อรรถพล ฤกษ์พิบูลย์ รัฐมนตรีว่าการกระทรวงพลังงาน เปิดเผยว่า  ประเทศไทยกำลังเผชิญความท้าทายครั้งใหญ่จากทั้งความไม่มั่นคงทางพลังงาน ภัยคุกคามไซเบอร์ และแรงกดดันในการเร่งเป้าหมาย Net Zero ให้เร็วขึ้น 15 ปี จากปี 2065 เป็นปี 2050 กระทรวงพลังงานจึงผลักดันนโยบาย Quick Big Win เพื่อเร่งพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงาน สร้างความมั่นคงระยะยาว รองรับความต้องการไฟฟ้าสะอาดที่เพิ่มขึ้น ซึ่งคาดว่าจะนำไปสู่การลงทุนรวมกว่า 1 ล้านล้านบาท ช่วยสร้างงานกว่า 30,000 ตำแหน่ง และลดการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ได้มากถึง 10 ล้านตันต่อปี

เดินหน้าขยายการเข้าถึง “โซลาร์เพื่อประชาชน” กำลังผลิต 1,500 เมกะวัตต์

รัฐบาลได้เดินหน้าขยายการเข้าถึงพลังงานสะอาดให้ครอบคลุมทุกภาคส่วน ตั้งแต่ชุมชน เกษตรกร ไปจนถึงหน่วยงานรัฐ ผ่าน 6 โครงการสำคัญ เช่น โครงการโซลาร์ฟาร์มชุมชนกำลังผลิต 1,500 เมกะวัตต์ ที่จะกระตุ้นเศรษฐกิจ 30,000 ล้านบาท และลดการปล่อยคาร์บอน 0.919 ล้านตันต่อปี รวมถึงโครงการโซลาร์สูบน้ำเพื่อการเกษตร 250 ระบบที่ช่วยลดต้นทุนเกษตรกร เพิ่มผลผลิตต่อไร่ และสร้างประโยชน์ทางเศรษฐกิจกว่า 400 ล้านบาทต่อปี

ขณะเดียวกัน หน่วยงานรัฐจะได้รับประโยชน์จากโครงการโซลาร์ภาครัฐที่ช่วยประหยัดค่าสาธารณูปโภคได้ถึง 9,000 ล้านบาทต่อปี ส่วนภาคครัวเรือน รัฐออกมาตรการลดหย่อนภาษีสูงสุด 200,000 บาท เพื่อจูงใจการติดตั้งโซลาร์รูฟ ตั้งเป้า 90,000 หลังคาเรือน คิดเป็นเงินลงทุนกว่า 20,000 ล้านบาททั่วประเทศ นอกจากนี้ยังมีโครงการโซลาร์ลอยน้ำบนเขื่อนหลักของการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.)  รวมกำลังผลิต 1,638 เมกะวัตต์ ช่วยลดต้นทุนไฟฟ้า เกิดการจ้างงานกว่า 5,000 ตำแหน่ง และลดการปล่อยคาร์บอนได้กว่า 8.24 แสนตันต่อปี

ผลักดัน “Direct PPA” พัฒนาโครงสร้างพื้นฐานพลังงานรองรับภาคอุตสาหกรรม

อรรถพล  กล่าวว่า กระทรวงพลังงานพร้อมเปิดทางให้ผู้ใช้ไฟฟ้ารายใหญ่ โดยเฉพาะดาต้าเซ็นเตอร์ เข้าถึงไฟฟ้าสะอาดผ่าน “Direct PPA 2,000 เมกะวัตต์” หรือสัญญาซื้อขายไฟฟ้าสะอาดโดยตรงผ่านระบบโครงข่ายไฟฟ้า ซึ่งจะดึงดูดการลงทุนมากกว่า 60,000 ล้านบาท และลดการปล่อยคาร์บอนได้กว่า 1.66 ล้านตันต่อปี นอกจากนี้ยังเร่งพัฒนาระบบส่ง–จำหน่ายไฟฟ้าในพื้นที่เขตเศรษฐกิจภาคตะวันออก (EEC)  เพื่อรองรับความต้องการไฟฟ้า 3,800 เมกะวัตต์ มูลค่าการลงทุนกว่า 580,000 ล้านบาท โดยข้อมูลของสำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมการลงทุน  (BOI) ระบุว่า ขณะนี้มีโครงการดาต้าเซ็นเตอร์ ที่ยื่นขอรับการส่งเสริมแล้วกว่า 30–40 แห่ง สะท้อนศักยภาพการเติบโตของอุตสาหกรรมไฟฟ้าเขียวในภูมิภาค

เร่งทำ PDP ใหม่ ดันไฮโดรเจน–SMR–CCS ปูทางอุตสาหกรรมพลังงานอนาคตสู่ Net Zero 2050

รัฐบาลได้จัดตั้งคณะกรรมการจัดทำแผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้า (PDP) ฉบับใหม่ภายใน 3 เดือน เพื่อกำหนดทิศทางพลังงานไทยจนถึงปี 2050 โดยแผนใหม่นี้จะบูรณาการเทคโนโลยีสมัยใหม่ เช่น ไฮโดรเจน โรงไฟฟ้าขนาดเล็กแบบโมดูลาร์ (SMR) และระบบดักจับและกักเก็บคาร์บอน (CCS) ซึ่งมีเป้าหมายกักเก็บคาร์บอนรวม 11 ล้านตันต่อปี จากแหล่งอาทิตย์และอ่าวไทยตอนบน และคาดว่าจะกระตุ้นการลงทุนกว่า 540,000 ล้านบาท พร้อมสร้างงานกว่า 11,000 ตำแหน่ง หากพื้นที่กักเก็บมีศักยภาพจริง ไทยจะมีโอกาสพัฒนาอุตสาหกรรมคาร์บอนเครดิตและ CCS ระดับภูมิภาคในอนาคต

พลังงานไทยต้องหาสมดุลใหม่ รับมือความมั่นคง–กรีน–ต้นทุนที่สวนทางกัน

ดร.ประเสริฐ สินสุขประเสริฐ ปลัดกระทรวงพลังงาน กล่าวว่า ทางเลือกด้านพลังงานที่ประเทศไทยมีอยู่ในปัจจุบัน ยังไม่สามารถตอบโจทย์  3 ด้านได้ครบถ้วนในเวลาเดียวกัน ทั้งด้านความมั่นคงของระบบไฟฟ้า ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และต้นทุนพลังงานที่ประชาชนและภาคธุรกิจรับได้ หากเลือกเชื้อเพลิงหรือเทคโนโลยีที่เน้นความมั่นคง ก็อาจไม่ตอบโจทย์ด้านสิ่งแวดล้อม แต่ถ้าเน้นพลังงานสีเขียวมาก ต้นทุนอาจสูงและกระทบต่อความมั่นคงของระบบ

