Tesla ความพยายามเพื่อแบตเตอรี่ที่ดีกว่า

บทนำ

ปี ค.ศ. 2020 เกือบจะกลายเป็นปีที่ดีที่สุดของการเริ่มต้นทศวรรษใหม่อันแสนสวยงาม แต่น่าเสียดายที่ภาพฝันทั้งหลายถูกทำลายจนไม่เหลือซาก ด้วยการระบาดของโรค COVID-19 ไฟป่าในออสเตรเลีย ความขัดแย้งระหว่างประเทศ ปัญหาโลกร้อนที่ทวีความรุนแรงขึ้นเรื่อย ๆ 

แต่ในช่วงเวลาที่ดูจะมืดมนนี้ วงการพลังงานที่เป็นหนึ่งในปัจจัยสี่สมัยใหม่ของมนุษย์ ยังคงต้องดำเนินต่อไป และด้วยมาตรการ Lock Down ที่บังคับให้ผู้คนต้องกักตัวอยู่แต่ในบ้าน แน่นอนว่าความต้องการใช้พลังงานย่อมต้องเพิ่มสูงขึ้นอย่างไม่เคยมีมาก่อน ทำให้หลาย ๆ คนเริ่มหันไปหาพลังงานสะอาด เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ เพื่อลดค่าไฟจากกริด เพราะถึงแม้จะลงทุนสูงในช่วงแรก แต่ในระยะยาวแล้วพลังงานสะอาดในระดับครัวเรือนสามารถคืนกำไรได้เลยด้วยซ้ำ

ปัญหาใหญ่ของระบบการผลิตพลังงานด้วยโซลาร์เซลล์ นอกจากราคาที่ทำให้หลายคนหวั่นไหว คือเรื่องของแบตเตอรี่ที่ใช้ในการเก็บพลังงาน เพราะถ้าระบบเก็บพลังงานห่วยแตก ระบบทั้งหมดก็แทบจะไร้ค่าไปในทันที แถมด้วยการใช้พลังงานตามระบบ Duck-curve ที่ผู้คนใช้ไฟไม่ตรงกับช่วงเวลาการผลิตของโซลาร์เซลล์ การเก็บพลังงานเอาไว้ใช้จึงจำเป็นอย่างที่สุด

เราอาจจะคุ้นชินแค่ระบบจ่ายไฟเล็ก ๆ ที่ทำงานคู่กับถ่านไฟฉายที่ชาร์จไฟใหม่ได้ แต่แบตเตอรี่ จริง ๆ เป็นมากกว่านั้น ตั้งแต่จ่ายไฟให้รถยนต์ เครื่องบิน ระบบไฟในอาคาร จนถึงสร้างสมดุลในระบบกริดของประเทศ ล้วนเป็นหน้าที่ของแบตเตอร์รี่ทั้งสิ้น การพัฒนาประสิทธิภาพของแบตเตอรี่จึงเป็นเรื่องใหญ่ในวงการวิจัย เปรียบเสมือนโอกาสทองที่รอให้ถูกคว้าไปครองเลยก็ว่าได้ จึงไม่ใช่เรื่องแปลก ที่หน่วยงานทั้งภาครัฐและเอกชนต่างให้ความสนใจกับการศึกษาค้นคว้าเรื่องนี้มากขึ้น

ในบรรดาชื่อของผู้แข่งขันทั้งหลายในสังเวียนนี้ หนึ่งบริษัทที่ดูจะ ‘อิน’ กับเรื่องนี้มากกว่าใครเพื่อนคงไม่พ้นชื่อ Tesla  บริษัทผลิตรถยนต์ไฟฟ้าชื่อดังอันเป็นอีกหนึ่งบริษัทลูกรักของ Elon Musk เจ้าของ SPACEX นั่นเอง

Tesla อาจจะไม่ได้กำเนิดมาในสายการผลิตแบตเตอรี่โดยตรง แต่การที่แบตเตอรี่เป็นกุญแจสำคัญที่ทำให้รถไฟฟ้าวิ่งได้ Tesla จึงเกี่ยวพันกับวงการนี้มาอย่างปฏิเสธไม่ได้ และในงานประชุมอัพเดทสถานการณ์ของบริษัทประจำปี ค.ศ. 2020 ดูเหมือนว่า Tesla กำลังเตรียมพร้อมอีกครั้งหนึ่งในการเปลี่ยนแปลงโลกพลังงานไปตลอดกาล

