‘แบตเตอรี่’ นับวันยิ่งสำคัญในยุคโลกเดือด!

การพัฒนาประสิทธิภาพของเทคโนโลยีแบตเตอรี่ถูกพัฒนามาอย่างต่อเนื่อง โดยมีปัจจัยเร่งจากกระแสความต้องการยานยนต์ไฟฟ้า และระบบกักเก็บพลังงานของภาคการผลิตไฟฟ้าเพื่อตอบโจทย์เทรนด์การเปลี่ยนผ่านไปสู่การใช้พลังงานสะอาดเพื่อบรรลุเป้าหมายการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก เร่งช่วยลดวิกฤตภาวะโลกร้อน

ทั้งนี้ การใช้งานแบตเตอรี่ที่รู้จักกันทั่วไป เดิมจะถูกนำมาใช้สำหรับการจ่ายไฟฟ้าให้อุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น แบตเตอรี่สำหรับรถยนต์สันดาป เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้ถ่านไฟฉาย และแบตเตอรี่สำหรับโทรศัพท์มือถือ เป็นต้น ต่อมาได้มีการพัฒนาและเริ่มนำแบตเตอรี่ Nickel-metal hydride มาใช้ในยานยนต์ประเภทรถยนต์ไฮบริด และพัฒนามาเป็นแบตเตอรี่ Lithium-ion ที่นิยมอย่างมากในปัจจุบัน ทั้งนี้ หลังจากมีการคิดค้นและเริ่มใช้แบตเตอรี่ Lithium-ion ในเชิงพาณิชย์ตั้งแต่ในปี 1991 ผู้ประกอบการก็ได้กระโดดเข้ามาในตลาดเพื่อตอบสนองความต้องการใช้แบตเตอรี่สำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การขนส่ง อิเล็กทรอนิกส์ และพลังงาน ที่ล้วนเป็นปัจจัยกระตุ้นให้มีการพัฒนาเทคโนโลยีและมีการผลิตแบตเตอรี่ที่ตอบโจทย์ความต้องการที่หลากหลายมากขึ้น

โดยเฉพาะยานยนต์ไฟฟ้า (Electric vehicle : EV) ที่ต้องการแบตเตอรี่ที่มีความจุไฟฟ้าสูง ขณะเดียวกันก็ต้องมีน้ำหนักเบาและมีขนาดเล็ก ทั้งสำหรับรถยนต์ส่วนบุคคลและเชิงพาณิชย์ ซึ่งปัจจุบันค่ายรถยนต์ต่างแข่งขันกันพัฒนาและผลิตแบตเตอรี่ที่สามารถเก็บพลังงานให้วิ่งได้ไกลมากขึ้นจากการชาร์จต่อครั้ง รวมถึงการพัฒนาที่ทำให้ต้นทุนของแบตเตอรี่ต่อหน่วยไฟฟ้าต่ำลง นอกจากนี้ การพัฒนาไม่ได้จำกัดแค่ยานยนต์ไฟฟ้า แต่ยังส่งเสริมให้เกิดการพัฒนาไปในภาคการผลิตไฟฟ้าด้วย (รายละเอียดเพิ่มเติม Box 1 : การพัฒนาเทคโนโลยีที่เน้นเพิ่มคุณสมบัติให้ดีขึ้นและราคาที่ลดลงของแบตเตอรี่ที่ยังใช้ในปัจจุบันจนถึงอนาคต) ทำให้ปัจจุบันแบตเตอรี่กลายเป็น Game changer ของพลังงานในอนาคตที่มาแรงอย่างมาก


นอกจากนี้ ปัจจัยเร่งที่สำคัญอีกประการนึง คือการนำแบตเตอรี่มาเป็นตัวช่วยหลักในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก โดยหากเปรียบเทียบการปล่อยคาร์บอนต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง (CO2e/kWh)** จากพลังงานแต่ละแหล่ง พบว่ากระบวนการผลิตแบตเตอรี่ Lithium-ion ปล่อยคาร์บอนน้อยที่สุดประมาณ 33 CO2e/kWh และหากใช้รวมกับโรงไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนจะปล่อยคาร์บอนเพียง 46-76 CO2e/kWh ซึ่งน้อยกว่ากิจกรรมที่มีการเผาไหม้จากพลังงานฟอสซิล เช่น ก๊าซ น้ำมัน และถ่านหิน ที่ปล่อยคาร์บอนมากกว่าเป็น 10 เท่า




ปัจจุบันอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้ามีการเร่งพัฒนาแบตเตอรี่ โดยเฉพาะสำหรับรถยนต์ส่วนบุคคลไฟฟ้า (Passenger EV) ขณะที่ในกลุ่มโรงไฟฟ้าก็มีการนำเอาแบตเตอรี่มาใช้เป็นพลังงานสำรองในการจ่ายไฟอย่างแพร่หลายมากขึ้น ทั้งนี้ความต้องการแบตเตอรี่สำหรับยานยนต์ของโลกในช่วงที่ผ่านมาเติบโตอย่างก้าวกระโดด โดยในช่วงปี 2020-2023 ขยายตัวเฉลี่ยปีละ 68% (CAGR) มาอยู่ที่ 705 GWh ในปี 2023 และคาดว่าในปี 2023-2030 จะขยายตัวได้ต่อเนื่องเฉลี่ยปีละ 19% มาอยู่ที่ 2,370 GWh ในปี 2030 (รูปที่ 3) ขณะที่การนำแบตเตอรี่มาใช้เป็นพลังงานสำรองในการจ่ายไฟฟ้า (Stationary storage) สำหรับกลุ่มโรงไฟฟ้า (Utility) ก็มีการขยายตัวอย่างก้าวกระโดดเช่นเดียวกัน (แม้ว่าจะมีปริมาณน้อยกว่ากลุ่มที่ใช้ในรถยนต์ EV) ส่วนหนึ่งมาจากผลกระทบเชิงบวกจากการเปลี่ยนผ่านการใช้พลังงานที่มาจากฟอสซิลไปเป็นพลังงานสะอาดมากขึ้น ซึ่งการใช้แบตเตอรี่ในกลุ่มโรงไฟฟ้า (Utility) ในปี 2020-2023 เติบโตเฉลี่ยราว 78% ต่อปี และคาดว่าในปี 2023-2030 จะขยายตัวต่อเนื่องเฉลี่ยปีละ 22% ส่งผลให้ความต้องการเพิ่มขึ้นเป็น 275 GWh (รูปที่ 4)

