เมืองแห่งอนาคต ต้องมีเทคโนโลยีพื้นฐานสำคัญอะไรบ้าง? / สุวรรณี สิงห์ฤาเดช

สหประชาชาติ (United Nation) ได้ประมาณการว่า ภายในปี 2050 จะมีจำนวนประชากรบนโลกเพิ่มขึ้นอีก 2 พันล้านคน ส่งผลให้เมืองขนาดใหญ่แบบมหานคร Mega Urban City มีจำนวนมากขึ้นในอีก 15 ปีข้างหน้า และจากสถิติเฉลี่ยในปัจจุบัน มีผู้อาศัยอยู่ในเมืองใหญ่ราว 55% ในขณะที่ 45% อาศัยอยู่นอกเขตเมือง โดยในอีก 30 ปีข้างหน้า คาดว่าสัดส่วนผู้อาศัยอยู่ในเมืองใหญ่จะเพิ่มเป็น 68% สำหรับประเทศไทยในปัจจุบันมีอัตราการอยู่อาศัยในเมืองใหญ่อยู่ที่ประมาณ 50% (Research by Siemens)

นอกเหนือจากเมืองขนาดใหญ่แบบมหานคร Mega Urban City ที่มีแนวโน้มเพิ่มจำนวนมากขึ้น สถานการณ์โลกที่เปลี่ยนไปอย่างรวดเร็วไม่ว่าจะเป็นด้านสภาพภูมิอากาศ (Climate Change) หรือโรคระบาดร้ายแรงต่างๆ (Pandemic) ปัจจัยเหล่านี้ส่งผลให้การพัฒนาเมืองใหญ่ และการเตรียมการในด้านต่างๆ เพื่อรับมือต่อสถานการณ์ดังกล่าวกลายเป็นภารกิจสำคัญ เช่น การบริหารสาธารณูปโภคขั้นพื้นฐาน การบริหารจัดการด้านสิ่งแวดล้อมและที่พักอาศัย การบริการทางสังคม บริการด้านสาธารณสุข หรือแม้แต่การศึกษา ซึ่งความท้าทายเหล่านี้ไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยเทคโนโลยีเดิมๆ ที่มีอยู่ ในขณะที่เทรนด์การเติบโตของมหานคร (Urbanization) และดิจิทัลไลเซชัน (Digitalization) ได้พัฒนามาจนเกิดเป็นมิติใหม่สำหรับคนเมือง ดังนั้น “เมืองอัจฉริยะ” จึงนับเป็นหนึ่งในคำตอบที่จะเข้ามาช่วยบริหารเรื่องใหม่ๆ เหล่านี้

เมืองอัจฉริยะคืออะไร?

เมืองอัจฉริยะคือการผสานรวมวิสัยทัศน์เกี่ยวกับการพัฒนาเมืองใหญ่ โดยมุ่งเน้นการบริหารทรัพยากรของเมืองอย่างชาญฉลาด เพื่อสร้างการเติบโตที่ยั่งยืน และสร้างคุณภาพชีวิตที่ดีให้แก่ผู้คนที่อาศัยอยู่ในเมือง ด้วยการนำเทคโนโลยีเข้ามาใช้ในการจัดการ พร้อมลดการทำลายทรัพยากรและสิ่งแวดล้อม ซึ่งการสร้างเมืองอัจฉริยะให้เกิดขึ้นได้จริงนั้น จำเป็นจะต้องมีเทคโนโลยีสำคัญ 3 กลุ่มหลัก ประกอบด้วย


1.) สมาร์ทกริด (Smart Grid) หรือโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ โครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ คือ โครงข่ายไฟฟ้าที่นำเทคโนโลยีหลายประเภทเข้ามาทำงานร่วมกัน ไม่ว่าจะเป็นระบบเซ็นเซอร์และการควบคุมอัตโนมัติเพื่อให้ระบบไฟฟ้ากำลังสามารถรับรู้ข้อมูลสถานะต่างๆ ในระบบได้แบบ real time รวมถึงระบบสารสนเทศ ระบบเก็บข้อมูล และระบบการวิเคราะห์ข้อมูล เพื่อให้โครงข่ายไฟฟ้าสามารถตอบสนองต่อความต้องการของผู้ใช้ได้อย่างชาญฉลาดมากขึ้น มีความสามารถมากขึ้นโดยใช้ทรัพยากรน้อยลง มีประสิทธิภาพ มีความน่าเชื่อถือ มีความยั่งยืนปลอดภัยและที่สำคัญคือเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ทั้งนี้ ระบบโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะจะต้องครอบคลุมระบบไฟฟ้าทั้งหมด ซึ่งรวมถึงตั้งแต่ระบบการผลิต ระบบส่ง ระบบจำหน่าย จนถึงระบบของผู้ใช้ไฟฟ้า