ขณะที่การพยายามตอบโจทย์ทั้งความมั่นคงและความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมพร้อมกัน ก็มักนำไปสู่ต้นทุนค่าไฟที่สูงขึ้นจากการลงทุนในเทคโนโลยีใหม่ เช่น โซลาร์เซลล์  ไฮโดรเจน และระบบกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ ทำให้ในทางปฏิบัติ ไทยจำเป็นต้อง “หาจุดสมดุล” ระหว่างทั้ง 3 ระบบไฟฟ้า ไทยจึงต้องพัฒนาขีดความสามารถในการบูรณาการพลังงานหมุนเวียนเข้ากับโครงข่ายหลักอย่างรอบคอบ ควบคู่กับการลงทุนในแหล่งสำรองและโครงสร้างพื้นฐานที่ช่วย “อุ้ม” ความผันผวนของพลังงานทดแทนไม่ให้กระทบปลายทาง ทั้งแบตเตอรี่ ระบบกักเก็บพลังงานในรูปแบบต่าง ๆ ไปจนถึงโครงสร้างระบบที่สามารถดึงไฟจากแหล่งหนึ่งไปทดแทนอีกแหล่งได้อย่างทันท่วงที

“ท่ามกลางแรงกดดันจากเงื่อนไขการค้าและการลงทุนระดับโลกที่ผูกกับเป้าหมาย Net Zero ปี 2050 ขณะที่ไทยเองปล่อยก๊าซเรือนกระจกปีละราว 350–360 ล้านตัน โดยภาคพลังงานคิดเป็นราว 70% หรือประมาณ 250–260 ล้านตัน หากต้องเร่งเป้าไปสู่ Net Zero ในปี 2050 ประเทศไทยจะต้องลดการปล่อยลงเหลือเพียงประมาณ 80 ล้านตัน และอาศัยมาตรการชดเชย ทั้งการเพิ่มพื้นที่ป่าและเทคโนโลยีดักจับและกักเก็บคาร์บอน (CCS) มาช่วย ซึ่งถือเป็นความท้าทายครั้งใหญ่ที่ทำให้ทุกเครื่องมือด้านพลังงาน ตั้งแต่การเพิ่มสัดส่วนพลังงานหมุนเวียน CCS ไปจนถึงไฮโดรเจน ต้องถูกนำมาใช้พร้อมกัน ภายใต้กรอบคิดเดียวกันคือ “รักษาสมดุล” ระหว่างความมั่นคง ความเขียว และราคาที่สังคมรับได้”  ปลัดกระทรวงพลังงาน กล่าว

“SMR” ตัวแปรใหม่ในแผน PDP ไทย

ในแผน PDP ฉบับก่อน มีการบรรจุกำลังผลิตจากนิวเคลียร์ไว้ราว 600 เมกะวัตต์ แต่หากไทยตั้งเป้าไปสู่ Net Zero 2050 ก็แทบหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะต้องเพิ่มสัดส่วนนี้ขึ้นในแผน PDP ฉบับใหม่ เพราะพลังงานหมุนเวียนเพียงอย่างเดียวอาจไม่สามารถรองรับความต้องการใช้ไฟฟ้าได้ตลอด 24 ชั่วโมง โดยไม่ต้องพึ่งแบตเตอรี่ราคาแพงหรือระบบเสริมความมั่นคงอื่นๆ ดังนั้น รูปแบบพลังงานในอนาคตอาจต้องผสมผสานระหว่างพลังงานหมุนเวียนและ SMR เพื่อให้ตอบโจทย์ทั้งความมั่นคง ราคาเข้าถึงได้ และการลดคาร์บอน

อย่างไรก็ตาม เส้นทางนี้ยังต้องใช้เวลาอีกหลายปี โดยเฉพาะช่วง 5ปีแรกที่จะเน้นวางกติกา สร้างมาตรฐาน เตรียมบุคลากร และพิจารณาโครงสร้างองค์กรกำกับดูแล เมื่อระบบพร้อมแล้ว การสร้างโครงการต้นแบบแห่งแรกจะเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญ เพราะหากต้นแบบสำเร็จ โครงการใหม่ๆ ไม่ว่าจะตั้งในนิคมอุตสาหกรรม เมืองใหญ่ หรือพื้นที่ที่ขาดความมั่นคงด้านพลังงานก็สามารถเกิดขึ้นได้ในอนาคต โดยไม่จำเป็นต้องอยู่ใกล้แหล่งน้ำหรือทะเลเหมือนโรงไฟฟ้ารุ่นเก่า

PDP ใหม่เดินหน้า เปิดกว้างผู้เชี่ยวชาญ–เอกชน รับคลื่นโซลาร์เซลล์และผู้ผลิตไฟฟ้าใช้เอง

วัฒนพงษ์ คุโรวาท ผู้อำนวยการสำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน (สนพ.) กล่าวว่า ความคืบหน้าการจัดทำแผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้า (PDP) ฉบับใหม่คาดว่าจะแล้วเสร็จในปี 2569 นับเป็นกระบวนการที่ยาวและซับซ้อนกว่าที่ผ่านมา ซึ่งการทบทวนรอบนี้ต้องเปิดกว้างมากขึ้น โดยในการประชุมอนุกรรมการจัดทำแผน PDP ครั้งแรกอย่างเป็นทางการเมื่อวานนี้ มีการปรับโครงสร้างคณะทำงานให้น่าสนใจยิ่งขึ้น จากเดิมที่ภาครัฐเป็นหลัก มาเป็นรูปแบบที่ดึงผู้ทรงคุณวุฒิภายนอก ภาคเอกชน ผู้ผลิตไฟฟ้า และตัวแทนองค์กรธุรกิจ เข้ามานั่งเป็นประธานและรองประธาน ซึ่งถูกมองว่าเป็นก้าวสำคัญในการเพิ่มความโปร่งใสและสร้าง “จุดร่วม” ทางนโยบาย ก่อนเสนอแผนต่อคณะกรรมการระดับชาติภายใต้นโยบายเร่งรัดของรัฐมนตรีพลังงาน ที่กำหนดกรอบทำงานเพียง 3 เดือน ทั้งในส่วนการปรับประมาณการความต้องการใช้ไฟฟ้า (Load Forecast) และการจัดหากำลังผลิตใหม่ให้สอดคล้องกับบริบทปัจจุบัน

“โจทย์ของ PDP รอบนี้ไม่ได้มีแค่โรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ของ กฟผ. และการไฟฟ้าฝ่ายจำหน่าย เช่น กฟน.และกฟภ.อีกต่อไป แต่กำลังเผชิญ “คลื่นใหม่” จากโซลาร์รูฟท็อป โซลาร์ฟาร์ม และกลุ่มผู้ผลิตไฟฟ้าใช้เอง (IPS / Prosumer) ทั้งแบบบนหลังคาบ้าน โรงงานอุตสาหกรรม ไปจนถึงโครงการ Private PPA และโครงการแบบ offsite ที่ลากสายส่งจากอีกพื้นที่หนึ่งมาป้อนให้ลูกค้าโดยตรง”  ผู้อำนวยการสำนักงานนโยบายและแผนพลังงาน (สนพ.) กล่าว

เร่งวางเกมรับพลังงานทดแทน –ดาต้าเซ็นเตอร์ ดัน SMR เสริมฐานไฟฟ้า

ขณะเดียวกัน ภาคขนส่งไฟฟ้าอย่างรถ EV แม้จะขยายตัวช้าลงจากที่คาด แต่ยังเป็นปัจจัยเสริมให้การใช้ไฟฟ้ากลางคืนเพิ่มขึ้น ส่วนดาต้าเซ็นเตอร์กลับกลายเป็นพระเอกใหม่ของระบบ ด้วยตัวเลขคำขอส่งเสริมลงทุนที่พุ่งแตะราว 10,000 เมกะวัตต์ หรือ 10 กิกะวัตต์ โดยมีกำลังใช้ไฟแล้วราว 4 กิกะวัตต์ ซึ่งโครงสร้างพื้นฐานไฟฟ้าปัจจุบันยังรองรับได้จำกัด

