All Categories
EN EN

เทคโนโลยีการผลิตพลังงานที่ก้าวล้ำล่าสุดมีอะไรบ้าง

2025-07-03 13:57:24
เทคโนโลยีการผลิตพลังงานที่ก้าวล้ำล่าสุดมีอะไรบ้าง

เทคโนโลยีการผลิตพลังงานที่ก้าวล้ำล่าสุดมีอะไรบ้าง ​

ในสภาพแวดล้อมพลังงานระดับโลกที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว การผลิตพลังงาน เทคโนโลยีคือแนวหน้าของการเปลี่ยนแปลง ด้วยความท้าทายสองเท่าในการตอบสนองความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้นและการลดการปล่อยคาร์บอน นวัตกรรมล่าสุดครอบคลุมแหล่งพลังงานหลากหลาย ตั้งแต่เชื้อเพลิงฟอสซิล พลังงานหมุนเวียน ไปจนถึงพลังงานนิวเคลียร์ สิ่งเหล่านี้ไม่เพียงแค่เพิ่มประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของ การผลิตพลังงาน แต่ยังเปิดทางสู่อนาคตพลังงานที่ยั่งยืนมากยิ่งขึ้น

นวัตกรรมในโรงไฟฟ้าถ่านหินและก๊าซธรรมชาติ ​

เทคโนโลยีอุณหภูมิเย็นพิเศษขั้นสูง (Ultra-Supercritical) และเตาเผาแบบไหลเวียนควบคุมขั้นสูง (Advanced CFB) ​

แม้จะมีการผลักดันให้ใช้พลังงานหมุนเวียนมากขึ้น แต่โรงไฟฟ้าถ่านหินยังคงมีบทบาทสำคัญในโครงสร้างพลังงานของหลายประเทศ การพัฒนาหม้อน้ำความดันสูงพิเศษ (USC) ถือเป็นก้าวสำคัญที่ก้าวหน้าไปอีกขั้น หม้อน้ำเหล่านี้ทำงานภายใต้ความดันและอุณหภูมิที่สูงมาก สามารถบรรลุประสิทธิภาพทางความร้อนได้สูงสุดถึง 45% ซึ่งถือเป็นการปรับปรุงที่สำคัญเมื่อเทียบกับหม้อน้ำแบบดั้งเดิมที่มีประสิทธิภาพต่ำกว่า ตัวอย่างเช่น ในประเทศจีน โรงไฟฟ้าถ่านหินแห่งใหม่จำนวนมากกำลังนำเทคโนโลยี USC มาใช้ ช่วยลดการบริโภคถ่านหินและลดการปล่อยก๊าซ CO₂ ต่อหน่วยไฟฟ้าที่ผลิตได้
​
อีกหนึ่งนวัตกรรมคือเทคโนโลยีเตาเผาแบบไหลเวียน (CFB) ขนาด 660 เมกะวัตต์แบบซุปเปอร์คริติคอลซุปเปอร์ โครงการแห่งแรกของโลกที่ใช้เทคโนโลยีดังกล่าว ตั้งอยู่ในเมืองปิ๋นโจว มณฑลส่านซี ประเทศจีน ได้เริ่มดำเนินการเชิงพาณิชย์อย่างสำเร็จจึงสามารถเผาไหม้เชื้อเพลิงคุณภาพต่ำหลากหลายชนิด เช่น โคลนถ่านหินและหินถ่านหิน พร้อมรักษาประสิทธิภาพการใช้งานให้สูง นอกจากนี้ยังมีมาตรการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมขั้นสูง เช่น กระบวนการกำจัดซัลเฟอร์แบบกึ่งแห้งที่มีประสิทธิภาพในการกำจัดซัลเฟอร์มากกว่า 98% และการออกแบบเครื่องเก็บฝุ่นแบบถุงรูปแบบใหม่ที่ช่วยลดต้นทุนการลงทุนและการบริโภคพลังงาน

การเผาร่วมระหว่างถ่านหินและแอมโมเนีย ​

ในการพยายามลดคาร์บอนจากการผลิตไฟฟ้าจากถ่านหิน แนวคิดการเผาไหม้ร่วมระหว่างถ่านหินกับแอมโมเนียได้ปรากฏขึ้น มีรายงานว่าเมื่อเร็ว ๆ นี้ กลุ่มพลังงานแห่งชาติของจีนได้ดำเนินการทดสอบการเผาไหม้ร่วมระหว่างแอมโมเนียกับถ่านหินสำเร็จ โดยใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าถ่านหินขนาด 600 เมกะวัตต์ การทดสอบครั้งนี้ใช้เทคโนโลยีการเผาไหม้แบบผสมล่วงหน้าระหว่างแอมโมเนียกับถ่านหิน และสามารถดำเนินการอย่างเสถียรภายใต้สภาวะโหลดหลายระดับ อัตราการเผาไหม้แอมโมเนียเสร็จสมบูรณ์ (Ammonia burnout rate) อยู่ที่ระดับ 99.99% และการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นไนโตรเจนออกไซด์ก่อนอุปกรณ์กำจัดไนเตรตถูกควบคุมไว้ภายในระดับ 20 มิลลิกรัม/ลูกบาศก์เมตร การใช้แอมโมเนียซึ่งเป็นเชื้อเพลิงปลอดคาร์บอน (Zero-carbon fuel) เพื่อทดแทนถ่านหินบางส่วน สามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการผลิตไฟฟ้าด้วยถ่านหินได้อย่างมาก ทำให้เกิดแนวทางใหม่ในการลดคาร์บอนของอุตสาหกรรมโรงไฟฟ้าถ่านหิน

