของเครื่องชาร์จไฟฟ้าชนิด DC โดยเครื่องชาร์จไฟฟ้าชนิด AC จะมีกำลังประมาณ 2-43 กิโลวัตต์ ในขณะที่กำลังไฟฟ้าของเครื่องชาร์จไฟฟ้าชนิด DC มีตั้งแต่ 50-350 กิโลวัตต์

จากข้อมูลของ U.S. Department of Transportation  ระบุว่าหากชาร์จรถยนต์ BEV  ที่มีความจุแบตเตอรี่ 60 กิโลวัตต์ชั่วโมง ด้วยเครื่องชาร์จไฟฟ้าชนิด AC กำลังไฟ 1 กิโลวัตต์ จะต้องใช้เวลาชาร์จประมาณ 40-50 ชั่วโมง เพื่อชาร์จแบตเตอรี่ให้เต็ม

ในขณะที่หากชาร์จด้วยเครื่องชาร์จไฟฟ้าชนิด DC กำลังไฟ 50-350 กิโลวัตต์ จะใช้ระยะเวลาประมาณ 20-60 นาที เพื่อชาร์จให้มีแบตเตอรี่ระดับ 80% แต่เมื่อเปรียบเทียบกับเวลาที่ใช้ในการเติมน้ำมันเชื้อเพลิงให้รถยนต์ ICE เต็มถัง ซึ่งใช้เวลาประมาณ 5 นาที จะพบว่าระยะเวลาดังกล่าวน้อยกว่าระยะเวลาในการชาร์จไฟฟ้าให้กับรถยนต์ BEV ประมาณ 4 - 12 เท่า 

แต่เมื่อพิจารณาถึงจำนวนสถานีชาร์จไฟฟ้าในประเทศไทย จากข้อมูลของสมาคมยานยนต์ไฟฟ้าไทย  (Electric Vehicle Association of Thailand: EVAT) พบว่า ในปี 2565 ประเทศไทยมีสถานีชาร์จไฟฟ้าจำนวน 1,239 แห่ง โดยมีจำนวนหัวจ่ายไฟฟ้าสำหรับชาร์จรถ EV ทั้งสิ้น 3,739 หัวจ่าย แบ่งเป็นหัวจ่ายไฟฟ้าชนิด DC 1,342 หัวจ่าย และหัวจ่ายไฟฟ้าชนิด AC 2,404 หัวจ่าย ซึ่ง

เมื่อเทียบกับจำนวนรถยนต์ BEV ในประเทศไทยที่จดทะเบียนในปี 2565 จำนวน 32,081 คัน จะพบว่าสัดส่วนจำนวนรถยนต์ BEV ต่อหัวจ่ายไฟฟ้าอยู่ที่ 8.6 คันต่อหัวจ่าย ซึ่งถึงแม้ว่าจะอยู่ในระดับที่ต่ำเมื่อเทียบกับประเทศที่มีการพัฒนาด้านรถยนต์ BEV เช่น นอร์เวย์ (34 คันต่อหัวจ่าย) สหรัฐอเมริกา (24 คันต่อหัวจ่าย)  

แต่หากพิจารณาถึงอัตราการเติบโตของยอดการจดทะเบียนรถยนต์ BEV และชนิดของหัวจ่ายที่ส่วนใหญ่ยังเป็นชนิด AC รวมถึงการกระจายตัวของสถานีชาร์จไฟฟ้า ซึ่งในปัจจุบันยังกระจุกตัวอยู่ในเขตกรุงเทพมหานครและปริมณฑลและหัวเมืองขนาดใหญ่เป็นหลัก ย่อมส่งผลให้ระยะเวลาที่ใช้ในการรอชาร์จไฟฟ้าเพิ่มสูงขึ้น

นอกเหนือจากระยะเวลาในการชาร์จไฟฟ้าที่นานกว่ารถยนต์ ICE แล้ว อีกปัญหาที่เกี่ยวข้องโดยตรง คือ ระยะทางในการวิ่งของรถยนต์ BEV ต่อการชาร์จ 1 ครั้ง จากการศึกษาของ International Energy Agency พบว่าระยะทางที่รถยนต์ BEV สามารถวิ่งได้ต่อการชาร์จไฟฟ้า 1 ครั้ง

ทั้งนี้ พบว่าค่าเฉลี่ยของระยะทางที่รถยนต์ BEV  วิ่งได้ต่อการชาร์จไฟฟ้า 1 ครั้งอยู่ที่ประมาณ 350 กิโลเมตร   ซึ่งน้อยกว่า 482 กิโลเมตร ซึ่งเป็นค่าเฉลี่ยของระยะทางที่รถยนต์ ICE วิ่งได้ต่อการเติมเชื้อเพลิง 1 ครั้ง ส่งผลให้ต้องมีการนำรถยนต์ BEV เข้าสถานีชาร์จไฟฟ้าถี่กว่าการนำรถยนต์ ICE เข้าสถานีเติมเชื้อเพลิง ส่งผลให้ระยะเวลาที่ต้องใช้ในการชาร์จไฟฟ้าต่อระยะทางที่รถยนต์ BEV สามารถวิ่งได้เพิ่มสูงขึ้น 