จากแคดเมียมสู่ลิเทียมไอออน

ก่อนที่เราจะขยับกันไปต่อ ผมขออธิบายเรื่องของแบตเตอรี่กันก่อน

แบตเตอรี่ที่ใช้ในระบบผลิตไฟฟ้าและที่ Tesla พัฒนาอยู่เป็นระบบเซลล์ทุติยภูมิ หมายความว่าเซลล์แบตเตอรี่ความสามารถเก็บพลังงานเข้าไปและจ่ายออกมาได้ วนเป็นรอบ ๆ ไปเรื่อย ๆ (Rechargable) ต่างจากถ่านไฟฉายธรรมดาเช่น ถ่านอัลคาไลน์ ที่ใช้แล้วหมดไป

กลุ่มแบตเตอรี่ชาร์จได้ในยุคแรกมีประสิทธิภาพที่ไม่ค่อยดีนัก รวมถึงมีราคาแพงมาก แต่ในยุคปัจจุบันมันได้กลายเป็นเทคโนโลยีที่ปฏิวัติชีวิตของทุกคนไปเรียบร้อย ลองมองดูรอบตัวเราก็จะเห็นว่ามีแบตเตอรี่ประเภทนี้อยู่เต็มไปหมด ทั้งคอมพิวเตอร์และโทรศัพท์ ล้วนใช้ระบบเซลล์ทุติยภูมิทั้งสิ้น แถมถ่านชาร์จในขนาด AA (ถ่านไฟฉาย) ได้กลายเป็นที่นิยมมากขึ้นอีกด้วย สำหรับคนที่ไม่อยากสร้างขยะอันตรายจากการโยนถ่านอัลคาไลน์ทิ้ง และด้วยความที่ทั้งนาฬิกา ของเล่น รีโมททีวี ล้วนใช้งานแบตเตอรรี่ชาร์จได้ไม่ต่างจากถ่านปกติ ยอดขายและการผลิต รวมถึงปริมาณการใช้งานจึงพุ่งสูงขึ้นเป็นเงาตามตัว

หลักการทำงานของถ่านชาร์จสมัยแรก ๆ ใช้ส่วนประกอบหลักเป็น นิกเกิล-แคดเมียม (NiCd) ซึ่งถูกคิดค้นโดย Waldemar Jungner ในประเทศสวีเดน ตั้งแต่ ปี ค.ศ. 1899  ตัวนิกเกิลและแคดเมียมทำหน้าที่เป็นอิเลกโทรด (Electrode) หรือขั้วไฟฟ้า เก็บพลังงานโดยใช้ปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าที่สามารถผันกลับได้ เมื่อมีการสะสมประจุอิเลกตรอนเข้าไป เซลล์ไฟฟ้าจึงจะสามารถจ่ายพลังงานออกมาได้ครับ

แต่แบตเตอรี่ชนิดนี้ต้องหลีกทางให้แบตเตอรี่ประเภท นิกเกิล – เมทัลไฮไดร (NiMH) และ ลิเทียม-ไอออน (Li-ion) เพราะสารแคดเมียมนั้นมีพิษ แบตเตอรี่ประเภท NiCd จึงแทบจะสูญพันธุ์ไปแล้ว หลังจากที่ยุโรปแบนการใช้งานในปี ค.ศ. 2004 

มาตรฐานแบตเตอรี่ประเภททุติยภูมิในปัจจุบันต้องยกให้แบตเตอรี่ประเภท Li-ion อันเป็นผลจากการค้นคว้าของ John Goodenough, M. Stanley Whittingham, Rachid Yazami และ Koichi Mizushima ในช่วงปี ค.ศ. 1970–1980 ก่อนถูกสร้างขึ้นโดย Akira Yoshino ซึ่งทำให้เขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีไปพร้อม ๆ กับ Goodenough และ  Whittingham ในปี ค.ศ. 2019

