แบตเตอรี่โฟลว์ BESS กุญแจสู่การลดคาร์บอนในภาคการผลิต

การผสานพลังของ BESS (Battery Energy Storage System) และ แบตเตอรี่โฟลว์ กำลังถูกจับตามองในฐานะเทคโนโลยีปฏิวัติ ที่สามารถช่วยให้โรงงานอุตสาหกรรมลดการปล่อยคาร์บอน พร้อมกับลดต้นทุนพลังงานไปพร้อมกัน โดยเฉพาะในโรงงานญี่ปุ่นที่ดำเนินธุรกิจในไทยและเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ หากได้รับการสนับสนุนด้านนโยบายพลังงานหมุนเวียนของรัฐบาลไทยจะช่วยให้การลงทุนนี้ก็จะสามารถคืนทุนได้เร็วขึ้นภายในปี 2030

Sumitomo Electric ได้พิสูจน์แล้วจากโครงการกว่า 50 แห่งทั่วโลก ว่าแบตเตอรี่โฟลว์มีความปลอดภัยสูง อายุการใช้งานยาวนาน และเหมาะกับแผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้า 10,000MW ของภาครัฐของไทย ที่จะเปลี่ยนกลยุทธ์พลังงานในภาคการผลิตอย่างสิ้นเชิง

เทคโนโลยีหลักและจุดเด่นของแบตเตอรี่โฟลว์

โครงสร้างและการทำงานของ BESS

BESS เก็บและจ่ายไฟฟ้าเชื่อมกับระบบสายส่ง โดยแบตเตอรี่โฟลว์จะใช้สารละลายอิเล็กโทรไลต์ 2 ชนิดไหลเวียนผ่านปั๊ม เพื่อทำปฏิกิริยารีดอกซ์ในการชาร์จและคายประจุ แนวคิดนี้เริ่มต้นพัฒนาที่ NASA ตั้งแต่ปี 1974 และถูกพัฒนามาเป็น Vanadium Redox Flow Battery (VRFB) ในปัจจุบัน

‍

โครงสร้างทางเทคนิคของแบตเตอรี่โฟลว์

โครงสร้างของระบบ ประกอบด้วยเซลล์สแตก, ถังเก็บอิเล็กโทรไลต์, ปั๊มและท่อ, เยื่อแลกเปลี่ยนไอออน ซึ่งช่วยให้สามารถออกแบบกำลังไฟฟ้า (MW) และความจุไฟฟ้า (MWh) ได้อย่างอิสระและขยายได้ง่าย

‍

ความปลอดภัยสูงในการใช้งาน

จุดเด่นของแบตเตอรี่โฟลว์คือมีความปลอดภัยสูง เนื่องจากใช้น้ำเป็นตัวกลาง มีความเสี่ยงในการติดไฟ และเกิดภาวะความร้อนสูงเกินต่ำ มีอายุการใช้งานจริงกว่า 20 ปี และรองรับรอบการชาร์จมากกว่า 10,000 ครั้ง ทำให้บำรุงรักษาได้ง่าย

การเปรียบเทียบทางเทคนิคกับการกักเก็บพลังงานอื่นๆ

ความแตกต่างจากลิเธียมไอออนแบตเตอรี่

หากพิจารณาการนำไปใช้ใน ภาคการผลิต แบตเตอรี่โฟลว์ มีความเหนือกว่าอย่างชัดเจน โดยเมื่อเปรียบเทียบกับ ลิเธียมไอออนแบตเตอรี่ แม้ว่าความหนาแน่นพลังงานจะต่ำเพียง 20–80 Wh/kg แต่แบตเตอรี่โฟลว์มีรอบการใช้งาน 10,000–20,000 ครั้ง มากกว่าลิเธียมไอออนถึง 2–4 เท่า

