ราคาของแบตเตอรี่จะลดลงได้อีกแค่ไหน
(aukehoekstra.substack.com)- หากแบตเตอรี่โซเดียมมีราคาถูกลงมาก แบตเตอรี่แบบอยู่กับที่ อาจถูกติดตั้งตามบ้าน ธุรกิจ และทั่วทั้งโครงข่ายไฟฟ้า และ การตอบสนองด้านอุปสงค์ กับการกักเก็บในระดับท้องถิ่นอาจมีบทบาทมากกว่าการเสริมโครงข่ายไฟฟ้า
- เมื่อดูจาก เส้นโค้งการเรียนรู้ ตาม Wright’s Law ราคาของแบตเตอรี่ลดลงราว 25% ทุกครั้งที่ปริมาณการผลิตเพิ่มเป็นสองเท่า และหากคาดการณ์แนวโน้มนี้ไปถึงปี 2030 ราคาของเซลล์อาจลดลงเหลือ 8 ดอลลาร์ ต่อ kWh
- ในด้านต้นทุนวัสดุ LFP มีต้นทุนอยู่ที่ราว 50 ดอลลาร์ต่อ kWh แล้วในปี 2024 และ โซเดียมที่ถูกกว่าลิเทียมราว 30 เท่า อาจทำให้ต้นทุนวัตถุดิบของขั้วบวกและขั้วลบลดลงเหลือราว 1 ดอลลาร์ต่อ kWh
- เนเธอร์แลนด์มีบริษัทมากกว่า 10,000 แห่งที่ไม่ได้รับไฟฟ้าตามต้องการเพราะความแออัดของโครงข่ายไฟฟ้า และแม้จะมีแผนใช้เงิน 236 พันล้านยูโร กับโครงข่ายในอีก 10 ปีข้างหน้า แต่มีการคำนวณว่าแบตเตอรี่สำหรับกักเก็บไฟฟ้า 5 ชั่วโมงขนาด 7TWh อาจใช้เงินเพียงราว 5 พันล้านยูโร
- หากต้องการให้แบตเตอรี่ราคาถูกเปลี่ยนแปลงโครงข่ายไฟฟ้าได้จริง ยังต้องมีโครงสร้างที่ทำงานร่วมกันได้แบบอินเทอร์เน็ต มาตรฐานการสื่อสารอัตโนมัติ การเข้ารหัสกุญแจสาธารณะ และระบบความน่าเชื่อถือบนบัญชีแยกประเภทแบบกระจายศูนย์ที่ใช้พลังงานต่ำควบคู่กันไป
เหตุใดแบตเตอรี่ราคาถูกจึงเปลี่ยนโครงข่ายไฟฟ้าได้
- หากแบตเตอรี่โซเดียมมีราคาถูกลงมากพอ บทบาทของแบตเตอรี่ในระบบไฟฟ้าจะขยายกว้างขึ้นอย่างมาก
- การตอบสนองด้านอุปสงค์ ในระดับท้องถิ่นจะมีความสำคัญมากขึ้น
- ความยืดหยุ่นและเสถียรภาพของโครงข่ายไฟฟ้าจะดีขึ้น
- ภาระในการเสริมโครงข่ายไฟฟ้าจะลดลง
- พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมจะเติบโตได้ง่ายขึ้น
- แบตเตอรี่อาจกลายเป็นเครื่องมือสำคัญในการลดคอขวดของทั้งระบบพลังงานใหม่ ไม่ได้จำกัดแค่รถยนต์ไฟฟ้า
- จากการปรับปรุงกระบวนการผลิต องค์ประกอบของวัสดุ และบรรจุภัณฑ์อย่างต่อเนื่อง แบตเตอรี่จึงเบาขึ้น ใช้งานได้นานขึ้น และถูกลง และทุกครั้งก็เปิดทางให้เกิดกรณีธุรกิจและการใช้งานใหม่
การเปลี่ยนแปลงของราคาแบตเตอรี่ลิเทียมในอดีต
- แบตเตอรี่ตะกั่วกรดถูกใช้อย่างแพร่หลายมาเกือบหนึ่งศตวรรษ แต่ความต้องการจากโน้ตบุ๊กและพีซีได้เร่งการพัฒนาแบตเตอรี่ที่ดีกว่าเดิม
- ในปี 2008 ราคาแบตเตอรี่อยู่ที่มากกว่า 1,500 ดอลลาร์ ต่อ kWh
- ปัจจุบันสามารถซื้อเซลล์แบตเตอรี่ NMC ได้ในราคาต่ำกว่า 100 ดอลลาร์ ต่อ kWh
- NMC คือแบตเตอรี่ลิเทียมที่ใช้วัสดุแคโทดนิกเกิล แมงกานีส และโคบอลต์
- เซลล์ LFP แม้จะหนักกว่าแบตเตอรี่ลิเทียมยุคแรกเล็กน้อย แต่ดีกว่าในหลายด้าน และราคาลดลงมาอยู่ที่ระดับ 47 ดอลลาร์ ต่อ kWh
- แบตเตอรี่โซเดียมมีแนวโน้มจะถูกกว่าแบตเตอรี่ที่มีอยู่เดิม และอาจเร่งการแพร่หลายของแบตเตอรี่แบบอยู่กับที่
ราคาปี 2030 ที่คำนวณจากเส้นโค้งการเรียนรู้
- การคาดการณ์ราคาแบตเตอรี่ใช้เกณฑ์หลัก 2 แบบ
- เส้นโค้งการเรียนรู้ ของเทคโนโลยี
- ต้นทุนวัสดุ ที่จำเป็น
- ตาม Wright’s Law ทุกครั้งที่ปริมาณการผลิตเพิ่มเป็นสองเท่า ราคาจะลดลงในสัดส่วนคงที่
- เมื่ออ้างอิงกราฟราคาแบตเตอรี่จาก งานวิจัยแบบเปิดของ Way et al. จะเห็นว่าราคาที่สังเกตได้ลดลงเกือบเป็นเส้นตรงตามประสบการณ์การผลิตที่เพิ่มขึ้น
- ในตัวอย่างการคำนวณ ราคาลดลงจาก 1,200 ดอลลาร์ต่อ kWh เหลือราว 150 ดอลลาร์ต่อ kWh ระหว่างที่กำลังการผลิตแบตเตอรี่เพิ่มจาก 10GWh เป็น 1,200GWh
- 10→20→40→80→160→320→640→1280 คือการเพิ่มเป็นสองเท่าประมาณ 7 ครั้ง
- อัตราการเรียนรู้ในช่วงนี้คือราคาลดลงราว 25% ทุกครั้งที่กำลังการผลิตเพิ่มเป็นสองเท่า
- เมื่อนำข้อมูลการผลิตแบตเตอรี่ปี 2015~2023 จาก รายงานแบตเตอรี่ล่าสุดของ IEA มาใช้ จะพบว่าเส้นแนวโน้มการเติบโตรายปี 59% สอดคล้องกับข้อมูลได้ดี
- ความสัมพันธ์ของเส้นแนวโน้มถูกนำเสนอไว้ที่ 99.9%
- หากสมมติว่าเติบโตปีละ 59% จาก 2,410GWh ในปี 2023 จะได้ 61,917GWh ในปี 2030
- นี่เทียบได้เกือบพอดีกับการเพิ่มเป็นสองเท่า 8 ครั้ง
- หากเริ่มจาก 80 ดอลลาร์ต่อ kWh ในปี 2023 แล้วใช้การลดลง 25% จำนวน 8 ครั้ง ราคาของเซลล์ในปี 2030 จะอยู่ที่ 8 ดอลลาร์ ต่อ kWh
ต้นทุนวัสดุในฐานะขีดล่างของราคา
- ในอดีต ราคาของแบตเตอรี่ที่ต่ำกว่า 50 ดอลลาร์ ต่อ kWh ในระดับเซลล์เคยดูไม่สมจริง
- ในแบตเตอรี่ NMC ทั้ง NMC111 และ NMC811 ต้นทุนวัตถุดิบของแคโทดไม่ได้สร้างความแตกต่างมากนัก
- เมื่อความหนาแน่นพลังงานแตะจุดสูงสุดราว 300Wh/kg ต้นทุนวัตถุดิบของแคโทดอยู่ที่ประมาณ 50 ดอลลาร์ ต่อ kWh
- เมื่อนำต้นทุนลิเทียมอีกราว 10 ดอลลาร์ ต่อ kWh มารวมด้วย ก็ยากที่จะต่ำกว่า 60 ดอลลาร์ต่อ kWh
- แบตเตอรี่ LFP กลับมาได้รับความนิยมอีกครั้ง และ CATL ได้เพิ่มความหนาแน่นพลังงานให้สูงกว่า 200Wh/kg
- แบตเตอรี่ LFP ขนาด 60kWh สามารถให้ระยะทางวิ่งราว 350 กม. ในรถ EV รุ่นประหยัด
- น้ำหนักของเซลล์อาจอยู่ที่ราว 300 กก.