แบตเตอรี่แพง – ค่าดูแลสูง - อายุสั้น ส่งผลต่อต้นทุนการใช้งาน
ตุ้นทุนของแบตเตอรี่สำหรับรถยนต์ BEV เป็นอีก 1 เรื่องสำคัญที่กระทบต่อการตัดสินใจของผู้บริโภค 

โดยเฉลี่ยแล้วราคาของแบตเตอรี่จะอยู่ระหว่าง 300 - 450 ดอลลาร์สหรัฐ ต่อกิโลวัตต์ - ชั่วโมง  โดยรถยนต์ BEV ที่มีแบตเตอรี่ขนาด 50 กิโลวัตต์ - ชั่วโมง จะมีต้นทุนค่าแบตเตอรี่ประมาณ 15,000 - 22,500 ดอลลาร์สหรัฐ หรือราว 520,000 - 777,000 บาท

นับเป็นสัดส่วนที่สูงมากเมื่อเทียบกับราคาจำหน่ายรถยนต์ BEV แต่อายุการใช้งานของแบตเตอรี่โดยเฉลี่ยอยู่ประมาณ 6 - 8 ปี ส่งผลให้ราคาขายต่อรถยนต์ BEV ที่ใช้แล้วจะมีสัดส่วนลดลงมากกว่าราคาขายต่อรถยนต์ ICE ใช้แล้ว ซึ่งนับเป็นต้นทุนของการใช้รถยนต์ BEV รูปแบบหนึ่ง

นอกจากนั้น ด้วยราคาของแบตเตอรี่ที่สูงและต้องอาศัยการซ่อมบำรุงที่มีมาตรฐาน ส่งผลให้เบี้ยประกันของรถยนต์ BEV สูงกว่ารถยนต์ ICE บนทุนประกันที่เท่ากัน ซึ่งกลายเป็นอีกหนึ่งต้นทุนของการใช้รถยนต์ BEV เช่นกัน 

จากปัญหาเรื่องต้นทุนในการใช้รถยนต์ BEV ทั้งต้นทุนเวลาและต้นทุนแบตเตอรี่ ส่งผลให้ปริมาณการใช้รถยนต์ BEV ยังไม่เพิ่มสูงมากเท่าที่ควร บริษัทผู้ผลิตรถยนต์ BEV และผู้ให้บริการที่เกี่ยวข้องกับรถยนต์ BEV จึงได้พัฒนทางเลือกต่าง ๆ เพื่อแก้ไขปัญหาทั้ง 2 เรื่องนี้ ซึ่งเทคโนโลยี “การสับเปลี่ยนแบตเตอรี่ (Battery Swapping)” เป็นหนึ่งในทางเลือกสำหรับการแก้ไขปัญหาดังกล่าว 

เทคโนโลยี Battery Swapping เรื่องใหม่ที่ไม่ใหม่

ถึงแม้ว่าการสับเปลี่ยนแบตเตอรี่หรือเทคโนโลยี Battery Swapping จะฟังดูเป็นเรื่องใหม่ แต่จริง ๆ แล้วแนวคิดดังกล่าวเกิดขึ้นตั้งแต่ปี ค.ศ. 1896 และเริ่มถูกนำมาใช้งานจริงในปี ค.ศ. 1912 โดยบริษัท General Electric ได้นำเสนอรูปแบบธุรกิจ “การให้บริการแบตเตอรี่” ซึ่งอนุญาตให้เจ้าของรถยนต์ไฟฟ้าสามารถสับเปลี่ยนแบตเตอรี่ได้ โดยใช้เวลาในการสับเปลี่ยนเพียงสามนาทีเท่านั้น

สำหรับการดำเนินการตามรูปแบบธุรกิจดังกล่าว จะช่วยลดราคารถยนต์ไฟฟ้าได้ถึง 1 ใน 3 อย่างไรก็ตาม เนื่องจากราคารถยนต์ไฟฟ้าที่สูงในขณะที่ทำความเร็วและระยะทางวิ่งได้ต่ำ ส่งผลให้รถยนต์ไฟฟ้าในขณะนั้นไม่เป็นที่นิยม เมื่อรวมกับการไม่มีมาตรฐานของการสับเปลี่ยนแบตเตอรี่ ส่งผลให้การพัฒนาเทคโนโลยีการสับเปลี่ยนแบตเตอรี่หยุดชะงักไปตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา

