ทำความรู้จักโรงงานผลิตแบตเตอรี่สังกะสีไอออนเชิงพาณิชย์แห่งแรกในโลกของสวีเดน พร้อมพาไปทำความรู้จักโรงงานผลิตแบตเตอรี่ชนิดนี้ในไทย
เราทราบดีว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนถือเป็นหัวใจหลักของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยุคใหม่ อย่างไรก็ตามแบตเตอรี่ชนิดนี้ก็มีข้อจำกัดในหลายด้าน หนึ่งในนั้นคือต้นทุนการผลิตและความหายากของแร่จนอาจเป็นปัญหาต่อการใช้งานในระยะยาว หลายประเทศจึงมองหาตัวเลือกทดแทนที่จะช่วยบรรเทาปัญหา หนึ่งในนั้นคือสวีเดนที่เริ่มการจัดตั้งโรงงานผลิตแบตเตอรี่สังกะสีไอออนเชิงพาณิชย์
โรงงานแบตเตอรี่สังกะสีไอออนแห่งแรกของโลก
ผลงานนี้เป็นของบริษัท Enerpoly บริษัทแบตเตอรี่แห่งสวีเดน กับการจัดตั้ง Enerpoly Production Innovation Center ตั้งเป้าพัฒนาให้เป็นโรงงานผลิตแบตเตอรี่สังกะสีไอออนแห่งแรกในโลก ที่สามารถผลิตแบตเตอรี่ชนิดนี้ออกวางจำหน่ายเชิงพาณิชย์
ตัวโรงงานได้รับการจัดตั้งภายในพื้นที่ขนาด 6,500 ตารางเมตร ตั้งอยู่ในเมือง Rosersberg ปัจจุบันอยู่ในระหว่างการจัดสร้าง โดยคาดว่าเมื่อเสร็จสมบูรณ์จนดำเนินการอย่างเต็มที่จะมีกำลังการผลิต 100 เมกะวัตต์ชั่วโมง/ปี และสามารถทำการผลิตอย่างเต็มรูปแบบได้ภายในปี 2026
จุดหมายสำคัญในการจัดตั้งโรงงานแบตเตอรี่สังกะสีไอออนคือ เพิ่มขีดความสามารถในการจัดเก็บและสำรองพลังงานจากระบบพลังงานหมุนเวียน ช่วยให้ระบบไฟฟ้าสามารถรองรับและตอบสนองการใช้งานของผู้บริโภคอย่างเพียงพอ ช่วยให้ยุโรปมีเสถียรภาพด้านพลังงานมากยิ่งขึ้น
การจัดตั้งโรงงานผลิตแบตเตอรี่นี้ช่วยเพิ่มความมั่นคงทางพลังงานเป็นอย่างมาก เนื่องจากห่วงโซ่อุปทานทั้งหมดจะอยู่ภายในประเทศ โดยในช่วงแรกพวกเขาตั้งเป้าจะนำแบตเตอรี่สังกะสีไอออนนี้มาใช้จัดเก็บพลังงานส่วนเกินในระบบพลังงานลมและแสงอาทิตย์เป็นหลัก แต่ก็ตั้งเป้าจะนำแบตเตอรี่นี้ไปใช้ในสมาร์ทโฟน แลปท็อป หรือรถยนต์ไฟฟ้าในอนาคต นี่จึงเป็นส่วนสำคัญในการผลักดันพลังงานหมุนเวียนให้สามารถใช้งานอย่างยั่งยืนต่อไป
ทำไมต้องเป็นแบตเตอรี่สังกะสีไอออน
เชื่อว่าหลายท่านใช้งานแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนอยู่ทั่วไปแต่ไม่เคยรู้จักแบตเตอรี่สังกะสีไอออนมาก่อน จนอาจนำไปสู่ข้อสงสัยว่าเหตุใดจึงมีแนวคิดในการนำสังกะสีเข้ามาทดแทน แต่อันที่จริงเหตุผลนั้นเรียบง่ายเนื่องจากแบตเตอรี่สังกะสีไอออนมีความปลอดภัยและเข้าถึงง่ายกว่า