- ต้นทุนวัตถุดิบเหล็กและฟอสเฟตของ LFP ต่ำกว่า 20 เซนต์ ต่อ kWh และคาร์บอนสำหรับแอโนดก็อยู่ในระดับใกล้เคียงกัน
- ในทางทฤษฎี ต้นทุนวัสดุของแคโทดและแอโนดอาจต่ำกว่า 1 ดอลลาร์ ต่อ kWh
- ในกรณีนี้ ลิเทียมจะคิดเป็นราว 90% ของต้นทุนวัตถุดิบ แต่ต้นทุนวัตถุดิบรวมก็ยังอยู่เพียงราว 11 ดอลลาร์ต่อ kWh
- ข้อมูลราคาในปี 2024 แสดงว่า LFP อยู่ที่ราว 50 ดอลลาร์ต่อ kWh แล้ว
- ยังมีข่าวลือด้วยว่าแบตเตอรี่สำหรับโครงข่ายไฟฟ้าที่ติดตั้งครบแล้วถูกเสนอในราคาต่ำกว่า 100 ดอลลาร์ต่อ kWh
- IEA คาดว่าราคาแบตเตอรี่สำหรับโครงข่ายไฟฟ้าที่ติดตั้งแล้วจะต่ำกว่า 100 ดอลลาร์ต่อ kWh หลังปี 2050
ต้นทุนวัตถุดิบที่ต่ำกว่าของแบตเตอรี่โซเดียม
- ในแบตเตอรี่ LFP ลิเทียมเป็นตัวครองต้นทุนวัตถุดิบ แต่โซเดียมมีราคาถูกกว่าลิเทียมราว 30 เท่า
- แบตเตอรี่โซเดียมอาจลดต้นทุนวัตถุดิบของขั้วบวกและขั้วลบลงได้อีกจนเหลือราว 1 ดอลลาร์ ต่อ kWh
- ความหนาแน่นพลังงานก็ขึ้นมาถึงระดับ 160Wh/kg แล้ว
- แบตเตอรี่ขนาด 60kWh อาจมีน้ำหนักต่ำกว่า 400 กก. ในระดับเซลล์
- การคาดการณ์จากเส้นโค้งการเรียนรู้ชี้ไปที่ 8 ดอลลาร์ ต่อ kWh ในปี 2030 และการคำนวณต้นทุนวัสดุก็แสดงให้เห็นความเป็นไปได้ของระดับไม่กี่ดอลลาร์ต่อ kWh
- แบตเตอรี่ลิเทียม-กำมะถันยังคงเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่อาจมีต้นทุนต่ำใกล้เคียงกันและมีน้ำหนักเบามาก
ความแออัดของโครงข่ายไฟฟ้าและแบตเตอรี่แบบอยู่กับที่
- มุมมองหนึ่งคือระบบพลังงานราคาถูกที่อาศัยลมและแสงอาทิตย์เป็นหลักนั้นเป็นไปได้
- ในเนเธอร์แลนด์ ความแออัดของโครงข่ายไฟฟ้าเป็นปัญหาใหญ่
- บริษัทมากกว่า 10,000 แห่งไม่ได้รับไฟฟ้าตามต้องการ
- จำนวนดังกล่าวกำลังเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
- มีแผนใช้เงิน 236 พันล้านยูโร กับโครงข่ายไฟฟ้าในอีก 10 ปีข้างหน้า
- แบตเตอรี่ราคาถูกอาจเข้ามาแทนการลงทุนในโครงข่ายไฟฟ้าได้เป็นสัดส่วนมาก
- มีการคำนวณว่าต้นทุนของแบตเตอรี่ขนาด 7TWh สำหรับกักเก็บไฟฟ้าระดับประเทศได้ 5 ชั่วโมงอาจอยู่ที่เพียงราว 5 พันล้านยูโร
- มีการคาดการณ์ว่าก่อนปี 2030 แบตเตอรี่ที่อายุการใช้งานยาวนานซึ่งมีราคาต่ำกว่า 50 ดอลลาร์ ต่อ kWh อาจถูกติดตั้งอย่างแพร่หลาย
- บ้านเรือนอาจติดตั้งแบตเตอรี่ 20kWh ได้ในราคาราว 1,000 ดอลลาร์
- ระยะเวลาคืนทุนถูกประเมินว่าไม่ถึง 3 ปี
- สามารถลดพีคการใช้ไฟฟ้าช่วงกลางวัน ลดความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า และหลีกเลี่ยงไฟดับได้
- ภาคธุรกิจและนิคมอุตสาหกรรมสามารถซื้อแบตเตอรี่ขนาดใหญ่กว่าเพื่อบรรเทาความแออัดของโครงข่ายไฟฟ้าได้อย่างรวดเร็ว
ราคาพลังงานแสงอาทิตย์·พลังงานลม และเสถียรภาพของโครงข่ายไฟฟ้า
- แบตเตอรี่จะดูดซับไฟฟ้าส่วนเกินที่ผลิตจากพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมในช่วงที่ราคาลดลงเล็กน้อย และจ่ายกลับเข้าสู่ระบบเมื่อราคาสูงขึ้นเล็กน้อย
- ด้วยวิธีทำงานนี้ พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์จึงสามารถได้รับราคาที่เกือบคงที่ตลอดทั้งวัน
- การแพร่หลายของแบตเตอรี่ทำให้การเติบโตอย่างรวดเร็วของพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ดำเนินต่อไปได้
- แม้ในโครงข่ายที่กว้างขึ้น แบตเตอรี่ก็ยังช่วยปรับยอดสูงสุดและจุดต่ำสุดให้ราบเรียบ
- ไฟดับ
- ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า
- ความแออัดของโครงข่ายไฟฟ้าจากภาระพีค
- มีการใช้อุปมาเปรียบเทียบว่าแบตเตอรี่ราคาถูกสามารถเปลี่ยนโครงข่ายไฟฟ้าที่ปั่นป่วนเหมือนพายุให้กลายเป็นสระว่ายน้ำที่สงบนิ่งได้
โครงข่ายไฟฟ้าแบบเปิดและปลอดภัยเหมือนอินเทอร์เน็ต
- หากต้องการให้แบตเตอรี่ราคาถูกช่วยแก้ความแออัดของโครงข่ายไฟฟ้าและสนับสนุนการขยายตัวของพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม โครงสร้างของโครงข่ายไฟฟ้าเองก็ต้องพร้อมไปด้วย
- โครงข่ายไฟฟ้าทั่วโลกต้องการโครงสร้างที่คล้ายกับ OSI model ของอินเทอร์เน็ต
- ใครก็ตามทั่วโลกควรสามารถพัฒนาโซลูชันฮาร์ดแวร์ที่เข้ากันได้กับระบบอื่น
- ไม่ใช่แค่ระดับฮาร์ดแวร์ แต่ต้องรวมถึงโปรโตคอลและวิธีสื่อสารอัตโนมัติระหว่างอุปกรณ์ที่ควบคุมการไหลของพลังงานด้วย
