สถาบัน Fraunhofer ด้านเทคโนโลยีและระบบด้านเซรามิก (IKTS – Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme) ได้พัฒนาแบตเตอรี่ที่ทำมาจากเกลือแกง (โซเดียมคลอไรด์) ซึ่งเป็นเครื่องปรุงพื้นฐานประจำทุกครัวเรือน โดยสถาบันฯ ได้ร่วมมือกับบริษัทแบตเตอรี่ของออสเตรเลียชื่อว่า Altech พัฒนาแบตเตอรี่ชนิดนี้ขึ้นมาและสามารถผลิตออกมาในรูปอุตสาหกรรมได้แล้ว ซึ่งปัจจุบันได้เตรียมสร้างโรงงานแบตเตอรี่จากเกลือแกงที่มีกำลังการผลิตสูงถึง 100 เมกะวัตต์ชั่วโมง ในนิคมอุตสาหกรรม Schwarze Pumpe ในรัฐ Sachsen ด้านนาย Alexander Michaelis ผู้อำนวยการสถาบัน Fraunhofer-IKTS เปิดเผยว่า “โซเดียมคลอไรด์หรือเกลือแกงเป็นองค์ประกอบหลักของสารออกฤทธิ์ในการผลิตแบตเตอรี่ โดยเราได้ใช้งานนิกเกิลรีไซเคิลทั้งหมดอีกด้วย ซึ่งแบตเตอรี่ของเราจะใช้วัตถุดิบที่หาได้ง่ายในยุโรปแทบทั้งสิ้น” นาย Michaelis ถือเป็นผู้ร่วมพัฒนาแบตเตอรี่ดังกล่าวและปัจจุบันได้ตั้งโรงงานนำร่องที่เมือง Dresden เรียบร้อยแล้ว โดยแบตเตอรี่เกลือแกงจะมีราคาถูกกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและมีคุณสมบัติสำคัญ คือ ไม่ไหม้ไฟและอายุการใช้งานที่นานกว่า ซึ่งไม่ต้องใช้วัตถุดิบจากแร่หายาก และทนต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณภูมิตั้งแต่ -10 – 40 องศาฯ สำหรับข้อเสียก็มี นั่นก็คือ มีขนาดที่ใหญ่และหนักกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน จึงไม่ค่อยเหมาะที่จะนำมาใช้งานกับรถยนต์ขับเคลื่อนด้วยพลังงานไฟฟ้า (EV) นอกจากนี้ นาย Michaelis ยังกล่าวอีกว่า “กรณีที่จะใช้งานแบตเตอรี่เกลือแกงสำหรับงานที่ไม่ต้องเคลื่อนที่หรือพกพา ก็ถือว่าเหมาะมาก และแบตเตอรี่ประเภทนี้สามารถจัดเก็บไฟฟ้ารองรับช่วงโหลดไฟฟ้าสูงสุดที่แตกต่างกันไปในช่วงเวลาต่าง ๆ ของแต่ละวันเป็นปริมาณมาก จึงงทำให้แบตเตอรีเกลือแกงมีความสำคัญมากสำหรับการเปลี่ยนรูปแบบการใช้พลังงาน (Energiewende) ของประเทศ”

 

