การเก็บพลังงาน (Energy Storage) กุญแจสำคัญสู่อนาคตพลังงานที่ยั่งยืน

บทความ: การเก็บพลังงาน (Energy Storage) – กุญแจสำคัญสู่อนาคตพลังงานที่ยั่งยืน
ดร.ศุภชัย  ปัญญาวีร์  อ.ปฏิญญา  จีระพรมงคล  อ.นันฐกานต์  กลิ่นสังข์
บริษัท เอ็นเนอร์ยี่ คอนเซอร์เวชั่น เทคโนโลยี่ จำกัด
ลงวันที่ 30 ธันวาคม 2568
                                                                                                                                                               

การเก็บพลังงาน (Energy Storage) เป็นเทคโนโลยีที่มีบทบาทสำคัญในการสนับสนุนการเปลี่ยนผ่านไปสู่ระบบพลังงานสะอาดและยั่งยืน โดยช่วยเก็บพลังงานส่วนเกินจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม เพื่อนำไปใช้ในช่วงเวลาที่แหล่งพลังงานเหล่านี้ไม่สามารถผลิตพลังงานได้อย่างต่อเนื่อง เช่น ในเวลากลางคืนหรือช่วงลมสงบ การเก็บพลังงานช่วยเสริมสร้างความมั่นคงด้านพลังงาน ลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิล และสนับสนุนระบบโครงข่ายไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

ความสำคัญของการเก็บพลังงาน

     1.  สนับสนุนพลังงานหมุนเวียน
แหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ มีลักษณะการผลิตที่ไม่สม่ำเสมอ  การเก็บพลังงานช่วยให้พลังงานเหล่านี้สามารถใช้งานได้อย่างต่อเนื่อง
     2.  ลดความไม่สมดุลในโครงข่ายไฟฟ้า
การเก็บพลังงานช่วยลดปัญหาความไม่สมดุลระหว่างการผลิตและการใช้พลังงานไฟฟ้าในโครงข่าย
     3.  เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
พลังงานที่ถูกเก็บไว้ในช่วงที่มีการผลิตเกินความต้องการสามารถนำมาใช้ในช่วงที่มีความต้องการสูง (Peak Demand)
     4.  ลดการปล่อยมลพิษ
การเก็บพลังงานช่วยลดการพึ่งพาโรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลในช่วงเวลาที่มีความต้องการพลังงานสูง
     5.  สนับสนุนระบบพลังงานแบบกระจายตัว (Decentralized Energy Systems)
การเก็บพลังงานช่วยให้ครัวเรือนและชุมชนสามารถเก็บและใช้พลังงานของตนเองได้ ส่งเสริมความเป็นอิสระด้านพลังงาน

ประเภทของเทคโนโลยีการเก็บพลังงาน

     1.   การเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ (Battery Storage)
             o   แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (Lithium-ion Batteries) ใช้กันอย่างแพร่หลายในยานพาหนะไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา แบตเตอรี่เหล่านี้ยังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นสำหรับการกักเก็บพลังงานในระบบไฟฟ้าเนื่องจากมีความหนาแน่นของพลังงานและประสิทธิภาพสูง
             o   แบตเตอรี่โซลิดสเตต (Solid-State Batteries) เทคโนโลยีใหม่ที่คาดว่าจะมีความหนาแน่นของพลังงานและความปลอดภัยสูงกว่าแบตเตอรี่ทั่วไป
             o   แบตเตอรี่แบบไหล (Flow Batteries) แบตเตอรี่เหล่านี้จะเก็บพลังงานในอิเล็กโทรไลต์เหลวและเป็นที่รู้จักในเรื่องความสามารถในการปรับขนาดและอายุการใช้งานที่ยาวนาน
             o    แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด (Lead-Acid Batteries) เป็นเทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่เก่าแก่ที่สุดชนิดหนึ่ง มักใช้ในแบตเตอรี่รถยนต์และระบบไฟสำรอง
             o    แบตเตอรี่นิกเกิล-แคดเมียม และนิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์ (Nickel-Cadmium (NiCd) and Nickel-Metal Hydride (NiMH) Batteries) เทคโนโลยีแบตเตอรี่รุ่นเก่าใช้ในแอปพลิเคชันเฉพาะ เช่น การบิน เครื่องมือไฟฟ้า และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้ใช้งานบางประเภท