- ในด้านโปรโตคอล มีการกล่าวถึง TCP/IP ว่าเป็นตัวเลือกหนึ่ง
- ภาคพลังงานเองก็ต้องมีระบบมาตรฐานคล้ายกับ W3C standards ที่รับประกันการทำงานร่วมกันได้ของเบราว์เซอร์
- อุปกรณ์ทั้งหมดควรใช้ การเข้ารหัสกุญแจสาธารณะ
- ต้องสามารถตรวจสอบได้ว่าข้อมูลมาจากอุปกรณ์ที่เชื่อถือได้
- ต้องสามารถยืนยันได้ว่าอุปกรณ์นั้นมีอยู่จริงและเป็นอุปกรณ์ที่มีความสามารถตามที่ระบุไว้
- บัญชีแยกประเภทแบบกระจายศูนย์ ที่ใช้พลังงานต่ำก็อาจมีบทบาทได้เช่นกัน
- มีการกล่าวถึง Proof of Stake ไม่ใช่ Proof of Work
- สามารถสร้างระบบ trustless ที่ทำงานได้โดยไม่ต้องมีหน่วยงานกลางที่ทำหน้าที่สร้างความเชื่อถือ
การเปลี่ยนแปลงของวิธีดำเนินงานโครงข่ายไฟฟ้า
- การมาถึงของแบตเตอรี่โซเดียมสมัยใหม่อาจทำให้แบตเตอรี่แบบอยู่กับที่มีราคาถูกกว่าที่คาดมากและแพร่หลายได้ในวงกว้าง
- โครงข่ายไฟฟ้าอาจเปลี่ยนจากโครงสร้างการบริหารแบบบนลงล่างไปสู่โครงสร้างที่ กระจายศูนย์และขับเคลื่อนจากล่างขึ้นบน มากขึ้น
- บ้านเรือนสามารถใช้แบตเตอรี่เพื่อใช้ไฟฟ้าได้อย่างเสถียรและประหยัดมากขึ้น
- ในระดับชุมชน สามารถใช้แบตเตอรี่เพื่อแบ่งปันไฟฟ้าในท้องถิ่นได้
- ลดต้นทุนของโครงข่ายไฟฟ้า
- ลดความล่าช้าในการก่อสร้างโครงข่ายไฟฟ้า
- โครงข่ายไฟฟ้าโดยรวมจะทำงานได้ถูกลง มีความยืดหยุ่นมากขึ้น และรองรับพลังงานแสงอาทิตย์กับพลังงานลมขนาดใหญ่ได้
1 ความคิดเห็น
ความคิดเห็นจาก Hacker News
แบตเตอรี่ LiFePO4 (ลิเทียมไอรอนฟอสเฟต) สำหรับใช้ในบ้าน ตอนนี้ก็ถือว่าค่อนข้างถูกแล้ว
สำหรับระบบกักเก็บพลังงานในที่อยู่อาศัยแบบ 48V ติดตั้งบนแร็กโลหะและเชื่อมต่อได้ พร้อมระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) จากซัพพลายเออร์จีนที่มีชื่อเสียงอย่าง CATL/Seplos ราคาอยู่ราว $89/kWh รวมค่าขนส่งและภาษีนำเข้าแล้ว
ต้องรอขนส่งทางเรือ และถ้าจะซื้อได้ทันทีในสหรัฐฯ ก็ต้องบวกเพิ่มอีกประมาณ $30/kWh
แบตเตอรี่โซเดียมจากซัพพลายเออร์รายเดียวกันตอนนี้อยู่ที่ $130/kWh และมีประสิทธิภาพต่ำกว่าประมาณ 26% ในฟอร์มแฟกเตอร์เดียวกัน แต่ก็หวังว่าส่วนนี้จะเปลี่ยนไป
เพราะค่าไฟแพงขึ้น ผมจึงย้ายบ้านหลังหนึ่งไปใช้พลังงานแสงอาทิตย์+แบตเตอรี่ LiFePO4 ทั้งหมด และใช้งานได้ไม่มีปัญหา เลยจินตนาการไม่ออกว่าจะกลับไปพึ่งบริษัทไฟฟ้าอีก แผงโซลาร์ถูกลงจนน่าเหลือเชื่อ และเพราะมีพื้นที่มาก ผมซื้อพาเลตแผงมือสองมาในราคาที่แทบเท่าค่าขนส่ง คือแผง 270W แผงละ $34 และให้กำลังได้ประมาณ 85% ของค่าพิกัด
เห็นคอมเมนต์อื่นพูดถึงต้นทุนที่สูงกว่านี้มาก เลยยกเรื่องนี้ขึ้นมาพูด
เมื่อไม่กี่ปีก่อนตอนขอใบเสนอราคาระบบของ LG ราคาสูงกว่านี้ 4 เท่า และแผงเก่ารุ่นปี 2013 ก็ใช้ inverter ตัวเดียว ไม่ใช่ microinverter เลยมีปัญหาว่าถ้าแตะต้องก็ต้องเปลี่ยนทั้งหมด
ผมยังคงหวังว่าจะมีบริษัทเล็ก ๆ จำนวนมากที่ช่วยทำให้ทุกอย่างเป็นไฟฟ้า และหวังว่าจะมีการดัดแปลงรถยนต์ไฟฟ้าที่ดี ใช้งานได้จริง และปลอดภัยออกมาให้เห็นบ้าง แต่ดูเหมือนยังไม่เกิดขึ้นจริง
การเคลมประกันอาจได้หรืออาจไม่ได้
คุณอาจได้สินค้าที่ทนได้เป็นพันรอบโดยไม่มีปัญหา หรืออาจได้สินค้าที่พังในหนึ่งสัปดาห์ และคุณอาจได้เปลี่ยนตามประกัน แต่ก็อาจต้องเสียเวลาหลายชั่วโมงทุกสัปดาห์ไล่ตามเรื่องเคลมโดยไม่คืบหน้าเลยก็ได้
ถ้าคุณพร้อมซื้อแผงมือสอง ซื้อแบตเตอรี่จีน และทำทุกอย่างเอง โอกาสก็นับว่ามีมากจริง แต่ในขณะที่ราคาอุปกรณ์ลดลง ค่าแรงกลับเพิ่มขึ้น ระบบที่ติดตั้งโดยมืออาชีพจึงยังแพงอยู่
ในพื้นที่ส่วนใหญ่ เว้นแต่บ้านจะอยู่ห่างไกลมาก ก็ต้องคงการเชื่อมต่อกับโครงข่ายไว้
ค่าไฟอาจดูเหมือนอิงตามปริมาณการใช้ แต่ต้นทุนจริงถูกครอบงำโดยเงินลงทุนในระบบกำลังผลิตฐาน เพื่อรองรับวันที่บ้านหลังนั้นต้องกลับมาใช้ไฟจากโครงข่ายเต็ม ๆ ไม่กี่วันต่อปี
ดังนั้นตราบใดที่ยังเชื่อมต่อกับโครงข่าย ต่อให้ใช้ไฟจากโครงข่ายแค่ไม่กี่วันต่อปี บริษัทไฟฟ้าก็ยังแทบต้องจ่ายต้นทุนเท่าเดิม
ผมกำลังจะซื้อแบตเตอรี่เซิร์ฟเวอร์แร็ก LiFePO4 5kW ของ EG4 สำหรับโปรเจกต์ DIY ซึ่งตัวนี้ใกล้เคียง $220/kWh
ตัวที่กำลังจะซื้อคือสินค้านี้ ถ้ารู้จักตัวที่ดีกว่านี้ก็อยากเห็น: https://signaturesolar.com/eg4-lifepower4-lithium-battery-48...