ความก้าวหน้าในด้านการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน ​

การผลิตไฟฟ้าพลังแสงอาทิตย์ประสิทธิภาพสูง ​

อุตสาหกรรมการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์มีความก้าวหน้าอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เซลล์แสงอาทิตย์ชนิด N - type กำลังกลายเป็นมาตรฐานใหม่ โดยส่วนแบ่งตลาดเพิ่มขึ้นมากกว่า 50 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับปีที่แล้ว เซลล์เหล่านี้มีประสิทธิภาพการแปลงพลังงานที่สูงกว่า โดยในกระบวนการผลิตจำนวนมากสามารถทำได้ถึง 25 - 26% เมื่อเทียบกับเซลล์แบบ P - type แบบดั้งเดิมที่ให้ประสิทธิภาพ 20 - 22% ตัวอย่างเช่น โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่บางแห่งในสหรัฐอเมริกาและจีน ปัจจุบันใช้แผงโซลาร์เซลล์ชนิด N - type ซึ่งสามารถผลิตไฟฟ้าได้มากขึ้นต่อพื้นที่หน่วยเดียว ช่วยลดต้นทุนโดยรวมของการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์
​
อีกความก้าวหนึ่งคือการเพิ่มขึ้นของพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบเข้มข้น (CSP) ที่มาพร้อมกับระบบเก็บพลังงาน ในพื้นที่ที่มีแสงอาทิตย์มาก เช่น ทะเลทรายในตะวันออกกลางและแอฟริกาตอนเหนือ กำลังมีการสร้างโรงไฟฟ้า CSP ที่ใช้ระบบเก็บพลังงานด้วยเกลือหลอมเหลว โรงไฟฟ้าเหล่านี้สามารถกักเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ในช่วงเวลากลางวัน และผลิตไฟฟ้าในเวลากลางคืนหรือในวันที่มีเมฆครึ้ม เพื่อให้ได้แหล่งจ่ายไฟที่มีเสถียรภาพมากขึ้น ตัวอย่างเช่น โครงการ Noor Complex ในประเทศโมร็อกโก เป็นหนึ่งในโรงไฟฟ้า CSP ขนาดใหญ่ที่สุดในโลก มีกำลังการผลิต 580 เมกะวัตต์ พร้อมระบบเก็บพลังงานด้วยเกลือหลอมเหลวที่สามารถสำรองพลังงานไว้ได้เป็นเวลา 7 ชั่วโมง ซึ่งช่วยให้มีการผลิตไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องแม้หลังพระอาทิตย์ตกแล้ว ​

การผลิตพลังงานลมในวงกว้างและเทคโนโลยีขั้นสูง ​

ขนาดของกังหันลมมีการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง กังหันลมนอกชายฝั่งที่ใหญ่ที่สุดในโลกซึ่งมีกำลังการผลิต 26 เมกะวัตต์ได้รับการเปิดตัวสำเร็จแล้ว กังหันขนาดใหญ่มากขึ้นหมายถึงกำลังการผลิตไฟฟ้าที่สูงขึ้นและต้นทุนต่อหน่วยไฟฟ้าที่ลดลง นอกจากนี้ เทคโนโลยีกังหันลมแบบลอยน้ำ (floating wind turbine) กำลังมีความก้าวหน้าอย่างมาก กังหันเหล่านี้สามารถติดตั้งในพื้นที่น้ำลึกกว่าเดิม ซึ่งมีทรัพยากรลมมากกว่า นอร์เวย์และสหราชอาณาจักรกำลังเป็นผู้นำในการพัฒนาและการใช้งานฟาร์มลมลอยน้ำ ซึ่งจะช่วยขยายศักยภาพพื้นที่ในการผลิตพลังงานลม
玉柴150机组.jpg
​
ระบบควบคุมขั้นสูงยังถูกนำไปประยุกต์ใช้กับกังหันลมอีกด้วย ระบบนี้สามารถปรับมุมใบพัด (pitch) และการหมุนฐานกังหันตามแนวราบ (yaw) แบบเรียลไทม์ตามความเร็วและทิศทางของลม เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าและลดการสึกหรอของกังหัน การใช้เทคโนโลยีนี้ไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มสมรรถนะโดยรวมของฟาร์มลม แต่ยังยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์อีกด้วย

