กฟผ. ศึกษาโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ SMR ชูแนวทางพัฒนาไทยลดคาร์บอน

ประเทศไทยที่กำลังพัฒนาแผนกำลังการผลิตไฟฟ้าของประเทศ (PDP) ฉบับใหม่อยู่นั้น สร้างความสนใจให้กับประชาชนคนไทยเป็นอย่างมาก หลังจากได้บรรจุการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานนิวเคลียร์ขนาดเล็ก หรือ Small Modular Reactors (SMR) ซึ่งบรรจุไว้ในปลายแผน PDP2024 ระหว่างปี 2577-2580 จำนวน 3 เครื่อง กำลังผลิตเครื่องละประมาณ 100 เมกะวัตต์ รวม 300 เมกะวัตต์ ซึ่งถือเป็นการกล่าวถึงการผลิตไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีความชัดเจนที่สุด

โดย SMR หรือโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดเล็ก คือเทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานนิวเคลียร์ที่มีขนาดเล็กและสามารถผลิตไฟฟ้าในปริมาณที่น้อยกว่ารุ่นที่ใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั่วไป ซึ่งมีจุดเด่นหลายประการ เช่น ขนาดเล็กและยืดหยุ่น โดย SMR ออกแบบมาให้สามารถสร้างและติดตั้งได้ง่ายกว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่ ซึ่งสามารถผลิตไฟฟ้าได้ตั้งแต่ไม่กี่สิบถึงหลายร้อยเมกะวัตต์ ขึ้นอยู่กับการออกแบบ ความปลอดภัยสูง เนื่องจากเทคโนโลยี SMR ใช้ระบบความปลอดภัยที่มีการป้องกันการเกิดอุบัติเหตุระดับสูง รวมถึงการออกแบบที่ช่วยลดความเสี่ยงจากการหลอมละลายของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์

การพัฒนาและต้นทุนที่ต่ำกว่า เนื่องจากขนาดเล็กและสามารถผลิตและประกอบในโรงงานได้ ทำให้มีต้นทุนการก่อสร้างที่ต่ำกว่าและใช้เวลาน้อยกว่าในการสร้าง การใช้งานที่ยืดหยุ่น เพราะ SMR สามารถใช้ได้ทั้งในพื้นที่ห่างไกล หรือในพื้นที่ที่มีความต้องการพลังงานไม่สูงมาก และ การใช้เทคโนโลยีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เนื่องจากเป็นแหล่งพลังงานสะอาด ไม่ปล่อยก๊าซเรือนกระจก

โดยข้อดีของโรงไฟฟ้า SMR ได้แก่ 1.ช่วยเสริมความมั่นคงระบบไฟฟ้า เพราะสามารถผลิตไฟฟ้าในปริมาณมากได้อย่างต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมง โดยมีต้นทุนค่าไฟฟ้าที่แข่งขันได้ เนื่องจากใช้เชื้อเพลิงน้อย (เชื้อเพลิง 1 แท่ง ผลิตไฟฟ้าได้ต่อเนื่องนานถึง 24 เดือน) และราคาเชื้อเพลิงไม่ผันผวนเหมือนก๊าซธรรมชาติและน้ำมัน 2.เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ผลิตไฟฟ้าโดยไม่มีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 3.ใช้พื้นที่น้อย ประมาณ 100 ไร่ (โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั่วไปใช้ประมาณ 1,000 ไร่) 4.ลดระยะเวลาในการก่อสร้างเหลือประมาณ 3-4 ปี (โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั่วไปใช้เวลาก่อสร้าง 5-6 ปี)

5.สามารถใช้งานได้หลากหลาย ทั้งผลิตไฟฟ้า ผลิตความร้อนสำหรับอุตสาหกรรม และผลิตไฮโดรเจน 6.อุปกรณ์หลักประกอบเบ็ดเสร็จจากโรงงาน ทำให้สามารถควบคุมมาตรฐานการผลิตและมาตรฐานความปลอดภัยได้ดียิ่งขึ้น 7.การจัดทำแผนฉุกเฉินสำหรับ SMR มีรัศมีน้อยกว่า 1 กิโลเมตร (โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั่วไปมีรัศมีประมาณ 16 กิโลเมตร) และ 8.ระบบความปลอดภัยอาศัยหลักธรรมชาติ ไม่ต้องใช้ไฟฟ้า ทำให้มีความปลอดภัยสูง

ขณะที่ข้อจำกัดของโรงไฟฟ้า SMR ได้แก่ 1.โรงไฟฟ้า SMR ยังไม่ได้นำไปใช้อย่างกว้างขวางสำหรับการผลิตไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ 2.ใช้เงินลงทุนสูงกว่าโรงไฟฟ้าอื่นๆ เนื่องจากมีระบบความปลอดภัยและการป้องกันรังสีที่เข้มงวด 3.การสร้างความเข้าใจและการยอมรับของประชาชนต่อโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ และ 4.ต้องมีการจัดการกากกัมมันตรังสีและเชื้อเพลิงใช้แล้ว