https://geizhals.de/?cat=bmseswresp&sort=t&hloc=at&hloc=de&v...
บทความนี้ประเด็นกระจัดกระจายเกินไป
พยากรณ์ราคาปี 2030 อ้างจากการประมาณต่อยอดต้นทุนแบตเตอรี่ลิเธียม แต่ในทางปฏิบัติกลับสมมติว่า แบตเตอรี่เคมีแบบโซเดียม จะกลายเป็นกระแสหลักและแพร่หลายด้วยราคาต่ำสุด
ทั้งที่แบตเตอรี่โซเดียมชุดแรกเพิ่งออกมาในช่วงราว 1 ปีที่ผ่านมาเท่านั้น
อีกปัญหาคือทำเหมือนแบตเตอรี่เป็นองค์ประกอบเดียวของระบบ ทั้งที่เครื่องชาร์จ อินเวอร์เตอร์ และโครงสร้างทางกายภาพไม่ได้ลดราคาตามเส้นโค้งเดียวกัน และเป็นต้นทุนคงที่ที่ทับอยู่บนตัวแบตเตอรี่
สุดท้าย ตั้งแต่ส่วนที่ยกย่องตัวเองว่าเคยทำนายรถบรรทุกไฟฟ้าไว้เมื่อปี 2017 ไปจนถึงเนื้อหาว่าบล็อกเชนอาจมีประโยชน์ต่อการประสานงานโครงข่ายไฟฟ้า มีประโยคแนวอนาคตนิยมที่เลือน ๆ ปะปนอยู่เยอะ
ประโยคที่นิยาม “ระบบที่ไม่ต้องอาศัยความเชื่อใจ” ว่าเป็น “ระบบที่แค่ใช้งานได้” อ่านแล้วก็ยังไม่สมเหตุสมผล และดูเหมือนเขาจะเชื่อไปแล้วว่าบล็อกเชนคืออนาคตของทุกสิ่ง
อ่านเอาสนุกได้ แต่แทบไม่ได้อะไรนอกจากคำว่า “ราคาจะลดลง”
“poster wall” ขององค์กรที่เขาอ้างว่าเป็นผู้นำอยู่คือที่นี่: https://neonresearch.nl/poster-wall/
ระบุไว้ว่า “การบูรณาการข้ามสาขาผ่านการเล่าเรื่องเชิงสร้างสรรค์”
สรุปที่ดีกว่ามากของหัวข้อนี้ควรไปดูบทความหน้าปก Economist สัปดาห์นี้
ถ้าดูว่าแบตเตอรี่จะถูกลงได้จริงแค่ไหน ราคาลิเธียมลดลง 80% ในช่วง 1 ปีที่ผ่านมา และตอนนี้อยู่ในภาวะผลิตเกิน: https://www.reuters.com/markets/commodities/lithium-producer...
Exxon ก็มีธุรกิจผลิตลิเธียมและกำลังขยายอยู่ อีกทั้งมีเหมืองใหม่ 5 แห่งใน Nevada, Sonora (เม็กซิโก), Western Australia รวมถึงเหมืองลิเธียมขนาดใหญ่ที่กำลังก่อสร้างใน Quebec, Zimbabwe และที่อื่น ๆ
การรีไซเคิลแบตเตอรี่ใช้แล้วเป็นแหล่งวัตถุดิบที่เข้มข้นกว่าทรัพยากรใต้ดินมาก ดังนั้นอุปทานลิเธียมจึงดูไม่น่าเป็นปัญหาใหญ่
ราคาลิเธียมดิบขึ้นลงแรงเพราะไม่ได้ส่งผลมากต่อยอดขายรถยนต์ระยะสั้น ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับสินค้าโภคภัณฑ์ขนาดเล็ก
นั่นหมายความว่าแบตเตอรี่โซเดียมอาจไม่จำเป็นก็ได้ และถ้าคิดถึงความเสี่ยงไฟไหม้ นั่นก็เป็นเรื่องดี
สำหรับการติดตั้งแบบอยู่กับที่และรถราคาถูก ลิเธียมไอรอนฟอสเฟตมีราคาถูก ไม่มี thermal runaway และตอนนี้ถูกใช้ในผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่ของ BYD กับ CATL ขอให้ APS ทำให้ถูกทางแล้วออก UPS ขนาดเล็ก LiFePO4 ที่ใช้ได้ 10 ปีสักที
ถัดไปคือ แบตเตอรี่โซลิดสเตต ซึ่งมีการโฆษณาเกินจริงมาก มีตัวอย่างอยู่บ้าง และมีปัญหาเรื่องต้นทุนการผลิต: https://spectrum.ieee.org/solid-state-battery-production-cha...
