การลดการปล่อยคาร์บอน สำคัญต่อเป้าหมายด้านสาธารณูปโภคและดิจิทัลกริดอย่างไร

ในขณะที่สาธารณูปโภคด้านไฟฟ้าทั่วโลกได้ปรับสมดุลสายการผลิตพลังงานให้สอดคล้องกับแหล่งพลังงานหมุนเวียน และด้วยความต้องการที่จะเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศให้ได้อย่างรวดเร็ว จึงมีการเรียกร้องให้หน่วยงานด้านสาธารณูปโภคทำงานหนักขึ้น นอกจากเพิ่มการผลิตพลังงานหมุนเวียน หรือเลิกใช้แหล่งพลังงานที่ก่อมลพิษคาร์บอนแล้ว สาธารณูปโภคต้องบริหารจัดการกริดให้แตกต่างออกไปจากเดิม เพื่อให้บรรลุเป้าหมายการลดคาร์บอนได้ในเชิงรุกมากขึ้น

การลดการปล่อยคาร์บอน จริงๆ แล้วหมายถึงอะไร และทำไมสาธารณูปโภคทั้งหลายต้องเข้าไปเกี่ยวข้อง

เมื่อพูดถึงการจำกัดโลกร้อนให้อยู่ที่ 1.5°C และการลดปริมาณก๊าซเรือนกระจก ดูเหมือนจะมีการใช้คำที่สลับสับเปลี่ยนกันหลากหลาย ในขณะที่เรากำลังดำเนินการเรื่องของการลดการปล่อยคาร์บอน (decarbonization) สร้างความเป็นกลางด้านคาร์บอน(carbon neutrality) การปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์ (net zero) นั้น คำเหล่านี้ก็จะถูกใช้สลับกันไปมา ซึ่งคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (Intergovernmental Panel on Climate Change หรือ IPCC) ได้ให้คำจำกัดความคำศัพท์เหล่านี้ไว้อย่างชัดเจน

Net-zero emission นอกจากครอบคลุมการปล่อยก๊าซเรือนกระจก (GHG) ทั้งหมด หากยังอ้างถึงการสร้างสมดุลในการปล่อยก๊าซเรือนกระจก กับการกำจัดก๊าซเรือนกระจกออกไปได้ภายในเวลาที่กำหนด

Carbon neutrality โดยหลักการแล้วเป็นเรื่องเกี่ยวกับคาร์บอนอย่างเดียว สอดคล้องตามข้อมูลจากสภายุโรป สภาพอากาศ หรือความเป็นกลางของคาร์บอน จะบรรลุได้ก็ต่อเมื่อ “ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ ที่ปลดปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ มีปริมาณเท่ากับที่ถูกกำจัดออกไปด้วยมาตรการต่างๆ ทำให้บรรลุจุดสมดุลที่ศูนย์ หรือที่เรียกกันว่า คาร์บอนฟุตพริ้นท์เป็นศูนย์” 

Decarbonization คือกระบวนการที่ประเทศ บุคคล หรือหน่วยงานใดก็ตาม มุ่งเป้าเพื่อให้บรรลุการกำจัดคาร์บอนจากเชื้อเพลิงฟอสซิลจนเหลือศูนย์ สำหรับภาคพลังงาน หมายถึงการลดการปล่อยคาร์บอนต่อหน่วยพลังงานไฟฟ้าที่สร้างขึ้น เพื่อลดความเข้มข้นของคาร์บอนนั่นเอง

สาธารณูปโภคด้านไฟฟ้า มีส่วนร่วมในการปล่อยก๊าซคาร์บอนทั้งหมดทั่วโลกในอัตรา25 เปอร์เซ็นต์ จึงทำให้มีบทบาทสำคัญในการมุ่งสู่อนาคตคาร์บอนต่ำ  Renewable Energy World ได้อธิบายแนวทางเฉพาะด้านไว้ 2-3 แนวทาง ที่สาธารณูปโภคด้านไฟฟ้าสามารถทำให้บรรลุการปล่อยคาร์บอนในปริมาณต่ำ “เพื่อให้บรรลุเป้าหมายความเป็นกลางด้านคาร์บอน สาธารณูปโภคต่างๆ จะต้องนำกลยุทธ์หลายอย่างมาใช้ เช่น การดักจับคาร์บอน ระบบการค้าคาร์บอน และการลงทุนเทคโนโลยี และแหล่งพลังงานที่ปล่อยคาร์บอนต่ำ” 