แบตเตอรี่ Li-ion ถูกใช้แพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งโทรศัพท์ คอมพิวเตอร์ และกล้อง ขณะที่แบตเตอรรี่ NiMH เข้าจับจองตลาดถ่านไฟฉายชาร์จสำหรับการใช้งานทั่วไป โดยเฉพาะยี่ห้อที่ดังแบบสุด ๆ ในปัจจุบันคือ eneloop ที่มาพร้อมแพกเกจจิ้งสีขาวสะดุดตา  เป็นการสร้างเอกลักษณ์ที่ชัดเจนให้กับแบตเตอรี่ประเภทนี้ไปแล้ว (ส่วนตัวผมก็ใช้อยู่เหมือนกัน แน่นอนครับว่าแอบแพง แต่ก็คุ้มในระยะยาว และที่สำคัญคือช่วยลดปริมาณขยะได้จริง ๆ)

อีกหนึ่งประเภทของแบตเตอรี่ทุติยุภูมิ คือชนิด ลิเทียม-ไอออน โพลีเมอร์ (LiPO) ที่นิยมใช้ในเครื่องบิน เรือ จนถึงอุปกรณ์บังคับ เช่น รถบังคับวิทยุและโดรน แบตเตอรี่ชนิดนี้มีความหนาแน่นในการสะสมพลังงานที่สูงกว่า สามารถผลิตได้ในแทบจะทุกรูปทรง เพิ่มความสามารถในการใช้งานขึ้นไปอีกขั้น

นอกจากนั้นแล้วยังมีแบตเตอรี่ประเภททุติยภูมิอีกเพียบที่กำลังถูกทดลองและพัฒนากันอยู่ แต่ละชนิดก็มีส่วนประกอบที่แตกต่างกันไป รวมถึงมีขนาดที่เหมาะหรือเฉพาะเจาะจงไปกับการใช้งานด้วย ต่างจากแบตเตอรี่ที่เราคุ้นชินกันในรูปถ่านไฟฉายหรือแผ่นแบนที่ใช้ในโทรศัพท์มือถือและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

สำหรับแบตเตอรี่ทุติยภูมิที่ใช้ในรถยนต์ Tesla จะมีลักษณะโครงสร้างไม่ต่างจากถ่านไฟฉาย (ทรงกระบอก) แต่มีการเชื่อมต่อกันเป็นแถว ๆ เพื่อสร้าง Battery Pack ขึ้นมาสำหรับติดใต้ท้องรถ โดยหนึ่งแพ็คประกอบด้วยแบตเตอรี่กว่าพันก้อน 

อีกหนึ่งข้อแตกต่างสำคัญเลยคือ การที่ Tesla เลือกใช้ส่วนประกอบของแบตเตอรี่เป็น Li-ion เป็นหลัก ล่าสุดก็ได้มีการพัฒนาไปใช้แบตเตอรี่ชนิดลิเทียม-นิกเกิล-แมงกานีส-โคบอลต์ออกไซด์ หรือ  lithium nickel manganese cobalt oxide (NMC) เพราะเหตุผลด้านประสิทธิภาพที่ดีพอสำหรับการใช้งานในรถยนต์ อันขึ้นชื่อเรื่องการผลาญพลังงานนั่นเองครับ

แบตเตอรี่และพลังงานสะอาด

‘พลังงานสะอาด’ หรือที่เราเรียกกันอย่างเป็นทางการกว่านั้นว่า พลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy) เข้ามามีบทบาทในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมาก็จริง นอกจากการเป็นคำฮิตที่ใช้ดึงดูดความสนใจ ใช้พาดหัวข่าว หรือเป็นเครื่องมือในการต่อรองของนักอนุรักษ์และนักการเมือง จริงๆ แล้วพลังงานสะอาดในโลกของเรานั้นยังมีอยู่แค่ 20% เท่านั้น เพราะถึงแม้ว่าพลังงานหมุนเวียนจะดีเพียงใดในทางทฤษฎี ก็ยังสู้ความสามารถในการผลิตของพลังงานที่ใช้แล้วหมดไปอย่างถ่านหิน น้ำมัน และแก๊สธรรมชาติไม่ได้ 