ด้านเทคโนโลยี แผน PDP ใหม่ต้องวางยุทธศาสตร์ เพื่อรองรับการเร่งเพิ่มพลังงานหมุนเวียน การใช้แบตเตอรี่และระบบกักเก็บพลังงาน (ESS) การลงทุนโรงสูบน้ำกลับ การพิจารณาเทคโนโลยีไฮโดรเจน และทางเลือกสุดท้ายอย่าง CCS ซึ่งติดค้างอยู่ในขั้นตอนนโยบายมาราว 2 ปีแล้ว ขณะที่ กฟผ. มีแผนลงทุนระบบสำรองกำลังผลิตแบบสูงกำลัง (High-capacity Storage) เพิ่มเติม เพื่อป้องกันไม่ให้ไทยซ้ำรอยกรณีสเปนหรือโปรตุเกสที่ระบบรับมือพลังงานทดแทนไม่ทัน

นอกจากนี้ เทคโนโลยี SMR และ MMR ถูกหยิบกลับมาพิจารณาอย่างจริงจังในมุมของ “ฐานรองรับความมั่นคงพลังงานคาร์บอนต่ำ” หลังประเมินแล้วว่าการเพิ่มสัดส่วนพลังงานสีเขียวเกิน 51% ภายใต้ข้อจำกัดศักยภาพประเทศและความยืดหยุ่นของระบบ อาจทำได้ยากหากไม่มีแหล่งไฟฟ้าฐานคาร์บอนต่ำอย่างนิวเคลียร์เข้ามาเสริม โดยในแผนเดิมเคยวาง SMR ไว้ช่วงปลายแผน 2 ยูนิต ขนาดรวมราว 600 เมกะวัตต์ และมีแนวโน้มต้องทบทวนเพิ่มในร่างแผนใหม่ เพื่อให้ไทยสามารถเดินหน้าเป้าหมาย Net Zero 2050 ได้อย่างไม่กระทบทั้งความมั่นคง ระบบไฟฟ้า และทิศทางเปิดเสรีตลาดไฟฟ้าในอนาคต

ด้วยปัญหาด้านพลังงานของประเทศไทยในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาเกิดจากสาเหตุหลายประการ หนึ่งในนั้นคือความผันผวนของราคาแก๊สธรรมชาติตามตลาดโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วง 2–3 ปีที่ผ่านมา ซึ่งเป็นผลกระทบจากปัญหาความขัดแย้งระหว่างรัสเซียและยูเครน ประกอบกับการก้าวเข้าสู่ “การเปลี่ยนผ่านพลังงาน (energy transition)” หรือการมุ่งเปลี่ยนรูปแบบการผลิตพลังงาน จากเดิมที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล (เช่น แก๊สธรรมชาติ ถ่านหิน หรือน้ำมัน เป็นต้น) ซึ่งเป็นหนึ่งในสาเหตุสำคัญของการปลดปล่อยแก๊สเรือนกระจกออกสู่ชั้นบรรยากาศ มาสู่การใช้ “แหล่งพลังงานสะอาด” ได้แก่ เซลล์แสงอาทิตย์ ลม น้ำ และนิวเคลียร์ ซึ่งการผลิตพลังงานจากแหล่งพลังงานสะอาดเหล่านี้ หากพิจารณาทั้งวัฏจักรแล้ว พบว่ามีการปลดปล่อยแก๊สเรือนกระจกออกสู่ชั้นบรรยากาศในปริมาณที่น้อยมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปรียบเทียบกับการผลิตพลังงานโดยใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล อย่างไรก็ตาม “แหล่งพลังงานสะอาด” ข้างต้นต่างมีข้อดีข้อเสียสำหรับการผลิตไฟฟ้าแตกต่างกัน ดังนี้ (1) เซลล์แสงอาทิตย์ ยังคงขาดเสถียรภาพในการผลิตไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงเวลากลางคืนหรือมืดครึ้ม จึงจำเป็นต้องใช้แบตเตอรีในการเก็บสำรองประจุไฟฟ้า ซึ่งหลังจากหมดอายุการใช้งานแบตเตอรีดังกล่าวจะกลายเป็นขยะอิเล็กทรอนิกส์ในที่สุด (2) ลม ยังคงขาดเสถียรภาพในการผลิตไฟฟ้าเช่นเดียวกันกับเซลล์แสงอาทิตย์ เนื่องจากเราไม่สามารถควบคุมให้เกิดลมได้ตลอดเวลา (3) น้ำ จำเป็นต้องใช้พื้นที่ขนาดใหญ่ในการสร้างเขื่อนผลิตไฟฟ้า ซึ่งจะเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดิน กรณีที่พบได้โดยทั่วไปคือการเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดินจากระบบนิเวศป่าไม้ธรรมชาติมาเป็นเขื่อน ส่งผลทำให้เกิดผลกระทบทางลบต่อระบบนิเวศธรรมชาติ รวมทั้งความหลากหลายทางชีวภาพอีกด้วย (4) นิวเคลียร์ ได้รับการขนานนามว่าเป็นเทคโนโลยีที่ปลดปล่อยคาร์บอนสุทธิออกสู่ชั้นบรรยากาศเป็นศูนย์ (net zero carbon emission) อย่างไรก็ตามปัญหาสำคัญของเทคโนโลยีนี้ก็คือ “กากกัมมันตรังสี (radioactive waste)” ซึ่งจำเป็นต้องอาศัยวิธีการจัดการเฉพาะ เพื่อให้มั่นใจได้ว่าจะไม่เกิดการรั่วไหลของกากกัมมันตรังสีออกสู่สิ่งแวดล้อม

จากข้อมูลข้างต้นแสดงให้เห็นว่า “โรงไฟฟ้านิวเคลียร์” เป็นทางเลือกหนึ่งที่ตอบโจทย์เรื่องการลดการปลดปล่อยแก๊สเรือนกระจกได้เป็นอย่างดี แม้จะมีข้อเสียเรื่องกากกัมมันตรังสี แต่ก็ได้มีการกำหนดมาตรการการจัดการกากกัมมันตรังสีอย่างชัดเจนเป็นมาตรฐานสากลและบังคับใช้อย่างเคร่งครัดโดยทบวงการพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (International Atomic Energy Agency หรือ IAEA) ซึ่งเป็นองค์กรระหว่างประเทศที่กำกับดูแลการใช้พลังงานนิวเคลียร์และเทคโนโลยีนิวเคลียร์ให้เกิดประโยชน์และมีประสิทธิภาพด้วยความปลอดภัยสูงสุด

แนวคิดเบื้องต้นของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

องค์ประกอบ (ภาพที่ 1) และหลักการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีความคล้ายคลึงกับโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนแบบดั้งเดิม แตกต่างกันที่แหล่งพลังงานความร้อนสำหรับทำให้น้ำร้อนขึ้นและเปลี่ยนสถานะกลายเป็นไอน้ำร้อนเพื่อไปหมุนกังหันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งแหล่งพลังงานความร้อนของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน (nuclear fission) ทำให้ไอโซโทปกัมมันตรังสีที่สามารถแตกตัวได้ (โดยมากที่นิยมใช้คือยูเรเนียม-235 หรือพลูโทเนียม-239) เกิดการแตกตัว แล้วคายพลังงานความร้อนออกมาจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน โดยพลังงานความร้อนที่เกิดขึ้นจากการแตกตัวของยูเรเนียม-235 ปริมาณเพียง 1 กรัมเทียบเท่ากับพลังงานความร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้ถ่านหินปริมาณมากถึง 3,000 กิโลกรัมเลยทีเดียว

