ปิ๊งไอเดีย! ลดก๊าซเรือนกระจก เปลี่ยนขยะแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าเก่า สู่สถานีชาร์จ-กักเก็บพลังงานหมุนเวียนสำหรับธุรกิจ

 

รถยนต์ไฟฟ้า (EV) เริ่มได้รับความนิยมมากขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยเพิ่มขึ้นจาก17,000 คันทั่วโลกในปี 2010 เป็น8.5 ล้านคันในปี 2020 และคาดว่าจะ เพิ่มเป็น 145 ล้านคันในปี 2030 นักวิเคราะห์คาดว่า กำลังการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนของรถยนต์ไฟฟ้าที่ติดตั้งไว้จะอยู่ที่ 8,100 กิกะวัตต์-ชั่วโมง (GWh) ในปี 2030 ซึ่งจะคิดเป็น 77% ของกำลังการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั้งหมด โดยรถยนต์ไฟฟ้าจะมีกำลังการผลิตประมาณ 314 GWh เมื่อแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าหมดอายุการใช้งาน เนื่องจากแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าจะมีปริมาณเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว จึงจำเป็นต้องเริ่มวางแผนว่าจะจัดการแบตเตอรี่เหล่านี้อย่างไร 

ทั้งนี้ ห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติ (National Renewable Energy Laboratory) แห่งสหรัฐอเมริกาให้ข้อมูลว่า แบตเตอรี่ Lithium-Ion ซึ่งเป็นแบตเตอรี่หลักของรถ BEV ในตลาด มีอายุการใช้งานเฉลี่ยราว 12-15 ปี หลังจากนั้น แบตเตอรี่เสื่อมสภาพ มักถูกปลดระวางหลังเก็บไฟฟ้าลดลงเหลือ 80% จากรถยนต์ไฟฟ้า จะมีปลายทางอยู่ 2 แห่ง คือ

โดยทั่วไปแล้วรถยนต์ไฟฟ้าหรือรถ EV จะมีอายุการใช้อยู่บนท้องถนนเฉลี่ยประมาณ 10-15 ปี โดยแบตเตอรี่รถ EV ที่ถูกปลดระวางนั้น ใช่ว่าจะเสื่อมสภาพจนใช้งานไม่ได้ชาร์จไฟไม่เข้าเลย แต่เก็บไฟได้น้อยลงตามสภาพการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมที่ความสามารถเก็บไฟจะลดลงตามจำนวนรอบที่ชาร์จ

แต่แบตเตอรี่สามารถใช้งานได้ยาวนานกว่านั้น ซึ่งหลังจากใช้งานไปประมาณ 10 ปี หากแบตเตอรี่อยู่ในสภาพดีจะสามารถนำไปผ่านกระบวนการฟื้นฟู จะสามารถกักเก็บไฟฟ้าได้ราว 70-80% ของความจุที่กำหนดเดิม ซึ่งสามารถถอดแบตเตอรี่ออกจากรถเพื่อนำมาใช้ทำอย่างอื่นต่อได้ เช่น โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ โรงไฟฟ้าพลังงานลมขนาดเล็ก ซึ่งการใช้แบตเตอรี่เก่า ที่มีต้นทุนถูกลง ช่วยให้สามารถแข่งขันราคาค่าไฟฟ้าได้

 

การรีไซเคิลแบตเตอรี่ ถือเป็นปลายทางการใช้งานของแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าอย่างแท้จริง โดยแบตเตอรี่ที่หมดอายุการใช้งานจะถูกแยกชิ้นส่วนออกมาเป็นชิ้น ๆ ไม่ว่าจะเป็นเซลล์แบตเตอรี่, ระบบควบคุมการทำงาน, สายไฟฟ้า, ระบบระบายความร้อน, เคสกันกระแทก เพื่อแยกเป็นส่วน ๆ และนำไปเข้าสู่กระบวนการรีไซเคิล เพื่อผลิตเป็นแบตเตอรี่อีกครั้ง

โดยจะต้องเข้าสู่โรงงานรีไซเคิลแบตเตอรี่ เพื่อแยกชิ้นส่วน และนำกลับมาใช้ใหม่ ซึ่งกระบวนการนี้ต้องทำในห้อง Lab จะสามารถแยกได้ กราไฟต์ แมงกานีส นิเกิลและโคบอล และแร่ที่สำคัญที่สุดของแบตเตอรี่ลิเธียมก็คือโลหะลิเธียม ซึ่งโรงงานรีไซเคิลสามารถแยกลิเธียมให้บริสุทธิ์ จนนำไปใช้ผลิตแบตเตอรี่ลูกใหม่อีกครั้ง