เหตุผลหลักก็เพราะว่าเรามีโรงไฟฟ้าประเภทหลังอยู่แล้วเป็นจำนวนมาก ไม่เพียงแค่นั้น ตัวอุตสาหกรรมของพลังงานไม่หมุนเวียนได้หยั่งรากลึกลงไปในสังคม ส่งผลให้การเปลี่ยนผ่านเป็นไปได้ยากยิ่งขึ้น หากองค์กรที่มีอำนาจและกำลังมากพอไม่เข้ามาเป็นผู้นำโดยตรง

ทีนี้การจะสู้กับกำลังการผลิตของพลังงานไม่หมุนเวียนแบบตรง ๆ นั้นย่อมไม่ใช่เรื่องง่ายเพราะในทางเทคนิคแล้ว พลังงานสะอาดพึ่งพาตัวแปรในการผลิตที่มนุษย์ควบคุมไม่ได้ เช่น ลม แสงอาทิตย์  หรือคลื่น คงเหลือแค่กลุ่มพลังงานมวลชีวภาพและการกักเก็บน้ำในเขื่อนที่เราสามารถควบคุมได้ (แต่การสร้างเขื่อนก็ดันเป็นการทำลายทรัพยากรซะอีก ดังนั้นเราจึงพยายามที่จะไม่สร้างเขื่อนเพิ่ม) 

ต่างจากโรงไฟฟ้าถ่านหินที่ขอแค่มีทรัพยากร (ซึ่งเราไปขุดเตรียมมาเรียบร้อยแล้ว) เราก็สามารถควบคุมการผลิตได้เต็มที่ จะเพิ่มในช่วงกลางคืนของฤดูร้อนที่ทุกคนกระหน่ำเปิดแอร์ หรือจะลดในตอนกลางวันที่อากาศดีและคนใช้เวลาอยู่ภายในอาคารน้อยลงก็ย่อมได้

ด้วยความที่ลมไม่ได้พัดตลอดเวลา รวมไปถึงแสงแดดย่อมส่องสว่างเฉพาะเวลากลางวัน แบตเตอรี่จึงกลายเป็นตัวแปรสำคัญที่เข้ามาช่วยเก็บและควบคุมความสามารถในการกระจายพลังงานไฟฟ้าให้ดียิ่งขึ้น ยิ่งแบตเตอรี่มีความจุและประสิทธิภาพในการทำงานเพิ่มขึ้นเท่าไหร่ ก็จะยิ่งเป็นผลดีในการพัฒนาพลังงานสะอาดมากยิ่งขึ้นเท่านั้น แถมการเพิ่มแบตเตอรี่เข้าไปในสมการยังช่วยเพิ่มความมั่นคงให้กับระบบได้โดยตรงอีก

การพัฒนาแบตเตอรี่ของ Tesla ย่อมส่งผลโดยตรงต่ออุตสาหกรรมพลังงานสะอาด เพราะแบตเตอรี่คุณภาพสูงสามารถประยุกต์ใช้ทำ Battery Bank หรือศูนย์เก็บพลังงานได้ เพื่อเป็นการสร้างสมการที่ผมกล่าวไปแล้วให้สำเร็จได้จริง ๆ ไม่ใช่ในระดับครัวเรือน แต่ในระดับภูมิภาค ตัวคอนเซปต์อาจจะกำลังอยู่ในระยะพัฒนา โดยรวมแล้วนับว่าเป็นภาพฝันของอนาคตพลังงานสีเขียวที่แลดูชัดเจนทีเดียว

Tesla กับแบตเตอรี่แห่งอนาคต

แรกเริ่มเดิมที Tesla ไม่ได้ผลิตเองทั้งหมด เพราะตัวบริษัทได้พึ่งพาความสามารถทางการผลิตของบริษัท Panasonic ผู้อยู่เบื้องหลังการพัฒนาแบตเตอรี่ eneloop ชื่อดัง (รวมถึงต่อยอด กิจการของบริษัท Sanyo ด้วย) ทาง Tesla เองมีความต้องการสูงสุดในการที่จะควบคุมการผลิตทุกอย่างเองอยู่แล้ว ในแนวทางเดียวกับ Apple ที่พยายามจะขจัด Supplier ทั้งหลายออกไปเพื่อสร้างความมั่นคงในกระบวนการผลิตด้วยตัวเอง นี่จึงเป็นเหตุผลหลักที่ Tesla ได้ทำการวิจัย In-House เพื่อสร้างแบตเตอรี่ที่ดีขึ้นมา