ข้อแรกคือ ต้นทุนการผลิต สังกะสีเป็นแร่ที่มีอัตราส่วนในธรรมชาติสูงกว่าลิเธียมราว 2.8 – 3 เท่า จัดเป็นแร่ที่มีปริมาณสำรองภายในโลกมาก จัดเป็นโลหะที่มีการนำมาใช้อย่างกว้างขวางและมีราคาถูก ส่งผลให้ต้นทุนในการผลิตแบตเตอรี่สังกะสีไอออนถูกกว่าลิเธียมไอออนมาก
ประการต่อมาคือ การขุดสังกะสีเป็นมิตรกว่าลิเธียมมาก แม้จะต้องมีการขุดเจาะและสกัดจากสารเคมี แต่ในกระบวนการไม่ต้องใช้น้ำหรืออุณหภูมิสูง ทำให้สิ้นเปลืองทรัพยากรน้อยและเป็นมิตรต่อธรรมชาติกว่า อีกทั้งสังกะสียังเป็นโลหะไม่มีพิษและสกัดออกมาได้พร้อมแร่เงินและตะกั่ว ช่วยให้ต้นทุนการผลิตลดลงไปอีก
จุดเด่นของแบตเตอรี่สังกะสีไอออนคือ ความปลอดภัย โดยพื้นฐานสังกะสีเป็นวัสดุไม่ติดไฟและมีความเสถียรทางเคมีสูง แม้จะเกิดความเสียหายจากภายนอกก็ไม่มีการสะสมความร้อนจนทำให้เกิดไฟไหม้หรือระเบิด จึงเป็นแบตเตอรี่ที่มีความปลอดภัยในการใช้งานสูงกว่า
อย่างไรก็ตามจุดอ่อนสำคัญของแบตเตอรี่สังกะสีไอออนคือ ความหนาแน่นของพลังงาน คุณสมบัติกักเก็บพลังงานของแบตเตอรี่สังกะสีไอออนของบริษัท Enerpoly จะอยู่ที่ 106.4 วัตต์ชั่วโมง/กิโลกรัม ในขณะที่แบตเตอรี่เธียมไอออนของ Tesla มีความหนาแน่นพลังงานราว 244 – 296 วัตต์ชั่วโมง/กิโลกรัม ซึ่งเป็นปริมาณที่แตกต่างกันหลายเท่า
แต่อันที่จริงไทยเองก็มีการพัฒนาแบตเตอรี่สังกะสีไอออนที่มีคุณสมบัติกักเก็บพลังงานสูงเช่นกัน
แบตเตอรี่สังกะสีไอออนในไทย
ในประเทศไทยก็มีความสนใจต่อแบตเตอรี่สังกะสีไอออน จากความร่วมมือของ สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ร่วมกับจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และกรมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีกลาโหม ที่ประสบความสำเร็จในการพัฒนาแบตเตอรี่สังกะสีไอออนในปี 2022
แบตเตอรี่ที่พวกเขาพัฒนาขึ้นอาศัยการนำกราฟีนมาช่วยเพิ่มประสิทธิภาพกักเก็บประจุของแบตเตอรี่ ช่วยให้มีค่าความหนาแน่นพลังงานอยู่ราว 200 – 250 วัตต์ชั่วโมง/กิโลกรัม ใกล้เคียงกับปริมาณที่ใช้งานในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แต่มีปริมาณรอบการใช้งานที่ยาวนานกว่าเท่าตัว
ปัจจุบันเทคโนโลยีการผลิตแบตเตอรี่นี้อยู่ในระหว่างการพัฒนา โดยทางสวทช.ได้ร่วมมือกับบริษัทเอกชนแห่งหนึ่งในการจัดตั้ง โรงงานต้นแบบในการผลิตแบตเตอรี่สังกะสีไอออน ในพื้นที่ เขตนวัตกรรมระเบียงเศรษฐกิจพิเศษภาคตะวันออก(EECi) ในวังจันทร์ จังหวัดระยอง มีกำลังการผลิตอยู่ที่ 1 เมกะวัตต์ชั่วโมง/ปี โดยคาดว่าโรงงานผลิตแบตเตอรี่นี้จะสามารถพัฒนาต่อยอดในระบบรถยนต์ไฟฟ้ารวมถึงโครงสร้างพื้นฐานอื่นต่อไป
แหล่งข้อมูล