เมื่อเปรียบเทียบถึงข้อดีและข้อจำกัดของโรงไฟฟ้าดังกล่าวแล้ว อาจจะทำให้ในอนาคต SMR เป็นทางเลือกสำคัญในการผลิตพลังงานสะอาด และสามารถตอบโจทย์ความต้องการพลังงานในอนาคตได้อย่างยั่งยืน ด้วยเหตุนี้เอง การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) ที่ถือเป็นหน่วยงานผู้นำด้านการผลิตไฟฟ้าของประเทศ จำเป็นที่จะต้องให้ความสำคัญกับเทคโนโลยีดังกล่าว จึงได้เดินหน้าถอดบทเรียนแนวทางการเปลี่ยนผ่านสู่พลังงานสะอาดของไทยให้ยั่งยืน มุ่งสู่เป้าหมาย Carbon Neutrality โดยศึกษาพัฒนาโรงไฟฟ้า SMR อัปเดตเทรนด์พลังงานสะอาดของมณฑลไห่หนาน สาธารณรัฐประชาชนจีน

นายเทพรัตน์ เทพพิทักษ์ ผู้ว่าการการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) เปิดเผยว่า มณฑลไห่หนานหรือเกาะไหหลำ เป็นเขตเศรษฐกิจพิเศษของจีนที่รัฐบาลกลางจีนตั้งเป้าหมายภายในปี 2568 พลังงานที่ใช้ในมณฑลไห่หนาน 50% ต้องมาจากพลังงานสะอาด สู่การเป็นเกาะพลังงานสะอาด (Clean Energy Island: CEI) ภายในปี 2573 โดยมีเป้าหมายเพิ่มสัดส่วนการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานนิวเคลียร์เป็น 54% พลังงานแสงอาทิตย์ 20% และพลังงานลม 15%

โรงไฟฟ้า SMR ทางเลือกใหม่ที่น่าสนใจ

โรงไฟฟ้า Hainan Changjiang NPP เป็นหนึ่งในตัวอย่างของการพัฒนาการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานสะอาดอย่างก้าวกระโดดของมณฑลไห่หนาน เนื่องจากเป็นพื้นที่ตั้งของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ที่มีทั้งขนาดใหญ่ที่เดินเครื่องแล้ว และขนาดเล็ก (SMR: Small Modular Reactor) ซึ่งอยู่ในระหว่างการก่อสร้าง โดยโรงไฟฟ้า SMR ที่เข้าชมในครั้งนี้มีชื่อว่า ACP100 หรือ Linglong One มีกำลังผลิต 125 เมกะวัตต์ (MWe) เป็นเทคโนโลยีที่ทันสมัย ออกแบบพัฒนาโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จากขนาดใหญ่ให้มีขนาดเล็กลง มีความปลอดภัยสูงขึ้น โดยลดความซับซ้อนของอุปกรณ์ ออกแบบให้ระบบเชื้อเพลิงและระบบผลิตไอน้ำอยู่ภายในโมดูลปฏิกรณ์แบบสำเร็จรูปจากโรงงาน ซึ่งมีขนาดเล็ก สูง 10.8 เมตร เส้นผ่าศูนย์กลาง 4 เมตร หรือเทียบเท่ารถบัส 1 คัน หนักประมาณ 300 ตัน

โดยใช้เทคโนโลยีน้ำอัดแรงดัน หรือ PWR (Pressurized Water Reactor) ซึ่งใช้น้ำเป็นตัวกลางระบายความร้อน สามารถหยุดการทำงานได้เองเมื่อเกิดเหตุฉุกเฉิน ระบบระบายความร้อนไม่ต้องพึ่งพาไฟฟ้า ส่วนเชื้อเพลิงที่ใช้คือ ยูเรเนียมออกไซด์ (ความเข้มข้นของ U-235 น้อยกว่า 5%) ปล่อยพลังงานความร้อนจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน สามารถผลิตไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่ต้องเปลี่ยนเชื้อเพลิงนานถึง 24 เดือน โดยคาดว่าจะเริ่มจ่ายไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ภายในปี 2569 จะมีอายุการใช้งานถึง 60 ปี โดยใช้ขนาดพื้นที่ของโรงไฟฟ้าเพียง 125 ไร่เท่านั้น

โรงไฟฟ้า SMR เป็นโรงไฟฟ้าที่ตอบโจทย์ทั้งความมั่นคงของระบบไฟฟ้า สามารถผลิตไฟฟ้าได้ตลอด 24 ชั่วโมง ไม่มีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และมีต้นทุนค่าไฟฟ้าที่แข่งขันได้ เพราะแร่ยูเรเนียมที่เป็นเชื้อเพลิงมีจำนวนมาก ราคาต่ำ ใช้ในปริมาณน้อย และไม่มีการผูกขาดเหมือนน้ำมันและก๊าซธรรมชาติจึงไม่มีความผันผวนของราคาเชื้อเพลิง สำหรับประเทศไทยอยู่ในสถานะรอความชัดเจน จากแผน PDP2024