กระบวนการผลิตระดับห้องแล็บของ Fraunhofer Institute อยู่ที่นี่ และในแล็บมันใช้งานได้: https://www.youtube.com/watch?v=j5SVrp8N-1M&
ระดับทดสอบการผลิตอยู่ที่นี่: https://www.youtube.com/watch?v=_eZGuDaqZAE
ฉันทามติฝั่ง IEEE คือเทคโนโลยีการผลิตแบตเตอรี่โซลิดสเตตตามหลังการผลิตลิเธียมไอออนเดิมราว 10 ปี แต่กำลังก้าวหน้าเร็ว เพราะมีการผลิตทดสอบตั้งแต่ Shenzhen ไปจนถึง Belgium และ Maryland
กระบวนการแบบนี้เป็นประเภทที่ยิ่งขยายขนาดยิ่งถูกลง แบตเตอรี่โซลิดสเตตจึงสำคัญ เพราะต้องชาร์จ 10 นาทีให้ได้เพื่อเพิ่มการยอมรับของผู้บริโภค
ระหว่างเทคโนโลยีโซลาร์กับแบตเตอรี่ เชื้อเพลิงฟอสซิลจะถูกเบียดออกอย่างหนักในไม่ช้า
มีตลาดทั่วไปอยู่แล้ว ดังนั้นอินเวอร์เตอร์/เครื่องชาร์จก็แค่รับสัญญาณราคาจากตลาดเดิมแล้วทำงานตามที่เจ้าของบ้านต้องการ ไม่จำเป็นต้องมีบล็อกเชนหรือการควบคุมจากส่วนกลางเลย
สมาร์ตมิเตอร์ก็แพร่หลายขึ้นเรื่อย ๆ ดังนั้นการจูงใจให้ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ตอนราคาช่วงพีกสูงจึงทำได้ง่ายอยู่แล้ว
อย่างไรก็ตาม อินเวอร์เตอร์/เครื่องชาร์จก็น่าจะเข้าสู่แนวโน้มราคาลดลงเช่นกัน แม้จะไม่เร็วเท่าแบตเตอรี่แต่ก็จะลดลง
FET เซมิคอนดักเตอร์แบบ wide bandgap จะถูกลงและดีขึ้นต่อเนื่อง ทำให้รองรับกระแสและแรงดันต่ออุปกรณ์ได้สูงขึ้น เปิดทางให้โทโพโลยีกำลังไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพกว่า ระบายความร้อนได้ง่ายขึ้น น้ำหนักฮีตซิงก์และปริมาณวัสดุลดลง กำลังไฟต่อหน่วยปริมาตรเพิ่มขึ้นและมวลลดลง
ปริมาณการผลิตที่เพิ่มขึ้นก็น่าจะนำไปสู่ economy of scale ด้วย
ตอนนี้สามารถซื้ออินเวอร์เตอร์/เครื่องชาร์จ Victron Multiplus 2 ขนาด 48V DC/230V AC, 8000VA ได้ในราคา 1,800 ดอลลาร์ และผมกำลังจะซื้อหนึ่งตัวเร็ว ๆ นี้เพื่อทำระบบ DIY กับแบตเตอรี่ AGM 31kWh ที่ได้มาแทบฟรีจากไซต์ทดสอบของบริษัทที่ปิดกิจการไปแล้ว
ถ้าในปี 2030 จะซื้ออินเวอร์เตอร์/เครื่องชาร์จความจุเท่ากันได้ในราคาประมาณครึ่งหนึ่ง แถมประสิทธิภาพสูงขึ้นอีกไม่กี่เปอร์เซ็นต์ ก็ไม่น่าแปลกใจ ตอนนี้ประสิทธิภาพสูงสุดคือ 95% แต่หวังว่าตอนนั้น 97~98% จะพบได้ทั่วไปมากขึ้น
สินค้าจีนราคาถูกก็น่าจะมีเยอะอยู่แล้ว แต่กรณีนี้เป็นระบบสำรองที่เชื่อมกับโครงข่ายไฟฟ้า และต้องเดินเครื่องแยกอิสระได้ตอนไฟดับ จึงต้องผ่าน Australian Standards ให้แน่ชัด
จะเอาไปไว้ใต้บ้านจึงต้องปลอดภัย และ Victron มีประวัติการใช้งานดีในงานเรือและคาราวาน เลยทำให้น่าเชื่อถือ
ตัวเลขใหญ่ที่สุดสองตัวที่ควรดูในบทความนี้คือ 200Wh/kg ของ LFP และ 160Wh/kg ของโซเดียมไอออน
LFP หรือโซเดียมไอออนดูเหมือนไม่ต้องใช้ระบบระบายความร้อนขนาดใหญ่เพราะปัญหาไฟไหม้จาก thermal runaway แบบแบตเตอรี่โคบอลต์·นิกเกิล ดังนั้นความหนาแน่นจริงในระดับแพ็กจึงดีกว่าและโครงสร้างก็เรียบง่ายกว่า
200Wh/kg เทียบได้กับรถที่วิ่งได้ 300~400 ไมล์ หรืออาจถึง 500 ไมล์ ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพ
โซเดียมไอออน 160Wh/kg เทียบได้กับรถ 200~300 ไมล์ หรืออาจถึง 400 ไมล์
มองแบบนี้ ความหมายของการเปลี่ยนยานพาหนะผู้บริโภคเป็นไฟฟ้าจึงใหญ่ขึ้น ความหนาแน่นของโซเดียมไอออน หากขยายขนาดได้เหมาะสม จะเป็นเทคโนโลยีที่ตอบโจทย์รถในเมืองสำหรับคน 4,000~5,000 ล้านคนทั่วโลก
ความหนาแน่นของ LFP ชี้ให้เห็นว่า หากมีโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จที่ดี ก็สามารถครอบคลุมผู้ใช้อีก 1,000–2,000 ล้านคนที่ต้องการระยะทางขับขี่ที่ยาวขึ้นอีกเล็กน้อยได้
ตามโรดแมปของทั้ง LFP และโซเดียมไอออน มีความเป็นไปได้สูงที่จะปรับปรุงได้อย่างน้อย 20% ภายใน 2–3 ปีข้างหน้า หรืออย่างช้าที่สุดภายใน 5 ปี
หากแก้โจทย์เคมีตระกูลซัลเฟอร์ เช่น ลิเทียม-ซัลเฟอร์และโซเดียม-ซัลเฟอร์ได้ ก็อาจเพิ่มความหนาแน่นได้ 2–3 เท่าภายใน 10–15 ปี
โดยรวมแล้วถือเป็นการเปลี่ยนแปลงที่ปฏิวัติอย่างมาก
เครื่องชาร์จ อินเวอร์เตอร์ และโครงสร้างทางกายภาพคงไม่ได้มีกราฟการลดลงแบบเดียวกับแบตเตอรี่ แต่ อัตราการเรียนรู้ เป็นปรากฏการณ์ที่พบได้ทั่วไป ฝั่งนั้นก็จึงกำลังลดลงเช่นกัน
บทความปี 2018 เรื่อง “Estimating the learning curve of solar PV balance–of–system” ประเมินอัตราการเรียนรู้ของ BOS ไว้ที่ 11% เมื่อเทียบกับอัตราการเรียนรู้ของโมดูลที่ 20%
https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.06.016
ผมอยากมี แบตเตอรี่สำรอง 5~20kWh ไว้ที่บ้าน และก็มีที่วางด้วย แต่พอโทรไปหาผู้ติดตั้งโซลาร์/แบตเตอรี่ในพื้นที่ เขาบอกว่าการติดตั้งแบตเตอรี่สำรองที่ชาร์จจากโครงข่ายไฟฟ้าสำหรับบ้านเรือนเป็นเรื่องผิดกฎหมาย
ผมอยู่ที่ Minnesota
เขายังบอกด้วยว่า แม้แต่ไฟฟ้าจากระบบโซลาร์สมมุติก็ไม่ได้เก็บไว้ แต่ต้องขายเข้ากริด แล้วแลกกับส่วนลดค่าไฟในฤดูหนาวในอนาคต ซึ่งดูเหมือนดีลที่ไม่ค่อยเข้าท่าเลย
ผมอยู่ที่ Ukraine Kyiv รัสเซียทำลายโรงไฟฟ้าไปหลายแห่ง และโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ก็กำลังซ่อมบำรุงกับเติมเชื้อเพลิงใหม่ ช่วงนี้ไฟฟ้ามาวันละไม่ถึง 10 ชั่วโมง
ใน South Africa มี การตัดไฟหมุนเวียน เป็นระยะมาตั้งแต่ปี 2008 และการมีอินเวอร์เตอร์แบตเตอรี่พร้อมโซลาร์เป็นตัวเลือกในบ้านชนชั้นกลางก็เริ่มกลายเป็นมาตรฐานพอสมควร
แต่ปัญหาคือพอช่วงตัดไฟหมุนเวียนจบลง แบตเตอรี่จำนวนมากก็เริ่มชาร์จพร้อมกัน โดยเฉพาะตอนกลางคืน
อีกปัญหาคือการตัดไฟหมุนเวียนทำให้ใช้แบตเตอรี่ได้ไม่เต็มที่ ตามอุดมคติแล้วเราคงอยากชาร์จแบตด้วยโซลาร์ตอนกลางวัน แล้วใช้ให้เกือบหมดตลอดคืน แต่เพราะไฟดับไม่เป็นเวลา จึงต้องตั้งค่าไว้ไม่ให้คายประจุต่ำเกินไป
มันจ่ายไฟให้บ้านได้ตอนไฟดับ และแน่นอนว่าชาร์จจากโซลาร์หรือจากกริดได้
ผู้ให้บริการรายหนึ่งคือที่นี่: https://www.sunrun.com/ev-charging/ford-f150-lightning
แน่ใจว่าใน Minnesota มีการใช้ UPS อยู่
ในฐานะคนนอกวงการ พอเห็นชื่อเรื่อง สิ่งแรกที่นึกขึ้นมาก่อนคือ “มันจะปลอดภัยขึ้นได้แค่ไหน?”
