โอกาสและข้อจำกัดของการผลิตไฟฟ้าพลังงานลม

พลังงาน ลมมีต้นกำเนิดจากพลังงานแสงอาทิตย์โดยอ้อม กล่าวคือ เมื่อแสงอาทิตย์ที่ส่องกระทบผิวโลกในลักษณะภูมิประเทศที่แตกต่างกัน ทำให้อุณหภูมิบนผิวโลกแตกต่างกัน ส่วนที่ร้อนมีความหนาแน่นน้อยจะลอยสูงขึ้น ทำให้อากาศส่วนที่เย็นมีความหนาแน่นมากกว่าไหลเข้ามาแทนที่ ก่อให้เกิดลม ซึ่งเป็นการเคลื่อนที่ของอากาศขึ้น

ความ จริงแล้วการนำพลังงานลมมาใช้ประโยชน์นั้นไม่ใช่เรื่องใหม่แต่อย่างใด โดยนำมาใช้ประโยชน์เป็นเวลานานแล้ว โดยใช้ประกอบกับเครื่องจักรอื่นๆ เช่น เครื่องสีข้าว ระหัดวิดน้ำ ฯลฯ โดยการนำพลังงานจากลมออกมาใช้ประโยชน์นั้น เครื่องมือสำคัญ คือ กังหันลม (Wind Mill) ซึ่งทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานจลน์จากลมมาเป็นพลังงานกลโดยตรง

ปัจจุบันผู้ผลิตอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมรายใหญ่ของโลก คือ บริษัท Vestas Wind Systems ของเดนมาร์ก รองลงมา คือ บริษัท General Electric ของสหรัฐฯ, บริษัท Enercon ของเยอรมนี บริษัท Gamesa Tecnologica ของสเปน บริษัท Suzlon ของอินเดีย และบริษัทซีเมนส์ของเยอรมนี ตามลำดับ

ผู้ ผลิตอุปกรณ์เหล่านี้ได้พยายามพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต ไฟฟ้า เป็นต้นว่า พัฒนากังหันลมให้มีขนาดใบพัดใหญ่ขึ้น ติดตั้งบนเสาสูงขึ้น เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ โดยผู้เชี่ยวชาญได้คำนวณว่าหากตั้งกังหันลมสูงขึ้นกว่าเดิมเท่าตัว จะทำให้ได้พลังงานลมซึ่งมีความเร็วเพิ่มขึ้นประมาณ 10% ส่งผลทำให้สามารถผลิตไฟฟ้าได้เพิ่มขึ้นมากถึง 34%

จากแนวโน้มข้างต้น ทำให้โรงไฟฟ้าพลังงานลมมีขนาดใหญ่และมีความสูงกว่าเดิมมาก จากเดิมเมื่อปี 2528 โรงไฟฟ้าพลังงานลมจะมีกำลังผลิตเพียงแค่ 0.05 เมกะวัตต์ แต่ขนาดกำลังผลิตได้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเป็น 1.5 เมกะวัตต์ ในปี 2541

ล่าสุดบริษัทมิตชูบิชิเฮฟวี่อินดัสตรีส์ของญี่ปุ่นได้ประกาศเมื่อกลางปี 2547 ในการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานลม ประกอบด้วยกังหันลมขนาดใหญ่โดยมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 92 เมตร และมีกำลังผลิตไฟฟ้า 2.4 เมกะวัตต์ โดยจะนำไปติดตั้งบนหอคอยขนาดความสูง 70 เมตร ทำให้จุดสูงสุดของกังหันลมอยู่สูงกว่าระดับพื้นดินมากถึง 116 เมตร หรือเท่ากับตึกซึ่งมีความสูง 30 ชั้น

ปัจจุบันมีการตื่นตัวในการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมทั่วโลก ทำให้กำลังผลิตไฟฟ้าพลังงานลมเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจากเดิม 5,000 เมกะวัตต์ ในปี 2538 เพิ่มขึ้นเป็น 74,223 เมกะวัตต์ ในปี 2549 และผู้เชี่ยวชาญคาดว่าจะเพิ่มขึ้นอีกเป็น 160,000 เมกะวัตต์ ในปี 2553