2.) อาคารอัจฉริยะ (Smart Building) ภายในปี 2050 ประชากรโลกกว่า 70% จะพำนักอาศัยอยู่ภายในอาคาร และจะยิ่งเพิ่มจำนวนมากขึ้นในอนาคต ซึ่งหมายความว่า ความคาดหวังของผู้อยู่อาศัยจะสูงขึ้นตามไปด้วย อาคารต้องเป็นมากกว่าโครงสร้างผนังและหลังคา สามารถมอบความสะดวกสบายและความปลอดภัยให้แก่ผู้อยู่อาศัยได้มากขึ้น ดังนั้น อาคารจะต้องมีระบบอัจฉริยะที่ทำให้อาคารสามารถตอบสนองต่อความต้องการผู้อยู่อาศัยได้ สามารถเรียนรู้ และปรับตัวให้เข้ากับสภาวะแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง และที่สำคัญคือ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม


3.) ระบบไอซีทีอัจฉริยะ (Smart ICT - Smart Information and Communication Technology) ปีนี้อุปกรณ์มากกว่า 5 หมื่นล้านชิ้นจะสามารถเชื่อมต่อกันได้ และ 1 ใน 5 ของอุปกรณ์เหล่านี้จะถูกใช้อยู่ภายในอาคาร นั่นหมายความว่า ข้อมูลจำนวนมากมายมหาศาลจะถูกสร้างขึ้น หัวใจสำคัญคือเราจะสามารถนำข้อมูลเหล่านี้มาใช้และวิเคราะห์ได้อย่างไร จึงจะทำให้เมืองมีความยืดหยุ่นในการบริหาร ในขณะเดียวกัน ยังสามารถตอบสนองความต้องการในระดับชุมชนและระดับบุคคลได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด เมืองอัจฉริยะจะเกิดขึ้นได้ เมื่อทั้ง 3 ส่วนนี้ทำงานผสานกัน

"สมาร์ทกริด" เชื่อมต่อระบบพลังงานอัจฉริยะกับผู้บริโภค

ในอนาคตผู้ใช้ไฟฟ้าจะเป็นเป้าหมายของการทำดิจิทัลไลเซชัน (Digtialization) ของการใช้พลังงาน ระบบสมาร์ทกริดจะเริ่มจากในบ้านเรือน มีการใช้เซ็นเซอร์อำนวยความสะดวกสบาย การนำเทคโนโลยี IoT (Internet of Thing) มาใช้ควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าจะทำให้เราสามารถควบคุมและเฝ้าติดตามการเปิดปิดอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านผ่านโทรศัพท์มือถือได้ นอกจากนี้ ระบบไฟฟ้าจะมีเสถียรภาพมากขึ้น ปัญหาไฟตกไฟดับ จะน้อยลงเรื่อยๆ จนแทบไม่มีเลย เนื่องจากมีระบบการจัดการที่ชาญฉลาด