ถ้าเรียก RESCI ว่าเป็นความเสี่ยงจากการระเบิด ไฟกระชาก การลุกไหม้ และการสูดดม ก็มีตัวชี้วัดบางอย่างที่คำนวณคร่าวๆ ได้ยากเวลาประเมินผลิตภัณฑ์
เช่น RESCI ที่เพิ่มขึ้นเมื่อซื้อจากผู้ขาย 25% ที่ถูกที่สุด, ที่เพิ่มขึ้นเมื่อสุ่มจากกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่ไม่ควรผ่านการรับประกันคุณภาพ, ที่เพิ่มขึ้นเมื่อซื้อจาก AliExpress หรือเว็บสุ่มๆ, ที่เพิ่มขึ้นเมื่อทำตก ใช้ค้อนทุบ ทิ้งไว้กลางแดด หรือโดนไฟกระชาก และที่เพิ่มขึ้นจากการอยู่ในย่านประชากรหนาแน่นซึ่งผู้คนซื้อสินค้าราคาถูกสุด 25% จาก AliExpress แล้วทำตกหรือเคาะบ้างเป็นครั้งคราว
โลกตะวันตกมีประสบการณ์กับระบบไฟฟ้าที่อยู่อาศัยมาค่อนข้างยาวนาน แต่เมื่อดูจากหลายมาตรฐานแล้ว มันก็ยังอันตรายกว่าที่คาดไว้มาก
ปัญหาดูเหมือนจะอยู่กับระบบที่ใช้ลิเทียมเป็นหลัก ส่วนแบบที่ใช้เหล็กหรือโซเดียมปลอดภัยกว่ามาก
แลกกับความหนาแน่นพลังงานที่ต่ำกว่า แต่ก็เป็นการประนีประนอมที่สมเหตุสมผล และอายุรอบชาร์จ-คายประจุก็มักยาวกว่ามาก อาจไปได้ถึงหลายหมื่นรอบแทนที่จะเป็นแค่หลักพันรอบ
ตรงที่ว่า “เริ่มจาก 2410GWh ในปี 2023 และโตปีละ 59% จะได้ 61.917GWh ในปี 2030 ซึ่งหมายถึงการเพิ่มเป็นสองเท่าเกือบพอดี 8 ครั้งภายในปี 2030” มี ข้อผิดพลาดเรื่องหลักหน่วย
นี่คือการเพิ่มขึ้นประมาณ 26 เท่า ถ้าจะเพิ่มเป็นสองเท่า 8 ครั้ง ต้องเพิ่ม 256 เท่า
ใครๆ ก็พลาดคำนวณง่ายๆ ได้ แต่การเติบโตปีละ 60% เป็นเวลา 7 ปีไม่มีทางใกล้เคียงกับการเติบโตปีละ 100% เป็นเวลา 8 ปี ซึ่งควรจะเห็นได้ค่อนข้างชัด
โดยเฉพาะถ้าผู้เขียนอวดประวัติของตัวเองเรื่องการอนุมานการเติบโตแบบเอ็กซ์โพเนนเชียลไว้ตั้งแต่หน้าแรกของบทความ
เหตุผลที่นี่ไม่ใช่แค่การจับผิดเล็กๆ น้อยๆ คือผลลัพธ์ที่ผิดนี้ถูกนำไปใช้เป็นฐานสำหรับการประเมินการลดต้นทุนต่อไป
เริ่มจาก 2410GWh แล้วทบต้นเพิ่มปีละ 59% จะได้ 61,915GWh หรือประมาณ 61.915TWh
ดังนั้นผู้เขียนอาจตั้งใจจะเขียนว่า TWh ไม่ใช่ GWh
แต่ถึงอย่างนั้นก็ยังไม่ใกล้กับการเพิ่มเป็นสองเท่า 8 ครั้งเลย แบบนั้นต้องใช้ 12 ปี หรือราวๆ ปี 2035 เพราะ 1.59^12 = 261 เท่า
ผมซาบซึ้งมากกับบทความที่แสดงกระบวนการให้เหตุผลของตัวเองไปพร้อมกัน เพราะทำให้ตรวจสอบข้อสรุปกับข้อมูลภายนอกได้ และผมชอบจุดนั้น
สิ่งที่ช่วยให้โซลาร์เติบโตใน California นอกเหนือจากเงินอุดหนุน คือ การเชื่อมต่อกับกริด ทำให้ไม่ต้องจัดการเทคโนโลยีแบตเตอรี่เองโดยตรง
ตอนแรกมีโครงสร้างค่าไฟที่ได้ผลในลักษณะแลกวัตต์ต่อวัตต์ แต่เมื่อบริษัทไฟฟ้าตระหนักว่ากำไรจากการขายไฟที่ลดลงกระทบต่อการบำรุงรักษาโครงสร้างพื้นฐาน และความสามารถในการจ่ายค่าชดเชยตามคำสั่งศาลจากการทำให้ชุมชนระเบิดและเผาป่า CPUC ก็ถูกผลักให้เปลี่ยนไปสู่โมเดลที่ทำให้เจ้าของบ้านติดโซลาร์กลายเป็นเหมือนชาวนาเช่าที่ดินของบริษัทไฟฟ้า
ข้อดีคือเรื่องนี้ทำให้ความสนใจต่อการอยู่นอกกริด 100% กลับมาอีกครั้ง เพราะมันตัดอำนาจต่อรองของบริษัทไฟฟ้า และส่งการควบคุมราคากลับไปอยู่ในมือของตลาดกับผู้บริโภค
สิ่งที่น่าสนใจคือ ตอนนี้เริ่มได้ยินว่าบริษัทไฟฟ้าอยากใช้ระบบไฟฟ้า “ทั้งอาคาร” ของผู้บริโภคและอาคารพาณิชย์เป็นแบ็กอัปให้กริดในภาวะฉุกเฉินช่วงพีก และพยายามบังคับให้เชื่อมต่อกริดแม้จะไม่จำเป็น
ผมเขียนถึงผู้แทนของผมอย่างสุจริตว่า ผมปฏิเสธที่จะให้ CPUC สั่งว่าผมต้องขายไฟกลับในราคาเท่าไรเพื่อพยุงกริดในภาวะฉุกเฉิน และผมขอสงวนสิทธิ์ที่จะคิดราคาเท่าที่ตลาดรับได้
ในแง่ความผิดปกติของระบบก็ค่อนข้างมีกลิ่นอายแบบ Texas แต่เป้าหมายคือการเร่งให้โครงข่ายไฟฟ้าภายในบ้านที่ปลอดคาร์บอนแพร่หลายเร็วขึ้น และการทำให้บริษัทไฟฟ้าเดิมออกจากเกมก็ช่วยเป้าหมายนั้นด้วย
แบตเตอรี่คือหัวใจของเรื่องนี้ และถ้าผู้เขียนพูดถูกว่าเราจะไปถึง แบตเตอรี่ $1/kWh ได้ภายในปี 2030 ผมก็ดีใจที่อาจได้เห็นมันในช่วงชีวิตนี้