 

ปัจจุบัน การใช้งานรถยนต์ไฟฟ้า (EV) เติบโตอย่างก้าวกระโดด แต่สิ่งที่ตามมาคือปัญหาขยะแบตเตอรี่ซึ่งถือเป็นขยะอิเล็กทรอนิกส์ ที่เป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก เมื่อหมดอายุการใช้งานแล้ว จึงมีการคิดค้นหาวิธีนำแบตเตอรี่ที่ปลดระวางเหล่านี้ กลับมาใช้ประโยชน์ให้ได้มากที่สุด เพราะแม้แบตเตอรี่เหล่านี้จะไม่เหมาะกับการใช้งานในรถยนต์แล้ว แต่แบตเตอรี่ยังมีประจุไฟฟ้ามากพอใช้งานได้ยาวนานกว่านั้น หลังใช้งานไปได้ 10 ปี แต่ยังคงมีศักยภาพในการกักเก็บพลังงานได้ถึง ซึ่งเพียงพอสำหรับการใช้งานในรูปแบบอื่นต่อไปได้ รวมถึงส่งคืนเพื่อนำไปรีไซเคิล โดยจะช่วยลดปริมาณการจัดหาวัสดุ และแร่ธาตุสำหรับผลิตแบตเตอรี่ลงไปได้

ซึ่งการนำแบตเตอรี่กลับมาใช้ใหม่จะช่วยลดต้นทุนการผลิตแบตเตอรี่ได้ถึง 70% ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนการผลิตรถยนต์ EV ได้มาก เพราะราคาแบตเตอรี่คิดเป็นสัดส่วนถึง 40% ของต้นทุนรถยนต์

 

                          Cr.ภาพจาก Voltfang

กรณีศึกษาความสำเร็จ ที่น่าสนใจจากหลายประเทศ ยกตัวอย่างเช่น

 Voltfang สตาร์ทอัพสัญชาติเยอรมัน ที่ “คืนชีพ" ให้กับแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าเก่า ด้วยการแปลงเป็นระบบกักเก็บพลังงานสำหรับสถานีชาร์จ EV และธุรกิจต่าง ๆ โดยอุตสาหกรรมยานยนต์ผลิตแบตเตอรี่ได้มากกว่าความต้องการของภาคการจัดเก็บพลังงานถึง 10 เท่าต่อปี

ด้วยเหตุนี้ จึงมีกำลังการผลิตเพียงพอที่จะรักษาเสถียรภาพของโครงข่ายไฟฟ้าทั้งหมด โดยสร้างความสมดุลให้กับผลผลิตจากกังหันลมและการติดตั้งโซลาร์เซลล์ทั่วทั้งเยอรมนีและสหภาพยุโรป

 

ปัจจุบัน บางบริษัทเริ่มใช้แบตเตอรี่ EV เก่าเพื่อเก็บพลังงานไว้ที่ฟาร์มโซลาร์เซลล์หรือกังหันลมขนาดใหญ่ ตัวอย่างเช่น ในทะเลทรายโมฮาวี รัฐแคลิฟอร์เนีย ประเทศสหรัฐอเมริกา แบตเตอรี่เก่าของ Nissan และ Honda หลายร้อยก้อนปัจจุบันให้พลังงานแก่ชาวแคลิฟอร์เนียในเวลากลางคืน

รวมถึงในร้านค้าปลีก พื้นที่เกษตรกรรม โรงงานผลิตสินค้า หรือสถานีชาร์จ ระบบจัดเก็บข้อมูลเชิงพาณิชย์กลายเป็นสิ่งที่น่าสนใจสำหรับบริษัทต่างๆ ทันทีที่พลังงานหมุนเวียนและราคาไฟฟ้าเพิ่มสูงขึ้น ความเสถียรของโครงข่ายไฟฟ้า หรือการใช้พลังงานสูงกลายเป็นปัญหา แต่ไม่สำคัญว่าไฟฟ้าจะผลิตบนหลังคาของคุณเองหรือดึงมาจากกริด ระบบจัดเก็บเชิงพาณิชย์ประสิทธิภาพสูงของเราเป็นโซลูชั่นครบวงจรสำหรับการจัดเก็บไฟฟ้าสีเขียวชั่วคราวที่มีประสิทธิภาพ” Voltfang ระบุในเว็บไซต์อย่างเป็นทางการของบริษัท