เมื่อระบบสมาร์ทกริดมีการติดตั้งครบถ้วน ระบบจะสามารถรู้ได้ว่ามีปัญหาไฟฟ้าเกิดขึ้นที่บริเวณใดหรือบ้านหลังไหนผ่านทางมิเตอร์ที่ติดหน้าบ้าน และจะส่งข้อมูลไปยังระบบควบคุมว่าสามารถจ่ายไฟจากวงจรข้างเคียงมาทดแทนได้หรือไม่ รวมถึงสามารถส่งข้อมูลไปยังทีมงานที่ดูแลการแก้ไขปัญหาให้เข้ามาดำเนินการแก้ไขได้อย่างรวดเร็ว หรืออีกแนวทางหนึ่งคือ การใช้ระบบแก้ไขแบบอัตโนมัติ โดยระบบนี้สามารถนำไปใช้ในอาคารที่ขนาดใหญ่ขึ้นได้ เช่น ในอาคารอัจฉริยะ โดยหัวใจสำคัญของสมาร์ทกริดคือ การทำให้พลังงานสะอาด สามารถถูกนำมาใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ประหยัดที่สุดและยั่งยืนที่สุด ภายใต้แนวคิดพลังงานไฟฟ้าแบบกระจายศูนย์ (Decentralization)

นอกจากนี้ ระบบการซื้อขายไฟฟ้าในอนาคตจะเปลี่ยนไปเช่นกัน ผู้ใช้ไฟจะมีทางเลือกมากขึ้น สามารถเลือกซื้อไฟฟ้าผ่าน Energy Trading Platform และสามารถเป็นผู้ขายไฟฟ้าได้หากมีการติดตั้งแผงโซลาร์บนหลังคา (Solar Rooftop) พฤติกรรมของโพรซูเมอร์ (Prosumer) (ซึ่งมาจากคำว่า Professional Producer บวกกับ Consumer) หมายถึงการเข้ามามีบทบาทในการผลิตไฟฟ้าเพื่อใช้เอง เปลี่ยนจากผู้บริโภคให้กลายมาเป็นทั้งผู้ผลิตและผู้บริโภคในตัวเอง เป็นพื้นฐานสำคัญอย่างหนึ่งของเมืองอัจฉริยะ ผู้ใช้ไฟยังสามารถรวมตัวกันเป็นกลุ่มผู้ผลิตในหนึ่งหมู่บ้าน เพื่อขายไฟฟ้าในลักษณะของ Virtual Power Plant ซึ่งหากมีแหล่งผลิตไฟฟ้าอื่นๆ เพิ่มเติม ก็สามารถเพิ่มให้มีการจัดการไฟฟ้าภายในหมู่บ้านเองโดยการใช้ระบบไมโครกริด (Micro Grid) ทำให้การบริหารจัดการไฟฟ้าภายในหมู่บ้านมีประสิทธิภาพมากขึ้น สามารถมีไฟฟ้าใช้ตลอดเวลา แม้ว่าไฟจากการไฟฟ้าจะเกิดเหตุขัดข้องจากภัยธรรมชาติ หรือแม้แต่โครงการโรงไฟฟ้าชุมชนเพื่อเศรษฐกิจฐานราก ของกระทรวงพลังงานที่มีเป้าหมายเปิดรับซื้อไฟฟ้า 700 เมกะวัตต์ในปี 2564 รวมถึงการเพิ่มขึ้นของรถยนต์ไฟฟ้า ก็นับเป็นตัวแปรสำคัญที่ต้องการระบบสมาร์ทกริดเพื่อการบริหารจัดการอย่างมีประสิทธิภาพ

อาคารอัจฉริยะคือ อาคารที่สื่อสารกับเราได้

ในอนาคต อาคารมีหน้าที่ปรับตัวให้เข้ากับพฤติกรรมของผู้อาศัย หัวใจสำคัญคือทำอย่างไรอาคารจึงสามารถบริหารพลังงานที่สร้างขึ้นด้วยค่าใช้จ่ายต่ำที่สุด แต่ยังใช้ประโยชน์สูงสุดได้ อาคารอัจฉริยะจะมีความสามารถในคำนวณค่าใช้จ่ายด้านพลังงานได้อย่างแม่นยำ แม้แต่ในสภาพอากาศแปรปรวนก็ยังไม่ส่งผลกระทบต่อคุณภาพของพลังงาน และความสะดวกสบายของผู้พักอาศัย ระบบทำความเย็นจะยังสามารถทำงานได้ตามปกติ ทั้งหมดนี้คือผลที่ได้รับจากการประมวลผลของเทคโนโลยีพยากรณ์อากาศ บวกกับการวิเคราะห์ข้อมูลพฤติกรรมของผู้พักอาศัย เราจะสามารถนำพลังงานมาวางแผน กระจายใช้ และจัดเก็บตามความเหมาะสม และเมื่ออาคารสามารถสร้างและบริหารพลังงานได้ด้วยตัวเอง อาคารก็จะกลายเป็นส่วนหนึ่งของระบบพลังงานในเมืองอัจฉริยะ