การจัดระเบียบภาคการไฟฟ้า คือหัวใจหลักของการลดการปล่อยคาร์บอนได้ทั่วระบบเศรษฐกิจ และสาธารณูปโภคด้านไฟฟ้า ก็มีบทบาทสำคัญมากในการทำให้เรามั่นใจว่ากำลังก้าวไปบนเส้นทางแห่งอนาคตอันสดใส ในขณะที่การบรรลุเศรษฐกิจคาร์บอนต่ำคือเป้าหมายที่ยิ่งใหญ่ สาธารณูปโภคและประเทศต่างๆ ก็พร้อมมุ่งไปให้ถึงจุดนั้น โดยในปี 2018 Xcel Energy ในประเทศสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นสาธารณูปโภครายใหญ่รายแรกของอเมริกาที่ให้คำมั่นต่อ net-zero ด้วยวิสัยทัศน์ของการมอบไฟฟ้าที่ปลอดคาร์บอน 100 เปอร์เซ็นต์ภายในปี 2050 และในปี 2019 Arizona Public Service (APS) ก็ตามมาด้วยการเป็นสาธารณูปโภคแห่งที่สองของสหรัฐอเมริกาที่ประกาศเป้าหมายในการมอบพลังงานไฟฟ้าปลอดคาร์บอน ซึ่งเป็นพลังงานสะอาดแบบ 100 เปอร์เซ็นต์ ภายในปี 2050 เช่นกัน  โดยสหราชอาณาจักร เป็นประเทศเศรษฐกิจหลักรายแรกในปี 2019 ที่ให้คำมั่นในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกภายในปี 2050 โดยมีการออกแผน Ten Point Plan เมื่อไม่นานมานี้ เพื่อมุ่งสู่การปฏิวัติภาคอุตสาหกรรมสีเขียว

ที่ชไนเดอร์ อิเล็คทริค นอกจากการนำโซลูชันระบบบริหารจัดการกริดชั้นนำในตลาดมาช่วยลูกค้า เช่น Xcel และ APS แล้ว เรายังดำเนินการเชิงรุกด้วยการกำหนดเป้าหมายความเป็นกลางด้านคาร์บอนของเราเอง ไม่ว่าจะเป็นการบรรลุการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเป็นศูนย์ในการดำเนินงาน การสาธิตความเป็นกลางด้านคาร์บอนในระบบนิเวศที่ขยายให้ครอบคลุมยิ่งขึ้นภายในปี 2025 รวมถึงการบรรลุเป้าหมายด้านซัพพลายเชนที่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกเป็นศูนย์ภายในปี 2050 เช่นกัน

การใช้ประโยชน์จากดิจิทัลกริด

แนวทางดั้งเดิมในการผลิตและกระจายไฟฟ้าไม่อาจสร้างอนาคตใหม่ที่ให้พลังงานสะอาดมากขึ้นได้ เป้าหมายของความเป็นกลางด้านคาร์บอน จะช่วยปรับปรุงทุกแง่มุมของอุตสาหกรรมด้านสาธารณูปโภค โดยเฉพาะเรื่องการบริหารจัดการกริด  หากคุณทำงานด้านสาธารณูปโภคที่กำลังวางแผนเกี่ยวกับอนาคตคาร์บอนต่ำ ให้ลองพิจารณาว่าการปรับกระบวนการสู่ดิจิทัลในสามประเด็นต่อไปนี้ จะช่วยสนับสนุนเป้าหมายของคุณได้อย่างไร

