เมกะโปรเจกต์ ‘ตึกสูงกักพลังงาน’ เปลี่ยนแรงโน้มถ่วงเป็นไฟฟ้า

พลังงานจากแรงโน้มถ่วง

เอเนอร์จี้ วอลต์ โฮลดิ้ง (Energy Vault Holdings) บริษัทสัญชาติสวิตเซอร์แลนด์ผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดเก็บพลังงานยั่งยืนระดับกริด ประกาศความร่วมมือกับ สกิดมอร์, โอวิงส์ แอนด์ เมอร์ริล (Skidmore, Owings and Merrill) บริษัทสถาปัตยกรรมและวิศวกรรมจากสหรัฐ เพื่อออกแบบอาคารสูง เปลี่ยนโครงสร้างส่วนบนให้เป็น “แบตเตอรี่ขนาดใหญ่” โดยใช้เทคโนโลยีจัดเก็บพลังงานด้วยแรงโน้มถ่วง หรือ กราวิเทติก

ตึกแห่งนี้จะมีความสูงราว 1,000 เมตรหรือประมาณ 3,280 ฟุต แนวตึกประกอบด้วยก้อนคอนกรีตจำนวนมาก โดยจะถูกยกขึ้นและปล่อยลงภายในตัวอาคาร

แนวคิดของระบบนี้คือ การยกก้อนคอนกรีตหนักหน่วงขึ้นสู่ที่สูงโดยใช้พลังงานไฟฟ้าส่วนเกิน แล้วปล่อยก้อนคอนกรีตตกลงมาเพื่อสร้างพลังงานกลับคืนในภายหลัง เสมือนการเก็บพลังงานด้วยแรงโน้มถ่วง ซึ่งถือเป็นหลักการที่มีประวัติการใช้งานมายาวนานแต่ยังไม่เคยนำมาปฏิบัติในภาคอุตสาหกรรมรูปแบบปัจจุบันมาก่อน

 

เรียกว่า ระบบกักเก็บพลังงานแรงโน้มถ่วง (Gravity energy storage systems - GESS) ซึ่งจะเป็นการนำพลังงานจลน์หรือพลังงานที่เกิดขึ้นเมื่อ ขณะที่ก้อนอิฐตกลงมาตามแรงโน้มถ่วงและแปลงให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้าในที่สุด

การออกแบบโครงสร้างและการใช้วัสดุต้องคำนึงถึงแรงลม แผ่นดินไหว และภาวะอากาศรุนแรง ที่สำคัญ ต้องมีการควบคุมการเคลื่อนไหวของก้อนคอนกรีตให้เป็นระเบียบและปลอดภัย และจำเป็นต้องมีระบบกลไกที่แข็งแรง

เช่น เครนและลวดสลิงขนาดใหญ่ ทางบริษัทฯ คาดว่าจะใช้คอมพิวเตอร์อัจฉริยะและเทคโนโลยีล้ำสมัยต่างๆ เช่น ปัญญาประดิษฐ์ (AI) เพื่อสร้างระบบที่สามารถยกของหนักเหล่านี้ได้

โครงการฯ ถือเป็นความร่วมมือครั้งสำคัญระหว่างผู้นำด้านการออกแบบ ก่อสร้างขนาดใหญ่ และบริษัทเทคโนโลยีพลังงานสะอาดที่ได้รับความสนใจสูงในปัจจุบัน เนื่องจากเป็นระบบจัดเก็บพลังงานที่ยั่งยืนและมีต้นทุนต่ำเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่

ทีมผู้พัฒนาเชื่อว่า ระบบดังกล่าวหากนำไปใช้ในตึกสูงจะช่วยเพิ่มเรื่องของความยั่งยืน และลดต้นทุนด้านพลังงานของอาคารไปได้มาก นอกจากนี้ตัวระบบยังสามารถนำไปติดตั้งในสถานที่อื่นๆ นอกจากตึกสูงได้ เพื่อเพิ่มศักยภาพในการกักเก็บ และการจ่ายพลังงานหมุนเวียนให้กับโครงข่ายไฟฟ้า

