September 24, 2021

โซลูชันระบบบริหารจัดการดิจิทัลกริด  ช่วยลดการปล่อยคาร์บอน

July 04, 2021 136

ในขณะที่สาธารณูปโภคด้านไฟฟ้าทั่วโลกได้ปรับสมดุลสายการผลิตพลังงาน

ให้สอดคล้องกับแหล่งพลังงานหมุนเวียน และต้องการที่จะเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศให้กลับมาเกิดสมดุลอย่างรวดเร็ว จึงมีการเรียกร้องให้หน่วยงานด้านสาธารณูปโภคทำงานหนักขึ้น โดยเพิ่มการผลิตพลังงานหมุนเวียน หรือเลิกใช้แหล่งพลังงานที่ก่อมลพิษคาร์บอน   สาธารณูปโภคไฟฟ้าต้องบริหารจัดการกริดที่แตกต่างออกไปจากเดิม เพื่อให้บรรลุเป้าหมายการลดคาร์บอนในเชิงรุกมากขึ้น

การลดการปล่อยคาร์บอน จริงๆ แล้วหมายถึงอะไร และทำไมสาธารณูปโภคทั้งหลายต้องเข้าไปเกี่ยวข้อง

เมื่อพูดถึงการจำกัดโลกร้อนให้อยู่ที่ 1.5°C และการลดปริมาณก๊าซเรือนกระจก เรามักจะได้ยินคำศัพท์ที่เกี่ยวข้องสลับกันไปมา เช่น การลดการปล่อยคาร์บอน (decarbonization)   สร้างความเป็นกลางด้านคาร์บอน (carbon neutrality)  การปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์ (net zero) ซึ่งคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (Intergovernmental Panel on Climate Change หรือ IPCC) ได้ให้คำจำกัดความคำศัพท์เหล่านี้ไว้อย่างชัดเจน ว่า

Net-zero emission นอกจากครอบคลุมการปล่อยก๊าซเรือนกระจก (GHG) ทั้งหมด ยังรวมถึงการสร้างสมดุลในการปล่อยก๊าซเรือนกระจก กับการกำจัดก๊าซเรือนกระจกออกไปได้ภายในเวลาที่กำหนด

Carbon neutrality เป็นเรื่องเกี่ยวกับคาร์บอนอย่างเดียว สอดคล้องตามข้อมูลจากสภายุโรป สภาพอากาศ หรือความเป็นกลางของคาร์บอน จะบรรลุได้ก็ต่อเมื่อ “ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ ที่ปลดปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ มีปริมาณเท่ากับที่ถูกกำจัดออกไปด้วยมาตรการต่างๆ”

Decarbonization คือกระบวนการที่ประเทศ บุคคล หรือหน่วยงานใดก็ตาม มุ่งเป้าเพื่อให้บรรลุการกำจัดคาร์บอนจากเชื้อเพลิงฟอสซิลจนเหลือศูนย์ สำหรับภาคพลังงาน หมายถึงการลดการปล่อยคาร์บอนต่อหน่วยพลังงานไฟฟ้าที่สร้างขึ้น เพื่อลดความเข้มข้นของคาร์บอนนั่นเอง

 

สาธารณูปโภคด้านไฟฟ้า มีส่วนร่วมในการปล่อยก๊าซคาร์บอนทั้งหมดทั่วโลกในอัตรา 25 เปอร์เซ็นต์ จึงทำให้มีบทบาทสำคัญในการมุ่งสู่อนาคตคาร์บอนต่ำ  Renewable Energy World ได้อธิบายแนวทางเฉพาะด้านไว้ 2-3 แนวทาง ที่สาธารณูปโภคด้านไฟฟ้าสามารถทำให้บรรลุการปล่อยคาร์บอนในปริมาณต่ำ “เพื่อให้บรรลุเป้าหมายความเป็นกลางด้านคาร์บอน สาธารณูปโภคต่างๆ จะต้องนำกลยุทธ์หลายอย่างมาใช้ เช่น การดักจับคาร์บอน ระบบการค้าคาร์บอน และการลงทุนเทคโนโลยี และแหล่งพลังงานที่ปล่อยคาร์บอนต่ำ”