การบริหารจัดการแหล่งพลังงานแบบกระจายศูนย์

แหล่งพลังงานแบบกระจายศูนย์ หรือ DER (Distributed Energy Resource) คือหน่วยเล็กๆ ที่สร้างพลังงาน โดยเป็นการดำเนินการภายในพื้นที่ และเชื่อมต่อกับกริดพลังงานที่ใหญ่กว่าในเรื่องการกระจายพลังงาน โดยจะประกอบไปด้วยแผงโซลาร์ ระบบกักเก็บพลังงานในรูปแบตเตอรี่ ยานยนต์ไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กที่ใช้ก๊าซธรรมชาติ โหลดที่มีระบบควบคุม ฯลฯ สิ่งสำคัญที่ต้องทราบคือ พลังงานที่ได้จาก DER นั้นถูกสร้างขึ้นและมีไว้สำหรับใช้ในพื้นที่

เมื่อโลกเคลื่อนไปสู่เศรษฐกิจคาร์บอนต่ำ การนำ DER มาใช้ นับเป็นความท้าทายต่อการดำเนินงานด้านสาธารณูปโภค รวมถึงบูรณาการด้านทรัพยากรและการวางแผน ประเด็นนี้ทำให้การปรับกระบวนการสู่ระบบดิจิทัล และระบบออโตเมชั่นสำหรับกริดถือเป็นสิ่งจำเป็น โดยสาธารณูปโภคสามารถตรวจสอบและประเมินสถานะทั้งในปัจจุบันและในอนาคตได้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น วางรูปแบบกิจกรรมแบบเรียลไทม์และคาดการณ์ได้ รวมถึงบริหารจัดการและควบคุมได้อย่างเหมาะสมเต็มประสิทธิภาพ ทั้งนี้ สาธารณูปโภคต้องสามารถควบคุมและกระจายการสร้างไฟฟ้าพร้อมส่งมอบผ่านระบบดิจิทัล อีกทั้งปรับปรุงเรื่องความปลอดภัยของพลังงาน ทั้งคุณภาพและความน่าเชื่อถือ

เชื่อมโยงระบบบริหารจัดการการดำเนินงานและระบบริหารธุรกิจด้วย ADMS

ระบบบริหารจัดการการกระจายพลังงานที่ล้ำหน้า หรือ ADMS (Advanced Distribution Management System) คือการเชื่อมโยงระหว่างระบบบริหารจัดการการดำเนินงาน (OT) และระบบบริหารจัดการข้อมูล (IT) และถือเป็นกลยุทธ์พื้นฐานสำหรับการเป็นสาธารณูปโภคที่ปล่อยคาร์บอนเป็นศูนย์ โดย ADMS จะช่วยให้ระบบสาธารณูปโภคสามารถบริหารจัดการกริดได้ดียิ่งขึ้น ครอบคลุมถึงเรื่องการตรวจสอบ การวิเคราะห์ ควบคุม การเพิ่มประสิทธิภาพ การวางแผน และเครื่องมือที่ฝึกอบรม ซึ่งจะทำหน้าที่ทั้งหมดในการเป็นตัวแทนเครือข่ายกระจายไฟฟ้า (เช่น คู่เสมือนดิจิทัล หรือ Digital Twin) การรวมระบบบริหารการกระจาย (DMS) ระบบบจัดการกระแสไฟฟ้าขัดข้อง และระบบควบคุมและประมวลผลข้อมูลแบบรวมศูนย์ หรือ SCADA ไว้ในโซลูชันเดียว โดยจะช่วยให้หน่วยงานด้านสาธารณูปโภคได้รับประโยชน์สูงสุดจากสมาร์ทกริด หรือโครงข่ายอัจฉริยะที่ก้าวหน้า

โฮเซ่ ริโอ บลองโก จากชไนเดอร์ อิเล็คทริค ยังได้อธิบายต่อถึงแพลตฟอร์ม ADMS ...

