แบตเตอรี่คือ Disruptive Technology

แบตเตอรี่คือ Disruptive Technology

ครั้งที่แล้วผมสรุปว่าความสำเร็จของรถไฟฟ้าที่จะมาทดแทนรถยนต์น้ำมันแบบข้ามคืน หรือเป็นเทคโนโลยีใหม่

ที่จะสะเทือนเทคโนโลยีปัจจุบัน (Disruptive Technology) นั้นขึ้นอยู่กับการลดต้นทุนและน้ำหนัก ตลอดจนประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน (Li) กล่าวคือปัจจุบัน Li ในรถไฟฟ้าราคาอาจสูงถึง 20,000 ดอลลาร์ต่อคันและหนัก 500 กิโลกรัม โดยเก็บไฟได้ 60-80 kWh แต่หากราคาลดลงเหลือ 6,000 ดอลลาร์ แต่เก็บไฟได้เท่าเดิม (ต้นทุน 100 ดอลลาร์ต่อ 1 Kwh) และลดน้ำหนักเหลือ 200 กิโลกรัม ก็จะทำให้ต้นทุนในการผลิตรถไฟฟ้าราคาถูกกว่ารถยนต์น้ำมัน และจะเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว

เพราะรถไฟฟ้ามีสมรรถนะดีกว่ารถยนต์น้ำมันในทุกด้าน และไม่ก่อให้เกิดมลพิษ (ซึ่งเป็นเรื่องสำคัญสำหรับประเทศพัฒนาแล้ว) ดังนั้นเมื่อใดที่รถไฟฟ้าตั้งราคาขายต่ำกว่าราคารถยนต์ที่ใช้น้ำมัน ก็จะเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วแบบข้ามคืน ซึ่งเป็นสิ่งที่ผมคิดว่าเข้าเกณฑ์ Disruptive Technology

วิวัฒนาการของแบตเตอรี่นั้น ไม่จำเป็นต้องยึดอยู่กับลิเทียมเท่านั้น อาจมีการค้นคว้าวัสดุอื่นมาทดแทนก็ได้หรือพัฒนาการใช้ลิเทียมให้มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นจาก Li อีกทางหนึ่งก็ได้ ทั้งนี้ประเด็นคือกำลังมีความพยายามค้นคว้าวิจัยเรื่องแบตเตอรี่อยู่ทั่วโลก เพราะเป็นส่วนประกอบสำหรับอุตสาหกรรมพลังงานอุตสาหกรรมรถยนต์ อุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์/โทรศัพท์มือถือ กล่าวคือมีการทุ่มเททรัพยากรเพื่อค้นคว้าวิจัยในด้านนี้อย่างต่อเนื่องและเข้มข้น ดังนั้นจึงมีความเป็นไปได้สูงว่าใน 10-15 ปีข้างหน้า มนุษย์จะสามารถตอบโจทย์ของการผลิตแบตเตอรี่ราคาถูกได้ ซึ่งหมายความว่าวัตถุดิบที่จะนำมาใช้ผลิตแบตเตอรี่นั้นจะต้องหาง่าย ราคาถูกและต้นทุนการผลิตก็จะต้องต่ำลงจากปัจจุบันอย่างมากและไม่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย

หากทำได้แล้วจะส่งผลกระทบไม่เพียงแต่อุตสาหกรรมรถยนต์และชิ้นส่วนแต่เพียงอย่างเดียว แต่จะกระทบการผลิตและใช้พลังงานทั่วโลกอีกด้วย ตัวอย่างเช่นในประเทศไทยในขณะนี้การผลิตไฟฟ้าเพื่อใช้ในครัวเรือนมาจากการใช้ก๊าซธรรมชาติ น้ำมันดีเซลและน้ำมันเตา ถ่านหินและเขื่อน แต่หากแบตเตอรี่ Li พัฒนาไปถึงจุดที่ต้นทุนตลอดจนขนาดและน้ำหนักของ Li ลดลงไปดังที่กล่าวข้างต้น บ้านเรือนส่วนใหญ่ก็ไม่จำเป็นต้องพึ่งพาการซื้อไฟฟ้าจากการไฟฟ้าฝ่ายผลิต เพราะจะสามารถผลิตไฟฟ้าได้เองจากการติดแผง Solar cell บนหลังคาของบ้าน

แม้แต่ร้านค้าและห้างสรรพสินค้า ตลอดจนซูเปอร์มาเก็ตก็จะอาศัยแสงอาทิตย์เป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าเพื่อใช้เป็นส่วนใหญ่ ดังนั้นการใช้ไฟฟ้าจากรัฐวิสาหกิจจะลดลงอย่างมาก โดยในระยะยาวการใช้ไฟฟ้าจากทางการจะเป็นไฟฟ้าที่ใช้ในกรณีฉุกเฉินหรือเป็นแหล่งไฟฟ้าสำรองไม่ใช่แหล่งไฟฟ้าหลัก แต่จะเปลี่ยนมาเป็นการใช้แสงอาทิตย์หรือแหล่งอื่นๆ ที่ไม่ทำลายสิ่งแวดล้อมแทน