ขณะเดียวกันต้นทุนการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมได้ลดลงอย่าวรวดเร็วจากเดิม 0.40 เหรียญสหรัฐ/หน่วย ในปี 2522 ลดลงเหลือ 4 - 6 เหรียญสหรัฐ/หน่วย ในปี 2543 และลดลงอีกเหลือ 3 - 4.5 เหรียญสหรัฐ/หน่วย ในปี 2547

เป็นที่น่าสังเกตว่าในช่วงที่ผ่านมากำลังผลิตไฟฟ้าด้วยพลังงานลมมีอัตราเติบโดยเฉลี่ยสูงถึง 29% ต่อปี นับว่าสูงมากเมื่อเปรียบเทียบกับอัตราการเติบโตของกำลังผลิตไฟฟ้าจากถ่านหิน 2.5% ต่อปี กำลังผลิตไฟฟ้าจากพลังงานนิวเคลียร์ 1.8% ต่อปี กำลังผลิตไฟฟ้าจากก๊าซธรรมชาติ 2.5% ต่อปี และกำลังผลิตไฟฟ้าจากน้ำมัน 1.7% ต่อปี

แม้กำลังผลิตไฟฟ้าพลังงานลมในปี 2549 อยู่ที่ระดับสูงถึง 74,223 เมกะวัตต์ แต่คิดเป็นเพียง 1% ของกำลังผลิตไฟฟ้าทั่วโลก อย่างไรก็ตาม สำหรับบางประเทศแล้ว กำลังผลิตไฟฟ้าพลังงานลมอยู่ในระดับสูงมาก เช่น เดนมาร์กอยู่ในระดับ 20% ของกำลังผลิตไฟฟ้ารวมของประเทศ ในขณะที่สเปนอยู่ในระดับ 9% และเยอรมนี 7.6%

เยอรมนีนับเป็นประเทศที่มีกำลังผลิตไฟฟ้าพลังงานลมสูงที่สุดในโลก คือ 20,622 เมกะวัตต์ ในปี 2549 คิดเป็นสัดส่วนสูงถึง 28% ของกำลังผลิตไฟฟ้าพลังงานลมทั่วโลก รองลงมา คือ สเปน 11,615 เมกะวัตต์ สหรัฐฯ 11,603 เมกะวัตต์ อินเดีย 6,270 เมกะวัตต์ เดนมาร์ก 3,140 เมกะวัตต์ จีน 2,604 เมกะวัตต์ อิตาลี 2,123 เมกะวัตต์ สหราชอาณาจักร 1,963 เมกะวัตต์

สำหรับจุดเด่นสำคัญของโรงไฟฟ้าพลังงานลมมีหลายประการ โดยต้นทุนส่วนใหญ่ คือ 75 - 90% ของทั้งหมด เป็นค่าอุปกรณ์และการติดตั้ง ส่วนค่าใช้จ่ายในการดำเนินการและค่าใช้จ่ายในด้านบำรุงรักษานับว่าต่ำมาก ส่วนพลังงานก็ได้มาฟรี โดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายแต่อย่างใด ขณะเดียวกันก็ไม่มีปัญหาอากาศเป็นพิษจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง

อย่างไรก็ตาม โรงไฟฟ้าพลังงานลมมีปัญหาข้อจำกัดสำคัญหลายประการ

ประการแรก แม้ลมจะพัดแรงมากที่บรรยากาศระดับสูง เนื่องจากสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระโดยไม่มีสิ่งกีดขวาง แต่กระแสลมที่ระดับพื้นดินมีอัตราความเร็วต่ำลงมาก เนื่องจากมีสิ่งกีดขวางชะลอความเร็วลม เป็นต้นว่า บ้านเรือน อาคาร ต้นไม้ ภูเขา ฯลฯ

