ระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนได้อย่างไร?

สวัสดีทุกคน มาพูดถึงสิ่งที่อยู่ในใจฉันบ่อยมากในช่วงนี้—การลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน และวิธีที่การจัดเก็บแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ PV เป็นหนึ่งในตัวเปลี่ยนเกมที่ได้รับการประเมินต่ำเกินไป ในฐานะซัพพลายเออร์ที่เก็บแบตเตอรี่ PV ฉันได้ทำงานกับเทคโนโลยีนี้ทุกวัน และฉันมาที่นี่เพื่อแจกแจงรายละเอียดเป็นภาษาอังกฤษธรรมดา โดยไม่มีศัพท์เฉพาะใดๆ แค่พูดคุยจริงๆ ว่าเทคโนโลยีนี้ขับเคลื่อนเข็มในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของเราได้อย่างไร

ก่อนอื่น เรามาทำความเข้าใจกันก่อนว่า พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมนั้นน่าทึ่งมาก แต่ก็มีประโยชน์อย่างมาก เพราะพวกมันผลิตพลังงานได้ก็ต่อเมื่อดวงอาทิตย์ส่องแสงหรือลมพัดเท่านั้น นั่นหมายถึงโดยส่วนใหญ่แล้ว เมื่อเราต้องการพลังงานมากที่สุด (เช่น เมื่อทุกคนกลับบ้านจากที่ทำงาน ทำอาหารเย็น และเปิดแอร์) พลังงานหมุนเวียนเหล่านั้นอาจไม่ใช้พลังงานมากเท่าที่เราต้องการ ในปัจจุบัน กริดจำนวนมากพึ่งพาโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิลเพื่อเติมเต็มช่องว่างดังกล่าว โดยเฉพาะก๊าซธรรมชาติและถ่านหิน เนื่องจากสามารถเปิดเครื่องได้อย่างรวดเร็ว แต่เมื่อเราเพิ่มระบบจัดเก็บแบตเตอรี่ PV ที่ดี เรากำลังแก้ไขปัญหาทั้งหมดนั้น

เดี๋ยวก่อน ขอผมทำให้เป็นรูปธรรมมากกว่านี้ก่อน ลองนึกถึงบ้านที่มีแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคา ในวันเสาร์ที่อากาศแจ่มใส แผงเหล่านี้อาจผลิตไฟฟ้าได้มากกว่าที่บ้านใช้ เช่น 10 กิโลวัตต์ชั่วโมง แต่บ้านต้องการเพียง 4 กิโลวัตต์ชั่วโมงเท่านั้น ย้อนกลับไปในวันนั้น พลังงานพิเศษ 6 kWh นั้นจะถูกส่งกลับไปยังระบบไฟฟ้า และเจ้าของบ้านอาจได้รับเครดิตเล็กน้อย (หากพวกเขาโชคดี) แต่โดยพื้นฐานแล้วมันเป็นการสิ้นเปลืองศักยภาพ ขณะนี้ ด้วยระบบจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ Pv ที่มั่นคง พลังงานพิเศษนั้นจะถูกเก็บไว้ในแบตเตอรี่แทนที่จะถูกโยนทิ้ง จากนั้น เมื่อพระอาทิตย์ตกดินเวลา 19.00 น. และครอบครัวใช้ไฟฟ้า 8 kWh น้ำพลังงานแสงอาทิตย์ที่เก็บไว้ก็เริ่มทำงาน โดยไม่จำเป็นต้องเปิดโรงงานแก๊สเพื่อจ่ายไฟให้ตู้เย็น แสงไฟ และทีวี นั่นเป็นการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนโดยตรง เนื่องจากเรากำลังแทนที่พลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิลด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ที่สะอาดที่เราประหยัดได้ก่อนหน้านี้