การจัดระเบียบภาคการไฟฟ้า คือหัวใจหลักของการลดการปล่อยคาร์บอนได้ทั่วระบบเศรษฐกิจ และสาธารณูปโภคด้านไฟฟ้า ก็มีบทบาทสำคัญมากในการทำให้เรามั่นใจว่ากำลังก้าวไปบนเส้นทางแห่งอนาคตอันสดใส ในขณะที่การบรรลุเศรษฐกิจคาร์บอนต่ำคือเป้าหมายที่ยิ่งใหญ่  ประเทศต่างๆ พร้อมมุ่งไปให้ถึงจุดนั้น

โดย ปี 2018 Xcel Energy ในประเทศสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นองค์กรสาธารณูปโภครายใหญ่รายแรกของอเมริกาที่ให้คำมั่นต่อ net-zero ด้วยวิสัยทัศน์ของการมอบไฟฟ้าที่ปลอดคาร์บอน 100 เปอร์เซ็นต์ภายในปี 2050 

ในปี 2019 Arizona Public Service (APS) องค์กรสาธารณูปโภคแห่งที่สองของสหรัฐอเมริกา  ประกาศเป้าหมายในการมอบพลังงานไฟฟ้าปลอดคาร์บอน ซึ่งเป็นพลังงานสะอาดแบบ 100 เปอร์เซ็นต์ ภายในปี 2050 

และในปี 2019 สหราชอาณาจักร ให้คำมั่นในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกภายในปี 2050 โดยมีการออกแผน Ten Point Plan เมื่อไม่นานมานี้ เพื่อมุ่งสู่การปฏิวัติภาคอุตสาหกรรมสีเขียว

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

การใช้ประโยชน์จากดิจิทัลกริด แนวทางดั้งเดิมในการผลิตและกระจายไฟฟ้าไม่อาจสร้างอนาคตใหม่ที่ให้พลังงานสะอาดมากขึ้นได้ เป้าหมายของความเป็นกลางด้านคาร์บอน จะช่วยปรับปรุงทุกแง่มุมของอุตสาหกรรมสาธารณูปโภคด้านไฟฟ้า โดยเฉพาะเรื่องการบริหารจัดการกริด  หากคุณทำงานด้านสาธารณูปโภคที่กำลังวางแผนเกี่ยวกับอนาคตคาร์บอนต่ำ ให้ลองพิจารณาว่าการปรับกระบวนการสู่ดิจิทัลในสามประเด็นต่อไปนี้ จะช่วยสนับสนุนเป้าหมายของคุณได้อย่างไร

การบริหารจัดการแหล่งพลังงานแบบกระจายศูนย์  หล่งพลังงานแบบกระจายศูนย์ หรือ DER (Distributed Energy Resource) คือหน่วยเล็กๆ ที่สร้างพลังงาน โดยเป็นการดำเนินการภายในพื้นที่และเชื่อมต่อกับกริดพลังงานที่ใหญ่กว่าในเรื่องการกระจายพลังงาน 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 วิเคราะห์ ควบคุม เพิ่มประสิทธิภาพ วางแผน และเครื่องมือที่ฝึกอบรม ซึ่งจะทำหน้าที่ทั้งหมดในการเป็นตัวแทนเครือข่ายกระจายไฟฟ้า (เช่น คู่เสมือนดิจิทัล หรือ Digital Twin) การรวมระบบบริหารการกระจาย (DMS) ระบบจัดการกระแสไฟฟ้าขัดข้อง ระบบควบคุมและประมวลผลข้อมูลแบบรวมศูนย์ หรือ SCADA ไว้ในโซลูชันเดียว โดยจะช่วยให้หน่วยงานด้านสาธารณูปโภคได้รับประโยชน์สูงสุดจากสมาร์ทกริด หรือโครงข่ายอัจฉริยะที่ก้าวหน้า

โฮเซ่ ริโอ บลองโก จากชไนเดอร์ อิเล็คทริค ยังได้อธิบายต่อถึงแพลตฟอร์ม ADMSแพลตฟอร์ม 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 รวมถึงขั้นตอนการประมวลผลในระบบออนไลน์ เพื่อปรับการดำเนินงานได้เหมาะสมเต็มประสิทธิภาพ

