สวทช. เดินเครื่องโรงงานต้นแบบแบตเตอรี่ทางเลือก ปูทางสร้างความมั่นคงด้านพลังงานในอนาคต ตั้งเป้าลดพึ่งพาแบตเตอรี่ลิเทียมนำเข้าจากต่างประเทศ เผยโรงงานฯ ขนาดกำลังการผลิต 1 เมกะวัตต์ชั่วโมงต่อปี นำร่องผลิตแบตเตอรี่สังกะสีไอออนส่งเอกชนทดสอบใช้งานจริง
แบตเตอรี่ลิเทียมไอออน ได้รับความนิยมช่วงหลายสิบปีที่ผ่านมา ทั้งใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เครื่องใช้ไฟฟ้า และเป็นหนึ่งในส่วนประกอบสำคัญของรถยนต์ไฟฟ้า (EV) แต่มีข้อจำกัดสำคัญ คือ ประเทศไทยไม่มีแหล่งทรัพยากรแร่ลิเทียม จำเป็นต้องพึ่งการนำเข้าจากต่างประเทศ อีกทั้งทั่วโลกยังมีปริมาณจำกัด ราคาสูง และเป็นแบตเตอรี่ที่ติดไฟและระเบิดได้ ไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
มุ่งสร้างความมั่นคงด้านพลังงาน
ศิวรักษ์ ศิวโมกษธรรม ผู้อำนวยการศูนย์เทคโนโลยีเพื่อความมั่นคงของประเทศและการประยุกต์เชิงพาณิชย์ (NSD) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ให้สัมภาษณ์พิเศษ “กรุงเทพธุรกิจ” โดยเผยว่า ศูนย์ฯ ตระหนักถึงข้อจำกัดดังกล่าวจากแบตเตอรี่ลิเทียมไอออน โดยเฉพาะหากเกิดภาวะไม่ปกติ ภาวะฉุกเฉิน หรือเกิดสงคราม ไทยอาจจะประสบปัญหาความมั่นคงด้านพลังงานของประเทศ
“แร่ลิเทียมที่เป็นวัตถุดิบหลักเป็นแร่หายาก และมีจำกัด หากมีความต้องการใช้ในปริมาณมาก เพื่อสร้างระบบกักเก็บไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานไฟฟ้าหมุนเวียน รวมถึงการผลิตยานยนต์ไฟฟ้า อาจทำให้เกิดภาวะขาดแคลน และการแย่งชิงทรัพยากรในอนาคต
นอกจากนี้ เมื่อหมดอายุการใช้งานยังมีประเด็นเรื่องการจัดการขยะแบตเตอรี่ลิเทียมฯ ที่มีส่วนผสมของสารที่ไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและสารที่เป็นอันตราย เมื่อมีปริมาณขยะแบตเตอรี่ชนิดนี้จำนวนมาก หากใช้วิธีการฝังกลบขยะ ก็อาจจะมีโอกาสเกิดการรั่วไหลของสารพิษออกสู่สิ่งแวดล้อมได้” ผอ. ศิวรักษ์ กล่าว
สวทช. จึงสนับสนุนการพัฒนาแบตเตอรี่จากวัสดุทางเลือกที่มีแหล่งทรัพยากรในประเทศและมีความปลอดภัยสูง พร้อมทั้งจัดตั้ง “โรงงานต้นแบบวิจัยแบตเตอรี่วัสดุทางเลือกที่มีความปลอดภัยสูงเพื่อความมั่นคง” หรือ ABATTS ในเขตนวัตกรรมระเบียงเศรษฐกิจพิเศษภาคตะวันออก หรือ EECi วังจันทร์วัลเลย์ จ.ระยอง
โรงงานต้นแบบฯ บนพื้นที่ 732.4 ตารางเมตร พร้อมบุคลากรที่มีความรู้ความเชี่ยวชาญ ขนาดกำลังการผลิต 1 เมกะวัตต์ชั่วโมงต่อปี เป็นโครงสร้างพื้นฐานสำหรับการวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่ทางเลือกแบบครบวงจรแห่งเดียวในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ดำเนินการภายใต้ระบบมาตรฐานการบริหารงานคุณภาพโรงงาน ISO 9001 และการทดสอบความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่ มอก.2217-2548 ขณะนี้อยู่ระหว่างการก่อสร้างอาคารและติดตั้งเครื่องมือการวิจัยและเครื่องจักรสายการผลิต ตามกำหนดจะแล้วเสร็จภายในปี 2565
รูปแบบการให้บริการในเบื้องต้นจะเป็นในลักษณะโครงสร้างพื้นฐานของประเทศในการบริการหรือร่วมวิจัยและพัฒนาขยายผลต้นแบบผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่และอุปกรณ์กักเก็บพลังงานที่ผลิตได้จากวัตถุดิบภายในประเทศ ในระดับ pilot scale ร่วมกับพันธมิตรทุกภาคส่วนทั้งภาครัฐ ภาคเอกชนและผู้สนใจรับบริการทั่วไป ให้คำปรึกษา การผลิตสูตรและการพัฒนาแบตเตอรี่และผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง ซึ่งรวมถึง เช่น ตัวเก็บประจุยิ่งยวด (Supercapacitor) การฝึกอบรม การทดสอบผลิตภัณฑ์และกระบวนการผลิต การถ่ายทอดเทคโนโลยีให้ภาคเอกชนเพื่อไปสร้างอุตสาหกรรมใหม่
ค้นหาแหล่งวัตถุดิบทดแทนลิเทียม