ภาพที่ 1: แบบจำลองสามมิติของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ประกอบด้วยองค์ประกอบสำคัญ 5 ส่วน ได้แก่ (1) กังหันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (2) ระบบป้องกันความปลอดภัยอัตโนมัติเชิงรับ (passive safety features) ซึ่งควบคุมให้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์หยุดการทำงานโดยอัตโนมัติเมื่อเกิดเหตุฉุกเฉิน (3) เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (reactor) ซึ่งเป็นบริเวณที่เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันและถ่ายเทความร้อนหรือระบายความร้อนทำให้เกิดการเปลี่ยนสถานะของน้ำหล่อเย็นกลายเป็นไอน้ำร้อน (4) หอคอยระบายความร้อน (cooling tower) เปลี่ยนสถานะของไอน้ำให้กลับมาเป็นของเหลว และหมุนเวียนกลับไปรับพลังงานความร้อนจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใหม่อีกครั้ง และ (5) ห้องควบคุมการทำงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ (ที่มาของภาพ: https://www.nuclear-power.com/nuclear-power-plant และดูรายละเอียดของภาพเพิ่มเติมได้ที่: https://sketchfab.com/3d-models/cattenom-3d-nuclear-power-plant-eeed3c79649640b3a370546e9fea53ff)

พัฒนาการของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

ตั้งแต่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งแรกของโลกได้ถือกำเนิดขึ้นในช่วงทศวรรษ 1950 โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ก็ได้มีพัฒนาการต่อเนื่องเรื่อยมาจนถึงปัจจุบัน ทั้งนี้พัฒนาการของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์พิจารณาจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (reactor) ซึ่งแบ่งออกเป็น 4 รุ่น ดังนี้

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์รุ่นที่ I เป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ถูกสร้างขึ้นในช่วงปี 1950–1960 ซึ่งเป็นยุคแรกของการใช้พลังงานนิวเคลียร์ในการผลิตไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์รุ่นนี้มีระบบความปลอดภัยและประสิทธิภาพของการทำงานอยู่ในระดับพื้นฐาน อย่างไรก็ตามยังคงมีข้อจำกัดด้านการจัดการกากกัมมันตรังสีและความเสี่ยงด้านความปลอดภัยเมื่อเทียบกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์รุ่นหลัง

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์รุ่นที่ II เป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ถูกสร้างขึ้นในช่วงปี 1960–1990 โดยได้รับการพัฒนาเทคโนโลยี และระบบควบคุมการทำงานต่าง ๆ รวมทั้งระบบความปลอดภัยและระบบการจัดการกากกัมมันตรังสีก็ได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์รุ่นที่ I

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์รุ่นที่ III เป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ถูกสร้างขึ้นในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 (ปี 1990–2000) โดยมีพัฒนาการทางเทคโนโลยีและความปลอดภัยสูงขึ้นกว่าเดิม โดยมีระบบความร้อนและระบบควบคุมการทำงานที่ละเอียดมากยิ่งขึ้น เป้าหมายของการพัฒนาโรงไฟฟ้านิวเคลียร์รุ่นที่ III นี้คือการลดความเสี่ยงจากการเกิดเหตุการณ์ที่ไม่คาดคิด

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์รุ่นที่ IV เป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ได้รับการพัฒนาล่าสุด โดยเพิ่มประสิทธิภาพของการใช้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ให้สูงขึ้นและเกิดกากกัมมันตรังสีในปริมาณที่ลดลง นอกจากนี้ในการออกแบบและสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์รุ่นที่ IV ยังมีการพิจารณาถึงความคุ้มทุนในด้านต่าง ๆ อีกด้วย เช่น การลดต้นทุนการก่อสร้างและการดำเนินระบบ การเพิ่มผลประกอบการทางเศรษฐกิจ (ผลกำไร) จากการดำเนินระบบ เป็นต้น

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดเล็กแบบโมดูล (SMR)

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดเล็กแบบโมดูล (Small Modular Reactor หรือ SMR) เป็นระบบพลังงานนิวเคลียร์ขนาดเล็กและแยกส่วนเป็นหน่วยย่อยที่สามารถผลิตไฟฟ้าได้อย่างอิสระภายในหน่วยย่อยเดียว โดยไม่ได้ขึ้นกับหน่วยย่อยอื่น ๆ แต่อย่างใด จนถึงขณะนี้ (สิงหาคม 2566) เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMR ที่สามารถเดินเครื่องได้แล้วมีเพียง 2 เครื่องเท่านั้น โดยเครื่องแรกอยู่ในประเทศรัสเซีย ซึ่งเป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์รุ่นที่ III ประเภทใช้น้ำความดันสูง (pressurized water reactor หรือ PWR) ภาคพื้นทะเล (marine-based) และอีกเครื่องหนึ่งอยู่ในประเทศจีน (ภาพที่ 2) ซึ่งเป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์รุ่นที่ IV ประเภทระบายความร้อนด้วยแก๊สอุณหภูมิสูง (high temperature gas cooled reactor หรือ HTGR) ภาคพื้นดิน (land-based) ปัจจุบันหลายประเทศทั่วโลกต่างก็ให้ความสนใจโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMR นี้เป็นอย่างมาก โดยได้มีการพัฒนาเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ SMR มากถึง 80 รุ่น (สำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMR ที่ยังไม่ได้เดินเครื่องจะใช้ลักษณนาม คือ “รุ่น” หรือ “โมเดล” ไม่ได้ลักษณนามว่า “เครื่อง”) ทั้งนี้เนื่องมาจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMR มีข้อได้เปรียบหลายประการ เมื่อเปรียบเทียบกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่แบบดั้งเดิม ได้แก่

ภาพที่ 2: โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMR ของบริษัท China Huaneng Group ตั้งอยู่ที่อ่าว Shidao มณฑลชานตงของประเทศจีน (ที่มาของภาพ: https://interestingengineering.com/science/the-worlds-first-small-modular-nuclear-reactor-is-sending-power-to-the-grid)