เป้าหมายของการลดการเกิดคาร์บอนจะบรรลุได้ด้วยการมีมุมมองที่ชัดเจนเกี่ยวกับระบบงานในปัจจุบันและมุมมองในการนำไปปฏิบัติสำหรับอนาคต การนำประโยชน์ของ ADMS มาเชื่อมโยงกับธุรกิจและการดำเนินงาน นอกจากจะช่วยปรับปรุงการบริหารจัดการกริดในภาพรวมแล้ว ยังช่วยผลักดันสู่การปฏิรูปที่จำเป็นต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศทีละน้อยได้ในที่สุด

ขยายการใช้งานสินทรัพย์ที่มีอยู่ได้สูงสุด  การปฏิรูปสู่ดิจิทัล  เป็นเรื่องเกี่ยวกับการบริหารจัดการสินทรัพย์ที่มีอยู่ให้ดียิ่งขึ้น ซึ่งส่งผลให้การกระจายพลังงานมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้นและให้ผลลัพธ์สู่เป้าหมายของการลดก๊าซเรือนกระจกในภาพรวม

การปรับระบบบริหารจัดการสินทรัพย์เป็นดิจิทัล ช่วยให้หน่วยงานสาธาณูปโภคด้านไฟฟ้าที่มีเป้าหมายในการสร้างความเป็นกลางด้านคาร์บอน สามารถวิเคราะห์ข้อมูลจากสินทรัพย์ทั้งที่มาจากการดำเนินงาน ฝ่ายเทคนิค การเงิน และแหล่งภูมิสารสนเทศได้ดียิ่งขึ้น ฝ่ายปฏิบัติการสามารถเข้าใจได้ดียิ่งขึ้นว่าจะต้องดำเนินการซ่อมบำรุงที่ไหนอย่างไร เพื่อให้หลีกเลี่ยงการเกิดไฟฟ้าขัดข้อง ช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายและใช้ทรัพยากรในส่วนคนทำงานได้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด สามารถหลีกเลี่ยงความเสี่ยงอย่างการเกิดดาวน์ไทม์ โดยไม่มีการวางแผนได้ และสามารถตรวจพบการแทรกแซงในส่วนการซ่อมบำรุงที่ราคาแพง พร้อมแก้ไขได้ทันก่อนที่จะคุกคามถึงเสถียรภาพของกริดและส่งผลกระทบต่อผู้บริโภค

เช่นเดียวกับคนทั่วไป ที่ไม่อยากเสียเงินไปกับการติดแผงโซลาร์ให้กับบ้านธรรมดา หน่วยงานด้านสาธารณูปโภคก็เช่นกัน ต้องมั่นใจว่าสินทรัพย์ในปัจจุบันได้รับการปรับเปลี่ยนอย่างเหมาะสมตลอดช่วงเวลาในการปฏิรูปสู่ดิจิทัล 

 

 

สาธารณูปโภคด้านไฟฟ้าปรับกระบวนการดำเนินงานของกริดสู่ระบบดิจิทัล 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 โมบิลิตี้ 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  ADMS ยังช่วยสนับสนุนเป้าหมายด้านความยั่งยืนของ Austin Energy ที่รวมถึงการใช้พลังงานหมุนเวียนให้ได้ 55 เปอร์เซ็นต์ ในปี 2025 การนำ ADMS มาปรับใช้แสดงให้เห็นถึงก้าวสำคัญที่นำไปสู่กริดที่ให้ความเป็นอัจฉริยะมากขึ้น และเป็นตัวอย่างแก่หน่วยงานสาธารณูปโภคอื่นๆ ที่กำลังมุ่งไปสู่การสร้างโลกที่ให้ประสิทธิภาพด้านพลังงาน ให้ความยืดหยุ่นและยั่งยืนมากขึ้น

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

แนวทางใหม่ๆ และเทคโนโลยีดิจิทัล จะช่วยสนับสนุนการบริหารจัดการกริดได้อย่างยั่งยืนมากขึ้น พร้อมปรับปรุงการบริการและความน่าเชื่อถือสำหรับผู้บริโภคเพื่อสร้างการมีส่วนร่วม และทำให้ net zero กลายเป็นจริงขึ้นมาได้

ข้อมูลโดย :  สก็อตต์ โคห์เลอร์, รองประธานฝ่ายกลยุทธ์ นวัตกรรมและการตลาด ส่วนโซลูชันดิจิทัลกริด  ชไนเดอร์ อิเล็คทริค

 

X

Right Click

No right click