ฉันควรจะพูดถึงไม่ใช่แค่บ้านพักอาศัยเท่านั้น อาคารพาณิชย์ เช่น ร้านขายของชำ สำนักงาน สวนสาธารณะ แม้แต่โรงงาน ล้วนใช้พลังงานจำนวนมากในช่วงเวลาเร่งด่วน ร้านขายกล่องขนาดใหญ่อาจใช้ 500 kWh ระหว่างเวลา 17.00 น. ถึง 20.00 น. และหากพวกเขาสามารถจ่ายไฟส่วนใหญ่ได้ด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ที่เก็บไว้ นั่นหมายถึงการพึ่งพาต้นพีคเกอร์น้อยลง พืชพีคเกอร์เป็นพืชที่มีคาร์บอนแย่ที่สุด เนื่องจากมักจะมีอายุเก่า ไม่มีประสิทธิภาพ และเผาผลาญเชื้อเพลิงฟอสซิลต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงมากกว่าพืชที่รับภาระพื้นฐาน ดังนั้นทุกครั้งที่ระบบจัดเก็บแบตเตอรี่ PV ลดความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุด เราจะตัดการปล่อยก๊าซส่วนเกินเหล่านั้นจากโรงงานที่มีการใช้งานสูงสุด นั่นเป็นชัยชนะที่ยิ่งใหญ่สำหรับโลกใบนี้

สิ่งสำคัญอีกประการหนึ่ง: ความเสถียรของกริดและการบูรณาการพลังงานหมุนเวียนมากขึ้น ขณะนี้กริดสามารถรองรับเฉพาะแสงอาทิตย์และลมได้มากเท่านั้นก่อนที่จะเกิดปัญหา หากมีคนติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคามากเกินไป ระบบกริดอาจมีพลังงานส่วนเกินล้นในตอนกลางวัน และเกิดช่องว่างในตอนกลางคืน แบตเตอรี่เรียบออก พวกเขาชาร์จเมื่อมีพลังงานหมุนเวียนมากเกินไป และคายประจุเมื่อไม่มี ดังนั้นเราจึงเพิ่มพลังงานแสงอาทิตย์และลมให้กับโครงข่ายไฟฟ้าได้มากขึ้นโดยไม่ทำให้พัง และเนื่องจากพลังงานหมุนเวียนเหล่านี้ไม่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ยิ่งมีปริมาณมากในระบบกริด หมายความว่าถ่านหินและก๊าซถูกเผาน้อยลง ฉันเคยเห็นสิ่งนี้ในโครงการจริง เราทำงานร่วมกับบริษัทสาธารณูปโภคแห่งหนึ่งในปีที่แล้วที่เพิ่มระบบ PV และแบตเตอรี่ของเรา และพวกเขาสามารถเพิ่มพลังงานแสงอาทิตย์ให้กับโครงข่ายไฟฟ้าได้มากขึ้น 30% โดยไม่มีปัญหาด้านเสถียรภาพใดๆ ผลลัพธ์? การปล่อยก๊าซคาร์บอนจากการผลิตไฟฟ้าลดลง 18% ในเวลาเพียง 12 เดือน นั่นไม่ใช่ตัวเลขที่ฉันสร้างขึ้น พวกเขาแชร์ข้อมูลนั้นกับเรา และมันทำให้ฉันทึ่งมาก

เดี๋ยว เรามาพูดถึงเทคโนโลยีแบตเตอรี่กันสักพัก เพราะมีคนจำนวนมากถามว่า “แบตเตอรี่ไม่ส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมเหรอ?” ฟังนะ เทคโนโลยีทุกอย่างมีผลกระทบ แต่เมื่อคุณเปรียบเทียบกับทางเลือกอื่น นั่นคือการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลเพื่อผลิตไฟฟ้าเป็นเวลามากกว่า 20 หรือ 30 ปี แบตเตอรี่จะก้าวไปข้างหน้าอย่างมาก มาคำนวณคร่าวๆ กันหน่อย: แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วไป (ชนิดเดียวกับที่เราใช้ในระบบกักเก็บแบตเตอรี่สำหรับระบบโซลาร์เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์) มีอายุการใช้งานประมาณ 10-15 ปี และเมื่อเวลาผ่านไปก็สามารถเก็บและปล่อยพลังงานแสงอาทิตย์ได้หลายพัน kWh แทนที่ kWh ที่จะมาจากก๊าซ ผลการศึกษาพบว่าตลอดอายุการใช้งาน แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนได้ประมาณ 70-90% เมื่อเทียบกับการใช้พลังงานกริดจากเชื้อเพลิงฟอสซิล ใช่แล้ว การรีไซเคิลแบตเตอรี่ก็ดีขึ้นเช่นกัน ปัจจุบันแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนส่วนใหญ่สามารถรีไซเคิลได้ 95% ดังนั้นผลกระทบเมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งานจึงน้อยกว่าที่เคยเป็นมาก