• ขนาดเล็ก: ขนาดของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SRM เล็กกว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่แบบดั้งเดิมอย่างเห็นได้ชัด ทำให้การก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMR สามารถทำได้ในหลากหลายพื้นที่มากยิ่งขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ขนาดเล็ก ซึ่งตั้งอยู่ห่างไกลและทุรกันการ
• ต้นทุนในการก่อสร้างต่ำ: ด้วยโครงสร้างและอาคารต่าง ๆ ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMR มีขนาดเล็กกว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่แบบดั้งเดิม จึงทำให้มีค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างที่ต่ำกว่า
• การทำงานแบบโมดูล: ด้วยลักษณะการทำงานเป็นโมดูล (หน่วยย่อยอิสระ) ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMR ทำให้สามารถแยกผลิตเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (ซึ่งมีขนาดเล็กมาก เมื่อเทียบกับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่แบบดั้งเดิม) จากสถานที่อื่น แล้วทำการขนย้ายมาติดตั้งที่โรงไฟฟ้าในภายหลังได้ (ด้วยเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบดั้งเดิมมีขนาดใหญ่ จึงทำให้เกิดข้อจำกัดด้านการขนย้าย หากสร้างเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์จากสถานที่อื่น ด้วยเหตุนี้การก่อสร้างหรือประกอบชิ้นส่วนเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่แบบดั้งเดิมจึงจำเป็นต้องทำที่โรงไฟฟ้านั่นเอง) ซึ่งการดำเนินการเช่นนี้ช่วยร่นระยะเวลาที่ใช้ในการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMR ให้สั้นลงได้นั่นเอง
• ลดปริมาณการเกิดกากกัมมันตรังสี: ด้วยเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMR มีขนาดเล็ก แท่งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้าจึงมีขนาดเล็กตามไปด้วย ส่งผลทำให้กากกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้นมีปริมาณน้อยกว่าเมื่อเทียบกับการใช้แท่งเชื้อเพลิงขนาดใหญ่ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่แบบดั้งเดิม นอกจากนี้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMR บางรุ่น ยังได้ออกแบบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบเกลือหลอมเหลว (molten salt reactor) ด้วยการใช้ระบบสารหล่อเย็นหรือการผสมเชื้อเพลิงนิวเคลียร์เป็นเกลือคลอไรด์หรือฟลูออไรด์หลอมเหลวแทน โดยสถานะของเกลือหลอมเหลวนี้สามารถดูดซับกากกัมมันรังสีที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันได้ดี ซึ่งเป็นประโยชน์ด้านความปลอดภัยด้วยการลดโอกาสการปนเปื้อนของกากกัมมันตรังสีได้อีกทางหนึ่งด้วย
• ระบบรักษาความปลอดภัย: การออกแบบก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMR หลายแห่งได้มีการออกแบบและวางระบบรักษาความปลอยภัยอัตโนมัติเชิงรับ (passive safety features) ซึ่งเป็นระบบที่ช่วยลดระดับความรุนแรงของความสูญเสียที่เกิดขึ้นจากการเกิดอุบัติเหตุหรืออุบัติภัย เช่น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMR หลายรุ่นถูกออกแบบให้สามารถปิดระบบตัวเองได้โดยอัตโนมัติเมื่อเกิดเหตุฉุกเฉิน อีกทั้งยังสามารถควบคุมอุณหภูมิให้เย็นลง (cool down) ได้เองอีกด้วย
• ความยืดหยุ่นในการผลิตไฟฟ้าร่วมกับการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนรูปแบบอื่น ๆ: โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบโมดูลนอกจากมีขนาดเล็กแล้ว ระบบการทำงานต่าง ๆ ยังได้รับการออกแบบให้มีความสลับซับซ้อนน้อยกว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่แบบดั้งเดิม ด้วยเหตุนี้จึงทำให้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีความยืดหยุ่นสูงด้านการใช้งานร่วมกับการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานสะอาดหรือพลังงานหมุนเวียน (renewable energy) รูปแบบอื่น ๆ เช่น เซลล์แสงอาทิตย์ ลม และน้ำ เป็นต้น
• ลดการปลดปล่อยคาร์บอนออกสู่ชั้นบรรยากาศ (decarbonization): การผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMR ยังคงปลดปล่อยคาร์บอนสุทธิออกสู่ชั้นบรรยากาศเป็นศูนย์ดังเช่นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่แบบดั้งเดิม แต่เนื่องด้วยข้อได้เปรียบหลายประการข้างต้น จึงทำให้การผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMR มีความยืดหยุ่นสูง ทั้งด้านการก่อสร้างและการใช้งาน

นอกจากประเทศจีนและรัสเซียแล้ว โรงไฟฟ้า SMR ก็ได้รับความสนใจจากอีกหลายประเทศทั่วโลก หนึ่งในนั้นคือสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นประเทศที่มีการเติบโตของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMR อย่างรวดเร็ว โดยสะท้อนให้เห็นได้จากโครงการ NuScale Power (ภาพที่ 2) ซึ่งได้รับการอนุมัติจากสำนักงานความปลอดภัยและการส่งเสริมการใช้พลังงาน (Nuclear Regulatory Commission) เมื่อปี 2020 นอกจากนี้ยังมีอีกหลายประเทศที่ให้ความสนใจต่อโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMR โดยปรากฏโครงการพัฒนาและก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMR เช่น แคนาดา (โครงการ Small Modular Reactor-Atomic Energy of Canada Limited หรือ SMR-AECL และโครงการ Terrestrial Energy) และสวีเดน (โครงการ Oskarshamn 3 ของบริษัท Vattenfall) เป็นต้น ทั้งนี้บางประเทศได้กำหนดแผนพัฒนาโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMR หรือกำลังอยู่ระหว่างการพิจารณากำหนดแผน เช่น สวิสเซอร์แลนด์ รัสเซีย และอาเซอร์ไบจาน เป็นต้น ในขณะเดียวกันบางประเทศก็มีท่าทีแสดงความสนใจต่อโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMR อีกด้วย เช่น อาร์เจนตินา และแอฟริกาใต้ เป็นต้น

ภาพที่ 3: (A) โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดเล็กแบบโมดูล NuScale ประเทศสหรัฐอเมริกา (B) เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดเล็กแบบโมดูล NuScale 1 โมดูล (หน่วยย่อย) (ที่มาของภาพ: Mays, G. 2020. Small modular reactors (SMRs): the case of the United States of America. In: Ingersoll, D. T. and Carelli, M. D. (Eds.), Handbook of Small Modular Nuclear Reactors. 2^nd Edition. pp. 521–553. A volume in Woodhead Publishing Series in Energy)

ข้อจำกัดสำหรับการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในประเทศไทย

สำหรับประเทศไทย โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ (รวมถึงโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMR) ไม่ใช่เรื่องใหม่แต่อย่างใด หากแต่ด้วยข้อจำกัดบางประการ จึงทำให้การก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ไม่สามารถเกิดขึ้นได้ในประเทศไทย ข้อจำกัดเหล่านี้ ได้แก่ (1) ความคิดเห็นของประชาชน ประเด็นเรื่อง “ความปลอดภัย” ในการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ รวมถึง “มาตรการป้องกันและจัดการ” เมื่อเกิดอุบัติเหตุหรือเหตุฉุกเฉินจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เป็นประเด็นสำคัญที่ได้รับการถกเถียงและต่อต้านจากคนในสังคมเป็นวงกว้าง (2) แหล่งพลังงานสะอาดรูปแบบอื่น ประเทศไทยยังคงสนับสนุนการใช้แหล่งพลังงานสะอาดรูปแบบอื่นในการผลิตไฟฟ้า อันได้แก่ พลังงานแสงอาทิตย์ พลังลม รวมถึงพลังน้ำ (3) ต้นทุนและความเสี่ยงในการก่อสร้าง แม้ว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMR จะมีความยืดหยุ่นสูงและมีขนาดเล็กกว่าโรงไฟฟ้าประเภทอื่น ๆ แต่การตัดสินใจลงทุนก็ยังจำเป็นต้องพิจารณาอย่างละเอียดรอบคอบถึงความเสี่ยงในการลงทุนและผลกำไรที่จะได้รับหลังจากการก่อสร้างและเริ่มดำเนินการผลิตไฟฟ้า และ (4) นโยบายและข้อกฎหมาย ที่ไม่อำนวยหรือส่งเสริมให้เกิดการใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีนิวเคลียร์อย่างจริงจังและเป็นรูปธรรม