เทคโนโลยีดิจิทัลทวิน (Digital Twins) เป็นอีกหนึ่งเทคโนโลยีที่จะเข้ามามีบทบาทสำคัญในการบริหารอาคาร การออกแบบเสมือนจริงก่อนการก่อสร้าง จะช่วยให้เจ้าของอาคารสามารถเห็นภาพจำลองดิจิทัลของอาคารล่วงหน้าในทุกมิติ ซึ่งจะช่วยให้การก่อสร้างเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด หรือแม้แต่ในช่วงของการบริหารอาคาร อาคารจะสามารถให้ข้อมูลซึ่งจะถูกนำไปประมวลผลคู่กับแบบจำลองดิจิทัลของอาคารเพื่อจำลองสถานการณ์เสมือนจริงล่วงหน้า ทั้งหมดนี้จะทำให้การบริหารอาคารเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดเช่นกัน นอกจากนี้ อาคารยังสามารถคาดการณ์ปัญหาต่างๆ ได้ล่วงหน้า ความสามารถเหล่านี้จะทำให้ต้นทุนการบริหารอาคารลดลง แต่มีประสิทธิภาพเพิ่มสูงขึ้น

"สมาร์ทไอซีที" ระบบพลังงานใหม่

สิ่งที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของสมาร์ทไอซีที คือ การช่วยวิเคราะห์และนำเสนอจากข้อมูลที่มีอยู่ เพื่อตอบสนองความต้องการในการบริหารระบบได้อย่างรวดเร็ว ในขณะที่ยังสามารถช่วยคาดการณ์ปริมาณของโหลดพลังงานที่ต้องใช้ และแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นในอนาคต ทำให้ระบบบริหารพลังงานมีความยืดหยุ่นและตอบโจทย์ความต้องการของผู้อาศัยได้หลากหลายมิติยิ่งขึ้น

ซีเมนส์เป็นหนึ่งในทีมที่ร่วมสนับสนุนโครงการ Aspern Smart City Research ประเทศออสเตรีย ซึ่งนับเป็นเมืองอัจฉริยะที่ใหญ่ที่สุดในยุโรป และเป็น Living Lab หรือห้องวิจัยที่เก็บตัวอย่างจากการใช้งานในชีวิตจริง ที่ใช้เพื่อพัฒนาโซลูชันพลังงานสำหรับเมืองแห่งอนาคต และยังเป็นโครงการที่ได้รับรางวัล World Smart City Awards ที่งาน Smart City Expo World Congress 2016 อีกด้วย

สำหรับประเทศไทย นโยบายการผลักดันเมืองอัจฉริยะของรัฐบาล นับเป็นทิศทางที่ถูกต้องในการนำเทคโนโลยีเข้ามาใช้ในการแก้ปัญหา อย่างไรก็ตาม เรื่องนี้ใหญ่เกินกว่าจะเป็นภาระของฝ่ายใดฝ่ายหนึ่ง ภาครัฐบาลมีบทบาทในการสนับสนุนเรื่องกฎหมายและการลงทุน ส่วนภาคเอกชนสามารถช่วยในเรื่อง Know-how เทคโนโลยี เพื่อนำมาช่วยในเรื่องการเพิ่มประสิทธิภาพทางพลังงานและการลดการเกิด CO2 ดังนั้น ทุกฝ่ายจำเป็นต้องทำงานประสานกัน เพื่อนำเทคโนโลยีต่างๆ เข้ามาปรับใช้ในการรวบรวม วิเคราะห์ แยกแยะข้อมูลอย่างเหมาะสม อันนำไปสู่ความเข้าใจ วางแผน ปรับปรุง สร้างสรรค์ร่วมกันด้วยความร่วมมือของทุกฝ่าย เมืองอัจฉริยะสามารถเกิดขึ้นได้จริงแน่นอนในประเทศไทย