ฟาร์มพลังงานขนาดยักษ์ในทะเลทรายในประเทศจีน

โรงไฟฟ้าขนาดยักษ์ในทะเลทรายจะสูบพลังงานสะอาดราคาถูกเข้าสู่ศูนย์กลางการผลิตของจีน ทำให้มาตรฐานการครองชีพของประเทศสูงขึ้นและเสริมความสามารถในการแข่งขันของจีนในการแข่งขันด้านเทคโนโลยีขั้นสูง เช่น ปัญญาประดิษฐ์ (AI) ตามที่นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนกล่าว

พลังงานจากฟาร์มโซลาร์เซลล์ในทะเลทรายของจีน ภาพที่ 1 — แผงโซลาร์เซลล์ที่ฐานพลังงานใหม่ทะเลทราย Ningxia Tengger ซึ่งเป็นหนึ่งในฐานพลังงานหมุนเวียนในตะวันตกเฉียงเหนือของจีน ภาพ : เอเอฟพี

พลังงานสะอาดจากทะเลทรายที่ไม่มีวันสิ้นสุด

ภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีนประกอบด้วยสามมณฑล ได้แก่ มณฑลส่านซี มณฑลกานซู่ มณฑลชิงไห่ และเขตปกครองตนเองสองแห่ง ได้แก่ หนิงเซี่ยและซินเจียง มีพื้นที่กว้างใหญ่กว่าประเทศอินเดียถึง 3 ล้านตารางกิโลเมตร และเคยถูกมองว่าเป็นภูมิภาคที่พัฒนาน้อยที่สุดและยากจนที่สุดแห่งหนึ่งของจีนมาเป็นเวลานาน

ระยะทางที่ไกลจากมหาสมุทรและภูมิประเทศที่ขรุขระซึ่งมีลักษณะเป็นทะเลทรายอันกว้างใหญ่ เช่น โกบีและทากลามากัน ส่งผลให้ประชากรในภูมิภาคนี้เบาบางลง

อย่างไรก็ตาม ภูมิภาคนี้อุดมไปด้วยทรัพยากรธรรมชาติ ไม่ว่าจะเป็นน้ำมัน ถ่านหิน และแหล่งพลังงานสีเขียวที่อุดมสมบูรณ์ เป็นแหล่งพลังงานแสงอาทิตย์ร้อยละ 60 ของจีน และพลังงานลมหนึ่งในสาม

ตามการประมาณการของนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรผู้นำการปฏิวัติพลังงาน ระบุว่ากำลังการผลิตที่ติดตั้งในปัจจุบันทางตะวันตกเฉียงเหนือของจีนอยู่ที่ประมาณ 500 กิกะวัตต์ เมื่อรวมเข้ากับพื้นที่ทะเลทรายโกบีอันกว้างใหญ่ในบริเวณมองโกเลียในที่อยู่ใกล้เคียง ตัวเลขนี้จะสูงถึง 600 GW

เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว โรงไฟฟ้าทั้งหมดของสหรัฐฯ รวมกันจะผลิตได้ประมาณ 1,100 กิกะวัตต์ ณ สิ้นปี 2022 ตามข้อมูลของสำนักงานสารสนเทศด้านพลังงานสหรัฐฯ

ที่น่าสังเกตคือ โรงไฟฟ้ามากกว่าครึ่งหนึ่งในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีนใช้พลังงานธรรมชาติ เช่น พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ แม้ว่าธรรมชาติจะไม่สามารถคาดเดาได้ โรงไฟฟ้าพลังงานสีเขียวเหล่านี้ก็ยังสามารถบรรลุอัตราการใช้งานเฉลี่ยมากกว่า 95%

ตามที่นักวิทยาศาสตร์ได้กล่าวไว้ จนถึงปัจจุบัน ยังไม่มีโครงข่ายไฟฟ้าระดับภูมิภาคขนาดใหญ่แห่งใดที่สามารถผสานรวมพลังงานหมุนเวียนจำนวนมากมายได้อย่างราบรื่นในขณะที่ยังคงรักษาอัตราการใช้ประโยชน์ที่สูงตลอดทั้งปี

กลยุทธ์ระยะยาวและศักยภาพ

ตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1980 นักวิทยาศาสตร์ Qian Xuesen ซึ่งช่วยก่อตั้งห้องปฏิบัติการขับเคลื่อนไอพ่นของ NASA และต่อมาเป็นผู้ให้การสนับสนุนโครงการอวกาศของจีน ได้มองเห็นภาพการนำทรัพยากรลมและแสงอาทิตย์อันกว้างใหญ่ในทะเลทรายโกบีมาใช้เพื่อผลิตพลังงานให้กับประเทศ ในยุคนั้น ข้อจำกัดทางเทคโนโลยีทำให้ความคิดนี้เป็นเพียงความฝันลมๆ แล้งๆ เท่านั้น