ล่าสุดในการนำเสนอและอัพเดทผลการดำเนินการขององค์กรในงาน Battery Day เมื่อวันที่ 22 กันยายน ค.ศ. 2020 ที่ผ่านมา ทั้ง Elon Musk และ Drew Baglino  ประธานอาวุโสด้านวิศกรรมของ Tesla ได้ทำการเปิดตัวเซลล์แบตเตอรี่ใหม่ที่มีชื่อว่า 4680 (มีที่มาจากขนาดของมัน) รวมถึงหนทางในการทำให้เจ้า 4680 กลายเป็นก้าวใหม่ของวงการแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าได้จริง ๆ โดยทาง Tesla เองมีแผนการณ์ที่ชัดเจนอยู่ในใจแล้วพอสมควร ประกอบด้วย

1.ประสิทธิภาพสูงขึ้น ด้วยการปรับเปลี่ยนโครงสร้าง

ขนาดของแบตเตอรี่ส่งผลโดยตรงต่อปริมาตรในการเก็บประจุตามหลักไฟฟ้าเคมีอยู่แล้ว ด้วยขนาดที่ใหญ่กว่าแบตเตอรี่ 2170 เดิม จึงทำให้ Tesla มีพื้นที่ภายในแต่ละเซลล์ที่จะยัดพลังงานไฟฟ้าเข้าไปได้อีก และใช้วัสดุน้อยกว่าในการผลิตแต่ละเซลล์เทียบกับปริมาตรที่ได้เมื่อนับจำนวนรวมกันแล้ว แต่ขนาดที่ใหญ่ก็ใช่ว่าจะดีเสมอไป (ไม่งั้นทั้ง Battery Pack ก็คงจะเป็นแบต LiPO ก้อนเบ้อเริ่มไปแล้วครับ) เพราะการจ่ายพลังงานของแต่ละเซลล์ต้องถูกควบคุมให้เหมาะสมกับขนาดและจำนวนเซลล์เสมอ 

ขนาดใหม่ที่ Tesla เลือกยังคงจำเป็นที่จะต้องผ่านการทดสอบอีกหลายครั้ง จึงจะพิสูจน์ได้ว่านี่เป็นมาตรฐานที่ดีกว่าจริง ๆ นอกจากขนาดแล้ว Tesla ยังกำจัดฝาหรือขั้วแบตเตอรี่ที่เป็นตุ่มโลหะออกไป เหลือเพียงก้อนม้วนของแผ่นวัสดุที่ไม่ขัดจังหวะเครื่องจักรกลในการผลิตอีกต่อไป 

การเปลี่ยนวัตถุดิบที่ใช้ร่วมกับลิเทียมยังเป็นอีกทางออกหนึ่งที่ Tesla ใช้ในการพัฒนาแบตเตอรี่ชนิดใหม่นี้ โดยเลือกกระจายใช้วัตถุดิบที่หลากหลายขึ้น เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาของ Supplier 

ขณะเดียวกันก็เป็นการทดสอบหาวัสดุที่มีคุณภาพและประสิทธิภาพที่ดีกว่า ในการใช้งานร่วมกับลิเทียมได้ด้วย เช่น ซิลิคอน ที่สามารถใช้แทนแกรไฟท์ได้ถึงแม้ว่าจะมีมวลมากกว่าแต่สามารถที่จะจุอะตอมลิเทียมได้เยอะกว่า เป็นต้น

2.ลดต้นทุนโดยการกำจัดสารโคบอลท์

สารโคบอลท์ ในแบตเตอรี่ชนิด NMC ทำหน้าที่เพิ่มประสิทธิภาพของปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าในระบบเซลล์ และช่วยยืดอายุการใช้งานหรือวงรอบการชาร์จได้ในบางกรณี การนำเอาโคบอลท์ออกไปจากส่วนประกอบ จึงจำเป็นต้องหาวัตถุดิบอื่นที่ดีกว่ามาแทน 

