ฟาร์มพลังงานขนาดยักษ์ในทะเลทรายในประเทศจีน

โรงไฟฟ้าขนาดยักษ์ในทะเลทรายจะสูบพลังงานสะอาดราคาถูกเข้าสู่ศูนย์กลางการผลิตของจีน ส่งผลให้มาตรฐานการครองชีพของประเทศสูงขึ้นและเสริมสร้างความสามารถในการแข่งขันของจีนในการแข่งขันด้านเทคโนโลยีขั้นสูง เช่น ปัญญาประดิษฐ์ (AI) ตามที่ นักวิทยาศาสตร์ ชาวจีนกล่าว

พลังของฟาร์มโซลาร์เซลล์ในทะเลทรายของจีน ภาพที่ 1 — แผงโซลาร์เซลล์ที่ฐานพลังงานใหม่ทะเลทรายหนิงเซี่ยเถิงเกอ หนึ่งในฐานพลังงานหมุนเวียนในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีน ภาพ: AFP

แหล่งพลังงานสะอาดจากทะเลทรายที่ไม่มีที่สิ้นสุด

ภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีนประกอบด้วยสามมณฑล ได้แก่ ส่านซี กานซู่ ชิงไห่ และเขตปกครองตนเองหนิงเซี่ยและซินเจียง พื้นที่กว่า 3 ล้านตารางกิโลเมตร ถือเป็นพื้นที่ที่มีขนาดใหญ่กว่าประเทศอินเดีย และได้รับการยกย่องว่าเป็นหนึ่งในภูมิภาคที่พัฒนาน้อยที่สุดและยากจนที่สุดของจีนมาอย่างยาวนาน

ระยะทางที่ไกลจากมหาสมุทรและภูมิประเทศที่ขรุขระซึ่งมีลักษณะเป็นทะเลทรายอันกว้างใหญ่ เช่น โกบีและทักลิมากัน ทำให้ภูมิภาคนี้มีประชากรเบาบาง

อย่างไรก็ตาม ภูมิภาคนี้อุดมไปด้วยทรัพยากรธรรมชาติ รวมถึงน้ำมัน ถ่านหิน และพลังงานสีเขียวที่มีอยู่มากมาย โดยให้พลังงานแสงอาทิตย์แก่จีนถึง 60% และพลังงานลมหนึ่งในสาม

จากการประมาณการของนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรผู้นำการปฏิวัติพลังงาน กำลังการผลิตติดตั้งในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีนอยู่ที่ประมาณ 500 กิกะวัตต์ เมื่อรวมกับพื้นที่ทะเลทรายโกบีอันกว้างใหญ่ในมองโกเลียในที่อยู่ใกล้เคียง กำลังการผลิตจะสูงถึง 600 กิกะวัตต์

เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว โรงไฟฟ้าทั้งหมดของสหรัฐฯ จะสามารถผลิตพลังงานได้ราว 1,100 กิกะวัตต์ ภายในสิ้นปี 2565 ตามข้อมูลของสำนักงานสารสนเทศด้านพลังงานสหรัฐฯ

ที่น่าทึ่งคือ โรงไฟฟ้าเหล่านี้มากกว่าครึ่งหนึ่งในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีนใช้พลังงานธรรมชาติ ได้แก่ พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ แม้ว่าธรรมชาติจะเป็นสิ่งที่คาดเดาไม่ได้ แต่โรงไฟฟ้าพลังงานสีเขียวเหล่านี้ยังคงมีอัตราการใช้ประโยชน์เฉลี่ยมากกว่า 95%

ตามที่นักวิทยาศาสตร์ได้กล่าวไว้ ไม่มีโครงข่ายไฟฟ้าระดับภูมิภาคขนาดใหญ่แห่งใดที่สามารถบูรณาการพลังงานหมุนเวียนในปริมาณมากได้อย่างราบรื่นเช่นนี้ ในขณะที่ยังคงรักษาอัตราการใช้ประโยชน์ที่สูงตลอดทั้งปีเอาไว้ได้

กลยุทธ์ระยะยาวและศักยภาพ

ย้อนกลับไปตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 1980 เฉียน เสว่เซิน นักวิทยาศาสตร์ผู้ร่วมก่อตั้งห้องปฏิบัติการขับเคลื่อนไอพ่นของนาซา และต่อมาเป็นผู้ผลักดันโครงการอวกาศของจีน ได้เล็งเห็นถึงการนำพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์อันมหาศาลจากทะเลทรายโกบีมาใช้เป็นพลังงานไฟฟ้าให้กับประเทศ ในขณะนั้น ข้อจำกัดทางเทคโนโลยีทำให้แนวคิดนี้กลายเป็นเพียงความฝันลมๆ แล้งๆ