ศิวรักษ์ เล่าว่า แบตเตอรี่ทางเลือกใหม่ที่ศูนย์ NSD กำลังวิจัยและพัฒนาในปัจจุบัน จะอิงบนหลักคิดจากความพร้อมในเรื่องทรัพยากรวัตถุดิบที่มีอยู่ในประเทศจำนวนมาก ซึ่งเอื้อต่อการผลิตในเชิงพาณิชย์ ทั้งยังมีความปลอดภัยและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
โดยที่ดำเนินการในปัจจุบัน ได้แก่ แบตเตอรี่สังกะสีไอออนร่วมกับจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย แบตเตอรี่โซเดียมไอออนร่วมกับมหาวิทยาลัยขอนแก่น แบตเตอรี่โพแทสเซียมไอออนที่ได้รับความร่วมมือจากสถาบันวิทยสิริเมธี (VISTEC) เทคโนโลยีตัวเก็บประจุยิ่งยวด (Supercapacitor) และระบบกักเก็บพลังงานจากคาร์บอนที่ได้จากวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร
ทั้งนี้ แบตเตอรี่สังกะสีไอออนจะเป็นผลิตภัณฑ์นำร่องที่ผลิตในโรงงานต้นแบบฯ ในปี 2566 โดยเป็นผลงานวิจัยที่นำเทคโนโลยีกราฟีนมาเพิ่มประสิทธิภาพการเก็บประจุ กระทั่งพัฒนาจนได้เป็นชิ้นงานต้นแบบที่พร้อมสำหรับนำไปขยายขนาดการผลิตในระดับ Pilot Scale ถือเป็นแบตเตอรี่ชนิดใหม่ที่น่าสนใจในด้านความปลอดภัยและความมั่นคง เพราะมีความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เนื่องจากสามารถรีไซเคิลได้เกือบทั้งหมด
อีกทั้ง “สังกะสี” ยังเป็นแร่ธาตุที่มีราคาถูก ไม่ค่อยถูกนำมาใช้งานและในไทยมีปริมาณมากกว่า 4 ล้านตัน ทนทานต่อการกระแทก ไม่ติดไฟและไม่เกิดการระเบิด จึงเหมาะแก่การนำมาประยุกต์ใช้ในระบบกักเก็บพลังงาน แต่ก็มีข้อจำกัดในเรื่องประสิทธิภาพที่ด้อยกว่าแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนและน้ำหนักมากกว่า
อย่างไรก็ตาม ด้วยจุดเด่นของแบตเตอรี่ชนิดนี้จึงเหมาะสำหรับการใช้งานกับอุปกรณ์ที่ต้องการความปลอดภัยสูง รวมทั้งอุปกรณ์ที่ไม่ต้องการเคลื่อนย้าย เช่น ยุทโธปกรณ์ทางทหาร แท่นขุดเจาะน้ำมัน สถานีวิทยุสื่อสารทหาร ทุ่นลอยน้ำ เสาส่งสัญญาณ ระบบไฟฟ้าสำรองแบบอยู่กับที่ ระบบกริดไฟฟ้า รวมทั้งแหล่งพลังงานในอาคารบ้านเรือน เช่น Energy Wall
ชูแบตฯ สังกะสีตัวเลือกที่ดีในอนาคต
ในอนาคตหากมีการใช้งานแพร่หลาย อาจจะพบว่าต้นทุนการผลิตแบตเตอรี่สังกะสีไอออนถูกกว่าแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนที่ใช้งานกันในบ้านเราก็เป็นได้
หากเรากำลังมองหาพลังงานแบตเตอรี่ทางเลือกอยู่ แบตเตอรี่ชนิดนี้ก็เป็นตัวเลือกที่ดีในอนาคต ลดการนำเข้าเทคโนโลยีจากต่างประเทศ เพิ่มความมั่นคงด้านพลังงานและเพิ่มโอกาสทางเศรษฐกิจให้แก่ประเทศไทย นับเป็นโอกาสและความท้าทายในการสร้าง “อุตสาหกรรมใหม่” ให้แก่ประเทศ
ขณะที่ แบตเตอรี่โซเดียมไอออนก็นำเทคโนโลยีกราฟีนเข้ามาช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ โดยข้อดีคือมีต้นทุนการผลิตโซเดียมไอออนต่ำกว่าการผลิตลิเทียมไอออน มีความหนาแน่นของพลังงานสูง สามารถชาร์จไฟได้อย่างรวดเร็ว ใช้งานในสภาวะที่อุณหภูมิต่ำได้ดี
ทั้งยังมีความปลอดภัยสูง สามารถนำไปใช้งานในระบบของยานยนต์ไฟฟ้า และระบบกักเก็บพลังงานหมุนเวียน เป็นต้น จึงเป็นแบตเตอรี่ทางเลือกที่มีโอกาสทางการตลาดสูงและน่าจับตาที่สุด โดยเฉพาะประเทศจีนทำการผลิตและคาดว่าจะออกสู่เชิงพาณิชย์ภายใน 1-2 ปีนี้
เช่นเดียวกับแบตเตอรี่โพแทสเซียมไอออน ซึ่งทั้งโพแทสเซียมคลอไรด์และโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) เป็นวัตถุดิบที่มีคุณสมบัติใกล้เคียงกับโลหะลิเทียม และมีศักยภาพนำมาผลิตเป็นแบตเตอรี่ ที่สำคัญประเทศไทยมีแหล่งแร่โพแทชและเกลือหินอยู่เป็นจำนวนมากโดยเฉพาะในพื้นที่ภาคอีสาน
จากการประเมินปริมาณสำรองแร่เบื้องต้นพบว่าประเทศไทยมีแร่โพแทชมากกว่า 407,000 ล้านตัน ซึ่งถือว่าเป็นแหล่งโพแทชที่มีศักยภาพสูงที่สุดในภูมิภาคเอเชีย
แหล่งข้อมูล