เหตุผลหลักที่ Tesla ให้ไว้คือ การที่โคบอลท์นั้นมีราคาแพงในการผลิต และความยากลำบากในการขุดเจาะของประเทศต้นทางอย่างคองโก ซึ่งส่งผลให้ Tesla เองถูกฟ้องในข้อหาละเมิดสิทธิมนุษยชนมาแล้วจากสภาพการทำงานในเหมืองคองโกที่โหดร้ายทารุณ Tesla จะหาวัตถุดิบหรือองค์ประกอบทางเคมีมาแทนได้หรือไม่คงต้องติดตามกันต่อไป 

3.เพิ่มอัตราการผลิตด้วย Gigafactory

Gigafactory คือโรงงานผลิตครบวงจรสุดไฮเทคของ Tesla ซึ่งทำหน้าที่ผลิตรถยนต์ไฟฟ้า และแบตเตอรี่ Li-ion ก็เป็นหนึ่งในผลผลิตของโรงงานนี้ด้วยเช่นกัน Tesla ต้องการที่จะดำเนินการผลิตเองทั้งหมดเพื่อลดต้นทุน และกำจัดความเสี่ยงของ Supplier และค่าใช้จ่ายที่บานปลายจากกระบวนการขนส่งอยู่แล้ว ดังนั้นการลงทุนก้อนใหญ่กับโรงงาน Gigafactory ใหม่จึงเป็นสิ่งที่ Tesla พยายามทำมาโดยตลอด

4.รีไซเคิลให้ได้ 100%

การแก้ปัญหาข้างต้นทั้งหมดได้ในการยิงปืนแค่นัดเดียว คือการนำเอาแบตเตอรี่กลับมาใช้ใหม่ทั้งหมด เป้าหมายนี้อาจจะฟังดูยากเพราะท้ายที่สุดแล้วแบตเตอรี่ทุกชนิดล้วนหมดอายุการใช้งานลงได้เมื่อปฏิกิริยาเคมีภายในดำเนินมาจนถึงจุดสิ้นสุด

Tesla ตั้งเป้าที่จะพัฒนากระบวนการรีไซเคิลขึ้นมาสำหรับแบตเตอรี่ของตนเองโดยเฉพาะ เพื่อเน้นไปที่การเก็บเอาวัสดุตั้งต้นกลับคืนมาให้ได้มากที่สุด ในเชิงทฤษฎีแล้ว หากกระบวนการนี้มีประสิทธิภาพเต็มที่จริง ๆ Tesla แทบไม่ต้องทำการผลิตแบตเตอรี่สดใหม่หรือสั่งซื้อวัตถุดิบอีกเลย 

แต่เราต้องไม่ลืมว่าแบตเตอรี่ที่ใช้ในรถยนต์ไฟฟ้าไม่ใช่แบตเตอรี่ทั่ว ๆ ไปที่วางขายกันตามห้างร้าน แต่ละชิ้นมีสถานะปรียบเสมือนอุปกรณ์ไฮเทคอย่าง iPhone การจะตามกลับเข้าสู่ระบบรีไซเคิลจึงมีความเป็นไปได้อยู่แล้ว โดย Tesla คงจะต้องลงทุนในเรื่อง Customer Service ในการรับกลับสู่กระบวนการรีไซเคิลสักนิด ซึ่งก็แน่อีกแหละครับว่าระดับ Tesla ทำได้อยู่แล้ว

แบตเตอรี่ชนิดใหม่นี้จะมาตอบโจทย์หลักในวงการแบตเตอรี่ Li-ion อันประกอบไปด้วย การยืดอายุการใช้งาน การเพิ่มความสามารถในการเก็บพลังงาน เพิ่มความปลอดภัย ลดต้นทุน และลดเวลาในการชาร์จได้หรือไม่ คงต้องติดตามกันต่อไป

สิ่งที่เราเห็นจากงาน Battery Day ดูจะเป็นเป้าหมายที่ทะเยอะทะยาน (ถึงจะไม่ได้ไกลจากความเป็นจริงมากนัก) แต่ Tesla ต้องทำการทดสอบจริงเสียก่อน จึงจะสามารถการันตีได้ว่าแบตเตอรี่ชนิด 4680 จะเข้ามาพลิกวงการแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า และสร้างแรงกระเพื่อมต่ออุตสาหกรรมพลังงานอย่างที่ได้พูดไว้