‍

ความได้เปรียบในด้านการจ่ายไฟระยะยาว

ความสามารถในการจ่ายไฟระยะยาวถือเป็น ความได้เปรียบของแบตเตอรี่โฟลว์ ในขณะที่ ลิเธียมไอออนแบตเตอรี่ เหมาะกับการใช้งานระยะสั้นประมาณ 1–4 ชั่วโมง แต่แบตเตอรี่โฟลว์สามารถสำรองพลังงานได้ยาวนานกว่า 4–8 ชั่วโมงขึ้นไป ช่วยในการจ่ายไฟช่วงกลางคืนในโรงงาน รองรับการใช้งานในช่วงพีค ซึ่งคุณสมบัตินี้เป็น ปัจจัยสำคัญที่สร้างความแตกต่างของการดูดซับความผันผวนของพลังงานหมุนเวียน

‍

ประโยชน์ด้านความปลอดภัยในโรงงานอุตสาหกรรม

ในมุมมองด้าน ความปลอดภัย ถือเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับภาคการผลิต เมื่อเปรียบเทียบกับ ความเสี่ยงไฟไหม้ของลิเธียมไอออนแบตเตอรี่ แบตเตอรี่โฟลว์ ใช้สารละลายที่ไม่ติดไฟ จึงทำให้ความเสี่ยงไฟไหม้ต่ำมาก คุณสมบัตินี้ให้ ประโยชน์เชิงปฏิบัติอย่างชัดเจน เช่น ลดค่าเบี้ยประกันของโรงงานและลดภาระการบริหารจัดการด้านความปลอดภัย

‍

ตลาดโลกของแบตเตอรี่โฟลว์และผู้เล่นหลัก

‍

ตลาด แบตเตอรี่โฟลว์ กำลังเข้าสู่ช่วงขยายตัวอย่างรวดเร็ว โดยจากการคาดการณ์ล่าสุดของ Grand View Research มูลค่าตลาดจะเติบโตจาก 490 ล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2024 เป็น 1.68 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2030 ด้วยอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี 22.8% โดยเฉพาะ ภูมิภาคเอเชียแปซิฟิก ครองส่วนแบ่งตลาดถึง 47.7% และจีน ญี่ปุ่น ออสเตรเลียเป็นผู้นำตลาด

ในญี่ปุ่น Sumitomo Electric เป็นผู้ผลิตรายใหญ่ที่สุดของโลก ด้วยผลงานติดตั้งกว่า 50 โครงการ รวมกำลังไฟฟ้า 52MW และความจุ 190MWh ครอบคลุม 7 ประเทศ แบตเตอรี่รุ่นใหม่ RF ที่จะเปิดตัวในปี 2025 มีอายุการใช้งานถึง 30 ปี และระบบคอนเทนเนอร์ช่วยลดค่าใช้จ่ายในการขนส่งและติดตั้งอย่างมาก

Toshiba SCiB™ (แบตเตอรี่ลิเธียมไททาเนียม) ได้รับการยอมรับสูงในงานอุตสาหกรรม มีประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน 98.5% และประสิทธิภาพการชาร์จ-คายประจุเกิน 95% พร้อมผลงานติดตั้งใหญ่ที่สุดในโลก 40MW/20MWh ให้กับ Tohoku Electric

ในต่างประเทศ Rongke Power (จีน) เริ่มดำเนินงาน VRFB ขนาด 100MW/400MWh ซึ่งถือเป็นขนาดใหญ่ที่สุดในโลก และครองส่วนแบ่งตลาดโลกถึง 60% ขณะที่ VRB Energy (แคนาดา) แตกต่างด้วยเทคโนโลยีที่มีอายุใช้งานกว่า 25 ปี และสามารถรีไซเคิลได้ 100%

‍

ผลลัพธ์การใช้งานจริงและกรณีความสำเร็จในภาคการผลิต

ในโรงงานและสถานประกอบการอุตสาหกรรม มีกรณีศึกษาที่ชัดเจนเกี่ยวกับ การคืนทุน (ROI) ที่สามารถพิสูจน์ได้