แพลตฟอร์ม ADMS จะทำหน้าที่จัดการโมเดลเครือข่ายการกระจายไฟฟ้าแบบบูรณาการ รวมถึงสินทรัพย์ต่างๆ ด้วยการเผยแพร่และรับข้อมูลจากระบบงานภายนอก..ด้วยองค์ประกอบ DER หรือแหล่งพลังงานแบบกระจายศูนย์ ที่กระจายตัวอยู่ในเครือข่ายกระจายไฟฟ้า เช่นแหล่งผลิตไฟฟ้าที่กระจายตัวอยู่ตามที่ต่างๆ ระบบจัดเก็บ ยานยนต์ระบบไฟฟ้า และไมโครกริดต่างๆ รวมถึงอุปกรณ์ในฝั่งผู้ใช้งาน เช่น บ้านอัจฉริยะ โปรแกรมตอบสนองความต้องการใช้งาน ตัวแทนคนกลางรายใหม่ๆ ในตลาดที่มีการควบคุมกำกับดูแล จึงทำให้แพลตฟอร์ม ADMS กลายเป็นเสาหลักที่เป็นพื้นฐานการดำเนินการทุกวันสำหรับตัวแทนจำหน่าย

สุดท้าย โซลูชัน ADMS จะค่อยๆ รวมเรื่องการวิเคราะห์ และฟีเจอร์แมชชีนเลิร์นนิ่งเข้ามา โดยจะช่วยเพิ่มความสามารถให้กับขั้นตอนการประมวลผลแบบดั้งเดิมที่ใช้ในการจำลองสถานการณ์และวางแผน รวมถึงขั้นตอนการประมวลผลในระบบออนไลน์เพื่อปรับการดำเนินงานได้เหมาะสมเต็มประสิทธิภาพ

เป้าหมายของการลดการเกิดคาร์บอนจะบรรลุได้ด้วยการมีมุมมองที่ชัดเจนเกี่ยวกับระบบงานในปัจจุบันและมุมมองในการนำไปปฏิบัติสำหรับอนาคต การนำประโยชน์ของ ADMS มาเชื่อมโยงกับธุรกิจและการดำเนินงาน นอกจากจะช่วยปรับปรุงการบริหารจัดการกริดในภาพรวมแล้ว ยังช่วยผลักดันสู่การปฏิรูปที่จำเป็นต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศทีละน้อยได้ในที่สุด

ขยายการใช้งานสินทรัพย์ที่มีอยู่ได้สูงสุด

การปฏิรูปสู่ดิจิทัล ไม่ใช่เป็นเรื่องของคำว่ามากขึ้นเพียงอย่างเดียว ไม่ได้พูดถึงการเพิ่มแหล่งพลังงานมากขึ้น หรือสินทรัพย์มากขึ้นเสมอไป แต่ยังเป็นเรื่องเกี่ยวกับการบริหารจัดการสินทรัพย์ที่มีอยู่ได้ดียิ่งขึ้น ซึ่งส่งผลให้การกระจายพลังงานมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้นและให้ผลลัพธ์สู่เป้าหมายของการลดก๊าซเรือนกระจกในภาพรวม

การปรับระบบบริหารจัดการสินทรัพย์เป็นดิจิทัล ช่วยให้หน่วยงานด้านสาธาณูปโภคที่มีเป้าหมายในการสร้างความเป็นกลางด้านคาร์บอน สามารถวิเคราะห์ข้อมูลจากสินทรัพย์ทั้งที่มาจากการดำเนินงาน ฝ่ายเทคนิค การเงิน และแหล่งภูมิสารสนเทศได้ดียิ่งขึ้น ฝ่ายปฏิบัติการสามารถเข้าใจได้ดียิ่งขึ้นว่าจะต้องดำเนินการซ่อมบำรุงที่ไหนอย่างไร เพื่อให้หลีกเลี่ยงการเกิดไฟฟ้าขัดข้อง ช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายและใช้ทรัพยากรในส่วนคนทำงานได้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด สามารถหลีกเลี่ยงความเสี่ยงอย่างการเกิดดาวน์ไทม์โดยไม่มีการวางแผนได้ และสามารถตรวจพบการแทรกแซงในส่วนการซ่อมบำรุงที่ราคาแพง พร้อมแก้ไขได้ทันก่อนที่จะคุกคามถึงเสถียรภาพของกริดและส่งผลกระทบต่อผู้บริโภค

