โลกที่ไร้แบตเตอรี่

คอลัมน์ Everlasting Economy จากหนังสือพิมพ์กรุงเทพธุรกิจ ฉบับเดือน มิถุนายน 2563
โดย ชัยวัฒน์ โควาวิสารัช

ความเสียหายต่อเศรษฐกิจโลกของโควิด-19 ยังไม่สามารถคำนวณได้และไม่ทราบว่าจะลากยาวอีกนานเท่าไหร่ และเริ่มมีนักนิเวศวิทยาและสิ่งแวดล้อมมาให้ความเห็นว่า โควิดเป็นแค่บริบทของสิ่งที่จะตามมา คือ ภาวะโลกร้อนหรือ climate change ซึ่งผลกระทบอาจจะหนักหนาสาหัสกว่าโควิดอีกเมื่อโลกกลมๆ ใบนี้คำรามมากกว่านี้ เราจึงเห็นหลายรัฐบาลที่ถือโอกาสกระตุ้นเศรษฐกิจผ่านการผันงบประมาณที่จะทำให้เกิดการเปลี่ยนผ่าน โดยเฉพาะด้านพลังงาน หรือ energy transition เช่นรัฐบาลเยอรมันที่จัดสรรงบเป็นหมื่นล้านบาทเพื่อติดตั้งสถานีชาร์จรถยนต์ในปั้มน้ำมัน เป็นต้น

การเปลี่ยนผ่านทางพลังงานที่สำคัญคือพลังงานหมุนเวียน (renewable energy ) โดยเฉพาะพลังงานไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ ลม และน้ำ แต่ด้วยความที่ผลิตไม่ต่อเนื่อง (intermittent) ทำให้ต้องมีการพัฒนาแบตเตอรี่ต่างๆ เพื่อมาตอบโจทย์ อันรวมถึงแบตเตอรี่ในรถยนต์ไฟฟ้าด้วย วันนี้ผมจะขอชวนคุยถึงแบตเตอรี่อีกกลุ่มหนึ่งที่อยู่กับเรามานาน และเมื่อเทคโนโลยีก้าวหน้าแล้ว มีการมองว่าจะลดการใช้ลงหรือกำจัดไม่ใช้ไปเลย แบตเตอรี่ที่ว่านี้คือ กลุ่มแบตเตอรี่ขนาดเล็กแบบที่ใช้ในรีโมท (แบบ AA หรือ AAA) หรือพวกที่อยู่ในนาฬิกาหรือจอป้ายอิเล็กทรอนิกส์นั่นเองครับ

การเกิดของ 5G และ IoT (Internet of Things) จะทำให้มีการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์เล็กๆ หรือที่เราเรียกว่า อุปกรณ์อัจฉริยะ (smart devices) จำนวนมาก ไม่ว่าจะเป็นลำโพง เซ็นเซอร์ จอป้ายแสดงผลต่างๆ ซึ่งว่ากันว่าในปี 2025 โลกจะมีอุปกรณ์เล็กๆ นี้กว่า 42,000 ล้านชิ้น และทุกชิ้นจะต้องใช้แบตเตอรี่ขนาดเล็กเพื่อให้ไร้สายและส่งผ่านสัญญาณกันได้ ตอนติดตั้งครั้งแรกยังไม่เท่าไหร่ แต่ถ้าลองนึกภาพว่าโลกต้องเปลี่ยนถ่านใส่อุปกรณ์กว่า 4 หมื่นล้านชิ้นทุกปี จะต้องใช้แรงงานขนาดไหน แล้วยังต้องเพิ่มขยะอีกเท่าไหร่ จึงมีสตาร์ทอัพที่เริ่มทำงานเพื่อตอบโจทย์ดังกล่าว