บทสรุป

ในอนาคตหากประเทศไทยต้องการให้เกิดการพัฒนาทั้งด้านเศรษฐกิจ สังคม และสิ่งแวดล้อม คงปฏิเสธไม่ได้ว่าหนึ่งในผลกระทบที่จะเกิดขึ้นตามมา คือ ความต้องการใช้พลังงานที่เพิ่มมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งพลังงานไฟฟ้า ประกอบกับสถานการณ์การเปลี่ยนผ่านพลังงานและปัญหาด้านพลังงานที่เกิดขึ้นในปัจจุบัน “โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMR” นับได้ว่าเป็นทางเลือกหนึ่งที่น่าสนใจสำหรับการผลิตไฟฟ้าในอนาคต ซึ่งสามารถลดการปลดปล่อยแก๊สเรือนกระจกออกสู่ชั้นบรรยากาศได้ในปริมาณมหาศาล อย่างไรก็ตามด้วยข้อจำกัดและข้อกังวลตามบริบทของสังคมไทยยังคงเป็นอุปสรรคสำคัญในการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในประเทศไทย ซึ่งในที่สุดแล้วเราจำเป็นต้องพินิจพิจารณาชั่งน้ำหนักเปรียบเทียบระหว่างประโยชน์ที่จะได้รับนั้นมีความคุ้มค่าหรือไม่ รวมทั้งพิจารณาถึงข้อดี ข้อเสีย และความเสี่ยงที่มีโอกาสเกิดขึ้นได้อนาคต จึงเป็นประเด็นท้าทายสำหรับพวกเราในขณะนี้นั่นก็คือ “เราพร้อมหรือไม่ที่จะมีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMR เป็นทางเลือกหนึ่งสำหรับการผลิตพลังงานไฟฟ้าในอนาคต?”

โดย

ดร.วุฒิวงศ์ วิมลศักดิ์เจริญ  ภาควิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.พรรณี แสงแก้ว

ภาควิชาวิศวกรรมนิวเคลียร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ภายใต้โครงการ “การสร้างการรับรู้และความตระหนักรู้ในด้านการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อมุ่งสู่ความเป็นกลางทางคาร์บอน”

เอกสารอ้างอิงหลัก

วิทิต เกษคุปต์ และคณะ. ไม่ปรากฏปีที่ตีพิมพ์เผยแพร่. กว่าจะมาเป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์.
เผยแพร่ออนไลน์: https://www.nst.or.th/jnal/nst-book-npp-1.pdf. สืบค้นเมื่อเมษายน 2566.

SMRs : Small Modular Reactors หลากหลายยี่ห้อได้กรีฑาทัพเข้ามาเสนอประเทศไทย ผ่านเข้ามาทางหน่วยงานผลิตไฟฟ้าของรัฐ เช่น การไฟฟ้าฝ่ายผลิตในประเทศไทย และหน่วยงานความมั่นคง SMR คือ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดเล็ก เริ่มตั้งแต่ขนาด VSPP (ตํ่ากว่า 10 MW) จนถึงขนาด SPP (30-50 MW) ด้วยรูปแบบแยกส่วน (Modular) ซึ่งถอดประกอบเคลื่อนย้ายได้สะดวก โดยไม่ต้องมีการก่อสร้างที่หน้างาน ไม่ต้องคอยกันจนข้าม Generation และไม่กลายเป็นตัวประกันในยามสงคราม เป็นเทคโนโลยีใหม่ที่ผู้ผลิตมั่นใจว่ามีความปลอดภัยสูง และทุกระบบจะหยุดทํางานเมื่อเกิดสิ่งผิดปกติ

เรามาสร้างความเข้าใจเรื่องของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์กันแบบสามัญชนคนทั่วๆ ไปกันดีกว่า คําว่า “โรงไฟฟ้านิวเคลียร์” มี 2 รูปแบบ (เป็นแฝดคนละฝาก็ว่าได้)

1. โรงไฟฟ้าปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน (Nuclear FISSION) หมายถึง โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ทั่วไปที่เรารู้จัก เช่น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟุกุชิมะ ประเทศญี่ปุ่น และโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชอร์โนบิล ประเทศรัสเซีย เป็นต้น
2. โรงไฟฟ้าปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน (Nuclear FUSION) หรือที่เรารู้จักในชื่อ “ดวงอาทิตย์ เทียม” ล่าสุดมีข่าวดีว่ากําลังจะเข้าสู่เชิงพาณิชย์ได้แล้วในอนาคตอันใกล้ (5-10 ปี) นี้

SMRs ที่เราจะกล่าวถึงในฉบับนี้เป็นโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แบบฟิชชัน (Fission) ซึ่งเป็น นวัตกรรมโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีขนาดเล็กลงแต่เพิ่มความปลอดภัยมากขึ้น (โดยผู้ขายยืนยัน) สําหรับประเทศไทยมีหน่วยงานที่ดูแลและมีความรู้เกี่ยวกับนิวเคลียร์นี้ 3 หน่วยงาน ได้แก่

1. สํานักงานปรมาณูเพื่อสันติ (ปส.) เป็นหน่วยงานราชการดูแลและกํากับด้านนโยบายภาพรวม
2. สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) หรือ สทน. เป็นผู้ดูแลรับผิดชอบด้าน การนําเทคโนโลยีนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์ เช่น ด้านการแพทย์ เกษตรกรรม วิศวกรรม ฯลฯ
3. ภาควิชาวิศวกรรมนิวเคลียร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

คงเป็นเรื่องยากที่จะนําเสนอ ให้ผู้รับผิดชอบด้านการผลิตไฟฟ้ากล้าตัดสินใจทดลองใช้เทคโนโลยี SMRs นอกเหนือจากกังวลด้านความปลอดภัยแล้ว ประเทศไทยผลิตไฟฟ้าเกินกว่าปริมาณสํารองหลายเท่าตัว อีกทั้งผู้ผลิตไฟฟ้ากว่าร้อยละ 50 เป็นภาคเอกชนลงทุน ซึ่งอาจขัดต่อรัฐธรรมนูญ ผู้เขียนในฐานะผู้สนใจและติดตามเรื่องเหล่านี้ อยากจะให้ท่านผู้มีอํานาจเปิดใจทบทวนความผิดพลาดในอดีตที่ฟันธงว่า ประเทศไทยเราจะใช้ก็าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงหลักในการผลิตไฟฟ้า เนื่องจากสมัยนั้นราคาถูกและไฟฟ้าก็มีความเสถียร แต่ในปัจจุบันผู้รับผิดชอบทุกรัฐบาลต่างกลืนไม่เข้าคายไม่ออก อันเนื่องมาจากราคาก็าซมีแต่สูงขึ้น อีกทั้ง ประเทศไทยก็ไม่ได้โชติช่วงชัชวาลเหมือนสมัยก่อน ลูกเป็ดขี้เหร่อย่าง SMR ตัวนี้ น่าจะเป็นอีกหนึ่งทางเลือกที่ช่วยให้ไทยเรามีเชื้อเพลิงหลากหลายในการผลิตไฟฟ้า