• เบลเยียม – Jan De Nul: ติดตั้งระบบ VRFB 800kWh ของ Invinity รวมกับโซลาร์ขนาด 578kW ในช่วงทดลอง 4 ปี ทำให้สามารถ ปรับปรุงการใช้ไฟฟ้าในโรงงานและลด CO2 ได้อย่างชัดเจน
  
  
• ญี่ปุ่น: ในฮอกไกโดมีระบบขนาดใหญ่ที่สุดในโลก 15MW/60MWh (2015) ต่อด้วยระบบล่าสุด 17MW/51MWh (2022) ที่ยังคงดำเนินการอยู่ นอกจากนี้ที่เมืองคาชิวาซากิ ระบบ 1MW/8MWh (สำรองไฟ 8 ชั่วโมง) ยังสามารถสร้างรายได้จากการเข้าร่วม ตลาดซื้อขายไฟฟ้า
  
  
• สิงคโปร์: โครงการ BESS ขนาด 200MW/200MWh ซึ่งใหญ่ที่สุดในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ จะเริ่มดำเนินการที่ Jurong Island ทำหน้าที่เสถียรพลังงานและสนับสนุนการบูรณาการพลังงานหมุนเวียน
  
  

กรณีเหล่านี้แสดงให้เห็นว่า แบตเตอรี่โฟลว์เป็นทางออกที่เหมาะสมที่สุด สำหรับความต้องการการสำรองไฟระยะยาว 8 ชั่วโมงขึ้นไป ในภาคการผลิตและอุตสาหกรรม

‍

‍

โอกาสการเติบโตขนาดใหญ่ในตลาดไทยและเอเชียตะวันออกเฉียงใต้

รัฐบาลไทยได้กำหนดเป้าหมาย ความจุ BESS 10,000MW ในแผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้า (PDP 2024–2037) เพื่อเพิ่มสัดส่วนพลังงานหมุนเวียนจาก 36% เป็น 51% โดยคาดว่าระบบจัดเก็บพลังงานจะช่วยดูดซับความผันผวนจาก พลังงานแสงอาทิตย์ 24,412MW และพลังงานลม 5,345MW

จนถึงปี 2024 มีการอนุมัติ โครงการ BESS แบบบูรณาการ 24 โครงการ รวมความจุ 994MW และโครงการ BESS ขนาดใหญ่ที่สุดในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ (45MW/136.24MWh) เริ่มดำเนินงานแล้ว ซึ่งช่วยเร่งการพิสูจน์การใช้เทคโนโลยีจริงในภูมิภาค

รัฐบาลมีมาตรการสนับสนุนที่หลากหลาย เช่น BOI ให้สิทธิ์ยกเว้นภาษี 8 ปีสำหรับการผลิตแบตเตอรี่ความหนาแน่นสูง, FiT สำหรับโซลาร์+BESS มีการรับซื้อไฟฟ้าแบบคงที่ 25 ปี และ Direct PPA ที่เปิดโอกาสให้บริษัทจัดซื้อไฟฟ้าจากผู้ผลิตพลังงานหมุนเวียนโดยตรงถึง 2,000MW

บริษัทญี่ปุ่น เช่น Hitachi Energy สร้าง ไมโครกริดขนาด 214MW ที่ Sahar Industrial Estate เพื่อเป็นรูปแบบการดำเนินธุรกิจในไทย ขณะที่บริษัทในเครือ Toyota กำลังทดลองนำแบตเตอรี่ EV มาประยุกต์ใช้ใน BESS

การวิเคราะห์ทางเศรษฐกิจและเกณฑ์การตัดสินใจลงทุน

การประเมิน ความคุ้มค่าเศรษฐกิจของแบตเตอรี่โฟลว์ เน้นที่ TCO (Total Cost of Ownership) ระยะยาว 20 ปี การวิเคราะห์ล่าสุดพบว่าค่าใช้จ่ายระบบอยู่ระหว่าง 49,000–62,000 เยน/kWh แต่ด้วยอายุการใช้งานยาวนาน ทำให้ค่าใช้จ่ายรายปีลดลงอย่างมาก