อย่างไรก็ตาม Energy Vault ยังทำความร่วมมือกับ CIDIC ซึ่งเป็นบริษัทก่อสร้างรายใหญ่ของจีน โดยก่อสร้างอาคารกักเก็บพลังงานขนาด 120 เมตร ที่เมืองหลูตง เพื่อเป็นโครงการนำร่องไปบ้างแล้ว หากดำเนินไปได้ด้วยดีก็อาจกลายเป็นแรงผลักดันให้มีการขยายการลงทุนเทคโนโลยีนี้มากขึ้นในอนาคต

โครงการอาคารสูง 120 เมตร หรือประมาณ 394 ฟุต ใช้ก้อนคอนกรีตขนาด 35 เมตริกตันจำนวน 5,000 ก้อน สามารถจัดเก็บพลังงานได้ 290 เมกะวัตต์ชั่วโมง

Energy Vault คาดว่าจะเปิดดำเนินการได้ภายในปี 2568 ซึ่งหากประสบความสำเร็จ จะมีการขยายการลงทุนในระบบกักเก็บพลังงานรูปแบบนี้ในจีนและทั่วโลกมากขึ้น และเดินหน้าพัฒนาโครงการตึก 1,000 เมตร ได้อย่างที่วางแผนไว้

ทั้งนี้ ทางด้านคู่ร่วมมืออย่าง SOM ได้ออกแบบอาคารที่มีชื่อเสียงที่สุดในโลกหลายแห่ง รวมถึง Burj Khalifa, Tianjin CTF Finance Centre, Willis Tower และ One World Trade Center 

ขับเคลื่อนสังคมสีเขียว

สำหรับประเทศไทย แม้ยังไม่มีโครงการในรูปแบบของ Energy Vault แต่หน่วยงานภาครัฐและเอกชนของไทยให้ความสนใจการพัฒนาระบบกักเก็บพลังงานหลายรูปแบบ เพื่อรองรับการใช้พลังงานหมุนเวียนที่เพิ่มมากขึ้นในอนาคต ยกตัวอย่างเช่น

1. โครงการ Energy Storage ของการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) ที่มีแผนจะติดตั้งระบบกักเก็บพลังงานไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่โรงไฟฟ้าแม่เมาะ โดยใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เพื่อช่วยรักษาเสถียรภาพของระบบไฟฟ้าและรองรับการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนที่มีความผันผวน

2. โครงการวิจัยระบบกักเก็บพลังงานความร้อน (Thermal Energy Storage) ของมหาวิทยาลัยต่างๆ ในประเทศไทย เช่น จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ได้มีการศึกษาวิจัยระบบกักเก็บพลังงานความร้อนในรูปของวัสดุเปลี่ยนสถานะ เพื่อใช้ในการทำความเย็นและปรับอากาศอย่างมีประสิทธิภาพ

3. โครงการระบบกักเก็บพลังงานด้วยอากาศอัด (Compressed Air Energy Storage) บริษัทเอกชนบางแห่งมีการศึกษาความเป็นไปได้ในการกักเก็บพลังงานด้วยการอัดอากาศเก็บไว้ในชั้นหินใต้ดิน เพื่อใช้ขับเคลื่อนกังหันก๊าซในภายหลัง

สุดท้ายนี้ แม้โครงการขนาดยักษ์ของ Energy Vault อาจดูเหมือนเป็นจินตนาการล้ำยุค แต่มันก็สะท้อนให้เห็นถึงความมุ่งมั่นที่จะค้นหาวิธีการกักเก็บพลังงานที่ยั่งยืนและคุ้มค่าที่สุด ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการปฏิรูปสู่ระบบพลังงานสะอาดในอนาคต

หากแต่การที่จะประสบความสำเร็จหรือไม่นั้น ต้องรอลุ้นกันต่อไปว่าวิสัยทัศน์และนวัตกรรมดังกล่าวจะกลายเป็นความจริงรูปธรรมหรือไม่

อ้างอิง: Energy Storage และ SOM