 

                                   Cr.ภาพจาก Voltfang

ยกตัวอย่าง ซูเปอร์มาร์เก็ต” มีความต้องการพลังงานไฟฟ้าจำนวนมาก ซึ่งต้องครอบคลุมตลอด 24 ชั่วโมง เนื่องจากความต้องการเครื่องทำความเย็นอย่างต่อเนื่อง หากเกิดไฟฟ้าขัดข้องในซูเปอร์มาร์เก็ต อาจทำให้สูญเสียยอดขาย และทำให้สินค้าเสียหายจากระบบทำความเย็นและแสงสว่าง แต่การติดตั้งระบบจัดเก็บแบตเตอรี่สำรองไฟ ช่วยให้ซูเปอร์มาร์เก็ตมีความปลอดภัยที่เชื่อถือได้ในระหว่างการจ่ายไฟฉุกเฉินและมีข้อดีและการใช้งานอื่น ๆ มากมาย สำหรับการใช้ระบบโซลาร์เซลล์บนหลังคาซูเปอร์มาร์เก็ตอย่างมีประสิทธิภาพ

กล่าวคือ ระบบจัดเก็บแบตเตอรี่ช่วยให้ซูเปอร์มาร์เก็ตสามารถใช้แหล่งพลังงานทดแทนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยการกักเก็บพลังงานส่วนเกินนี้ ส่งผลให้สามารถลดต้นทุนการดำเนินงาน ในขณะเดียวกันก็ทำให้เกิดความยั่งยืนมากขึ้น ไม่เพียงเท่านี้ ความจุพลังงานที่เก็บไว้ยังสามารถใช้เป็นแหล่งจ่ายไฟฉุกเฉินในกรณีที่ไฟฟ้าขัดข้องได้อีกด้วย

หรือจะเป็น โครงการ B2U Storage Solutions (สหรัฐอเมริกา) ที่ใช้แบตเตอรี่เก่าจาก Nissan LEAF ที่สามารถใช้งานได้นานกว่า 5 ปี สร้างระบบกักเก็บพลังงานไฟฟ้าขนาด 25 MWh เชื่อมต่อกับโซลาร์ฟาร์มเพื่อกักเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ในแคลิฟอร์เนีย ช่วยลดต้นทุนการกักเก็บพลังงานได้ 40% หลังจากทำหน้าที่บนกริดแล้ว แบตเตอรี่สามารถนำไปรีไซเคิลเป็นชุดแบตเตอรี่ใหม่ได้

 

                      Cr. ภาพจาก change.inc

อีกหนึ่งตัวอย่างที่เห็นได้ชัด คือ สนามกีฬา Cruijff Arena ในประเทศเนเธอร์แลนด์ ที่ปรับเปลี่ยนแบตเตอรี่รถยนต์ EV เก่า ให้กลายเป็นระบบกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ที่สุดในยุโรป โดยระบบกักเก็บพลังงานที่ว่านี้ ประกอบด้วยหน่วยการผลิตพลังงานแบบผสมผสาน โดยรวบรวมแบตเตอรี่ของ EV ที่ใช้แล้วและยังไม่ได้ใช้จำนวน 148 ใบ ซึ่งกักเก็บพลังงานจากโครงข่ายไฟฟ้าและแผง Solar roof จำนวน 4,200 แผง ทำให้สามารถกักเก็บพลังงานได้ถึง 3 เมกกะวัตต์ เปรียบได้กับการชาร์จแบตเตอรี่ iPhone จำนวน 5 แสนเครื่อง หรือเพียงพอที่จะป้อนพลังงานไฟฟ้าให้กับ 7,000 ครัวเรือน ใน Amsterdam เป็นเวลา 1 ชั่วโมงเลยทีเดียว

ทั้งนี้ จุดประสงค์หลักของระบบกักเก็บพลังงานจากแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าเก่า คือ ส่งไฟฟ้าสำรองให้สนามกีฬาแห่งนี้ ในกรณีที่กระแสไฟฟ้าขาดช่วงจากการใช้งานอย่างหนัก เพื่อช่วยบรรเทาค่าการใช้ไฟฟ้าของโครงข่ายไฟฟ้าขณะมีคอนเสิร์ตและงานอีเวนต์ใหญ่ ๆ อีกทั้งยังช่วยส่งกระแสไฟฟ้าให้แก่โครงข่ายไฟฟ้าในช่วงที่ความต้องการใช้ไฟฟ้าต่ำ