ทั้งนี้ กฟผ.ได้ศึกษาความเป็นไปได้ของเทคโนโลยีนิวเคลียร์และพัฒนาบุคลากรเพื่อรองรับการพัฒนาโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มานานกว่า 17 ปี และติดตามเทคโนโลยี SMR จากหลายประเทศทั่วโลก อาทิ อเมริกา รัสเซีย เกาหลีใต้ และจีน เพื่อศึกษาเทคโนโลยีที่เหมาะสมกับประเทศไทย

“ทั่วโลกต่างมีความต้องการไฟฟ้าสีเขียวเพื่อมุ่งสู่เป้าหมาย Carbon Neutrality โดยเฉพาะการเพิ่มสัดส่วนการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน แต่ด้วยข้อจำกัดเรื่องเสถียรภาพ ไม่สามารถจ่ายไฟฟ้าได้ตลอด ซึ่งการจะทำให้จ่ายไฟฟ้าได้ต่อเนื่อง 24 ชั่วโมง ต้นทุนจะค่อนข้างสูง กฟผ.จึงมองหาพลังงานทางเลือกใหม่ซึ่งหลายประเทศทั่วโลกต่างให้ความสนใจและบรรจุไว้ในแผนพัฒนาการผลิตไฟฟ้าของประเทศ คือ โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ขนาดเล็ก หรือ SMR เพราะตอบโจทย์ทั้งความมั่นคงของระบบไฟฟ้า ไม่มีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และมีต้นทุนค่าไฟฟ้าที่แข่งขันได้” นายเทพรัตน์ กล่าว

โดยออกแบบโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ให้มีขนาดเล็กลง ออกแบบให้ระบบเชื้อเพลิงและระบบผลิตไอน้ำอยู่ภายในโมดูลเดียวกัน ลดความซับซ้อนของระบบทำให้มีความปลอดภัยสูงขึ้น สามารถหยุดการทำงานได้เองเมื่อเกิดเหตุฉุกเฉิน มีระบบระบายความร้อนไม่ต้องพึ่งพาไฟฟ้า อีกทั้งแร่ยูเรเนียมเป็นเชื้อเพลิงที่มีจำนวนมาก ราคาต่ำ ใช้ปริมาณน้อยแต่ให้พลังงานความร้อนมหาศาล ซึ่งสามารถผลิตไฟฟ้าได้อย่างต่อเนื่องนานถึง 24 เดือนจึงจะหยุดเดินเครื่องเพื่อเปลี่ยนเชื้อเพลิงบางส่วน

สำหรับโรงไฟฟ้า Linglong One ในมณฑลไห่หนาน สาธารณรัฐประชาชนจีน ถือเป็นโรงไฟฟ้า SMR บนพื้นดินเชิงพาณิชย์รุ่นแรกของโลก ซึ่ง กฟผ.มองว่าเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่น่าสนใจและต้องเร่งศึกษา รวมถึงเทคโนโลยี SMR ของประเทศอื่นๆ ซึ่งมีการพัฒนามากกว่า 80 แบบ จาก 18 ประเทศทั่วโลก ต้องนำมาเปรียบเทียบว่าเทคโนโลยีใดดีที่สุดและเหมาะสมกับประเทศไทย ควบคู่กับการสร้างความรู้ความเข้าใจแก่ประชาชนผ่านสื่อต่างๆ รวมทั้งหารือกับกระทรวงศึกษาธิการเพื่อบรรจุอยู่ในหลักสูตรสำหรับนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาและมหาวิทยาลัยเพื่อให้เกิดความเข้าใจถึงการทำงานและข้อดีของโรงไฟฟ้า SMR และเกิดการยอมรับ ด้าน กฟผ.ได้ศึกษาความเป็นไปได้และพัฒนาบุคลากรเพื่อรองรับการพัฒนาโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มานานกว่า 17 ปีแล้ว

ส่วนการประเมินเงินลงทุนก่อสร้างโรงไฟฟ้า SMR คาดว่าจะสูงกว่าโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมประมาณ 2-3 เท่า แต่เนื่องจากโรงไฟฟ้า SMR มีอายุการใช้งาน 60 ปี และมีต้นทุนค่าเชื้อเพลิงที่ต่ำมาก ดังนั้นหากคำนวณต้นทุนค่าไฟฟ้าเฉลี่ยตลอดอายุของโรงไฟฟ้าก็ถือว่าใกล้เคียงกับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม และในอนาคตมูลค่าการลงทุนโรงไฟฟ้า SMR ก็จะถูกลงอีก ทำให้ต้นทุนค่าไฟฟ้ามีราคาที่แข่งขันได้มากยิ่งขึ้น

“ไฟฟ้าเป็นโครงสร้างพื้นฐานของประเทศ และเป็นต้นทุนของทุกอุตสาหกรรม ดังนั้นการพัฒนาโรงไฟฟ้า SMR ที่ตอบโจทย์ความมั่นคง ไฟฟ้าสีเขียว และมีราคาแข่งขันได้ จะช่วยเพิ่มศักยภาพทางเศรษฐกิจและการแข่งขันของประเทศ” นายเทพรัตน์ กล่าว.