เรื่องนี้ไม่ใช่เรื่องที่ไกลตัว แต่เป็นสิ่งที่นางฮิลลารี คลินตัน หาเสียงกับคนอเมริกันอยู่ในขณะนี้ โดยกำหนดเป้าหมายให้มีการติด Solar cell 500 ล้านแผงทั่วประเทศ ซึ่งจากเอกสารเผยแพร่นโยบายนางคลินตันอ้างว่า “เพียงพอที่จะสร้างพลังงานหมุนเวียนให้กับทุกครัวเรือนในสหรัฐอเมริกา และลดการใช้น้ำมันลงหนึ่งในสาม”

คณะวิศวกรรมของมหาวิทยาลัยเอ็มไอทีประเมินว่า ครัวเรือนสหรัฐใช้พลังงาน 48 kWhต่อวัน (สถิติจากทางการสหรัฐต่ำกว่านั้นคือประมาณ 30kWh ต่อวัน) แต่หาคิดตัวเลขกลมๆ คือ 50 kWh ก็จะเห็นได้ว่าหา Li ที่พัฒนาเพื่อใช้ในรถยนต์มีราคาลดลงมาเป็น 6,000 ดอลลาร์โดยเก็บไฟได้ 60-80 kWh และมีน้ำหนัก 200 กิโลกรัม ก็น่าจะสามารถทำแบตเตอรี่ Li มาติดตามบ้านเรือนที่อยู่อาศัยที่มีน้ำหนัก 100 กิโลกรัมและบรรจุไฟฟ้าได้ 30 kWh หรือเพียงพอที่จะสำรองใช้งานกว่าครึ่งวัน ซึ่งจะเป็นการติดตั้งเพื่อเก็บไฟฟ้าที่จะผลิตจาก Solar cell ซึ่งเอ็มไอทีประเมินว่าการจะผลิตไฟฟ้าวันละ 50kWh นั้นจะต้องใช้พื้นที่เพื่อติดแผง Solar cell ประมาณ 60 ตารางเมตรที่มลรัฐ Arizona ซึ่งไม่น่าจะมีแสงแดดน้อยกว่าประเทศไทย แต่หากเป็นเมืองหลวงที่บ้านเรือนรับแสงแดดได้น้อยกว่าก็อาจต้องใช้พื้นที่เพิ่มขึ้นเป็น 80 ตารางเมตรก็เป็นได้

นอกจากนั้นแล้ว ก็ยังจะต้องคำนวณต้นทุนการติดตั้งทั้ง Solar cell และ Li ตลอดจนอุปกรณ์อื่นอีก และหากต้นทุนการติดอุปกรณ์ทั้งหมดประมาณ 300,000-400,000 บาท ก็น่าจะเป็นที่นิยมกันอย่างแพร่หลาย เพราะค่าไฟฟ้าในบ้านส่วนบุคคลขนาดกลางและใหญ่นั้นน่าจะ 6,000 -10,000 บาทต่อเดือน กล่าวคือขึ้นอยู่ว่าราคา Li จะลดลงได้รวดเร็วเพียงใด เพราะในขณะนี้การใช้แผง Solar cell ก็เริ่มที่จะแพร่หลายไปมากแล้ว แต่หากต้นทุนลดลงทำให้บ้านเรือนส่วนใหญ่สามารถผลิตไฟฟ้าจากแสงแดดและเก็บเอาไว้ใช้ตอนเช้าและตอนเย็นที่มีการใช้ไฟฟ้ามากเป็นพิเศษ (peak hour use) ซึ่งปัจจุบันยังทำไมได้ เพราะแบตเตอรี่ราคายังสูงเกินกว่าจะคุ้มทุน

หากแผง Solar cell ผลิตไฟฟ้าเกินความต้องการตอนกลางวัน ก็จะมีปัญหาว่าไฟฟ้าที่ผลิตเกินนั้นนำไปขายกลับให้กับการไฟฟ้าฝ่ายผลิตไม่ได้ ยกเว้นจะได้รับอนุญาต แตกต่างจากต่างประเทศที่ให้คำนวณการใช้ไฟฟ้าสุทธิได้ กล่าวคือหากบ้านเรือนผลิตไฟฟ้าส่วนเกินก็สามารถขายคืนให้กับการไฟฟ้าฝ่ายผลิตได้โดยอัตโนมัติ

อย่างไรก็ดี พัฒนาการที่กำลังเกิดขึ้นนั้นแสดงให้เห็นว่าวิวัฒนาการทางเทคโนโลยีในด้านนี้ มีศักยภาพที่จะทำให้ความเป็นอยู่ของมนุษย์ดีขึ้นอย่างมากและอาจเป็น Disruptive Technology อย่างแท้จริงใน 10-20 ปีข้างหน้าครับ