จริง ๆ แล้วหากพิจารณาข้อด้อยของแหล่งพลังงานทางเลือกจะพบว่า ไม่ค่อยมีความเสถียร เนื่องจากต้องขึ้นกับสภาวะของลมฟ้าอากาศ อาทิ กังหันไฟฟ้าจะผลิตไฟฟ้าได้ก็ต่อเมื่อมีลมพัด แผงโซล่าจะผลิตไฟฟ้าได้ก็ต่อเมื่อมีแสงแดด โดยทั้งหมดไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ตลอดเวลาหรือไม่สามารถตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคได้อย่างอัตโนมัติ จึงทำให้ช่วงเวลาที่เป็นช่องว่างผู้บริโภคต้องกลับไปพึ่งพิงหรือใช้งานเครื่องผลิตไฟฟ้าจากแหล่งเชื้อเพลิงฟอสซิลเหมือนเดิม และบ่อยครั้งที่ต้องปิดการทำงานกังหันไฟฟ้าหรือแผงโซล่าเมื่อมีไฟโหลดเข้าระบบสูงเกินกว่าที่มีการใช้งาน ซึ่งทั้งหมดที่กล่าวมานี้ การใช้แบตเตอรี่จะเข้ามาเติมเต็มช่องว่างและตอบโจทย์แก่ผู้บริโภคได้ ด้านนาย Maximilian Fichtner ผู้อำนวยการสถาบัน Helmholtz-Instituts เมือง Ulm ซึ่งเป็นหน่วยงานดูแลด้านการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมี (Elektrochemische Energiespeicherung) ชี้แจงว่า “แบตเตอรี่เป็นแหล่งพลังงานที่ติดตั้งอยู่กับที่ ซี่งที่ผ่านมาภาคธุรกิจมักลืมนึกถึงและให้ความสำคัญน้อยเกินไป แต่จริง ๆ แล้วที่ผ่านมาธุรกิจแบตเตอรี่ที่ติดตั้งอยู่กับที่มีการเติบโตอย่างต่อเนื่องมาโดยตลอด” และจากข้อมูลของ Bloomberg New Energy Finance (BNEF) พบว่า “สิ้นปี 2021 พลังงานที่ได้รับจากแบตเตอรี่ชนิดนี้ในทั่วโลกอยู่ที่ประมาณ 27 กิกะวัตต์ชั่วโมง ซึ่งที่ผ่านมานักวิจัยตลาดคาดการณ์ว่า น่าจะมีการติดตั้งแบตเตอรี่ชนิดนี้ในทั่วโลกสูงถึง 1 เทราวัตต์ชั่วโมง ภายในปี 2030 และหากยังมีความเร็วในการติดตั้งแบบนี้ต่อไปเรื่อย ๆ นักวิจัยตลาดคาดการณ์ว่าจะมีอัตราการขยายตัวสูงถึง 13% จากฐานตัวเลขเก่า” โดย BNEF ให้ข้อมูลว่า “สหรัฐอเมริกาและจีนเป็น 2 ตลาดหลัก ที่มีการติดตั้งแบตเตอรี่ที่จัดเก็บพลังงานแบบที่ตั้งอยู่กับที่มากที่สุดในโลก ในขณะที่สหภาพยุโรป (EU) ก็ขยายตัวตามมาติด ๆ โดยขยายตัวขึ้นเพิ่มขึ้นเป็นเท่าตัว”

 