     2.   การเก็บพลังงานด้วยกลไก (Mechanical Storage)
             o   การเก็บพลังงานด้วยพลังน้ำแบบสูบ (Pumped Hydro Storage) น้ำจะถูกสูบไปยังระดับความสูงที่สูงขึ้นในช่วงที่มีความต้องการพลังงานต่ำ และจะถูกปล่อยออกมาเพื่อสร้างไฟฟ้าในช่วงที่มีความต้องการสูงสุด
             o   การเก็บพลังงานด้วยมู่เล่ (Flywheel Energy Storage) พลังงานจลน์จะถูกเก็บไว้ในมวลที่หมุนและสามารถแปลงกลับเป็นพลังงานไฟฟ้าได้อย่างรวดเร็ว
             o   ระบบกักเก็บพลังงานอากาศอัด (Compressed Air Energy Storage (CAES)) ระบบ CAES กักเก็บพลังงานโดยอัดอากาศและเก็บไว้ในถ้ำหรือถังใต้ดิน
             o   การกักเก็บพลังงานแรงโน้มถ่วง (Gravity Energy Storage) ระบบกักเก็บพลังงานแรงโน้มถ่วงจะกักเก็บพลังงานโดยการยกวัตถุที่มีน้ำหนักมากและปล่อยออกเพื่อสร้างไฟฟ้า

     3.   การจัดเก็บในรูปความร้อน (Thermal Storage)
             o   การเก็บความร้อนสัมผัส (Sensible Heat Storage) เป็นการเก็บพลังงานโดยการเพิ่มอุณหภูมิของตัวกลางที่เป็นของแข็งหรือของเหลว ปริมาณพลังงานที่เก็บไว้จะแปรผันตามการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของตัวกลาง
             o   การเก็บความร้อนแฝง (Latent Heat Storage) เป็นการเก็บพลังงานโดยการเปลี่ยนเฟสของวัสดุ เช่น จากของแข็งเป็นของเหลวหรือของเหลวเป็นก๊าซ โดยไม่เปลี่ยนอุณหภูมิ พลังงานจะถูกเก็บไว้ระหว่างการเปลี่ยนเฟสและจะถูกปล่อยออกมาเมื่อวัสดุกลับสู่เฟสเดิม
             o   การเก็บความร้อนด้วยเทอร์โมเคมี (Thermochemical Storage) เป็นการเก็บพลังงานผ่านปฏิกิริยาเคมี ความร้อนจะถูกเก็บไว้ในรูปแบบของพันธะเคมีและจะถูกปล่อยออกมาเมื่อปฏิกิริยาย้อนกลับ

     4.   การเก็บความร้อนทางเคมี (Thermochemical Storage)
             o   ปฏิกิริยาเคมีที่กลับคืนได้ (Reversible Chemical Reactions) ใช้ปฏิกิริยาเคมีที่สามารถกลับคืนได้โดยการเปลี่ยนแปลงเงื่อนไข เช่น อุณหภูมิหรือความดัน ปฏิกิริยาทั่วไป ได้แก่ ปฏิกิริยาก๊าซ-ของแข็งและก๊าซ-ของเหลว
             o   การวนซ้ำทางเคมี (Chemical Looping) เป็นกระบวนการสองขั้นตอนซึ่งใช้โลหะออกไซด์ในการถ่ายโอนออกซิเจนระหว่างเชื้อเพลิงและสารออกซิไดเซอร์ กระบวนการนี้จับและปลดปล่อยความร้อนในระหว่างปฏิกิริยาการเผาไหม้และปฏิกิริยารีดักชัน

     5.  ตัวเก็บประจุและซูเปอร์คาปาซิเตอร์ (Capacitors and Supercapacitors)
            o   อุปกรณ์นี้กักเก็บพลังงานในสนามไฟฟ้าและใช้สำหรับการใช้งานที่ต้องการพลังงานอย่างรวดเร็ว เช่น ในระบบขนส่งบางระบบ

     6.  การเก็บพลังงานด้วยอากาศอัด (Compressed Air Energy Storage (CAES))
            o   CAES แบบไดอะแบติก (Diabatic CAES) ใช้แนวทางทั่วไปที่อากาศอัดจะถูกเก็บไว้แล้วให้ความร้อนโดยการเผาไหม้ก๊าซธรรมชาติหรือใช้แหล่งความร้อนภายนอกก่อนการขยายตัวผ่านกังหัน
            o   CAES แบบอะเดียแบติก (Adiabatic CAES) มุ่งเน้นที่จะเก็บความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการบีบอัดและใช้ในระหว่างช่วงการขยายตัว โดยขจัดหรือลดความต้องการเชื้อเพลิงเพิ่มเติม
            o   CAES แบบไอโซเทอร์มอล (Isothermal CAES) พยายามรักษาอุณหภูมิคงที่ระหว่างกระบวนการบีบอัดและการขยายตัวโดยการแลกเปลี่ยนความร้อนกับสิ่งแวดล้อมหรือโดยการพ่นน้ำ