[1] ผมฟังดูขมขื่นเหรอ? ทำไมถึงคิดอย่างนั้นล่ะ :-)
อยากฟังการคาดการณ์จากวิศวกร นักวิทยาศาสตร์ และฝ่ายปฏิบัติการในอุตสาหกรรม
บทความนี้อ่านแล้วเหมือนเขียนโดย ผู้เชี่ยวชาญสายเก้าอี้นวม ที่คิดเรื่องแบตเตอรี่มาเยอะ แต่ห่างไกลจากงานที่ต้องสร้างอนาคตตามที่บรรยายไว้จริง ๆ
บางครั้งรายละเอียดทางเทคนิคก็สำคัญ และแนวโน้มการขยายสเกลที่คาดการณ์ไว้ก็ไม่ได้เป็นสิ่งหลีกเลี่ยงไม่ได้
ถึงอย่างนั้น ประเด็นหลักก็สมเหตุสมผล
แม้ผู้เขียนจะไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญเชิงเทคนิคลึก ๆ แต่ก็ยังเข้าใจฟังก์ชันเอ็กซ์โปเนนเชียลและ extrapolate ได้อย่างถูกต้อง
การเติบโตแบบเอ็กซ์โปเนนเชียลย่อมหยุดลงสักวัน แต่ไม่ได้หมายความว่ามีเหตุผลให้คิดว่ามันจะหยุดในปีนี้
การคำนวณคร่าว ๆ บนหลังซองเรื่องโซเดียมและต้นทุนแบตเตอรี่ดูอย่างน้อยก็สมเหตุสมผล จึงควรพิจารณาอย่างจริงจังมากกว่าจะปัดทิ้งเพียงเพราะผู้เขียนไม่ใช่วิศวกร
ผู้เขียนคนนั้นวาดภาพว่าความเร็วของมนุษยชาติเพิ่มขึ้นอย่างไรตลอด 10,000–20,000 ปี และมองว่าการทำให้ม้าเป็นสัตว์เลี้ยง เรือคลิปเปอร์ รถจักรไอน้ำ รถยนต์ เครื่องบิน และจรวด ล้วนเพิ่มความเร็วขึ้น
ถ้านับว่าหลัง Gagarin ไม่นาน มนุษยชาติก็เหมือนได้แตะ 5 ไมล์ต่อวินาทีแล้ว
จากการวิ่งไปจนถึงการทำให้ม้าเป็นสัตว์เลี้ยงใช้เวลาหลายพันปี ในขณะที่จากพี่น้อง Wright ถึง Gagarin ใช้แค่ราว 60 ปี เขาจึงบอกว่าความเร่งเองก็กำลังเร่งขึ้น และถ้า extrapolate ต่อไป ก็ดูชัดเจนว่าเราจะทะลุความเร็วแสงด้วยอะไรอย่างวาร์ปไดรฟ์ราวปี 2000
แน่นอนว่าความเร็วสถิติปัจจุบันคือประมาณ 7 ไมล์ต่อวินาทีในปี 1968 และตั้งแต่ปี 1972 เป็นต้นมาก็ยังทำซ้ำไม่ได้ด้วยซ้ำ นี่คือข้อจำกัดของการ extrapolate
เรื่องแบบนี้เคยเกิดขึ้นมาก่อน นักวิทยาการคอมพิวเตอร์ยุคแรกนึกภาพอุปกรณ์ที่ทุกวันนี้เราใส่กระเป๋าพกไปมาแบบไม่คิดอะไรไม่ออกด้วยซ้ำ แค่หนึ่งชั่วรุ่นก่อน หรือสำหรับคนที่อายุครึ่งหนึ่งของผมก็เป็นเรื่องเมื่อสองชั่วรุ่นก่อน
ส่วนตัวผมมองว่าธีมของศตวรรษนี้คือการทำให้พลังงานราคาถูกและยั่งยืนมีอย่างเหลือเฟือจนเหลือเชื่อ จนเราสงสัยว่าสมัยก่อนเราทำอะไรกันอยู่และทนกันมาได้อย่างไร
มี breakthrough ทางเทคโนโลยีมากเกินไปที่กำลังลู่ไปในทิศทางนั้น ดังนั้นมันจะเกิดขึ้นแน่ คำถามคือ “เมื่อไร” ไม่ใช่ “จะเกิดไหม”
ตารางเวลายังไม่แน่นอน แต่ก็ไม่ได้ไม่แน่นอนมาก ผู้เขียนกำลัง extrapolate แนวโน้มบางอย่างในกรอบเวลาค่อนข้างสั้น และอาจผิดได้ ต่อให้ผิดไป 5 เท่า มันก็ยังเกิดขึ้นในกรอบเวลาที่สมเหตุสมผล
ผมก็ไม่คิดว่าเขาจะพลาดไปไกลขนาดนั้น ภายในปี 2030–2035 เครื่องยนต์สันดาปภายในและเชื้อเพลิงฟอสซิลน่าจะจบแล้ว
การไม่ใช้อิเล็กตรอนราคาถูกมากที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่ราคาถูกมากจะกลายเป็นเรื่องบ้า ที่ $50 ต่อ kWh ก็ไม่ต้องคิดแล้ว และที่ $5/kWh การใช้อย่างอื่นจะผิดปกติโดยสิ้นเชิง นั่นเป็นการปรับปรุง “แค่” 10 เท่า
ฝั่งที่สมมติว่านวัตกรรมทั้งหมดหยุดลงในปี 2024 และหลังจากนั้นไม่มีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอีก ดูจะไร้เดียงสา เพราะมีงานที่ได้รับเงินทุนดีและดูมีแนวโน้มจะให้ผลลัพธ์มากเกินไปที่กำลังดำเนินอยู่
มุมมองตรงข้ามคือความก้าวหน้าเป็นเรื่องแทบแน่นอน และแม้บางอย่างจะชะลอลง ก็อาจมีสิ่งอื่นที่เรายังนึกไม่ถึงเข้ามาเติมช่องว่าง
ตั้งแต่ตอนนี้ถึงปี 2030 เราพอจะคาดเดาแบบมีการศึกษาได้บางอย่าง และสิ่งที่ผู้เขียนทำก็ใกล้เคียงกับสิ่งนั้น
พลังงานราคาถูกและสะอาดจะเปลี่ยนโลก ปัญหาใหญ่ส่วนใหญ่ในปัจจุบันติดคอขวดด้านพลังงานทั้งทางตรงและทางอ้อม