เช่นเดียวกับคนทั่วไป ที่ไม่อยากเสียเงินไปกับการติดแผงโซลาร์ให้กับบ้านธรรมดา หน่วยงานด้านสาธารณูปโภคก็เช่นกัน ต้องมั่นใจว่าสินทรัพย์ในปัจจุบันได้รับการปรับเปลี่ยนอย่างเหมาะสมตลอดช่วงเวลาในการปฏิรูปสู่ดิจิทัล

สาธารณูปโภคปรับกระบวนการดำเนินงานของกริดสู่ระบบดิจิทัล เพื่อสร้างความยั่งยืน

การปรับเปลี่ยนสู่ระบบดิจิทัลช่วยสร้างศักยภาพในการปฏิรูปสู่ความเป็นกลางด้านคาร์บอนของอุตสาหกรรมด้านสาธารณูปโภค ซึ่งหากไม่ได้ดำเนินการในเรื่องนี้ ก็อาจจะทำให้ไม่สามารถบรรลุเป้าหมายด้านสภาพอากาศได้ ตัวอย่างต่อไปนี้จะช่วยให้เห็นภาพว่า จริงๆ แล้วการปรับกระบวนการสู่ดิจิทัลจะช่วยให้สาธารณูปโภคก้าวไปสู่เป้าหมายด้านความยั่งยืนได้อย่างไร

โครงการสร้างอนาคตของเมือง ในเซาเปาโล

หัวใจของโครงการสร้างอนาคตของเมือง ซึ่งเป็นโครงการของ Enel คือการสร้าง Network Digital Twin ที่แรกในอเมริกาใต้ ซึ่งคู่เสมือน หรือ Twin คือโมเดลดิจิทัลแบบ 3D ที่จำลองโครงสร้างพื้นฐานระบบไฟฟ้าในพื้นที่ ด้วยการใช้เซ็นเซอร์หลายพันตัวที่ติดตั้งอยู่ในกริดของจริง ซึ่งแต่ละตัวจะสื่อสารข้อมูลเกี่ยวกับสถานะของกริดแบบเรียลไทม์ไปยังตัวแทนจำหน่ายและผู้ที่มีส่วนร่วมในพื้นที่ ท้ายที่สุดแล้ว Digital Twin จะถูกนำมาใช้สร้างการรับรู้เกี่ยวกับการใช้พลังงานและประสิทธิภาพ รวมถึงการประหยัดค่าใช้จ่าย

โครงการดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าการปรับเครือข่ายไฟฟ้าสู่ระบบดิจิทัล รวมถึงอาคาร และระบบโครงสร้างพื้นฐานของเมือง สามารถพัฒนาในห้องปฏิบัติการที่มีอยู่ได้ ทั้งพลเมือง ผู้ประกอบการ เทศบาลเมือง และมหาวิทยาลัย สามารถร่วมสร้างสรรค์โซลูชันนวัตกรรมที่เชื่อมต่อกับระบบโครงสร้างพื้นฐานเพื่อตอบโจทย์ความต้องการในพื้นที่ได้ เช่น เรื่องของโมบิลิตี้ ความปลอดภัย การลดของเสีย การรักษาความปลอดภัย และสภาพแวดล้อมของเมือง