หรือ Tesla กำลังเปลี่ยนแปลงโลกพลังงานทั้งใบ

สิ่งที่ Tesla กำลังทำอยู่ไม่ได้จบแค่ที่ท้องรถอย่างแน่นอนครับ ตามหลักการของระบบ Battery Bank ที่ผมกล่าวไปแล้ว องค์ความรู้ที่ได้จาก Tesla สามารถนำมาประยุกต์กับเรื่องนี้ได้โดยตรง เพราะแบตเตอรี่ของระบบไฟฟ้านี้คงไม่พ้นต้องใช้ส่วนประกอบลิเทียมเหมือน ๆ กัน แถมยังต้องทนถึกพอในการรับมือการจ่ายไฟเข้าออกหลายครั้งจากผู้ใช้หลาย ๆ คน ใกล้เคียงกับแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าและโทรศัพท์ที่ต้องผ่านกระบวนการชาร์จและใช้แทบจะตลอดเวลา

การรีไซเคิลแบตเตอรี่ของ Tesla ยังเป็นอีกหนึ่งองค์ความรู้ที่สำคัญ เพราะในปัจจุบันเราสามารถที่จะผลิตอุปกรร์อิเล็กทรอนิกส์ได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ แต่การกำจัดขยะ e-waste กลับกลายเป็นหายนะอย่างแท้จริง โดยเฉพาะกับประเทศไทยที่ตกเป็นเหยื่อในฐานะแหล่งปล่อยของเสียที่เข้ามาในประเทศอย่างผิดกฎหมาย โดยที่ภาครัฐดูเหมือนยังดูเหมือนจะละเลยเช่นเดิม ทำให้เกิดปัญหามลภาวะและสารพิษรั่วไหลสู่สภาพแวดล้อมมากขึ้นกว่าเดิม

อุปกรณ์เช่นแบตเตอรี่ส่วนใหญ่ เมื่อใช้งานแล้วกลับไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ แถมยังเพิ่มความอันตรายในกระบวนการกำจัดมากขึ้นไปอีกเพราะส่วนประกอบที่มีความอันตราย กระบวนการของ Tesla ในการผลิตแบตเตอรี่ชนิดใหม่ที่เหมาะกับการนำมาใช้ใหม่โดยเฉพาะ พร้อม กันกับวิธีการที่จะนำกลับมารีไซเคิลที่เข้ากัน คือสูตรลับของการพัฒนาแหล่งพลังงานสะอาดแห่งอนาคตเลยก็ว่าได้

นอกจากนั้นยังมีการพัฒนาคอนเซปต์ของ Virtual Power Plant หรือโรงไฟฟ้าเสมือน ที่ดึงเอาความสามารถในการเก็บพลังงานของแบตเตอรรี่มาใช้โดยตรง 

ลองจินตนาการว่าทุกบ้านเรือนและอาคารติดแผงโซล่าร์เซลล์พร้อมหน่วยแบตเตอรี่ประสิทธิภาพสูงดูสิครับ ถ้าโรงไฟฟ้าที่จ่ายไฟให้ระบบกริดเกิดระเบิดขึ้นมา แทนที่ทุกคนจะต้องนั่งอยู่ในความมืด แบตเตอรี่ของทุกคน (ที่นับเป็นหน่วย) ก็จะจ่ายพลังงานกลับคืนสู่กริดได้ในทันที กลายเป็นที่มาของโรงไไฟ้าเสมือนนั่นเอง ยิ่งระบบนี้มีประสิทธิภาพและจำนวนผู้ติดตั้งมากขึ้นเท่าไหร่ก็จะยิ่งดีต่อระบบกริดโดยรวมเท่านั้น ถึงจุดหนึ่ง เราอาจจะไม่ต้องพึ่งโรงไฟ้าอีกเลยก็ได้ เพราะทุกคนผลิตและเก็บพลังงานได้เหมือนปลูกผักไปแล้ว 