การผลิตไฟฟ้าจากชีวมวลพร้อมการกู้คืนพลังงาน ​

เทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าจากชีวมวลก็ได้พัฒนาไปข้างหน้าเช่นกัน เทคโนโลยี "การปล่อยก๊าซไอเสียระดับต่ำมากและการกอบคืนความร้อนแบบครอบคลุมทุกช่วงอุณหภูมิ" ได้ผ่านการทดสอบสำเร็จ เทคโนโลยีนี้ไม่เพียงแต่ทำให้โรงไฟฟ้าชีวมวลสามารถปล่อยก๊าซไอเสียในระดับต่ำมาก แต่ยังสามารถกอบคืนความร้อนที่มีค่าต่ำ และแยกพร้อมทั้งกอบคืนมลสารในก๊าซไอเสีย ตัวอย่างเช่น ในโรงไฟฟ้าชีวมวลขนาด 30 เมกะวัตต์ เทคโนโลยีนี้สามารถกอบคืนพลังงานความร้อนที่มีค่าสูงถึง 14 เมกะวัตต์ต่อชั่วโมง ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการผลิตไฟฟ้าหรือให้ความร้อน นอกจากนี้ ยังสามารถแปลงไนโตรเจนออกไซด์ในก๊าซไอเสียให้กลายเป็นปุ๋ยเหลวแอมโมเนียมไนเตรตที่มีความเข้มข้น 15% ทำให้สิ่งของไร้ค่ากลายเป็นสมบัติล้ำค่า และสร้างรายได้ทางเศรษฐกิจเพิ่มเติมให้แก่โรงไฟฟ้าชีวมวล

นวัตกรรมในด้านการผลิตไฟฟ้านิวเคลียร์ ​

реакторนิวเคลียร์ขนาดเล็กแบบโมดูลาร์ (SMRs) ​

เครื่องปฏิกรณ์แบบโมดูลาร์ขนาดเล็ก (Small Modular Reactors - SMRs) คือแนวโน้มใหม่ที่กำลังเกิดขึ้นในอุตสาหกรรมการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ เครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้มีขนาดเล็กกว่า โดยมีกำลังการผลิตโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 10 ถึง 300 เมกะวัตต์ เมื่อเทียบกับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดใหญ่แบบดั้งเดิมที่มีกำลังการผลิต 1,000 เมกะวัตต์ขึ้นไป เครื่องปฏิกรณ์แบบ SMRs ถูกผลิตในโรงงานอุตสาหกรรม ซึ่งช่วยลดระยะเวลาและต้นทุนในการก่อสร้าง นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้น เช่น ระบบระบายความร้อนแบบพาสซีฟ (Passive Cooling Systems) ที่สามารถป้องกันการละลายของแกนปฏิกรณ์ในกรณีเกิดเหตุฉุกเฉิน ประเทศต่างๆ เช่น สหรัฐอเมริกา แคนาดา และสหราชอาณาจักร ต่างก็กำลังทำการวิจัยและพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์แบบ SMRs อย่างแข็งขัน โดยมีบางโครงการที่คาดว่าจะเริ่มดำเนินการได้ภายในทศวรรษหน้า

Advanced Fuel Cycles ​

อีกหนึ่งด้านนวัตกรรมในพลังงานนิวเคลียร์คือวงจรสูตรเชื้อเพลิงขั้นสูง เทคโนโลยีวงจรเชื้อเพลิงใหม่ๆ มุ่งเน้นการเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์และลดของเสียนิวเคลียร์ ตัวอย่างเช่น การพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์แบบเร็ว (fast reactors) สามารถใช้ยูเรเนียมได้มีประสิทธิภาพมากกว่าและสร้างของเสียกัมมันตรังสีที่มีอายุยาวนานน้อยกว่าเครื่องปฏิกรณ์แบบใช้น้ำธรรมดา (light-water reactors) บางประเทศ เช่น รัสเซีย และจีน กำลังดำเนินการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์แบบเร็วด้วยเป้าหมายในการสร้างเครื่องปฏิกรณ์ต้นแบบภายในอนาคตอันใกล้