นอกจากนี้อย่าลืมพื้นที่นอกระบบและพื้นที่ห่างไกลด้วย สถานที่หลายแห่งทั่วโลกไม่สามารถเข้าถึงไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ และตอนนี้พวกเขาใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลเพื่อจ่ายไฟให้กับบ้านและธุรกิจของตน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหล่านั้นไม่มีประสิทธิภาพอย่างยิ่งและปล่อยก๊าซคาร์บอนจำนวนมาก แต่ถ้าคุณใส่แผงโซลาร์เซลล์คู่กับแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ในพื้นที่เหล่านั้น ก็สามารถทดแทนดีเซลทั้งหมดได้ ฉันทำงานในโครงการในแถบชนบทของเคนยาเมื่อปีที่แล้ว เราติดตั้งระบบของเราสำหรับหมู่บ้านเล็กๆ แห่งหนึ่ง และพวกเขาเคยเผาน้ำมันดีเซล 50 ลิตรต่อวัน ปัจจุบัน พวกเขาใช้พลังงานแสงอาทิตย์ และการปล่อยก๊าซคาร์บอนจากไฟฟ้าลดลง 100% (ไม่มีน้ำมันดีเซลอีกต่อไป) และค่าพลังงานก็ลดลง 80% นั่นไม่เพียงแต่เป็นผลดีต่อโลกเท่านั้น แต่ยังเปลี่ยนแปลงชีวิตของผู้คนที่ต้องรับมือกับพลังงานราคาแพงและสกปรกมานานหลายปีอีกด้วย

ตอนนี้ฉันรู้ว่าบางคนสงสัยเรื่องต้นทุน ไม่กี่ปีที่ผ่านมา แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์มีราคาแพงมาก แต่ราคาได้ลดลงอย่างบ้าคลั่งในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ซึ่งมากกว่า 80% ตั้งแต่ปี 2010 จริงๆ และเมื่อคุณคำนึงถึงการประหยัดค่าไฟฟ้า บวกกับผลประโยชน์ด้านคาร์บอน ก็ไม่ใช่เรื่องง่ายสำหรับคนส่วนใหญ่และธุรกิจ แม้ว่าคุณจะไม่ต้องการออกจากระบบกริดโดยสมบูรณ์ การเพิ่มแบตเตอรี่จะช่วยให้คุณ "เปลี่ยนเวลา" การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ได้ โดยใช้พลังงานที่คุณสร้างขึ้นในระหว่างวันเมื่อคุณต้องการมันในเวลากลางคืน แทนที่จะซื้อพลังงานกริดราคาแพงเมื่อมีอัตราสูง (ซึ่งเรียกว่าค่าใช้จ่ายความต้องการสูงสุด และพวกเขาสามารถสร้างรายได้ก้อนใหญ่ของค่าพลังงานของอาคารพาณิชย์) ดังนั้นจึงไม่ใช่แค่สีเขียวเท่านั้น แต่ยังคุ้มค่าด้วย ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมผู้คนถึงเปลี่ยนมาใช้มากขึ้นเรื่อยๆ

เดี๋ยว กลับมาที่ส่วนวิทยาศาสตร์กันดีกว่า เพื่อให้แน่ใจว่าฉันไม่ได้พูดเกินจริง สิ่งสำคัญที่นี่คือการจัดเก็บแบตเตอรี่ PV ขจัดสิ่งที่เรียกว่า "การลดขนาด" นั่นคือเมื่อมีการสร้างพลังงานหมุนเวียนแต่ไม่สามารถนำมาใช้ได้เนื่องจากไม่มีที่ที่จะวางไว้บนโครงข่ายไฟฟ้า การลดขนาดลงเป็นปัญหาใหญ่ในสถานที่ที่มีแสงอาทิตย์มาก เช่น แคลิฟอร์เนียหรือเท็กซัส เมื่อปีที่แล้ว แคลิฟอร์เนียได้ลดปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ลงกว่า 5 ล้าน MWh ซึ่งเพียงพอที่จะจ่ายให้กับบ้านเรือน 450,000 หลังต่อปี นั่นคือพลังงานสะอาดทั้งหมดที่ต้องสูญเสียไปเนื่องจากไม่มีแบตเตอรี่ที่จะจัดเก็บ ด้วยการเพิ่มการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ PV มากขึ้น เราสามารถลดการลดขนาดลงได้ครึ่งหนึ่ง ซึ่งหมายความว่ามีการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลน้อยลงเพื่อให้ได้พลังงานเท่ากัน นั่นเป็นวิธีลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกโดยตรงและวัดผลได้

