อินเดียเดินหน้าสร้างโรงไฟฟ้าถ่านหิน แม้พลังงานสะอาดเติบโตเร็ว

ความต้องการพลังงานในอินเดียกำลังเพิ่มขึ้น แต่การเพิ่มกำลังการผลิตพลังงานหมุนเวียนในปัจจุบันยังไม่เพียงพอที่จะตอบสนองต่อความต้องการที่เพิ่มขึ้น ยังไม่ต้องพูดถึงการแทนที่ถ่านหินที่ใช้อยู่เดิม

ในทะเลทรายขาวของ รัฐคุชราต โรงไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนคาฟดากำลังจะกลายเป็นแหล่งผลิตพลังงานสะอาดที่ใหญ่ที่สุดในโลก โดยจะผลิตพลังงานแสงอาทิตย์และลมได้ถึง 30 กิกะวัตต์ภายในปี 2030

เเต่อีกฟากหนึ่งของประเทศ โรงไฟฟ้าถ่านหินขนาด 3 กิกะวัตต์ในเมืองจันทราปูร์ รัฐมหาราษฏระ ยังคงทำงาน ซึ่งเป็นหนึ่งในโรงไฟฟ้านับร้อยแห่งที่ยังคงผลิตไฟฟ้าให้กับโครงข่ายไฟฟ้าของอินเดียมากกว่า 60%

การพัฒนา vs การลดคาร์บอน

อินเดียยังคงเติบโต ประชาชนยังบริโภคพลังงานน้อยกว่าค่าเฉลี่ยของโลก การเข้าถึงไฟฟ้า ซึ่งเป็นสิ่งที่ได้รับการประกันในโลกพัฒนาแล้ว ยังคงเป็นภารกิจด้านการพัฒนาในอินเดีย

สองทศวรรษที่ผ่านมา อินเดียมีความก้าวหน้าโดดเด่นด้านการให้บริการไฟฟ้า จากโครงการภาครัฐที่เจาะจง ทำให้การเข้าถึงไฟฟ้าเพิ่มจากเพียง 60% ในปี 2000 มาเป็นเกือบครอบคลุมทั่วประเทศในปัจจุบัน และปัญหาขาดแคลนไฟฟ้าก็ลดลงต่ำกว่า 1% อย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้านี้ขับเคลื่อนโดยถ่านหินเป็นหลัก กำลังการผลิตไฟฟ้าจากถ่านหินพุ่งสูงขึ้นในทศวรรษที่ผ่านมา และยังคงเพิ่มขึ้นแม้จะช้าลง

ทุกวันนี้ ภาคไฟฟ้ามีสัดส่วนการปล่อยก๊าซเรือนกระจกมากกว่าครึ่งของทั้งประเทศ แม้การปล่อยต่อหัวของอินเดียจะยังต่ำ แต่อินเดียก็กลายเป็นประเทศที่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกมากเป็นอันดับสามของโลก

อินเดียได้กลายเป็นผู้นำด้านสภาพภูมิอากาศ

เป้าหมายที่กำหนดไว้ในระดับประเทศ (NDC) ปี 2015 ระบุว่า 40% ของกำลังการผลิตไฟฟ้าจะมาจากแหล่งที่ไม่ใช่ฟอสซิลภายในปี 2030 ในปี 2022 เป้าหมายนี้ถูกยกระดับเป็น 50% พร้อมตั้งเป้าหมายบรรลุความเป็นกลางทางคาร์บอนภายในปี 2070 นับตั้งแต่ปี 2015 กำลังการผลิตพลังงานหมุนเวียนของอินเดียเติบโตเฉลี่ยเกือบ 20% ต่อปี และทะลุ 200 กิกะวัตต์ในปี 2024

ขณะที่โลกกำลังเร่งลดการปล่อยคาร์บอน อินเดียกลับกลายเป็นจุดสนใจ แม้การปล่อยทั่วโลกคาดว่าจะถึงจุดสูงสุดในเร็ววัน แต่อินเดียยังคงปล่อยเพิ่มขึ้น ประเทศนี้ถูกคาดการณ์ว่าจะเป็นแหล่งหลักของการเติบโตด้านความต้องการพลังงานทั่วโลกมากกว่าหนึ่งในสี่ไปจนถึงปี 2040 ขณะที่โลกกำลังพยายามเลิกใช้ถ่านหิน

พลังงานหมุนเวียนถูกกว่า แต่แค่นั้นยังไม่พอ

ช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ต้นทุนของพลังงานแสงอาทิตย์และลมลดลง หากวัดตามต้นทุนเฉลี่ยตลอดอายุการใช้งาน (Levelized Cost of Energy – LCOE) พลังงานหมุนเวียนถูกกว่าถ่านหิน แม้เปรียบเทียบแค่ต้นทุนแปรผัน พลังงานแสงอาทิตย์ก็ยังชนะถ่านหินอยู่ดี แล้วทำไมโรงไฟฟ้าถ่านหินใหม่ยังถูกสร้างและวางแผนอยู่