คำถามที่พบบ่อย: ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้า ​

ความก้าวหน้าเหล่านี้มีผลกระทบต่อต้นทุนการผลิตไฟฟ้าอย่างไร ​

เทคโนโลยีขั้นสูงในด้านการผลิตพลังงานจากแสงอาทิตย์ พลังงานลม และชีวมวล กำลังค่อยๆ ลดต้นทุนลง ตัวอย่างเช่น ประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ที่เพิ่มมากขึ้น และขนาดกังหันลมที่ใหญ่ขึ้น ช่วยลดต้นทุนต่อหน่วยของไฟฟ้าที่ผลิตได้ ในส่วนของการผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงฟอสซิล เทคโนโลยี เช่น หม้อน้ำ USC และเตาเผาแบบ CFB ก็ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ ทำให้การใช้เชื้อเพลิงลดลงและลดต้นทุนตามไปด้วย อย่างไรก็ตาม การลงทุนครั้งแรกในบางเทคโนโลยีใหม่ๆ เช่น SMRs ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ อาจมีราคาสูง แต่คาดว่าจะมีความคุ้มค่าในระยะยาว

เทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าใหม่เหล่านี้เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมหรือไม่ ​

ส่วนใหญ่ของการพัฒนาล่าสุดถูกออกแบบมาพร้อมกับแนวคิดการปกป้องสิ่งแวดล้อม เทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียน เช่น การผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ พลังงานลม และชีวมวล จะปล่อยก๊าซเรือนกระจกในระหว่างดำเนินการเพียงเล็กน้อยหรือแทบไม่มีเลย ในด้านการผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงฟอสซิล เทคโนโลยี เช่น การเผาไหม้ร่วมระหว่างถ่านหินและแอมโมเนีย และหม้อน้ำ CFB ขั้นสูง มีจุดมุ่งหมายเพื่อลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และมลพิษ นอกจากนี้ พลังงานนิวเคลียร์ที่ใช้เทคโนโลยีขั้นสูง เช่น SMRs และวงจรเชื้อเพลิงขั้นสูง ก็มีศักยภาพที่จะเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น โดยการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานเชื้อเพลิงและลดของเสีย

เทคโนโลยีใหม่เหล่านี้สามารถนำไปใช้ได้ทั่วโลกเร็วแค่ไหน ​

ความเร็วในการนำระบบไปใช้งานมีความแตกต่างกันไปตามเทคโนโลยี ปัจจุบัน เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมกำลังได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะในภูมิภาคที่มีนโยบายสนับสนุนและทรัพยากรที่อุดมสมบูรณ์ ตัวอย่างเช่น ประเทศจีนและสหรัฐอเมริกา ต่างเพิ่มขีดความสามารถในการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยี เช่น SMRs ในพลังงานนิวเคลียร์ และบางเทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าจากชีวมวลขั้นสูง อาจต้องใช้เวลานานกว่าจะได้รับการพัฒนาในวงกว้าง เนื่องจากต้องผ่านกระบวนการอนุมัติด้านกฎระเบียบ การลงทุนเริ่มต้นที่สูง และความพร้อมของเทคโนโลยี

นวัตกรรมเหล่านี้ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของการจ่ายพลังงานไฟฟ้าหรือไม่? ​

ใช่ พวกเขาทำได้ เทคโนโลยีเช่น CSP พร้อมการเก็บพลังงานในโรงผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ และระบบควบคุมขั้นสูงในโรงผลิตไฟฟ้าพลังงานลม สามารถให้การผลิตไฟฟ้าที่มีความเสถียรภาพมากยิ่งขึ้น ในโรงผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงฟอสซิล เทคโนโลยีหม้อน้ำและระบบเผาไหม้ขั้นสูงช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของโรงไฟฟ้า ส่วน SMRs ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ยังมีคุณสมบัติความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือที่ดีขึ้น ซึ่งช่วยเสริมสร้างความมั่นคงของแหล่งพลังงานไฟฟ้า

รัฐบาลมีบทบาทอย่างไรในการส่งเสริมการพัฒนาเหล่านี้? ​

รัฐบาลมีบทบาทสำคัญอย่างมาก รัฐบาลสามารถให้การสนับสนุนด้านการเงิน เช่น การอุดหนุนและการยกเว้นภาษี สำหรับการพัฒนาและการนำเทคโนโลยีการผลิตพลังงานรูปแบบใหม่มาใช้ ตัวอย่างเช่น หลายประเทศมีการให้เงินอุดหนุนสำหรับโครงการพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม รัฐบาลยังเป็นผู้กำหนดข้อบังคับด้านสิ่งแวดล้อม ซึ่งจะช่วยผลักดันให้เกิดการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตพลังงานที่สะอาดขึ้นในภาคส่วนเชื้อเพลิงฟอสซิลและพลังงานนิวเคลียร์ นอกจากนี้ รัฐบาลยังสามารถลงทุนในงานวิจัยและพัฒนา และสนับสนุนการสร้างโครงสร้างพื้นฐานสำหรับเทคโนโลยีการผลิตพลังงานรูปแบบใหม่

Prev : How Do Power Generation Plants Contribute to Global Energy Needs?

Next :

Table of Contents