ฉันอยากจะพูดเกี่ยวกับการขนส่งด้วย เพราะผู้คนจำนวนมากไม่ได้เชื่อมต่อที่จัดเก็บแบตเตอรี่ PV กับสิ่งนั้น แต่พวกเขาควรทำ รถยนต์ไฟฟ้า (EV) กำลังเติบโตอย่างบ้าคลั่ง และหากเราชาร์จมันด้วยพลังงานจากกริด พลังงานนั้นก็ยังคงมาจากเชื้อเพลิงฟอสซิลในหลายแห่ง แต่ถ้าคุณชาร์จ EV ด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ที่เก็บไว้จากแบตเตอรี่ในบ้าน นั่นถือเป็นการขนส่งที่ไม่มีการปล่อยมลพิษโดยสิ้นเชิง ชัยชนะสองต่อหนึ่ง: คุณกำลังลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการใช้พลังงานในบ้านและจากการขับขี่ เรามีลูกค้าที่อยู่อาศัยจำนวนหนึ่งที่ทำแบบนั้น พวกเขามีพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคา แบตเตอรี่ และรถยนต์ไฟฟ้า และแทบไม่แตะต้องไฟฟ้าจากโครงข่ายเลย บ้านและรถยนต์ทั้งหมดของพวกเขาใช้พลังงานแสงอาทิตย์ที่สะอาด และการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากพลังงานโดยพื้นฐานแล้วเป็นศูนย์

ฉันขอเล่าเรื่องราวสั้นๆ เพื่อให้เรื่องนี้เป็นจริง ลูกค้าของเราในออสติน รัฐเท็กซัส ได้ติดตั้งระบบจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ของเราเมื่อปีที่แล้ว ก่อนหน้านั้นบ้านของพวกเขาใช้ไฟฟ้าจากโครงข่ายซึ่งเป็นก๊าซธรรมชาติ 40% พวกเขามีพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคา แต่พวกเขากำลังส่งพลังงานส่วนเกินทั้งหมดกลับไปที่โครงข่ายเพื่อรับเครดิตเล็กน้อย หลังจากเพิ่มแบตเตอรี่แล้ว ตอนนี้พวกเขาใช้พลังงานแสงอาทิตย์เกือบทั้งหมดในตอนกลางวัน เก็บส่วนที่เหลือ และเปิดบ้านทั้งหลังในตอนกลางคืนโดยใช้พลังงานที่เก็บไว้นั้น ค่าไฟฟ้าของพวกเขาเพิ่มขึ้นจาก 180 ดอลลาร์ต่อเดือนเป็น 20 ดอลลาร์ และการปล่อยก๊าซคาร์บอนจากพลังงานในบ้านลดลง 75% นั่นเป็นครอบครัวธรรมดา ไม่ใช่บริษัทขนาดใหญ่ ที่สร้างความแตกต่างอย่างแท้จริง

ในฐานะคนในอุตสาหกรรมนี้ ฉันเห็นว่าผู้คนจำนวนมากยังไม่รู้ว่าผลกระทบนี้ใหญ่แค่ไหน สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ (IEA) กล่าวว่าการจัดเก็บพลังงานสามารถช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนทั่วโลกได้ 10% ภายในปี 2573 นั่นไม่ใช่จำนวนเพียงเล็กน้อย แต่เป็นคุณประโยชน์มหาศาล และพื้นที่จัดเก็บส่วนใหญ่จะถูกจับคู่กับพลังงานแสงอาทิตย์ PV เนื่องจากพลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ถูกที่สุดในขณะนี้ ดังนั้นการรวมสองสิ่งนี้เข้าด้วยกันก็เหมือนกับการซ้อนมหาอำนาจสองอย่างเข้าด้วยกัน: ราคาถูก พลังงานสะอาด บวกกับความสามารถในการใช้เมื่อใดก็ได้ที่คุณต้องการ ซึ่งหมายถึงเชื้อเพลิงฟอสซิลน้อยลง