พลังงานแสงอาทิตย์และลม จัดอยู่ในประเภทพลังงานหมุนเวียนแบบแปรผัน (Variable Renewable Energy – VRE) ผลิตไฟฟ้าได้เฉพาะเมื่อมีแสงแดดหรือมีลม โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ผลิตได้เพียง 15–25% ของกำลังการผลิตสูงสุดตลอดทั้งปี (ซึ่งเรียกว่าค่าดัชนีการใช้กำลังการผลิต – Capacity Utilization Factor หรือ CUF)

ขณะที่พลังงานลมอยู่ที่ 25–35% ในทางตรงกันข้าม โรงไฟฟ้าถ่านหินสามารถเดินเครื่องได้ตลอด 24 ชั่วโมง โดยมีค่า CUF อยู่ระหว่าง 70–90% หมายความว่า ต้องสร้างกำลังการผลิตจาก VRE มากกว่าเพื่อให้ได้พลังงานปริมาณเดียวกัน ซึ่งต้องใช้เงินลงทุนมากขึ้น โดยเฉพาะในประเทศที่เงินทุนมีราคาสูงอย่างอินเดีย

ปัญหาไม่ได้อยู่แค่ปริมาณพลังงานที่ผลิตได้ แต่รวมถึงเวลาและสถานที่ด้วย

ความท้าทายหลักคือเรื่อง “เวลา” ความต้องการพลังงานไฟฟ้าของอินเดียพุ่งขึ้นสูงวันละสองช่วง ช่วงเที่ยง และช่วงหลังพระอาทิตย์ตก พลังงานแสงอาทิตย์ช่วยได้ในช่วงแรก แต่ไม่ได้ช่วยในช่วงที่สอง และเนื่องจากการเพิ่มกำลังการผลิตพลังงานหมุนเวียนในอินเดียส่วนใหญ่มาจากพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานสะอาดที่มีอยู่หลังพระอาทิตย์ตกจึงแทบไม่มีเลย ทั้งที่เป็นช่วงเวลาที่ผู้คนกลับบ้านและเปิดเครื่องปรับอากาศมากขึ้น

ความไม่สอดคล้องกันระหว่างช่วงเวลาของความต้องการและการจ่ายไฟนี้อาจแก้ได้ด้วยระบบกักเก็บพลังงานจากแบตเตอรี่ พลังงานแสงอาทิตย์ในช่วงกลางวันสามารถเก็บไว้ใช้ในตอนกลางคืน

แต่แบตเตอรี่ระดับสาธารณูปโภคยังไม่สามารถทำได้ในเชิงพาณิชย์ อีกทางเลือกหนึ่งคือใช้เชื้อเพลิงที่มีความยืดหยุ่นอย่างก๊าซธรรมชาติ ซึ่งสามารถเพิ่มหรือลดการผลิตได้อย่างรวดเร็วเพื่อสนับสนุนพลังงานหมุนเวียน ประเทศทางเหนือของโลกใช้แนวทางนี้อย่างแพร่หลาย เเต่อินเดียยังขาดโครงสร้างพื้นฐานด้านก๊าซในระดับใหญ่ จึงต้องพึ่งพาถ่านหิน

ถ่านหินไม่มีความยืดหยุ่น และมีต้นทุนในการเปิด-ปิดสูง

ผลที่ตามมา โรงไฟฟ้าถ่านหินมักเดินเครื่องตลอดวัน แม้ในช่วงที่พลังงานหมุนเวียนผลิตได้มาก ซึ่งทำให้ค่า CUF ลดลง และต้นทุนต่อหน่วยเพิ่มขึ้น เพราะต้องกระจายต้นทุนคงที่ไปยังหน่วยผลิตที่น้อยลง สิ่งที่ช่วยให้ VRE ผนวกรวมเข้ากับระบบในระดับใหญ่ได้ กลับเป็นการที่อินเดียมีโรงไฟฟ้าถ่านหินมากเกินในทศวรรษก่อน แต่นั่นก็ทำให้ CUF ของถ่านหินลดลงเป็นประวัติการณ์

ด้านภูมิศาสตร์ก็มีปัญหาเช่นกัน โรงไฟฟ้าถ่านหินสามารถสร้างใกล้แหล่งความต้องการได้ ขณะที่พลังงานแสงอาทิตย์และลมของอินเดียกลับอยู่ไกลออกไป ตัวอย่างเช่น โรงไฟฟ้าคาฟดาอยู่ไกลจากศูนย์กลางอุตสาหกรรมและเมืองของรัฐคุชราต การเชื่อมต่อแหล่งพลังงานใหม่เหล่านี้จึงต้องการโครงข่ายสายส่งขนาดใหญ่

นอกจากนี้ ศักยภาพด้านพลังงานหมุนเวียนและกำลังการผลิตที่ติดตั้งแล้วของอินเดียยังกระจุกตัวอยู่ในหกรัฐทางใต้และตะวันตก ขณะที่รัฐที่มีถ่านหินจำนวนมากในภาคกลางและตะวันออกมีสัดส่วนน้อย แม้อินเดียจะมีโครงข่ายไฟฟ้าระดับชาติ แต่การจ่ายไฟและการควบคุมสมดุลส่วนใหญ่มักจัดการในระดับรัฐ ดังนั้น พลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินในรัฐราชสถานจึงไม่สามารถส่งไปยังรัฐใกล้เคียงได้ง่าย