ซึ่งเป็นที่แน่นอนว่า เทคโนโลยีที่มีการใช้งานมาระยะหนึ่งจะกลายเป็นเทคโนโลยีหลักและนิยมใช้งานมากที่สุด เหมือนกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ถูกนำมาใช้กับรถ EV อย่างแพร่หลาย ในโครงการเพิ่มกำลังไฟฟ้าสำหรับเครือข่ายไฟฟ้านั้นเทคโนโลยีที่นำมาใช้หลักในปัจจุบันก็คือ เซลล์ทองแดง ที่เป็นเทคโนโลยีหลักที่นำมาเป็นแบตเตอรี่ที่จัดเก็บพลังงานแบบที่ตั้งอยู่กับที่ อย่างไรก็ตาม ยังมีเทคโนโลยีอื่น ๆ ที่น่าสนใจ เช่น โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบปั๊ม หรือแบตเตอรี่รีดอกซ์โฟลว์ (Redox-Flow) ที่เก็บพลังงานโดยใช้ถังบรรจุของเหลวขนาดใหญ่ หรือ แบตเตอรี่โซเดียมคลอไรด์ เป็นต้น อย่างไรก็ตามแนวคิดนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่ โดยมีการพัฒนาเทคโนโลยีเบื้องต้นมาตั้งแต่ช่วงปี 1970 แล้ว โดยเริ่มต้นพัฒนาในแอฟริกาใต้ภายใต้ชื่อโครงการ “Zebra Battery” (แบตเตอรี่ที่ปล่อยมลพิษเป็นศูนย์) แต่ในเวลานั้นไม่ได้พัฒนาขึ้นมาเป็นแบตเตอรี่ที่จัดเก็บพลังงานแบบที่ตั้งอยู่กับที่ แต่เป็นการพัฒนาแบตเตอรี่สำหรับ EV โดยบริษัทรถยนต์ยักษ์ใหญ่ Mercedes เองก็ได้ทดลองใช้เทคโนโลยีดังกล่าว อย่างไรก็ตาม เนื่องจากปัญหาขนาดและน้ำหนัก ทำให้แบตเตอรี่เกลือแกง ไม่สามารถแข่งขันในการใช้งานกับรถ EV ได้ แต่ในกรณีของการใช้งานในฐานะแบตเตอรี่ที่จัดเก็บพลังงานแบบที่ตั้งอยู่กับที่ก็เป็นเทคโนโลยีที่มีศักยภาพมาก

 

นาย Michaelis กล่าวต่อว่า “ในช่วงแรกมีการออกแบบแบตเตอรี่ประเภทนี้ไว้อย่างซับซ้อนมาก เพราะเป้าหมายในเวลานั้นก็คือการใช้งานกับรถ EV ซึ่งเราได้แก้ไขทำให้สิ่งต่าง ๆ ให้ง่ายขึ้น และปรับขนาดให้เหมาะสมกับการใช้งาน ผลที่ได้รับก็คือ แบตเตอรี่มีราคาถูกมาก” สถาบัน Fraunhofer-IKTS ใช้เงินไปหลายสิบล้าน และใช้เวลากว่า 10 ปีในการพัฒนาแบตเตอรี่ Cerenergy® ขึ้น (Cerenergy® คือแพลตฟอร์มเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นโดยสถาบัน Fraunhofer IKTS สำหรับแบตเตอรี่อุณหภูมิสูงแบบเซรามิก แนวคิดนี้พัฒนาขึ้นจากฐานความต้องการในการผลิตเซลล์และระบบให้ถูกที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยการออกแบบเซลล์และระบบ วัสดุที่ใช้ รวมไปถึงเทคโนโลยีในการผลิตได้รับการพิจารณาโดยรวมแล้วต้นทุนควรต่ำกว่า 100 ยูโร/kWh ต่อ 1 เซลล์) โดยแบตเตอรี่จะประกอบไปด้วยท่อเซรามิกแข็ง (เทคโนโลยีแบตเตอรี่ Solid-state) ที่มาทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรไลต์ (electrolyte) โดยมีขั้วบวกอยู่ตรงกลาง โดยท่อแข็งนี้ช่วยให้สามารถถ่ายโอนโซเดียมไอออนผ่านท่อได้เป็นอย่างดี ซึ่งท่อดังกล่าวจะมีเกลือแกงและนิกเกิลบรรจุอยู่เต็ม เมื่อถูกชาร์จพลังงาน โซเดียมก็จะซึมผ่านอิเล็กโทรไลต์เพื่อสร้างแอโนด (anode คือ บริเวณด้านที่เกิดการให้อิเล็กตรอนจากปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี) หากมีการปลายพลังงานกลับออกไป กระบวนการจะทำงานย้อนกลับโดยอัตโนมัติ

 

จาก Handelsblatt 17 กรกฎาคม 2566

 

สำนักงานส่งเสริมการค้าในต่างประเทศ ณ กรุงเบอร์ลิน (Thanit Hirungitrungsri)

jaJapanese