แต่บัดนี้ “โครงข่ายไฟฟ้าภาคตะวันตกเฉียงเหนือได้นำเฟสแรกของระบบพลังงานประเภทใหม่นี้มาสู่ชีวิตแล้ว” ศาสตราจารย์ Ma Xiaowei และทีมงานจากสาขาตะวันตกเฉียงเหนือของ China Power Grid Corporation และมหาวิทยาลัย Xi’an Jiaotong เขียนไว้ในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารวิชาการของจีนเรื่อง Power System and Clean Energy เมื่อเดือนที่แล้ว

กำลังการผลิตพลังงานหมุนเวียนที่ติดตั้งในภูมิภาคนี้ได้ถึง 230 กิกะวัตต์ โดยครึ่งหนึ่งถูกส่งผ่านสายส่งไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูงพิเศษ 10 สายไปยังจังหวัดชายฝั่งตะวันออกที่มีประชากรหนาแน่น

สายส่งไฟฟ้าเหล่านี้ทอดยาวหลายพันกิโลเมตร ทอดยาวเกือบเท่าความกว้างของประเทศจีน ทำให้โครงข่ายไฟฟ้าภาคตะวันตกเฉียงเหนือเป็น "โครงข่ายไฟฟ้าระดับภูมิภาคที่มีขนาดใหญ่ที่สุดและทรงพลังที่สุดใน โลก " นายหม่าและเพื่อนร่วมงานกล่าวในรายงานของพวกเขา

เป็นเวลาหลายทศวรรษที่สหภาพยุโรป (EU) ได้ใช้ศักยภาพ ทางเศรษฐกิจ ประชากรจำนวนมาก และกลุ่มล็อบบี้ด้านสิ่งแวดล้อม เพื่อนำการเปลี่ยนผ่านสู่พลังงานสีเขียวและต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ บริษัทยักษ์ใหญ่ระดับโลกอย่าง Siemens ในเยอรมนี และ Schneider Electric ในฝรั่งเศส ได้ขับเคลื่อนความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและความเชี่ยวชาญในสาขานี้

แต่หลังจากการเปรียบเทียบอย่างละเอียดแล้ว ทีมของนายหม่าพบว่าโครงข่ายไฟฟ้าภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีนยังแซงหน้าสหภาพยุโรปในตัวชี้วัดการใช้พลังงานหมุนเวียนหลัก และไปถึงระดับชั้นนำของโลก

พลังของฟาร์มโซลาร์เซลล์ในทะเลทรายของจีน ภาพที่ 2 — แผงโซลาร์เซลล์ปกคลุมทะเลทราย ภาพ: รอยเตอร์

ความท้าทายและอุปสรรค

หากทะเลทรายทั้งหมดบนโลกถูกปกคลุมด้วยแผงโซลาร์เซลล์และกังหันลม พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้จะเกินความต้องการของมนุษย์ในปัจจุบันอย่างมาก แต่วิสัยทัศน์นี้ดูเหมือนจะไม่สมจริงเนื่องจากอุปสรรคทางเทคนิค เช่น ความยากลำบากในการส่งไฟฟ้าปริมาณมากในระยะทางไกล โครงข่ายไฟฟ้าแบบดั้งเดิมยังไม่สามารถรับมือกับความผันผวนอย่างมากของพลังงานหมุนเวียนได้

เมื่อเผชิญกับความท้าทายนี้ วิศวกรชาวจีนได้ลองใช้มาตรการบางอย่างและได้เรียนรู้บทเรียนอันมีค่ามากมาย บทความของคุณหม่าระบุว่า ในปี 2014 กังหันลมตัวหนึ่งทำให้เกิดกระแสไฟฟ้ากระชากที่วิ่งเป็นระยะทาง 400 กิโลเมตร ทำลายฟาร์มกังหันลมอีกแห่งหนึ่ง

การเติบโตอย่างก้าวกระโดดของพลังงานหมุนเวียนในจีนในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมายิ่งทำให้ปัญหาเหล่านี้ทวีความรุนแรงขึ้น การเปลี่ยนแปลงของแสงแดดและสภาพอากาศอาจทำให้กำลังการผลิตไฟฟ้าในเครือข่ายไฟฟ้าทางตะวันตกเฉียงเหนือของจีนผันผวนมากถึง 50 กิกะวัตต์ต่อวัน ซึ่งเทียบเท่ากับกำลังการผลิตรวมของเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ทั้งหมดในฝรั่งเศส

เพื่อรับมือกับความท้าทายนี้ จีนได้สร้างสายส่งไฟฟ้ากระแสตรงระยะไกลแรงดันสูงที่ก้าวหน้าที่สุดในโลก ซึ่งช่วยลดการสูญเสียพลังงานระหว่างการส่งสัญญาณระยะไกลได้อย่างมีประสิทธิภาพ

นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรในประเทศจีนได้ใช้ AI เพื่อคาดการณ์กำลังการผลิตไฟฟ้าล่วงหน้าได้ถึง 10 วัน โดยการวิเคราะห์ข้อมูลเซ็นเซอร์จำนวนมาก “ภายใต้สภาพอากาศที่คงที่ ความแม่นยำในการทำนายจะสูงมาก” ทีมงานของหม่าเขียนไว้

โรงไฟฟ้าถ่านหินเคยทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานหลักในการรักษาเสถียรภาพระบบไฟฟ้าของจีน แต่ในภาคตะวันตกเฉียงเหนือกลับถูกบดบังด้วยการเติบโตอย่างรวดเร็วของพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม เพื่อชดเชยปัญหานี้ รัฐบาลจีนจึงได้สร้างโรงไฟฟ้าพลังน้ำเหนือแม่น้ำเหลือง ซึ่งทำหน้าที่เป็นแกนหลักของการควบคุมและกักเก็บพลังงาน

ตามรายงานของทีมนายหม่า อ่างเก็บน้ำเหล่านี้ไม่เพียงแต่ช่วยชลประทานพื้นที่แห้งแล้งเท่านั้น แต่ยังช่วยลดต้นทุนการควบคุมโครงข่ายไฟฟ้าได้เกือบ 20,000 ล้านหยวน (2,800 ล้านดอลลาร์) ส่งผลดีต่อเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมอย่างมหาศาล

เทคโนโลยีหลักอีกประการหนึ่งคือการบรรลุถึงการเสริมซึ่งกันและกันระหว่างพลังงานหมุนเวียน ซึ่งจำเป็นต้องมีระบบตรวจจับและควบคุมข้อมูลที่แข็งแกร่งและเชื่อถือได้ ทีมงานของนายหม่ากล่าวว่าเกือบครึ่งหนึ่งของโรงงานผลิตพลังงานหมุนเวียนได้เข้าร่วมระบบสนับสนุนซึ่งกันและกันนี้แล้ว

การแข่งขันพลังงานสะอาดระหว่างสหรัฐฯ และจีน

การจัดหาพลังงานจะเป็นปัจจัยสำคัญในการแข่งขันระหว่างจีนและสหรัฐอเมริกา รองจากการแข่งขันด้านปัญญาประดิษฐ์ ตามคำกล่าวของผู้ประกอบการด้าน AI ในกรุงปักกิ่ง เพื่อป้องกันไม่ให้จีนพัฒนา AI ก้าวหน้า สหรัฐฯ จึงสั่งห้ามการขายชิป AI ขั้นสูงให้กับประเทศที่มีประชากรกว่าหนึ่งพันล้านคนแห่งนี้

“ข้อได้เปรียบของชิปขั้นสูงส่วนใหญ่อยู่ที่การใช้พลังงานที่ต่ำกว่าเล็กน้อย แต่เมื่อจีนมีการใช้พลังงานเพิ่มขึ้น บริษัทจีนก็สามารถใช้ชิปขั้นสูงน้อยกว่าเพื่อให้ได้ผลลัพธ์การฝึกอบรม AI ที่ใกล้เคียงกัน” ผู้ประกอบการที่ไม่เปิดเผยชื่อกล่าว พร้อมเสริมว่าต้นทุนค่าไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นนั้นแทบไม่มีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับการลงทุนโดยรวมในการแข่งขันด้าน AI

ก่อนเกิดการระบาดใหญ่ จีนมีกำลังการผลิตไฟฟ้ามากกว่าสหรัฐอเมริกาถึงสองเท่า แต่ปัจจุบันเพิ่มขึ้นเกือบสามเท่า ราคาไฟฟ้าในสหรัฐอเมริกาคาดว่าจะเพิ่มขึ้น 20% ระหว่างปี 2564 ถึง 2566 เนื่องจากภาวะเงินเฟ้อ ขณะที่ราคาไฟฟ้าในจีนยังคงทรงตัว ในบางพื้นที่ที่ใช้พลังงานหมุนเวียนสูง บริษัทจีนยังได้รับส่วนลดมากขึ้นไปอีก

รัฐบาลจีนกำลังเร่งแผนการสร้างศูนย์ข้อมูลและเซิร์ฟเวอร์ AI ในภูมิภาคตะวันตกที่อุดมไปด้วยพลังงาน โดยมีเป้าหมายที่จะกระตุ้นขีดความสามารถการแข่งขันระดับโลกของบริษัทเทคโนโลยียักษ์ใหญ่ในประเทศ เช่น หัวเว่ย

ฮ่วยเฟือง (ตาม SCMP)

แหล่งที่มา