แม้การลงทุนในระบบสายส่งกำลังขยายตัว แต่ก็ยังตามไม่ทันกับการเติบโตของพลังงานหมุนเวียน ความไม่สอดคล้องนี้ทำให้เกิดการตัดกำลังการผลิต (curtailment) พลังงานสะอาดที่ไม่ได้ถูกใช้งานเพราะโครงข่ายไม่สามารถรองรับได้ ซึ่งเกิดขึ้นมากขึ้นในหลายรัฐในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา

ความท้าทายด้านการบูรณาการ ทั้งด้านเวลา ภูมิศาสตร์ และสถาบัน ทำให้เกิดต้นทุนแฝง ซึ่งไม่สะท้อนใน LCOE มันทำให้ค่า CUF ลดลง และเพิ่มการตัดกำลังการผลิต อีกทั้งยังจำกัดสัดส่วนของ VRE ที่สามารถรวมเข้าสู่ระบบได้ แม้ว่าจะมีราคาถูกลงแค่ไหนก็ตาม ความต้องการที่เหลือยังต้องได้รับการตอบสนองจากแหล่งอื่น ซึ่งในกรณีของอินเดียคือถ่านหินเป็นหลัก

ถ่านหินจะถึงจุดสูงสุดเมื่อใด

ราหุล ทองเกีย (Rahul Tongia) นักวิจัยอาวุโสจากหน่วยงานคลังสมอง Centre for Social and Economic Progress (CSEP) เสนอกรอบแนวคิดที่เรียกว่า "บันไดแห่งความสามารถในการแข่งขัน" (Ladder of Competitiveness) ดังนี้

• ขั้นที่ 1 พลังงานหมุนเวียนแพงกว่าถ่านหินใหม่ ถ่านหินครองตลาดการผลิตใหม่
• ขั้นที่ 2 พลังงานหมุนเวียนถูกกว่าถ่านหินใหม่ พลังงานหมุนเวียนตอบสนองความต้องการใหม่บางส่วน แต่ถ่านหินยังคงอยู่ อินเดียอยู่ในขั้นนี้ในปัจจุบัน
• ขั้นที่ 3 พลังงานหมุนเวียนรวมกับระบบกักเก็บพลังงานถูกกว่าถ่านหินใหม่ พลังงานหมุนเวียนตอบสนองความต้องการใหม่เกือบทั้งหมด การเพิ่มถ่านหินหยุดลง
• ขั้นที่ 4 พลังงานหมุนเวียนรวมกับระบบกักเก็บพลังงานถูกกว่าถ่านหินที่มีอยู่ พลังงานหมุนเวียนเริ่มแทนที่ความต้องการเดิมที่เคยใช้ถ่านหิน ถ่านหินเริ่มลดลง

หลายการศึกษาคาดการณ์ว่าความต้องการใช้ไฟฟ้ารายปีของอินเดียจะเติบโตที่ 6–6.4% จนถึงปี 2030 ตามข้อมูลของ CSEP การตอบสนองความต้องการนี้ (โดยไม่รวมระบบกักเก็บพลังงาน) จะต้องเพิ่มพลังงานแสงอาทิตย์และลมปีละ 46 กิกะวัตต์ ซึ่งสอดคล้องกับเป้าหมาย 500 กิกะวัตต์ของอินเดีย แต่หากรวมระบบกักเก็บพลังงาน ตัวเลขนี้จะสูงขึ้น

เมื่อคำนึงถึงข้อจำกัดด้านระบบสายส่งแล้ว เป้าหมาย 500 กิกะวัตต์อาจไม่เพียงพอ แต่การกระจายการลงทุน VRE ไปยังรัฐต่าง ๆ อาจช่วยลดช่องว่างนี้ได้ Ember และ TERI พบว่าหากต้นทุนแบตเตอรี่ยังคงลดลงราว 7% ต่อปี อินเดียอาจยังอยู่ในขั้นที่ 2 อย่างน้อยจนถึงปี 2032 ซึ่งเป็นช่วงที่ระบบกักเก็บพลังงานในระดับใหญ่จะเริ่มคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ

จนถึงตอนนั้น VRE อาจรองรับได้มากกว่า 75% ของความต้องการในช่วงเวลาที่มีแสงอาทิตย์ แต่รองรับได้เพียงหนึ่งในสามในช่วงเวลาที่ไม่มีแสงอาทิตย์ ที่เหลือยังต้องพึ่งพาถ่านหิน

อย่างไรก็ตาม การดำเนินการจริงยังล่าช้า การเพิ่มกำลังการผลิตต่อปีอาจอยู่เพียง 20-30 กิกะวัตต์สำหรับพลังงานแสงอาทิตย์ และ 4-8 กิกะวัตต์สำหรับพลังงานลม หากช่องว่างนี้ยังคงอยู่ การพึ่งพาถ่านหินอาจเพิ่มขึ้นอีก

ข้อมูลอ้างอิง

• earth.org