Walmart ซึ่งเป็นบริษัทค้าปลีกสัญชาติอเมริกันรายใหญ่ของโลกต้องการที่จะเปลี่ยนป้ายราคาสินค้าจากป้ายกระดาษเป็นป้ายอิเล็กทรอนิกส์ เพราะจะทำให้สามารถปรับราคาระหว่างวันได้ (เช่นขายแพงขึ้นในชั่วโมงเร่งด่วน) หรือจัดโปรโมชั่นเป็นกลุ่มๆ แล้วเปลี่ยนกลับโดยไม่ต้องเสียเวลาเปลี่ยนป้าย โดยมีสินค้าในร้าน 5,000 - 30,000 SKUs การมีป้ายอิเล็กทรอนิกส์จึงสะดวกมาก ปัญหาของป้ายดังกล่าวคือใช้ไฟจึงต้องมีแบตเตอรี่ ซึ่งหมายถึงว่าต้องคอยเปลี่ยนทุกๆ 6 เดือนหรือถี่กว่านั้น เพื่อแก้ปัญหาการเปลี่ยนแบตเตอรี่ที่หมด จึงได้ทำงานร่วมกับสตาร์ทอัพชื่อ Ossia เพื่อพัฒนาเทคโนโลยี Cota - Charging over the air โดยใช้คลื่นวิทยุซึ่งเป็นคลื่นที่ไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ ในการชาร์จอุปกรณ์ผ่านยานแม่หรือ Cota Tile ที่ส่งพลังงานขนาด 20 วัตต์ โดยอุปกรณ์ที่อยู่ในรัศมี 1 เมตรจะได้รับประมาณ 6 วัตต์ และในรัศมี 2 เมตรจะได้รับประมาณ 2-3 วัตต์ ทำให้ป้ายสินค้าที่ใช้ไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยทำงานได้ตลอด ไม่จำเป็นต้องชาร์จแบตเตอรี่เลย

อีกศาสตร์หนึ่งที่มีการพัฒนาก็คือโซล่าร์เซลล์ ที่มีการใช้แร่ธาตุอื่นที่ไม่ใช้ซิลิคอนที่ให้ประสิทธิภาพประมาณ 17-20% ในปัจจุบัน (จัดว่าสูงมากเพราะแผงโซล่าร์รุ่นแรกๆ มีประสิทธิภาพประมาณ 12% เท่านั้นเอง) แต่ใช้ semiconductor อีกกลุ่มที่อยู่ในตารางธาตุกลุ่ม III (aluminum, gallium, indium ) และกลุ่ม V (phosphorus and arsenic) มาทำเป็นฟิล์มรับแสงสองชั้น ปรากฎว่าสร้างปรากฏการณ์ที่มีประสิทธิภาพสูงถึง 57% หรือมีนักวิทยาศาสตร์อีกกลุ่มหนึ่งจาก Oxford University ที่ใช้ Perovskites ที่สามารถเป็นตัวนำไฟฟ้าได้เป็นวัสดุ สามารถทำให้แผงโซล่าร์มีประสิทธิภาพมากถึง 30% ผลิตไฟได้มากขึ้น แต่การประยุกต์ใช้ที่สำคัญคือสามารถตอบสนองกับแสงไฟจากหลอดไฟบ้านบนเพดานได้ (แสงไฟจากหลอดไฟมีกำลังน้อยมากเมื่อเทียบกับแสงแดด และเทคโนโลยีปัจจุบันไม่สามารถแปลงแสงดังกล่าวเป็นไฟฟ้าได้) โดย 2 นักวิจัย Thomas Brown จาก Tor Vergata University of Rome และ John Fahlteich จาก Fraunhofer Institute ประเทศเยอรมนี ได้นำแผงดังกล่าวมาใช้กับรีโมทในบ้าน ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่อีกต่อไป ว่ากันว่าแสงสว่างนั้นมีไว้เพื่อทำให้ตาเรามองเห็นสิ่งของ แต่ส่วนของแสงสว่างที่ไม่ได้เข้าตาก็ถือเป็นความสูญเสียที่ไม่จำเป็นหรือขยะ (waste) และเมื่อสามารถเอาใช้ขับเคลื่อนในเซ็นเซอร์ต่างๆ คงเป็นประโยชน์ไม่น้อยทีเดียว

การมาของ IoT และ 5G จะทำให้มีการใช้แบตเตอรี่ขนาดเล็กจำนวนมากซึ่งมีอายุใช้งานไม่นาน และอาจจะเป็นเหตุให้เกิดขยะเป็นจำนวนมาก การใช้แนวคิดจากกลุ่ม IT ที่ทดแทน hard drive ด้วย flash drive ในมือถือหรือ smart watch แล้วนำ hard drive ไปใช้ใน data storage ขนาดใหญ่ๆ จึงเป็นแนวคิดที่ถูกนำมาต่อยอดเช่นกัน โดยที่แบตเตอรี่ขนาดเล็กจะถูกทดแทนด้วยโซลาร์ประสิทธิ์สูงหรือ automatic recharge แล้วแบตเตอรี่จะมีกำลังมากขึ้น ใหญ่ขึ้น เพื่อถูกนำไปใช้ในระดับ grid storage หรือ รถ EV ซึ่งไว้ผมจะมาชวนคุยต่อไปนะครับ