การนำประโยชน์จากเทคโนโลยีล้ำหน้ามาช่วยเพิ่มประสิทธิภาพให้กับมลรัฐเท็กซัส

Austin Energy ซึ่งเป็นสาธารณูปโภคของชุมชนรายใหญ่ที่สุดเป็นอันดับ 8 ในสหรัฐอเมริกา ให้บริการแก่ผู้อาศัยที่อยู่รอบเมืองหลวงของเท็กซัสนับหลายล้านราย ทั้งนี้ Austin Energy ได้นำเทคโนโลยีล้ำหน้ามาใช้ รวมถึงการปรับเปลี่ยนสู่ระบบดิจิทัล โดยมุ่งเป้าที่การเพิ่มประสิทธิภาพด้านพลังงาน สร้างโครงข่ายพลังงานที่ยืดหยุ่นมากขึ้น อีกทั้งช่วยปรับปรุงเรื่องความน่าเชื่อถือ

การดำเนินงานตามภารกิจ ด้วยความรู้และเข้าใจว่า ADMS สามารถช่วยให้ตัดสินใจดำเนินงานได้ดียิ่งขึ้น ด้วยการผสานข้อมูลจากหลายล้านจุดรวมอยู่ในประสบการณ์ผู้ใช้เพียงจุดเดียว จึงทำให้ Austin Energy เลือกชไนเดอร์ อิเล็คทริคเป็นผู้ติดตั้งระบบ ADMS ให้

ผลลัพธ์ที่ได้ คือการปรับกระบวนการสู่ระบบดิจิทัลและระบบออโตเมชั่นที่ดียิ่งขึ้น โดยช่วยให้สาธารณูปโภคเข้าถึงข้อมูลแบบเรียลไทม์และมองเห็นการดำเนินงานได้ดีขึ้น  นอกจากนี้ ADMS ยังช่วยสนับสนุนเป้าหมายด้านความยั่งยืนของ Austin Energy ที่รวมถึงการใช้พลังงานหมุนเวียนให้ได้ 55 เปอร์เซ็นต์ ในปี 2025  ทั้งนี้การนำ ADMS มาปรับใช้แสดงให้เห็นถึงก้าวสำคัญที่นำไปสู่กริดที่ให้ความเป็นอัจฉริยะมากขึ้น และเป็นตัวอย่างแก่หน่วยงานสาธารณูปโภคอื่นๆ ที่กำลังมุ่งไปสู่การสร้างโลกที่ให้ประสิทธิภาพด้านพลังงาน ให้ความยืดหยุ่นและยั่งยืนมากขึ้น

บทสรุป

ในขณะที่หลายหน่วยงานด้านสาธารณูปโภคเริ่มแถลงเป้าหมายความเป็นกลางด้านคาร์บอน ซึ่งต้องรองรับด้วยการดำเนินการที่จำเป็นเรื่องการลดการปล่อยคาร์บอน สาธารณูปโภคจำต้องเพิ่มการลงทุนในแนวทางใหม่ๆ เพื่อบริหารจัดการธุรกิจ ระบบโครงสร้างพื้นฐาน ระบบงาน พนักงาน ลูกค้าและผู้มีส่วนร่วมรายใหม่ของธุรกิจ อีกทั้งต้องมีการวางแผนการสำหรับอนาคตคาร์บอนต่ำ นอกจากนี้ ยังต้องปลดระวางโรงไฟฟ้าถ่านหินให้ได้ภายใน 2030 รวมถึงทบทวนแผนงานในการสร้างโรงไฟฟ้าก๊าซแห่งใหม่ พร้อมให้การสนับสนุนพลังงานสะอาดให้เร็วยิ่งขึ้น

แนวทางใหม่ๆ และเทคโนโลยีดิจิทัล จะช่วยสนับสนุนการบริหารจัดการกริดได้อย่างยั่งยืนมากขึ้น พร้อมปรับปรุงการบริการและความน่าเชื่อถือสำหรับผู้บริโภคเพื่อสร้างการมีส่วนร่วมต่อไป เพื่อให้ net zero กลายเป็นจริงขึ้นมาได้

โดย สก็อตต์ โคห์เลอร์, รองประธานฝ่ายกลยุทธ์ นวัตกรรมและการตลาด ส่วนโซลูชันดิจิทัลกริด ชไนเดอร์ อิเล็คทริค