คอนเซปต์นี้เป็นไปได้ในความเป็นจริง (มีการทดลองจริงแล้วด้วย)  รัฐแคลิฟอร์เนียที่เป็นผู้นำอันดับหนึ่งด้านพลังงานสะอาดทั้งในอเมริกาและระดับโลกเอง ก็พร้อมที่จะนำเอาแนวคิดนี้มาใช้ร่วมกับผู้ผลิตพลังงานในครัวเรือนด้วยเหมือนกัน (ในรัฐนี้เราสามารถผลิตพลังงานขายได้ เหมือนการติดแผงโซล่าร์เซลล์แล้วขายไฟให้ กฟผ.) ซึ่งในเร็ว ๆ นี้เราคงจะได้เห็นการใช้งานจริงในระดับรัฐอย่างแน่นอน 

บทส่งท้าย

ปี ค.ศ. 2020 มาพร้อมกับความหายนะและความก้าวหน้าอย่างแท้จริง การประกาศตัวและเตรียมพร้อมที่จะพัฒนาของ Tesla นับเป็นหนึ่งในความก้าวหน้านั้นด้วย 

แบตเตอรี่อาจจะดูเป็นเพียงส่วนประกอบเล็ก ๆ ในวงการอุตสาหกรรมและพลังงานโดยรวม แต่จากวิถีทางของโลกที่กำลังดำเนินไป แบตเตอรี่ที่ดีกว่าได้กลายมาเป็นกุญแจสำคัญในการยกระดับเทคโนโลยีแห่งอนาคตทั้งรถไฟฟ้า เครื่องบินไฟฟ้า ระบบ Smart Home และการสำรวจอวกาศด้วย เพราะตราบใดที่เผ่าพันธุ์มนุษย์ยังคงมีลมหายใจ เราก็ยังคงต้องพึ่งพาพลังงานต่อไปในทุกรูปแบบ ยิ่งในยุคสมาร์ทโฟนที่ผมเองก็เชื่อว่าหลาย ๆ คนคงอยากชาร์จแบตออกจากตัวกันได้แล้ว แบตเตอรี่จึงเป็นเรื่องที่สำคัญมากจริง ๆ

ส่วน Elon Musk เชื่อว่าโลกต้องการโรงงานแบบ Gigafactory อีกอย่างน้อย 100 โรงงานเพื่อตอบรับกับความต้องการและผลิตแบตเตอรี่ให้เพียงพอสำหรับการเปลี่ยนผ่านสู่ยุคพลังงานสะอาดอย่างแท้จริง ซึ่งถ้าสิ่งนี้จะช่วยแก้วิกฤติสภาพอากาศที่เลวร้ายลงแบบสุด ๆ แล้วล่ะก็ ผมว่ามันก็คุ้มค่าที่สุดแล้วที่จะทำครับ

อ้างอิง

https://www.tesla.com/2020shareholdermeeting#:~:text=2020%20Annual%20Meeting%20of%20Stockholders%20and%20Battery%20Day%20Tuesday%2C%20September,1%3A30%20PM%20Pacific%20Time&text=Tesla’s%202020%20Annual%20Meeting%20of,1%3A30%20PM%20Pacific%20Time.

http://www.eppo.go.th/index.php/th/eppo-intranet/itemlist/category/500-2016-03-16-03-42-48

https://www.pea.co.th/Portals/0/Document/RegRenew.pdf

https://www.wired.com/story/where-was-the-battery-at-teslas-battery-day/#:~:text=Most%20lithium%2Dion%20batteries%20found,oxide%2C%20otherwise%20known%20as%20NMC.

https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium-ion_battery

https://en.wikipedia.org/wiki/Rechargeable_battery#Commercial_types

https://science.sciencemag.org/content/367/6481/979.summary#:~:text=Nonetheless%2C%20in%20NCA%20and%20NMC,cost%20while%20maintaining%20high%20performance.

https://evannex.com/blogs/news/tesla-s-4680-cell-is-a-stroke-of-genius-sandy-munro

https://en.wikipedia.org/wiki/Battery_storage_power_station

https://www.theverge.com/21523976/virtual-power-plants-solar-energy-grid-resilience-climate-change