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการเก็บพลังงาน

     1.  พลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy Systems)
            o   ใช้ร่วมกับแผงโซลาร์เซลล์หรือกังหันลม เพื่อเก็บพลังงานส่วนเกินในช่วงที่มีการผลิตมาก และนำมาใช้ในช่วงที่แหล่งพลังงานเหล่านี้ไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้
     2.  ระบบโครงข่ายไฟฟ้า (Grid Energy Storage)
            o  ใช้ในการควบคุมและรักษาความเสถียรของโครงข่ายไฟฟ้า
            o  ลดความต้องการใช้ไฟฟ้าในช่วงเวลาที่มีความต้องการสูง
     3.  อุตสาหกรรมและโรงงาน
            o  ใช้ในการเก็บพลังงานเพื่อสำรองไฟฟ้าในกรณีไฟดับ
            o  ลดค่าใช้จ่ายในช่วงเวลาไฟฟ้าราคาสูง (Time-of-Use Tariff)
     4.  ยานพาหนะไฟฟ้า (Electric Vehicles - EVs)
            o  แบตเตอรี่ใน EV ไม่เพียงแค่เก็บพลังงานสำหรับการขับขี่ แต่ยังสามารถทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานสำรองให้กับบ้านหรือโครงข่ายไฟฟ้า
     5.  ครัวเรือนและอาคารพาณิชย์
            o  เก็บพลังงานที่ผลิตได้จากแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น โซลาร์เซลล์ เพื่อใช้ในช่วงเวลาที่ไม่มีแสงแดด

ความท้าทายของเทคโนโลยีการเก็บพลังงาน

     1.   ต้นทุนการผลิตและติดตั้งสูง
            o   เทคโนโลยีการเก็บพลังงาน เช่น แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ยังมีต้นทุนที่สูง แม้ว่าจะลดลงอย่างต่อเนื่อง
     2.  ข้อจำกัดด้านอายุการใช้งาน
            o   แบตเตอรี่บางประเภทมีจำนวนรอบการชาร์จ-ปล่อยประจุที่จำกัด
     3.  การจัดการของเสียและการรีไซเคิล
            o   การกำจัดหรือรีไซเคิลแบตเตอรี่ที่หมดอายุอาจส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมหากไม่มีการจัดการที่เหมาะสม
     4.  ข้อจำกัดด้านความจุพลังงาน
            o   ระบบเก็บพลังงานบางประเภทอาจไม่สามารถรองรับการใช้งานที่ต้องการพลังงานขนาดใหญ่ได้
     5.  ความพร้อมของโครงสร้างพื้นฐาน
            o    ระบบพลังงานที่ใช้เทคโนโลยีการเก็บพลังงานยังต้องการโครงสร้างพื้นฐานที่รองรับ เช่น สถานีชาร์จไฟสำหรับ EV

แนวโน้มในอนาคตของการเก็บพลังงาน

  พัฒนาประสิทธิภาพแบตเตอรี่
    เทคโนโลยีใหม่ เช่น แบตเตอรี่โซลิดสเตต (Solid-State Battery) และแบตเตอรี่ไหล (Flow Batteries) จะช่วยเพิ่มความจุพลังงานและความปลอดภัย
  ลดต้นทุนการผลิต
    ด้วยการปรับปรุงกระบวนการผลิตและการขยายตลาด การเก็บพลังงานจะมีราคาที่เข้าถึงได้มากขึ้น
  การผสานเทคโนโลยี AI
    การใช้ปัญญาประดิษฐ์ (AI) ในการจัดการระบบเก็บพลังงานจะเพิ่มประสิทธิภาพและลดการสูญเสียพลังงาน
  การขยายการใช้งานในระดับท้องถิ่น
    ระบบเก็บพลังงานจะกลายเป็นส่วนหนึ่งของระบบพลังงานท้องถิ่น เช่น ชุมชนพลังงานหมุนเวียน

สรุป

การเก็บพลังงาน (Energy Storage) เป็นกุญแจสำคัญในการสนับสนุนระบบพลังงานสะอาดและยั่งยืน เทคโนโลยีนี้ไม่เพียงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของแหล่งพลังงานหมุนเวียน แต่ยังช่วยลดการปล่อยมลพิษและเสริมสร้างความมั่นคงด้านพลังงานในทุกภาคส่วน แม้จะมีความท้าทาย แต่ด้วยการพัฒนาทางเทคโนโลยีและการสนับสนุนจากนโยบายระดับโลก การเก็บพลังงานจะกลายเป็นหัวใจสำคัญของการพัฒนาพลังงานในอนาคต

อ่านต่อได้ที่นี่