การบริหารจัดการซากแผงเซลล์แสงอาทิตย์อย่างมีประสิทธิภาพด้วยกระบวนการ LCA


ความต้องการพลังงานสะอาดและการเปลี่ยนจากพลังงานเชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นแหล่งพลังงานที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเปลี่ยนผ่านด้านพลังงานยุคใหม่ที่จำกัดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก (Green House Gas: GHG) การผลิตไฟฟ้าโดยเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่มีอัตราการเจริญเติบโตมากที่สุด เนื่องจากต้นทุนการผลิตไฟฟ้าที่ลดต่ำลงถึงจุดคุ้มค่าต่อการลงทุน อีกทั้งไม่มีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในกระบวนการผลิตไฟฟ้าเลย

สำหรับประเทศไทยเป็นที่ทราบกันดีว่ารัฐบาลได้มีแผนการส่งเสริมการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ให้ได้ 15,574 MW ภายในปี พ.ศ. 2580 ตามร่างแผน Alternative Energy Development Plan (AEDP) ปี 2018 ซึ่งจะทำให้เกิดซากเซลล์แสงอาทิตย์และอุปกรณ์ประกอบจำนวนมากในอนาคต ทั้งนี้ปัจจุบันประเทศไทยยังไม่มีระบบการบริหารจัดการและเทคโนโลยีการจัดการซากฯ อย่างเป็นระบบและครบวงจรในประเทศ ซึ่งอายุการใช้งานของแผงเซลล์แสงอาทิตย์เฉลี่ย 20 ปี คาดว่าปี พ.ศ. 2565 จะมีซากจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์เกิดขึ้น 112 ตัน และเพิ่มเป็น 1.55 ล้านตัน ในปี พ.ศ. 2600 ซึ่งหากไม่วางแผนจะกระทบสิ่งแวดล้อม สุขภาพและเศรษฐกิจ และเป็นอุปสรรคต่อแผนส่งเสริมการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ได้

จากรายงานผลการศึกษาโครงการศึกษาศักยภาพเชิงพื้นที่ในการบริหารจัดการขยะแผงเซลล์แสงอาทิตย์ของประเทศไทย ของกรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงานพบว่า เทคโนโลยีการรีไซเคิลแผงเซลล์แสงอาทิตย์เชิงพาณิชย์มีแล้วในตลาดต่างประเทศ ซึ่งประกอบไปด้วย กระบวนการทางกายภาพ กระบวนการทางกล กระบวนการทางความร้อน กระบวนการทางเคมี และกระบวนการกำจัดทิ้ง โดยค่าใช้จ่ายในการจัดการขยะแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบรีไซเคิลในประเทศถูกกว่าการส่งออกไปจัดการแบบรีไซเคิลในต่างประเทศ เนื่องจากการส่งออกต้องมีค่าขนส่งทางเรือ ค่าภาษีศุลกากรนำเข้าขยะและค่าจัดรีไซเคิลขยะแผงเซลล์แสงอาทิตย์ แต่ที่ประเทศไทยยังไม่มีการจัดตั้งศูนย์รีไซเคิลขยะแผงเซลล์แสงอาทิตย์เนื่องจากความไม่คุ้มค่าต่อการลงทุนที่เกิดจากความท้าทายเรื่องปริมาณกากขยะแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ไม่เพียงพอต่อความต้องการของศูนย์รีไซเคิลแผงเซลล์แสงอาทิตย์ทั้งในเชิงปริมาณ (ความสม่ำเสมอต่อเนื่อง) และเชิงคุณภาพ (ความสมบูรณ์ของขยะแผงฯ)

กระบวนการคิดวิเคราะห์ และออกแบบระบบการบริหารจัดการซากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ของต่างประเทศนั้น จะเริ่มต้นจากการประเมินวัฏจักรชีวิต (Life Cycle Assessment: LCA) การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ในภาพรวม ซึ่งมีหลักการประเมินวัฏจักรชีวิตของการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เบื้องต้น ดังนี้

กำหนดวงจรชีวิตของสินค้าคงคลัง (Life Cycle Inventory: LCI)

การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ในแต่ละห่วงโซ่คุณค่า (Value Chain) โดยการสรุปอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง พร้อมทั้งระบุการไหลเวียนของวัตถุดิบและพลังงานที่ใช้ในแต่ละขั้นตอนในลักษณะแยกรายอุปกรณ์ ตั้งแต่การสกัดต้นวัตถุดิบ (Raw Materials Extraction) จนถึงการบริหารจัดการของเสียหลังสิ้นสุดอายุใช้งาน (Waste Management) ดังรูปที่ 1