การทำให้พลังงานถูกลงเป็นเรื่องสำคัญ ดีขึ้น 2 เท่าก็ดีแล้ว 10 เท่ายิ่งดี และภายในไม่กี่สิบปีเราอาจเห็น 100 เท่าก็ได้ จุดไหนในช่วงนั้นก็เปลี่ยนโลกได้ และมากกว่านั้นแม้จินตนาการยากแต่ก็ไม่ใช่เป็นไปไม่ได้
สักวันเราอาจทำฟิวชันสำเร็จ และมันอาจถูกลงได้
แต่เรามีโรงไฟฟ้าฟิวชันสุดเจ๋งที่โคจรอยู่แล้ว นั่นคือดวงอาทิตย์ และมันส่งพลังงานลงมามากกว่าความต้องการจริงหลายลำดับขั้น
เรากำลังเรียนรู้วิธีเก็บเกี่ยวมันด้วยแผงโซลาร์เซลล์ ส่วนพืชและต้นไม้เข้าใจเคล็ดลับนี้มานานแล้ว
บทความนี้พูดถึงการใช้แบตเตอรี่เพื่อการกักเก็บ และเมื่อสองอย่างนี้รวมกัน ภาพที่ได้ก็งดงาม
ประเด็นสำคัญของโซเดียมไอออนคือไม่มีวัสดุหายากหรือวัสดุพิเศษ วัสดุมีราคาถูกและมีโอกาสหมดต่ำ
เราต้องการแบตเตอรี่กี่ TWh กันแน่ อาจเป็นหลายสิบ หลายร้อย หรือหลายพัน TWh ปัจจุบันการใช้ไฟฟ้าอยู่ที่ราว 25PWh ต่อปี และตัวเลขนี้จะเพิ่มขึ้น
ถ้ามีแบตเตอรี่ 25,000TWh เราจะทำอะไรได้บ้าง การผลิตต่อปีกำลังจะเกิน 1TWh ในไม่ช้า และแบตเตอรี่ส่วนใหญ่เหล่านี้อยู่ได้หลายสิบปี
แบตเตอรี่ที่ชาร์จเต็ม 25PWh คือพลังงานมหาศาล และภายในไม่กี่สิบปีเราอาจมีปริมาณแบบนั้นอยู่รอบตัวก็ได้
จากอัตราการเติบโตและ experience rate ปัจจุบัน คาดการณ์ว่าเซลล์แบตเตอรี่จะถึง $8/kWh ในปี 2030 น่าทึ่งมาก
เขาบอกว่าคูณด้วย 1.59 ทุกปีแล้วแบตเตอรี่ทั้งหมดจะเพิ่มขึ้น 25 เท่าใน 7 ปี แต่จริง ๆ ต้องใช้ 8 ปี ถึงจะพอปล่อยผ่านได้
แต่กลับเรียกสิ่งนี้ว่าเพิ่มเป็นสองเท่า 8 ครั้ง ทั้งที่การเพิ่มเป็นสองเท่า 8 ครั้งคือเพิ่มขึ้น 256 เท่า
แม้เติบโตปีละ 100% ก็ยังต้องใช้ 9 ปี และถ้าเติบโตปีละ 59% จะใช้ประมาณ 13 ปีถึงจะเพิ่ม 256 เท่า
การลดต้นทุนก็ดูจะพลาดไปหนึ่งขั้นเช่นกัน ถ้าลดลง 25% ทุกครั้งที่กำลังการผลิตเพิ่มเป็นสองเท่า การจะลงไปถึง 10% ของราคาปัจจุบันต้องเพิ่มเป็นสองเท่า 9 ครั้ง
ดังนั้นถ้าจะไปถึง $8 ต้องบวกเพิ่มอีก 1–2 ปี
ถึงอย่างนั้น การที่อาจไปถึง $8/kWh ได้ราวปี 2040 ก็ยังน่าสนใจ โดยเฉพาะเพราะแบตเตอรี่โซเดียมดูเหมือนจะถูกลงทางกายภาพได้ถึงระดับนั้น และทำระบบกักเก็บไฟฟ้าสำหรับโครงข่ายได้หลายวัน
แม้ในปี 2030 หากยอมรับข้ออ้างของผู้เขียนที่ว่าในปี 2023 ราคาอยู่ที่ $80/kWh ก็ยังอาจลดราคาได้เกือบสองในสาม หรือเหลือ $28/kWh
ผมใช้ เซลล์ LiFePO4 230Ah จำนวน 4 ก้อน ในการจัดแบบ 12V เพื่อรันบล็อกด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ตอนกลางคืน
ผ่านอินเวอร์เตอร์ยังรันชุดคอมพิวเตอร์ 90W ได้หลายชั่วโมงด้วย
อยากให้คนเข้าใจจริง ๆ ว่าเซลล์แบบนี้ถูกลงมากแค่ไหน และการประกอบระบบกักเก็บแบตเตอรี่เองเป็นเรื่องเป็นไปได้แค่ไหน
ตอนนี้ผมใช้แผนค่าไฟแบบผันแปร day-ahead/วันล่วงหน้า ที่ราคาเปลี่ยนทุกชั่วโมง
บางวันมีช่วงหลายชั่วโมงที่ใช้ไฟแล้วยังได้เงินด้วยซ้ำ จึงน่าทึ่งว่าพลังงานลมและแสงอาทิตย์มีมากมายขนาดนี้
การลองเล่นกับ Tiber API และ Python เพื่อชาร์จแบตเตอรี่นิดหน่อยในช่วงราคาถูก แต่ยังเหลือพื้นที่ให้ไฟจากโซลาร์เข้ามาได้นั้นสนุกมาก
ต้นทุนของ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 50Ah กำลังลดลงจนใกล้ระดับที่สามารถแข่งขันกับแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดของรถยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายในได้
ผู้ผลิตรถยนต์สามารถออกแบบระบบที่อุ่นแบตเตอรี่ให้ถึงอุณหภูมิที่ชาร์จได้หลังสตาร์ตรถ แต่ก็ไม่ง่ายเหมือนแค่ใส่แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดเข้าไป
ไม่แน่ใจว่าการออกแบบแบตเตอรี่ LiFePO4 ให้เหมาะกับการใช้งานนั้นจะง่ายแค่ไหน
เข้าใจเหตุผลที่ใช้ 12V แต่ไม่รู้ว่าทำไมจึงไม่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียม 12V
แต่แบตเตอรี่ลิเธียมรีไซเคิลไม่ได้ และการพูดว่า “เกือบถึงแล้ว” หรือ “อนาคตสดใส” ก็ฟังเหมือนกลับไปสู่แนวคิด “ขยับให้เร็วแล้วทำของพัง” อีกครั้ง