การคำนวณ ROI พิจารณา กรณีพื้นฐาน 60,000 เยน/kWh และกรณีเชิงบวก 80,000 เยน/kWh สำหรับการใช้งาน 20 ปี ในขณะที่ลิเธียมไอออนแบตเตอรี่ต้องเปลี่ยนทุก 10–15 ปี แบตเตอรี่โฟลว์สามารถใช้งานเกิน 20 ปี ลดต้นทุนการเปลี่ยนใหม่ได้อย่างมาก

ข้อดีในการดำเนินงานรวมถึงการดูแลสารละลายและปั๊มที่ต้องบำรุงรักษา แต่ไม่เสี่ยงต่อการเกิด thermal runaway เหมือนลิเธียมไอออน จึงช่วยลดค่าเบี้ยประกัน และเพิ่มโอกาสสร้างรายได้จากตลาดซื้อขายไฟฟ้า

ขนาดการติดตั้งควร อย่างน้อย 1MW ขึ้นไป เพื่อให้สามารถเข้าร่วมตลาดไฟฟ้าหลายประเภท เพิ่มโอกาสทำกำไรใน ตลาดความจุและตลาดกำลังสำรอง

การใช้ประโยชน์จากมาตรการสนับสนุนและนโยบาย

ในญี่ปุ่น รัฐบาลสนับสนุนเต็มที่ เช่น เงินสนับสนุน BESS ขนาดใหญ่สูงสุด 30% ของค่าอุปกรณ์ และ NEDO ทุ่มงบ 151,000 ล้านเยนสำหรับการพัฒนาแบตเตอรี่รุ่นใหม่ พร้อมสนับสนุนโครงการทดลองระหว่างประเทศทั้งแบบเต็มจำนวนและแบบร่วมทุนสำหรับบริษัทใหญ่และ SME

ด้านภาษีสามารถใช้ เครดิตภาษีลงทุน, สิทธิประโยชน์การลงทุนสีเขียว และสิทธิประโยชน์ด้านวิจัยและพัฒนา ช่วยลดต้นทุนโดยรวมได้มาก

ในไทย มีนโยบาย BEV 3.5 (2024–2027) สนับสนุนการผลิต EV และแบตเตอรี่ พร้อมเงินกู้ 820 ล้านดอลลาร์จาก ADB และการใช้สิทธิ์ BOI ช่วยให้บริษัทญี่ปุ่นดำเนินธุรกิจในท้องถิ่นได้อย่างคุ้มค่า

การสนับสนุนคาร์บอนนิวทรัลและแนวทางเทคโนโลยีในอนาคต

แบตเตอรี่โฟลว์มี ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมสูง จากการวิเคราะห์ IEA พบว่าถึงปี 2030 การลด CO2 ของโลก 60% จะเกี่ยวข้องกับแบตเตอรี่ โดย 20% เป็นการลดโดยตรง (EV, โซลาร์+แบตเตอรี่) และ 40% เป็นการลดทางอ้อม (การไฟฟ้าและรวมพลังงานหมุนเวียน)

สำหรับเป้าหมายการลด 46% ในญี่ปุ่นปี 2030 และการเป็นคาร์บอนนิวทรัลปี 2050 แบตเตอรี่โฟลว์ถือเป็น เทคโนโลยีพื้นฐานสำคัญ McKinsey ประเมินว่าสามารถลด CO2 ได้ 500MtCO2e ภายใน 2030 และลดต้นทุนเฉลี่ย 34 ดอลลาร์/ตัน CO2

แนวทางเทคโนโลยีใหม่รวมถึง การพัฒนาวัสดุทดแทนวานาเดียม เช่น แบตเตอรี่โฟลว์แบบอินทรีย์ที่ให้ความจุพลังงานสองเท่า และแบตเตอรี่โฟลว์แบบเหล็กที่ลดต้นทุนโดยไม่ขึ้นกับทรัพยากร