แต่ไม่ใช่แค่โครงการใหญ่ๆ หรือคนรวยเท่านั้น เราต้องการนโยบายที่สนับสนุนการจัดเก็บแบตเตอรี่ PV สำหรับทุกคน ไม่ว่าจะเป็นที่อยู่อาศัย อาคารพาณิชย์ และสาธารณูปโภค เครดิตภาษีสำหรับเจ้าของบ้านที่เติมแบตเตอรี่ เงินช่วยเหลือสำหรับธุรกิจขนาดเล็ก ปรับปรุงการอนุญาตสำหรับโครงการจัดเก็บ ฉันได้พูดคุยกับผู้กำหนดนโยบายหลายคนที่ได้รับสิ่งนี้ แต่เราจำเป็นต้องผลักดันต่อไป เพราะแบตเตอรี่ทุกก้อนที่เราติดตั้งนั้นอยู่ห่างจากถ่านหินและก๊าซเพียงก้าวเดียว และเป็นก้าวสู่อนาคตที่สะอาดยิ่งขึ้น

พูดตามตรง ไม่มีกระสุนเงินสักเม็ดเดียวในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน แต่การเก็บแบตเตอรี่ PV เป็นหนึ่งในเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพและใช้งานได้จริงที่สุดที่เรามีในขณะนี้ ใช้งานได้แล้วในบ้าน ธุรกิจ และชุมชนหลายพันแห่งทั่วโลก ในฐานะซัพพลายเออร์ที่เก็บแบตเตอรี่ PV ฉันภูมิใจที่ได้เป็นส่วนหนึ่งของสิ่งนั้น และรู้สึกตื่นเต้นที่ได้เห็นเทคโนโลยีนี้เติบโตอย่างต่อเนื่อง

หากคุณเป็นเจ้าของบ้าน เจ้าของธุรกิจ หรือสาธารณูปโภคที่ต้องการเปลี่ยนมาใช้พลังงานที่สะอาดขึ้น และลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน เราช่วยคุณได้ ทีมงานของเรารู้แน่ชัดว่าจะออกแบบระบบที่เหมาะกับความต้องการของคุณได้อย่างไร ไม่ว่าคุณกำลังมองหาระบบไร้โครงข่ายไฟฟ้า ลดต้นทุนพลังงานสูงสุด หรือเพียงใช้พลังงานแสงอาทิตย์ให้มากขึ้น ไปที่เว็บไซต์ของเราเพื่อดูโซลูชันของเรา และอย่าลังเลที่จะติดต่อทีมของเราเพื่อเริ่มการสนทนาเกี่ยวกับวิธีที่เราจะทำงานร่วมกันเพื่อทำให้พลังงานของคุณสะอาดขึ้นและราคาถูกลง

อ้างอิง:

1. สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ (2023) แนวโน้มการจัดเก็บพลังงานทั่วโลก สิ่งพิมพ์ของ IEA
2. ลาซาร์ด. (2022) การวิเคราะห์ต้นทุนการจัดเก็บแบบปรับระดับของ Lazard Lazard Freres & Co. LLC.
3. ผู้ดำเนินการระบบอิสระแห่งแคลิฟอร์เนีย (CAISO) (2023) รายงานการลดขนาดปี 2023 ไคโซ.
4. สมาคมอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ (SEIA) (2022) รายงานข้อมูลเชิงลึกของตลาดพลังงานแสงอาทิตย์ของสหรัฐอเมริกา เสี่ย.
5. ธนาคารโลก. (2021). การใช้พลังงานไฟฟ้าในชนบทด้วยพลังงานหมุนเวียน: กรณีศึกษาจาก Sub-Saharan Africa กลุ่มธนาคารโลก.