ผู้เชี่ยวชาญได้ให้คำแนะนำว่าหากจะนำกระแสลมมาใช้ประโยชน์ให้คุ้มค่าเชิงพาณิชย์แล้ว ควรจะเป็นสถานที่ซึ่งมีความเร็วลมไม่ต่ำกว่า 4.5 เมตร/วินาที และกระแสลมพัดสม่ำเสมออย่างต่อเนื่อง เพื่อให้ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าต่ำกว่าหรือใกล้เคียงกับการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งฟอสซิล

ประการที่สอง แม้ในธรรมชาติจะมีพลังงานลมจำนวนมหาศาล แต่พลังงานลมมีความไม่แน่นอนสูง ทำให้ปริมาณการผลิตไฟฟ้าไม่สม่ำเสมอตามไปด้วย ยิ่งไปกว่านั้น พลังงานลมมีปริมาณผันแปรในทางลบกับอุปสงค์ โดยวันที่มีอากาศร้อนซึ่งมีความต้องการไฟฟ้าจำนวนมากเพื่อใช้เป็นพลังงานใน เครื่องปรับอากาศ กลับเป็นวันซึ่งมีแนวโน้มว่าลมพัดอ่อน ทำให้สามารถผลิตไฟฟ้าได้จำนวนน้อย ขณะเดียวกันวันที่มีอากาศเย็น โดยเฉพาะในช่วงฤดูหนาวที่มีความต้องการไฟฟ้าน้อย กลับเป็นช่วงที่ลมพัดแรง

ประการที่สาม โรงไฟฟ้าพลังงานลมขนาดใหญ่มีต้นทุนค่าก่อสร้างสูงมาก แต่ละตัวมีค่าก่อสร้างและติดตั้งมากกว่าร้อยล้านบาท แต่สามารถผลิตไฟฟ้าได้เฉลี่ยเพียงแค่ 30 - 40% ของกำลังผลิตเท่านั้น นับว่าต่ำกว่ากรณีโรงไฟฟ้าประเภทอื่นๆ เช่น โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์หรือโรงไฟฟ้าพลังงานถ่านหิน ซึ่งสามารถผลิตไฟฟ้าโดยเฉลี่ยได้มากถึง 90% ของกำลังผลิต

ตัวอย่างหนึ่ง คือ กรณีประเทศเยอรมนีซึ่งมีกำลังผลิตไฟฟ้าพลังงานลม 7% ของกำลังผลิตทั้งหมด แต่เนื่องจากพลังงานลมมีความไม่แน่นอนสูง ทำให้สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้เพียง 1.5% ของพลังงานไฟฟ้าทั้งหมดเท่านั้น

ประการที่สี่ หากมีการติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมจำนวนมาก จะทำให้ระบบผลิตไฟฟ้ามีประสิทธิภาพต่ำลง เนื่องจากจะต้องลงทุนก่อสร้างโรงไฟฟ้าสำรองจำนวนมากเพื่อให้สามารถจ่ายไฟฟ้า ในช่วงลมพัดอ่อน โดยโรงไฟฟ้าสำรองเหล่านี้ส่วนใหญ่มักจะเป็นแบบกังหันก๊าซซึ่งใช้ก๊าซ ธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิง เนื่องจากสามารถเปิดและปิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้อย่างรวดเร็ว

อย่าง ไรก็ตาม โรงไฟฟ้าแบบกังหันก๊าซมีข้อเสียสำคัญ คือ มีต้นทุนการผลิตไฟฟ้าสูงกว่ากรณีเป็นโรงไฟฟ้าที่ใช้ถ่านหินหรือใช้ นิวเคลียร์เป็นเชื้อเพลิง ทั้งนี้ ผู้เชี่ยวชาญได้วิเคราะห์ว่าหากคำนวณครอบคลุมถึงต้นทุนโรงไฟฟ้าสำรองแล้ว จะทำให้ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมเพิ่มขึ้นอีกหน่วยละประมาณ 0.3 บาท