แผนที่เทคโนโลยีปี 2030 มุ่งลดต้นทุน 40%, ใช้งานวัสดุไม่ใช่วานาเดียม, และบูรณาการ AI สำหรับสมาร์ทแบตเตอรี่เต็มรูปแบบ US DOE คาดว่าสามารถลดค่าไฟฟ้าต่อ kWh จาก 0.160 ดอลลาร์ในปัจจุบันเหลือ 0.052 ดอลลาร์ในปี 2030 (ลด 66%)

แบตเตอรี่โฟลว์ BESS ในฐานะเทคโนโลยีหลักสำหรับยุทธศาสตร์ลดคาร์บอนของภาคการผลิต

แบตเตอรี่โฟลว์ BESS มีความได้เปรียบเชิงกลยุทธ์ชัดเจน ในการลดคาร์บอนและลดค่าไฟฟ้าพร้อมกัน คุณสมบัติ สำรองไฟระยะยาว, มีความปลอดภัยสูง, มีอายุการใช้งานยาว ทำให้เหมาะสมกับความต้องการไฟฟ้ามากกว่า 8 ชั่วโมงในโรงงานและสถานประกอบการ

ในธุรกิจไทยและเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ การใช้ นโยบายสนับสนุนพลังงานหมุนเวียนและเงินสนับสนุน ของรัฐร่วมจะช่วยลดระยะเวลาคืนทุนอย่างมาก และยังสามารถสร้างใช้ความได้เปรียบทางเทคโนโลยีของบริษัทญี่ปุ่นและพันธมิตรในพื้นที่จะช่วย และสร้าง ตำแหน่งทางการตลาดที่มั่นคง

มุ่งสู่ปี 2030 แบตเตอรี่โฟลว์จะยังคงเป็น เทคโนโลยีสำคัญสำหรับคาร์บอนนิวทรัลอย่างต่อเนื่อง ทั้งด้าน ความมั่นคงของระบบไฟฟ้าและการรวมพลังงานหมุนเวียน การติดตั้ง BESS จึงเป็น การลงทุนเชิงกลยุทธ์ ที่มีทั้งการลดคาร์บอนและเสริมศักยภาพการแข่งขันทางธุรกิจของภาคการผลิตไว้ด้วยกัน

‍

แหล่งข้อมูลอ้างอิง:

‍

ข้อมูลเทคนิคและเอกสารผู้ผลิต

• Sumitomo Electric: แบตเตอรี่เรดอกซ์โฟลว์
  
  
• สถาบันวิจัยเทคโนโลยีอุตสาหกรรม (AIST): แบตเตอรี่เรดอกซ์โฟลว์คืออะไร
  
  
• กระทรวงพลังงานสหรัฐอเมริกา: การประเมินกลยุทธ์เทคโนโลยีแบตเตอรี่โฟลว์
  
  

การวิเคราะห์ตลาดและสถิติ

• Grand View Research: รายงานตลาดแบตเตอรี่โฟลว์
  
  
• MarketsandMarkets: การวิเคราะห์ตลาดแบตเตอรี่โฟลว์
  
  
• IEA: แบตเตอรี่และการเปลี่ยนผ่านพลังงานอย่างปลอดภัย
  
  

ข้อมูลตลาดไทยและเอเชียตะวันออกเฉียงใต้

• Asian Insiders: ความต้องการและเป้าหมาย BESS ในไทย
  
  
• Watson Farley & Williams: สิทธิประโยชน์ด้านพลังงานหมุนเวียนในไทย
  
  
• Energy-Storage.News: โครงการ BESS ขนาดใหญ่ที่สุดในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้
  
  

นโยบายและเงินสนับสนุน

• Gore Street Capital: การส่งเสริมการลงทุน BESS ในญี่ปุ่น
  
  
• NEDO: โครงการสาธิตนานาชาติด้านการลดคาร์บอนและการเปลี่ยนผ่านพลังงาน
  
  
• McKinsey: เส้นทางการบรรลุคาร์บอนนิวทรัลของญี่ปุ่น

‍