นอกเหนือจากความต้องการเปลี่ยนผ่านไปสู่การใช้พลังงานสะอาดของเอกชนที่ผลักดันตลาดยานยนต์ไฟฟ้าและการกักเก็บไฟฟ้าในการผลิตไฟฟ้าแล้ว ปัจจัยหนุนอีกประการ คือ การสนับสนุนของภาครัฐในหลายประเทศชั้นนำ ที่ผลักดันให้มีการนำแบตเตอรี่มาใช้มากขึ้น (Higher adoption rate) (รูปที่ 5) ไม่ว่าจะเป็นแรงผลักดันให้เกิดความต้องการใหม่ (New demand-driven) หรือนโยบายขับเคลื่อนอุตสาหกรรม (Regulation-driven) และการส่งเสริมการพัฒนาเทคโนโลยี (Technical-driven) อย่างเช่น การพัฒนาแบตเตอรี่ชนิดใหม่ที่มี Energy density สูงขึ้นเพื่อใช้กับยานยนต์ไฟฟ้า อย่าง Semi-solid state battery หรือ All solid state battery รวมถึงพัฒนาแบตเตอรี่ที่มีราคาต่อหน่วยไฟฟ้าที่ถูกลงอย่าง Sodium-ion battery ซึ่งเหมาะที่จะนำไปใช้สำหรับระบบกักเก็บไฟฟ้าในภาคการผลิตไฟฟ้า รวมถึงการส่งเสริมการใช้พลังงานสะอาดที่มากขึ้นเพื่อบรรลุเป้าหมายการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก

หมายเหตุ
** ปริมาณการปล่อยคาร์บอน (gCO2e/kWh) เทียบเท่าของแต่ละแหล่งมากจากผลรวมของการปล่อยคาร์บอนตลอดวงจรอายุ (Life cycle phase) ทั้งหมดของแหล่งพลังงานนั้น ๆ โดยการคำนวณจะแตกต่างกันตามชนิดของแหล่งพลังงานที่ผลิตไฟฟ้า อาทิ

1. พลังงานหมุนเวียน (solar, Wind, Solar + แบตเตอรี่ (BESS)) จะคำนวณการปล่อยคาร์บอน 3 ขั้นตอน คือ 1. One-time upstream หรือคาร์บอนจากต้นกำเนิด โดยจะคำนวณจากวัตถุดิบที่นำมาใช้ผลิตชิ้นส่วนและอุปกรณ์ของแหล่งผลิตนั้น ๆ เช่น คาร์บอนที่เกิดจากการผลิตแบตเตอรี่ คาร์บอนที่เกิดจากการผลิตแผงโซล่าร์และการผลิตใบพัดกังหันลม รวมถึงคาร์บอนที่เกิดจากการก่อสร้างโครงการด้วย 2. Ongoing Non-Combustion หรือคาร์บอนที่เกิดจากการดำเนินการระหว่างผลิตไฟฟ้า โดยคำนวณจากผลรวมคาร์บอนที่เกิดจากกิจกรรมการผลิตและการซ่อมบำรุง และ 3. One-Time Downstream หรือคาร์บอนที่เกิดจากการหยุดการดำเนินการผลิตและการนำอุปกรณ์ต่างๆมา Recycle หรือกำจัด เป็นต้น.

2. พลังงานจากการเผาไหม้ฟอสซิล (ถ่านหิน ก๊าซธรรมชาติและน้ำมัน) จะคำนวณการปล่อยคาร์บอน 4 ขั้นตอน คือ 1. One-time upstream หรือคาร์บอนที่เกิดจากต้นกำเนิดที่ติดมาจากวัตถุดิบเอง 2. Ongoing non-combustion หรือคาร์บอนที่เกิดจากกิจกรรมการผลิตและการซ่อมบำรุง 3. One-time downstream หรือคาร์บอนที่เกิดจากการหยุดการดำเนินการผลิต หรือการกำจัดของเสียที่เกิดหลังการผลิต และ 4. Ongoing combustion หรือคาร์บอนที่เกิดจากการเผาไหม้ฟอสซิล (ถ่านหิน ก๊าซธรรมชาติและน้ำมัน) ในการผลิตไฟฟ้า


บทวิเคราะห์โดย... SCB EIC https://www.scbeic.com/th/detail/product/battery-071223
ผู้เขียนบทวิเคราะห์ จิรวุฒิ อิ่มรัตน์ (jirawut.imrat@scb.co.th) นักวิเคราะห์อาวุโส