เพื่อรู้จักกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ระบบ SMR มากขึ้น จึงได้นําความเห็นและข้อมูลจากผู้รู้ 3 หน่วยงานมาให้ท่านผู้อ่าน พิจารณาดังต่อไปนี้

นทีกูล เกรียงชัยพร
วิศวกรระดับ 9 ฝ่ายวิศวกรรมโรงไฟฟ้า การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย

SMRs : Small Modular Reactors เป็นโรงไฟฟ้าซึ่งใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็กที่สามารถผลิตกําลังไฟฟ้าได้ ในระดับที่ตํ่ากว่า 300 MWe มีลักษณะ เป็นโมดูล (Module) ที่ผลิตและประกอบ เบ็ดเสร็จจากโรงงานผู้ผลิต ทําให้มีระยะเวลา การก่อสร้างน้อยกว่าโรงไฟฟ้าแบบเดิม และสะดวกต่อการขนย้ายโดยรถบรรทุก หรือรถไฟ

ปัจจุบันในหลายๆ ประเทศ อาทิ จีน รัสเซีย สหรัฐอเมริกา อังกฤษ และฝรั่งเศส มีการพัฒนาเทคโนโลยี SMRs มากกว่า 50 แบบ เทคโนโลยีที่มีอยู่อย่างแพร่หลาย ในป็จจุบันเป็นแบบนํ้าอัดความดันสูง (PWR : Pressurized Water Reactor) โดยออกแบบให้มีกําลังการผลิตระหว่าง 10-300 MWe และนําเอาอุปกรณ์หลักต่างๆ เช่น เครื่องผลิตไอนํ้า (Steam Generator) เครื่องควบคุมความดัน (Pressurizer) แท่งควบคุมปฏิกิริยา (Control Rod) รวมเข้าติดตั้งในเตาปฏิกรณ์ทั้งหมด โดยไม่จําเป็นต้องมีปั๊มนํ้าและท่อระบายความร้อน เรียกว่า iPWR (Integrated Pressurized Water Reactor) ดังแสดง ในรูปที่ 1

รวมไปถึงเทคโนโลยีในรุ่นที่ 4 ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น เช่น เครื่องปฏิกรณ์ที่ระบายความร้อนด้วยแก็สอุณหภูมิสูง (High Temperature Gas-Cooled Reactor) เครื่องปฏิกรณ์เกลือหลอมละลาย (Molten Salt Reactor) และเครื่องปฏิกรณ์นิวตรอนพลังงานสูงหล่อเย็นด้วยตะกั่ว (Lead-Cooled Fast Neutron Reactor)

ด้านความปลอดภัย SMRs ได้ออกแบบให้มีความปลอดภัยมากยิ่งขึ้น โดยนําบทเรียนจากอุบัติเหตุฟูกุชิม่ามาใช้เป็นการออกแบบให้มีการตอบสนองต่อเหตุการณ์ไม่ปกติต่างๆ เช่น แผ่นดินไหว การสูญเสียนํ้าระบายความร้อน โดยระบบจะหยุดปฏิกิริยานิวเคลียร์อัตโนมัติทันที และมีการป้องกัน การหลอมละลายของเชื้อเพลิงโดยไม่จําเป็นต้องใช้ไฟฟ้า เพื่อการระบายความร้อนออกจากระบบ มีมาตรการในการป้องกันการระเบิดจากก็าซไฮโดรเจน นอกจากนี้ ยังสามารถลดขนาดของพื้นที่รองรับเหตุฉุกเฉินลงให้อยู่ในบริเวณของโรงไฟฟ้าได้ จากเดิมที่โรงไฟฟ้าขนาดใหญ่จะต้องมีพื้นที่รองรับเหตุฉุกเฉินที่รัศมี 16 กิโลเมตร (มาตรฐานสหรัฐอเมริกา) จึงทําให้ลดข้อจํากัดในการเลือกพื้นที่ตั้งโรงไฟฟ้า โดยจะสามารถตั้งใกล้แหล่งชุมชนได้มากขึ้น

SMRs ได้พัฒนาทั้งในรูปแบบเครื่องปฏิกรณ์เดี่ยวและหลายเครื่องปฏิกรณ์ (Module) เพื่อใช้ในโรงไฟฟ้าโดยรูปแบบของโรงไฟฟ้าแบบหลายโมดูลนั้น สามารถผลิตไฟฟ้าได้ตามความต้องการจาก การเพิ่มโมดูล ตัวอย่างเช่น เทคโนโลยี NuScale (รูปที่ 2) มีกําลังการผลิตโมดูลละ 77 MWe สามารถ ออกแบบโรงไฟฟ้าให้รองรับได้ 4 โมดูล (308 MWe) 6 โมดูล (462 MWe) หรือ 12 โมดูล (924 MWe) ได้ จึงมีความยืดหย่อนเหมาะกับความต้องการใช้งาน และยังสามารถใช้ในรูปแบบผสมร่วมกับพลังงานหมุนเวียนในช่วงเวลาที่ผลิตไฟฟ้าไม่ได้ โดยคาดการณ์ว่าเทคโนโลยี NuScale จะเริ่มเดินเครื่องใน 6-7 ปีข้างหน้านี้

สําหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMRs ได้เริ่มมีการใช้งานแล้วในประเทศรัสเซียและประเทศจีน และอีกหลายประเทศทั่วโลกให้ความสนใจในการนําเทคโนโลยีนี้มาใช้เพื่อตอบสนองกับนโยบายความเป็นกลางทางคาร์บอน (Carbon Neutrality) โดยนํามาสร้างทดแทนโรงไฟฟ้าถ่านหินที่หมดอายุ ซึ่งคาดว่าตลาด SMRs จะขยายตัวอย่างมากในอนาคต

รศ. ดร.สัญชัย นิลสุวรรณโฆษิต
อาจารย์ภาควิชาวิศวกรรมนิวเคลียร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

กระบวนการฟิวชัน (Fusion) และกระบวนการฟิชชัน (Fission) ล้วนเป็นกระบวนการทางนิวเคลียร์ ที่ผลิตพลังงานอันมหาศาลออกมา อันเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของมวลเป็นพลังงานที่แตกต่างกัน คือ กระบวนการฟิชชันนั้นเป็นกระบวนการที่นิวเคลียสของธาตุหนักแตกตัวเป็นนิวเคลียสของธาตุเบากว่า และสูญเสียมวลบางส่วนไปเป็นพลังงาน ในขณะที่กระบวนการฟิวชันจะหลอมรวมนิวเคลียสของธาตุเบากว่าไปเป็นนิวเคลียสของธาตุที่หนักขึ้น หากแต่ก็สูญเสียมวลบางส่วนไปเป็นพลังงานเช่นกัน

โดยทั่วไปแล้วธาตุที่จะเกิดการฟิชชันได้จะมีเลขมวลสูงมาก ธาตุเหล่านี้ เช่น U-235 และ Pu-239 ในขณะที่ธาตุที่จะเกิดฟิวชันได้จะเป็นธาตุที่มีเลขมวลตํ่า โดยทั่วไปธาตุที่พิจารณาใช้ในกระบวนการ ฟิวชัน คือ H-2 (ดิวทีเรียม, Deuterium) และ H-3 (ตริเตียม, Tritium) ทั้งนี้ โดยเหตุผลที่ว่ากระบวนการ ฟิวชันของดิวทีเรียมและตริเตียมเกิดได้โดยใช้อุณหภูมิตํ่าที่สุดที่มนุษย์สามารถสร้างขึ้นได้ และแม้อย่างนั้นก็ยังเป็นอุณหภูมิสูงนับเป็นหลายล้านองศาเซลเซียส (และโดยเหตุที่การฟิวชันของดิวทีเรียม และตริเตียมเป็นหนึ่งในกระบวนการฟิวชันที่เกิดในดวงอาทิตย์ จึงมีบางคนเรียกกระบวนการฟิวชัน ของดิวทีเรียมและตริเตียมนี้ว่าเป็นดวงอาทิตย์ที่มนุษย์ประดิษฐ์ขึ้น)