รูปที่ 1: ห่วงโซ่คุณค่า (Value Chain) ในการกำหนดวงจรชีวิตของสินค้าคงคลัง (Life Cycle Inventory: LCI)
รูปที่ 1: ห่วงโซ่คุณค่า (Value Chain) ในการกำหนดวงจรชีวิตของสินค้าคงคลัง (Life Cycle Inventory: LCI)

กำหนดขอบเขตการประเมินวัฏจักรชีวิต (System Boundary of the Life-Cycle Assessment)

นำข้อมูลการไหลเวียนของพลังงานและวัตถุดิบในขั้นตอนแรกมาแยกเป็นส่วนของอุปกรณ์ (Total Inputs) และส่วนของขั้นตอนการติดตั้ง (Setup Steps) เพื่อรวบรวมภาพการใช้พลังงานและวัตถุดิบ รวมทั้งเพื่อประเมินพลังงานไฟฟ้า ของเสีย และมลภาวะที่เกิดขึ้นตามข้อมูลสถิติของอุตสาหกรรม สำหรับการวิเคราะห์ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมตามหัวข้อผลกระทบ (Impact Categories) ด้านต่าง ๆ ที่สนใจศึกษา ได้แก่ Resources, Climate Change, Eco-system, Human Health

รูปที่ 2: ขอบเขตการประเมินวัฏจักรชีวิต (System Boundary of the Life-Cycle Assessment)
รูปที่ 2: ขอบเขตการประเมินวัฏจักรชีวิต (System Boundary of the Life-Cycle Assessment)

ประเมินวัฏจักรชีวิต (Life-Cycle Assessment)

ด้วยกระบวนการดังที่สรุปข้างต้น LCA จึงเป็นเครื่องมือสำคัญที่จะช่วยให้เราสามารถประเมินประสิทธิภาพความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อมของโมเดลธุรกิจหมุนเวียนที่กำลังจะพัฒนาขึ้นใหม่ว่ามีประสิทธิภาพมากน้อยเพียงใด ช่วยให้อุตสาหกรรมสามารถเลือกใช้กลยุทธ์ได้อย่างเหมาะสม เช่น การรีไซเคิล การใช้ซ้ำ หรือแม้แต่แนวทางการกำจัดซาก และด้วยจุดแข็งของ LCA ที่เห็นผลกระทบสิ่งแวดล้อมทั้งหมดที่เกิดขึ้นทุกช่วงของวัฏจักรชีวิตทำให้สามารถวิเคราะห์เชิงลึกได้ถึงสาเหตุของปัญหาเพื่อกำหนดแนวทางแก้ไขหรือป้องกันได้อย่างเหมาะสม รวมถึงยังสามารถนำผลประเมินไปใช้ในการตั้งเป้าหมายและติดตามผลการปรับปรุงได้อย่างเป็นระบบ
สุดท้ายนี้ ผู้เขียนขอสรุปสั้น ๆ ว่าการบริหารจัดการซากแผงเซลล์แสงอาทิตย์อย่างมีประสิทธิภาพด้วยกระบวนการ LCA นอกจากจะป้องกันไม่ให้เกิดปัญหาต่อสิ่งแวดล้อม ยังเป็นประโยชน์สูงสุดต่อการบริหารทรัพยากรภายในประเทศตามแนวทางเศรษฐกิจหมุนเวียน หรือ Circular Economy อันมีส่วนเสริมสร้างศักยภาพการแข่งขันด้านเศรษฐกิจของประเทศ และส่งเสริมการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมเพื่อการพัฒนาอย่างยั่งยืน

เอกสารอ้างอิง:

รายงานผลการศึกษาโครงการศึกษาศักยภาพเชิงพื้นที่ในการบริหารจัดการกากขยะแผงเซลล์แสงอาทิตย์ของประเทศไทย; กองพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์ กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน; ปี 2561
Environmental Impacts of Solar-Photovoltaic and Solar-Thermal Systems with Life-Cycle Assessment, M. A. Parvez Mahmud, Nazmul Huda, Shahjadi Hisan Farjana and Candace Lang, School of Engineering, Macquarie University, Sydney, NSW-2109, Australia; Published: 5 September 2018


Source: คอลัมน์ Green Article โดย ศาสตราจารย์ ดร.พิสุทธิ์ เพียรมนกุล ไชยรพี เลี้ยงบุญเลิศไชย
หัวหน้าแผนกธุรกิจพลังงานหมุนเวียน กองพัฒนาธุรกิจพลังงานหมุนเวียนและโครงข่ายไฟฟ้าดิจิทัล ฝ่ายพัฒนาธุรกิจเกี่ยวเนื่อง