ประการที่ห้า มีเสียงดังและมีผลกระทบต่อทัศนียภาพ โดยเฉพาะในปัจจุบันกังหันลมมีขนาดใหญ่ขึ้น ทำให้เสียงดังยิ่งขึ้นและสามารถมองเห็นได้แม้อยู่ระยะไกล ดังนั้น เพื่อแก้ไขปัญหาข้างต้น บางครั้งต้องก่อสร้างโรงไฟฟ้ากังหันลมบริเวณนอกชายฝั่งแม้จะมีต้นทุนสูงกว่า บนแผ่นดินใหญ่มากถึง 50% ซึ่งนอกจากแก้ไขปัญหาทัศนียภาพแล้ว ยังมีข้อดีเพิ่มเติมอีก คือ กระแสลมบนพื้นน้ำจะมีความเร็วสูงกว่าบนพื้นดิน เนื่องจากผิวน้ำมีความราบเรียบมากกว่าพื้นดิน

ขณะ เดียวกันมีความพยายามวิจัยและพัฒนาเพื่อแก้ไขปัญหาเสียงดังจากกังหันลม เป็นต้นว่า นักวิจัยของมหาวิทยาลัยโตไกของญี่ปุ่นได้ประกาศเมื่อปี 2545 เกี่ยว กับความสำเร็จในการประดิษฐ์ใบพัดของกังหันลมแบบใหม่ที่มีเสียงเบามากเป็นผล สำเร็จ เพื่อให้สามารถติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบนี้ภายในตัวเมืองได้

ประการที่หก ปัญหาการลักขโมย เนื่องจากโรงงานผลิตไฟฟ้ากังหันลมมักตั้งอยู่ในพื้นที่ห่างไกลเพื่อลดค่า เช่าที่ดิน ก่อให้เกิดปัญหาถูกลักขโมยชิ้นส่วนโลหะ เช่น บันไดสำหรับปีนขึ้นไปบำรุงรักษากังหันลม ฯลฯ ซึ่งนับเป็นปัญหาอย่างมาก โดยเฉพาะกรณีจัดตั้งโครงการในพื้นที่ประชากรมีความเป็นอยู่อย่างยากจน

สำหรับ กรณีของประเทศไทย ได้เคยมีการศึกษาพบว่ามีหลายพื้นที่มีศักยภาพสูงในการก่อตั้งโรงไฟฟ้า พลังงานลม โดยเฉพาะพื้นที่ตามแนวชายฝั่งตะวันออกของภาคใต้และอุทยานแห่งชาติดอยอิน ทนนท์ จังหวัดเชียงใหม่ เนื่องจากที่ระดับความสูง 50 เมตร มีความเร็วลมเฉลี่ยรายปีตั้งแต่ 6.4 เมตร/วินาที ขึ้นไป สำหรับรองลงมาเป็นพื้นที่ตามแนวชายฝั่งตะวันตกของภาคใต้ มีความเร็วลมเฉลี่ยรายปีตั้งแต่ 4.4 เมตร/วินาที ขึ้นไป

ใน ระยะที่ผ่านมาได้มีการติดตั้งโรงไฟฟ้าพลังงานลมในประเทศไทยอยู่บ้าง แต่ค่อนข้างน้อย เป็นต้นว่า การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทยได้ทำการติดตั้งกังหันลมผลิตไฟฟ้าที่แหลมพรม เทพ จังหวัดภูเก็ต

แต่ใน อนาคตมีแนวโน้มว่าจะมีการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานลมในประเทศไทยเพิ่มขึ้น อย่างก้าวกระโดด เนื่องจากเทคโนโลยีในด้านนี้ก้าวหน้ารวดเร็วมาก ประกอบกับรัฐบาลไทยมีนโยบายส่งเสริมการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน โดยครอบคลุมถึงการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมด้วย ทั้งนี้ ได้เสนอรับซื้อไฟฟ้าในอัตราสูงกว่าปกติมากถึง 2.5 บาท/หน่วย เป็นเวลา 7 ปี นับจากเริ่มผลิตเชิงพาณิชย์

ติดต่อขอข้อมูล ติชม และเสนอแนะความคิดเห็นได้ที่กองการตลาดเพื่อการลงทุน สำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมการลงทุน 0-2537-8163 หรือที่ marketing@boi.go.th
ที่มา http://www.measwatch.org/autopage/show_page.php?t=20&s_id=222&d_id=225