ในการสร้างกระบวนการฟิวชันของดิวทีเรียมและตริเตียม ทั้งดิวทีเรียมและตริเตียมในสถานะก็าซจะถูกบรรจุในภาชนะโดยมีความดันตํ่ามาก จากนั้นถูกเพิ่มอุณหภูมิโดยใช้ศักย์ไฟฟ้าแรงดันสูง เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นสูงมากถึงจุดที่อิเล็กตรอนของดิวทีเรียมและตริเตียมแยกตัวเป็นอิสระ ตัวกลางที่อยู่ ในภาชนะจะกลายสถานะเป็นพลาสมา อันเป็นของไหลที่ประกอบด้วยของไหลประจุบวก ซึ่งคือไอออน ของดิวทีเรียมและตริเตียม และของไหลประจุลบ อันได้แก่ อิเล็กตรอน ในภาวะพลาสมานี้หากมีอุณหภูมิสูงมากพอ ไอออนของดิวทีเรียมและตริเตียมจะสามารถชนและหลอมรวมกันเกิดเป็นกระบวนการฟิวชันได้ด้วยตัวเอง อย่างไรก็ตาม ที่สถานะนี้พลาสมามีอุณหภูมิสูงมาก กระทั่งอาจสร้างความเสียหายกับตัวภาชนะ ยิ่งกว่านั้นหากพลาสมาสัมผัสกับภาชนะก็อาจสูญเสียพลังงานไม่สามารถรักษาภาวะการเป็นพลาสมาไว้ได้ ดังนั้นจึงต้องมีกระบวนการควบคุมและกักเก็บพลาสมาในภาชนะโดยใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าแรงสูง ภาชนะบรรจุพลาสมาและระบบแม่เหล็กไฟฟ้าแรงสูงเหล่านี้ ปัจจุบันกระทําได้โดยใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบโทคาแมค (Tokamak Reactor)

ประเด็นสําคัญที่กําลังอยู่ในขั้นตอนการวิจัยและพัฒนาก็คือ การพัฒนากระบวนการฟิวชันให้สามารถปลดปล่อยพลังงานได้มากกว่าพลังงานที่ใช้ในการสร้างฟิวชัน กับทั้งสามารถควบคุมให้ดําเนินการได้อย่างต่อเนื่องเป็นระยะยาว โครงการ ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) เป็นโครงการนานาชาติขนาดใหญ่ที่พยายามตอบป็ญหาในส่วนนี้ นอกจากนี้ ยังมีประเด็นต่อเนื่องที่ยังต้องศึกษาเพิ่มเติม เช่น การจัดสร้างตริเตียม ซึ่งเป็นไอโซโทปที่มนุษย์ต้องสร้างขึ้น เนื่องจากไม่มีอยู่เองในธรรมชาติ รวมถึงวิธีการที่จะนําพลังงานที่ได้จากกระบวนการฟิวชันไปใช้งาน ในทางกายภาพ

ดร.กัมปนาท ซิลวา
นักวิจัย กลุ่มวิจัยพลังงานคาร์บอนตํ่า ศูนย์เทคโนโลยีพลังงานแห่งชาติ สํานักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ

เมื่อเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็กแบบโมดูลาร์ (Modular) หรือ SMRs ได้รับการวางตัวให้เป็นหนึ่งในทางเลือกของการผลิตไฟฟ้าในอนาคต ภายใต้แผนพลังงานชาติฉบับที่กําลังจะเกิดขึ้น ถึงแม้จะเป็นการมองในระยะยาว แต่หากพลังงานนิวเคลียร์เป็นหนึ่งในทางเลือก ก็ต้องมีการเตรียมการไว้ล่วงหน้า ในฐานะนักวิจัยที่อยู่ภายใต้หน่วยงานทางด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และนวัตกรรม เห็นว่านี่เป็นก้าวแรกและเป็นก้าวที่สําคัญในการพัฒนาองค์ความรู้ กําลังคน และโครงสร้างพื้นฐาน เพื่อนําไปสู่การใช้พลังงานนิวเคลียร์อย่างยั่งยืนในอนาคต การให้ความสําคัญกับ 2 ประเด็นหลัก ในช่วงก่อนการตัดสินใจว่าจะใช้พลังงานนิวเคลียร์หรือไม่ ตามคําแนะนําของทบวงการปรมาณูระหว่าง ประเทศ ประเด็นแรกคือ การสร้างการมีส่วนร่วมกับผู้มีส่วนได้เสีย ซึ่งหากไม่ได้ดําเนินการอย่างถูกต้อง ตามขั้นตอนตั้งแต่ต้นแล้ว ก็จะทําให้ไม่เกิดประโยชน์สูงสุดต่อประเทศและประชาชน และอาจถูกคัดค้าน จนกลายเป็นป็ญหาเรื้อรังในระยะยาว อีกประเด็นหนึ่งคือ การพัฒนากําลังคนและแรงงาน ซึ่งเป็นเรื่องที่ต้องดําเนินการเป็นเรื่องแรกๆ เนื่องจากการพัฒนากําลังคนต้องใช้เวลา และหากต้องการให้โครงการนี้ ประสบความสําเร็จ ก็ควรจะมีกําลังคนที่มากเพียงพอ นอกจากนี้ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็กแบบ SMRs นี้ เป็นเทคโนโลยีที่ค่อนข้างใหม่ การเรียนรู้พื้นฐานของเทคโนโลยีรวมถึงระบบความปลอดภัย ก็เป็นเรื่องที่สําคัญมากเช่นกัน ทั้งนี้ เนื่องจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็กแบบ SMRs นี้ ใช้ปริมาณเชื้อเพลิงที่น้อยกว่า และยังออกแบบมาให้มีระบบความปลอดภัยที่ใช้แรงธรรมชาติ (Passive Safety System) เช่น แรงโน้มถ่วง หรือกฎการไหลเวียนของของไหล ทําให้มั่นใจในความปลอดภัยได้มากขึ้น จากการประชุมเชิงปฏิบัติการซึ่งประกอบด้วยวิทยากรมากประสบการณ์จากประเทศสหรัฐอเมริกาและ ประเทศญี่ปุ่น ผู้ใช้พลังงานนิวเคลียร์มาอย่างต่อเนื่องมากว่า 50-60 ปี ได้มาแลกเปลี่ยนประสบการณ์ ให้กับบุคลากรในประเทศไทยได้เรียนรู้เกี่ยวกับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็กแบบ SMRs นี้ รวมไปถึง แนวทางการดําเนินงานในช่วงต้นเพื่อให้โครงการสามารถดําเนินการได้อย่างราบรื่นและยั่งยืน

Source: นิตยสาร Green Network ฉบับที่ 118 กรกฎาคม – สิงหาคม 2566 คอลัมน์ บทความ โดย พิชัย ถิ่นสันติสุข