ทั้งนี้ เทคโนโลยีการสับเปลี่ยนแบตเตอรี่กลับมามีบทบาทอีกครั้งในปี ค.ศ. 2007 เมื่อบริษัท Better Place วิสาหกิจเริ่มต้นที่ Silicon Valley ได้พัฒนาระบบการเปลี่ยนแบตเตอรี่ (Battery Switching) และได้ลงนามความร่วมมือกับบริษัท เรโนต์ - นิสสัน เพื่อเริ่มโครงการต้นแบบในหลายประเทศทั่วโลก

แต่ด้วยความต้องการใช้รถยนต์ BEV  ยังต่ำและปัญหาทางการเงินของบริษัท ส่งผลให้การพัฒนาเทคโนโลยีการสับเปลี่ยนแบตเตอรี่ไม่ประสบความสำเร็จ ซึ่งปัญหาดังกล่าวยังเกิดขึ้นกับบริษัท Tesla เช่นกัน โดยใน ค.ศ. 2013 Tesla เคยออกแบบการสับเปลี่ยนแบตเตอรี่สำหรับ Tesla Model S ซึ่งสามารถเปลี่ยนแบตเตอรี่ภายใน 90 วินาที

ทว่า ภายหลังตัดสินใจยุติการพัฒนาเทคโนโลยีดังกล่าวในปี ค.ศ. 2015 และหันไปหาการพัฒนาระบบการชาร์จไฟฟ้าความเร็วสูงที่เรียกว่า “Superchargers” เนื่องเห็นว่าการสับเปลี่ยนแบตเตอรี่ไม่เป็นที่นิยมสำหรับผู้ใช้รถยนต์ BEV ในขณะที่เทคโนโลยีดังกล่าว ดูจะยังไม่ประสบความสำเร็จในการนำมาใช้กับรถยนต์ BEV

แต่สำหรับรถจักรยานยนต์ไฟฟ้าและรถสามล้อไฟฟ้า Battery Switching ได้รับความนิยมเป็นอย่างมาก เนื่องจากสะดวกรวดเร็วในการดำเนินการ ยิ่งเมื่อปริมาณการใช้งานรถจักรยานยนต์ไฟฟ้าและรถสามล้อไฟฟ้ามีจำนวนมากระดับหนึ่ง ก็ทำให้ต้นทุนในการสับเปลี่ยนแบตเตอรี่จะต่ำกว่าต้นทุนของการชาร์จไฟฟ้า โดยตัวอย่างความสำเร็จที่ชัดเจน คือ บริษัท Gogoro ซึ่งเป็นผู้นำในการผลิตรถสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้าและสถานีการสับเปลี่ยนแบตเตอรี่ของไต้หวัน

ปัจจุบัน บริษัทมีสถานีสับเปลี่ยนแบตเตอรี่มากกว่า 12,000 สถานี ใน 9 ประเทศ เพื่อให้บริการแก่รถมอเตอร์ไซค์ไฟฟ้ากว่า 500,000 คัน และมีแผนในการขยายตลาดไปสู่ประเทศอินเดีย โดยเป็นพันธมิตรกับบริษัท Zypp Electric ของอินเดียเพื่อเตรียมให้บริการสับเปลี่ยนแบตเตอรี่กับมอเตอร์ไซค์ไฟฟ้าในอินเดียกว่า 200,000 คัน ใน 30 เมือง ภายในปี ค.ศ. 2025  ในประเทศไทยเองก็มีการนำเทคโนโลยีการสับเปลี่ยนแบตเตอรี่มาใช้ในมอเตอร์ไซค์ไฟฟ้าเช่นกัน อย่างเช่นกรณีของบริษัท Winnonie (วินโนหนี้)

ถึงแม้ว่าเทคโนโลยีการสับเปลี่ยนแบตเตอรี่ของรถยนต์ BEV จะดูไม่ประสบความสำเร็จในหลายประเทศ โดยเฉพาะประเทศผู้นำเทคโนโลยีอย่างสหรัฐอเมริกา แต่เทคโนโลยีดังกล่าวกลับเริ่มมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในประเทศจีน ในตอนหน้า จะมาพูดคุยกันว่าทำไมเทคโนโลยีการสับเปลี่ยนแบตเตอรี่ถึงประสบความสำเร็จในประเทศจีนและเทคโนโลยีดังกล่าวจะมีส่วนในการพัฒนาอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้าได้อย่างไร

โดย: นายศิรพันธ์ ยงวัฒนานันท์ นักวิชาการส่งเสริมการลงทุน ระดับชำนาญการพิเศษ
บทความนี้เป็นความเห็นส่วนบุคคลซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับหน่วยงานแต่อย่างใด