 

• ต้นทุนถูกกว่าการใช้แบตเตอรี่ใหม่ 30-50%

• อายุการใช้งานเพิ่มได้อีก 5-10 ปี

• ช่วยลดปัญหาขยะอิเล็กทรอนิกส์

• สร้างความมั่นคงด้านพลังงานให้ชุมชน

นวัตกรรมการแปรรูปเพื่อความยั่งยืน การแปลงสภาพแบตเตอรี่ EV เก่าให้เป็นระบบกักเก็บพลังงานสำหรับธุรกิจ นับเป็นการแก้ปัญหาแบบ 2 ต่อ ได้แก่

1. ลดปริมาณขยะอิเล็กทรอนิกส์ที่ยากต่อการกำจัด

2. สร้างแหล่งพลังงานสะอาดราคาประหยัดให้กับภาคธุรกิจ

ประโยชน์ที่ธุรกิจจะได้รับ

• ลดต้นทุนค่าไฟฟ้าในระยะยาว

• มีระบบสำรองไฟฟ้าที่เสถียร

• สร้างภาพลักษณ์องค์กรที่ใส่ใจสิ่งแวดล้อม

• รองรับการใช้พลังงานหมุนเวียน เช่น โซลาร์เซลล์

ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม การนำแบตเตอรี่มาใช้ซ้ำในรูปแบบใหม่ ช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้หลายทาง:

• ลดการผลิตแบตเตอรี่ใหม่ที่ปล่อยคาร์บอนสูง

• เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานหมุนเวียน

• ลดการใช้พลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิล

อนาคตของพลังงานสะอาด นวัตกรรมนี้ ไม่เพียงแต่แก้ปัญหาขยะแบตเตอรี่ แต่ยังเป็นก้าวสำคัญสู่การพัฒนาระบบพลังงานที่ยั่งยืน เมื่อผสานกับเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียน จะช่วยเร่งการเปลี่ยนผ่านสู่สังคมคาร์บอนต่ำได้เร็วขึ้น

 

สำหรับการเริ่มต้นใช้งาน ธุรกิจที่สนใจสามารถเริ่มต้นได้ด้วยการ

• ปรึกษาผู้เชี่ยวชาญด้านระบบพลังงาน

• ประเมินความต้องการใช้พลังงานขององค์กร

• วางแผนการติดตั้งและบำรุงรักษา

• ศึกษากฎระเบียบและมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง

 

สำหรับประเทศไทย ภาครัฐมีการเตรียมความพร้อมรองรับการจัดการแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าเก่า ที่จะมีปริมาณเพิ่มขึ้นในอนาคตด้วยเช่นกัน โดยเห็นได้จาก กระทรวงอุตสาหกรรม ได้เตรียมความพร้อมรองรับการจัดการแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าเก่า โดยมีการพัฒนาเทคโนโลยีในจัดการแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าเก่าที่หมดอายุแล้ว ได้อย่างครบวงจรทั้งการ Reuse และ Recycle โดยเซลล์ (Cells) และโมดูล (Modules) ในแบตเตอรี่ฯ ที่ยังคงมีประสิทธิภาพสูง 

โดยร่วมกับ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) พัฒนาเทคโนโลยีนำกลับมาใช้เป็นแหล่งพลังงาน (Second Life EV Batteries) สำหรับยานยนต์ไฟฟ้าขนาดเล็ก และอาคารบ้านเรือน สำนักงาน หรือโรงงานอุตสาหกรรม รวมทั้งได้พัฒนาต้นแบบรถกอล์ฟไฟฟ้า จักรยานยนต์ไฟฟ้า จักรยานยนต์ไฟฟ้าดัดแปลง (EV Conversion) และเครื่องสำรองไฟ (UPS) ที่ใช้แบตเตอรี่จากแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าใช้งานแล้ว

    