แต่ขณะนี้ “โครงข่ายไฟฟ้าภาคตะวันตกเฉียงเหนือได้นำระบบพลังงานประเภทใหม่นี้เข้าสู่ขั้นตอนแรกของชีวิตแล้ว” ศาสตราจารย์ Ma Xiaowei และทีมงานจากสาขาภาคตะวันตกเฉียงเหนือของ China Power Grid Corporation และ Xi’an Jiaotong University เขียนไว้ในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารวิชาการของจีน Power System and Clean Energy เมื่อเดือนที่แล้ว

กำลังการผลิตพลังงานหมุนเวียนที่ติดตั้งในภูมิภาคนี้ได้เพิ่มขึ้นถึง 230 กิกะวัตต์ ซึ่งครึ่งหนึ่งถูกส่งผ่านสายส่งไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูงจำนวน 10 สายไปยังจังหวัดชายฝั่งตะวันออกที่มีประชากรหนาแน่น

ในรายงานของพวกเขา Ma และเพื่อนร่วมงานของเขาได้กล่าวว่าสายไฟฟ้าเหล่านี้ทอดยาวหลายพันกิโลเมตร เกือบจะเท่าความกว้างของประเทศจีน ทำให้โครงข่ายไฟฟ้าภาคตะวันตกเฉียงเหนือเป็น "โครงข่ายไฟฟ้าระดับภูมิภาคที่ใหญ่ที่สุดและทรงพลังที่สุดในโลก"

เป็นเวลาหลายทศวรรษที่สหภาพยุโรป (EU) ได้ใช้ประโยชน์จากอำนาจทางเศรษฐกิจ ประชากรจำนวนมาก และกลุ่มสนับสนุนด้านสิ่งแวดล้อมเพื่อเป็นผู้นำในการเปลี่ยนผ่านสู่พลังงานสีเขียวและต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ บริษัทยักษ์ใหญ่ระดับโลก เช่น Siemens ในเยอรมนีและ Schneider Electric ในฝรั่งเศสได้ขับเคลื่อนความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและความเชี่ยวชาญในสาขานี้

แต่หลังจากการเปรียบเทียบอย่างรอบคอบ ทีมของหม่าพบว่าโครงข่ายไฟฟ้าภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีนยังแซงหน้าสหภาพยุโรปในตัวบ่งชี้การใช้พลังงานหมุนเวียนหลัก และไปถึงระดับชั้นนำของโลก

พลังของฟาร์มโซลาร์เซลล์ในทะเลทรายของจีน ภาพที่ 2 — แผงโซล่าเซลล์ปกคลุมทะเลทราย ภาพ : รอยเตอร์ส

ความท้าทายและอุปสรรค

หากทะเลทรายทั้งหมดบนโลกถูกปกคลุมไปด้วยแผงโซลาร์เซลล์และกังหันลม ปริมาณไฟฟ้าที่ผลิตได้จะเกินความต้องการของมนุษย์ในปัจจุบันมาก แต่วิสัยทัศน์นี้ดูไม่สมจริงเพราะอุปสรรคทางเทคนิค เช่น ความยากลำบากในการส่งไฟฟ้าจำนวนมากในระยะทางไกล โครงข่ายไฟฟ้าแบบดั้งเดิมไม่สามารถรองรับความผันผวนอันรุนแรงของพลังงานหมุนเวียนได้

เมื่อเผชิญกับความท้าทายนี้ วิศวกรชาวจีนได้ลองใช้วิธีการต่างๆ หลายวิธีและได้เรียนรู้บทเรียนอันมีค่าบางประการ ตามบทความของนายหม่า เมื่อปี 2014 กังหันลมตัวหนึ่งทำให้เกิดไฟกระชากที่วิ่งไปได้ไกลถึง 400 กิโลเมตร ส่งผลให้ฟาร์มกังหันลมอีกแห่งพังทลายไป

การเติบโตอย่างก้าวกระโดดของประเทศจีนในด้านพลังงานหมุนเวียนในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาทำให้ปัญหาเหล่านี้ซับซ้อนยิ่งขึ้น การเปลี่ยนแปลงของแสงแดดและสภาพอากาศอาจทำให้กำลังการผลิตไฟฟ้าในระบบไฟฟ้าภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีนผันผวนได้มากถึง 50 กิกะวัตต์ต่อวัน ตัวเลขนี้เทียบเท่ากับกำลังการผลิตรวมของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ทั้งหมดที่ดำเนินการอยู่ในฝรั่งเศส

เพื่อรับมือกับความท้าทายดังกล่าว จีนจึงได้สร้างสายส่งไฟฟ้ากระแสตรงระยะไกลแรงดันสูงที่ทันสมัยที่สุดในโลก ซึ่งช่วยลดการสูญเสียพลังงานระหว่างการส่งสัญญาณระยะไกลได้อย่างมีประสิทธิภาพ

นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรในประเทศจีนยังใช้ AI เพื่อคาดการณ์กำลังการผลิตพลังงานล่วงหน้าสูงสุด 10 วัน โดยการวิเคราะห์ข้อมูลเซ็นเซอร์จำนวนมาก “ภายใต้สภาพอากาศที่มั่นคง การทำนายจะมีความแม่นยำสูงมาก” ทีมงานของหม่าเขียนไว้

โรงไฟฟ้าถ่านหินเคยทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานหลักในการรักษาเสถียรภาพของโครงข่ายไฟฟ้าของจีน แต่ในภาคตะวันตกเฉียงเหนือ โรงไฟฟ้าถ่านหินกลับกลายเป็นเพียงส่วนน้อยเมื่อเทียบกับการเติบโตอย่างรวดเร็วของพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม เพื่อเป็นการชดเชย รัฐบาลจีนได้สร้างสถานีพลังงานน้ำบนต้นน้ำของแม่น้ำเหลือง ซึ่งทำหน้าที่เป็นเสาหลักในการควบคุมและกักเก็บพลังงาน

ตามที่ทีมงานของหม่า กล่าวไว้ อ่างเก็บน้ำเหล่านี้ไม่เพียงแต่ช่วยชลประทานพื้นที่แห้งแล้งเท่านั้น แต่ยังช่วยลดค่าใช้จ่ายการควบคุมโครงข่ายไฟฟ้าได้เกือบ 20,000 ล้านหยวน (2,800 ล้านดอลลาร์) อีกด้วย ซึ่งนำมาซึ่งประโยชน์ทางเศรษฐกิจและนิเวศวิทยาอย่างมหาศาล

เทคโนโลยีหลักอีกประการหนึ่งคือการบรรลุถึงการเสริมซึ่งกันและกันระหว่างพลังงานหมุนเวียน สิ่งนี้ต้องใช้ระบบการตรวจจับและควบคุมข้อมูลที่แข็งแกร่งและเชื่อถือได้ กลุ่มของนายหม่า กล่าวว่า โรงไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนเกือบครึ่งหนึ่งได้เข้าร่วมระบบการสนับสนุนซึ่งกันและกันนี้

การแข่งขันพลังงานสะอาดระหว่างสหรัฐฯ และจีน

การจัดหาพลังงานจะเป็นปัจจัยสำคัญในการแข่งขันระหว่างจีนและสหรัฐฯ ที่จะมาถึง รองจากการแข่งขันในด้านปัญญาประดิษฐ์ ตามที่ผู้ประกอบการด้าน AI ที่อยู่ในปักกิ่งกล่าว ก่อนหน้านี้ เพื่อป้องกันไม่ให้จีนมีความก้าวหน้าด้าน AI สหรัฐฯ จึงได้ห้ามการขายชิป AI ขั้นสูงให้กับประเทศที่มีประชากรกว่าหนึ่งพันล้านคนแห่งนี้

“ข้อได้เปรียบของชิปขั้นสูงอยู่ที่การใช้พลังงานที่ลดลงเล็กน้อย แต่เมื่อแหล่งจ่ายไฟของจีนเพิ่มขึ้น บริษัทต่างๆ ของจีนก็สามารถใช้ชิปขั้นสูงน้อยลงเพื่อให้ได้ผลลัพธ์การฝึกอบรม AI ที่คล้ายคลึงกัน” ผู้ประกอบการที่ไม่เปิดเผยชื่อกล่าว พร้อมเสริมว่าการเพิ่มขึ้นของต้นทุนไฟฟ้านั้นเล็กน้อยเมื่อเทียบกับการลงทุนโดยรวมในการแข่งขัน AI

ก่อนเกิดโรคระบาด กำลังการผลิตไฟฟ้าของจีนสูงกว่าของสหรัฐอเมริกาถึงสองเท่า วันนี้จำนวนเพิ่มขึ้นเกือบสามเท่า ราคาไฟฟ้าในสหรัฐฯ มีแนวโน้มเพิ่มขึ้น 20% ตั้งแต่ปี 2021 ถึงปี 2023 เนื่องจากภาวะเงินเฟ้อ ในขณะที่ราคาไฟฟ้าในจีนยังคงมีเสถียรภาพ ในพื้นที่ที่อุดมไปด้วยพลังงานหมุนเวียนบางแห่ง บริษัทจีนยังได้รับส่วนลดมากขึ้นกว่าเดิมอีกด้วย

รัฐบาลจีนกำลังเร่งดำเนินการตามแผนการสร้างศูนย์ข้อมูลและเซิร์ฟเวอร์ AI ในภูมิภาคตะวันตกที่อุดมไปด้วยพลังงาน โดยมุ่งหวังที่จะเพิ่มความสามารถในการแข่งขันในระดับโลกของบริษัทเทคโนโลยียักษ์ใหญ่ในประเทศ เช่น หัวเว่ย

ฮ่วยเฟือง (ตาม SCMP)

แหล่งที่มา