 ทั้งนี้ จากผลการทดสอบคาดว่า แบตเตอรี่ดังกล่าวจะมีอายุการใช้งานไม่น้อยกว่า 8 ปี หรือใกล้เคียงกับอายุการใช้แบตเตอรี่ใหม่ในรถยนต์ไฟฟ้าเดิม สำหรับแบตเตอรี่ที่ไม่สามารถนำมา Reuse ได้ ทางมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี (มทส.) ได้พัฒนาเทคโนโลยีในการ Recycle โดยสามารถแยกสกัดลิเทียมและโคบอลต์ ซึ่งเป็นวัตถุดิบที่ทางสหภาพยุโรป (EU) จัดเป็นวัตถุดิบประเภทที่มีความสำคัญเป็นอย่างมาก หรือ Critical Raw Materials (CRM) ออกมาใช้ประโยชน์ได้ รวมทั้งได้พัฒนาแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนต้นแบบที่ใช้ลิเทียมที่ได้จากการ Recycle แบตเตอรี่ฯ เป็นวัตถุดิบตั้งต้นในการผลิตแบตเตอรี่ใหม่ต่อไป

 

                                             Cr.ภาพจาก Facebook วีระศักดิ์ แป้นวงศ์

สำหรับตัวอย่างธุรกิจ SME ที่ประสบความสำเร็จ ในการนำแบตเตอรี่ EV เก่ามาประยุกต์ใช้ในธุรกิจ คือ บริษัท ดับเบิลยูพีอีวี จำกัด ที่บริการติดตั้งโซลาร์เซลล์ที่มีแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าที่หมดอายุแล้ว มาใช้สำรองพลังงานภายในอู่รถไฟฟ้า ซึ่งเป็นบริษัทที่รับดัดแปลง ซ่อม สร้างและขายอุปกรณ์เกี่ยวกับรถยนต์ไฟฟ้าอยู่แล้ว

 

                               Cr.ภาพจาก Facebook วีระศักดิ์ แป้นวงศ์

สำหรับระบบดังกล่าวเป็นระบบ On/Off Grid ที่มาพร้อมแผงโซลาร์เซลล์ขนาด 27 kW คู่กับแบตเตอรี่รถ EV ขนาด 40 kW (มาจากรถ Neta V) ทำงานผ่านอินเวอร์เตอร์ 20 kW แบบ 3p โดยแบตเตอรี่ที่นำมาใช้เป็นแบตเตอรี่ EV เก่า ที่ยังคงประสิทธิภาพกว่า 80% (จากการวัดความจุของแบตเตอรี่ SOH) ซึ่งเมื่อได้มาจะมีการจัดการแรงดันให้เข้ากับอินเวอร์เตอร์ที่ติดตั้ง มีให้เลือกตั้งแต่ระดับ 48V จนถึงระดับ 1000V ขึ้นอยู่กับขนาดของแบตเตอรี่และวัตถุประสงค์ในการใช้งาน

จะเห็นได้ว่า แบตเตอรี่รถ EV ใช้แล้วมีราคาถูกลงค่อนข้างมาก ซึ่งถูกว่าแบตเตอรี่ใหม่อยู่หลายเท่า จึงเป็นทางเลือกในการใช้เป็นที่กักเก็บพลังงานสำรองที่ได้จากพลังงานสะอาดในกิจการ SME ต่าง ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ แถมได้ช่วยลดปัญหามลพิษสิ่งแวดล้อมไปพร้อม ๆ กันด้วย

ที่กล่าวมาทั้งหมดนี้ สะท้อนให้เห็นว่า การนำแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าเก่า มาใช้เป็นระบบกักเก็บพลังงานสะอาด นับเป็นนวัตกรรมที่ตอบโจทย์ทั้งด้านธุรกิจและสิ่งแวดล้อม ด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่าแบตเตอรี่ใหม่และประสิทธิภาพที่ยังคงเพียงพอสำหรับการใช้งาน ทำให้เป็นทางเลือกที่น่าสนใจ สำหรับธุรกิจที่ต้องการลดต้นทุนพลังงานและใส่ใจสิ่งแวดล้อม 

อย่างไรก็ตาม การพัฒนาในประเทศไทยยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น จำเป็นต้องได้รับการสนับสนุนจากภาครัฐทั้งด้านนโยบาย มาตรการทางภาษี และการวิจัยพัฒนา เพื่อผลักดันให้เกิดการประยุกต์ใช้ในวงกว้างและสร้างระบบนิเวศที่ยั่งยืนสำหรับอุตสาหกรรมพลังงานสะอาดของไทยในอนาคต พร้อมขับเคลื่อนประเทศไทยสู่สังคมคาร์บอนต่ำอย่างยั่งยืน

อ้างอิง

กระทรวงอุตสาหกรรม