เนื่องจากข้อมูลที่ผมได้มานั้นมันเยอะมากๆ ถ้าจะเอามาเขียนเป็น paragraph(บทความ)นั้นคิดว่าน่าจะต้องใช้เวลาอ่านประมาณ 45-60 นาที และบทความที่ผมเขียนแบบนั้นจะกลายเป็น research paper (บทความวิจัยซึ่งน่าเบื่อมากๆ) แทนที่ควรจะบทความที่หาอ่านง่ายๆ ตามอินเตอร์เน็ต
ผมจึงจับแต่ใจความสำคัญของแต่ล่ะบทความและนำมาย่อยอีกที เพื่อให้ทุกท่านได้อ่านจบครบที่เดียวแบบรวดเร็วทันใจนะครับ
Semi Solid Battery คืออะไร?
เทคโนโลยี Semi Solid Battery นั้นเป็นลิขสิทธิ์ของบริษัท 24M (เดี๋ยวผมจะเล่าเรื่องราวบริษัทคร่าวๆ ให้หัวข้อถัดไปนะครับ) โดยเทคโนโลยี Semi Solid lithium-ion battery (กึ่งของแข็งกับแบตลิเธียม)แตกต่างออกไปจากเทคโนโลยีแบตเตอรีประเภทลิเธียมอย่างสิ้นเชิง ทั้งด้านการกักเก็บพลังงาน (Wh/kg ซึ่งสามารถอ่านต่อได้ที่หัวข้อด้านล่างนี้นะครับ)
ตัวแบตนั้นได้รับการออกแบบจากบริษัท 24M ซึ่งประกอบไปด้วย an ionically conductive(ตัวนำไฟฟ้าไออน) และ non-permeable separator (แผ่นกั้นป้องกันการซึมแทรกผ่านของสารเคมีในแบต) เพื่อจะแยกระหว่าง anolyte ( ส่วนของ electrolyte ที่ใกล้ขั้วบวกระหว่างขบวนการ electrolysis (ano (de) + (electro) lyte) จาก catholyte (คาโธรไลต์ หรือเรียกสั้นๆ ว่า ตัวนำไฟฟ้าขั้วลบ)
หมายเหตุ : electrolyte (อิเล็กโทรไลต์)คือสารที่สามารถแตกตัวเป็นไอออนอิสระเมื่อละลายน้ำหรือหลอมเหลว ทำให้สามารถนำไฟฟ้าได้เนื่องจากโดยทั่วไป
โดยตัวแบตของ semi solid state นั้นแตกต่างจาก lithium-ion อย่างสิ้นเชิงเพราะว่า วัสดุที่นำมาสร้างนั้นไม่มีการนำแร่โลหะต่างๆ เช่น ทองแดง, หรือ อลูมิเนียม มาสร้างทำให้ต้นทุนการผลิตแบตประเภทนี้ถูกกว่าแบต lithium-ion เป็นอย่างมาก ส่วนเรื่องอื่นๆ ในการสร้างนั้นผมได้นำภาพมาให้ดู (ซึ่งจะเห็นได้ชัดว่า แบตอย่าง semi นั้นแทบไม่ได้ใช้ที่กั้นกลางระหว่าง คาโธด(cathode) กับ อโนด(Anode)เยอะเหมือนกับแบต lithium-ion เลย
ที่มา : greencarcongress
BLINK DRIVE mini TAKE : ผมขออธิบาย cell แบต semi solid lithium-ion ภาษาบ้านๆ นะครับ เทคโนโลยี semi (ขอเรียกสั้นๆ) นั้นเป็นการผสมผสานเทคโนโลยีแบตแบบเก่า( lithium-ion) กับเทคโนโลยีแบตประเภท Solid State (แบตแข็งที่ไม่มีของเหลวอยู่ด้านใน)เข้าด้วยกัน โดยใช้จุดแข็งของ lithium ion คือการกักเก็บพลังงานพร้อมกับอายุการใช้งานที่สูงและจุดแข็งของ solid state ในการชาร์จไฟ(charging) และการดึงไฟออกมาใช้(discharging) ซึ่ง solid state นั้นทำออกมาได้รวดเร็วอย่างมาก
24M คือใคร?
บริษัท 24M นั้นได้ก่อตั้งมาตั้งแต่ปี 2010 (พ.ศ. 2553) โดยมี 3 แม่ทัพใหญ่คือ ดอกเตอร์เฉียงจากมหาลัย MIT , คุณไวเดอร์(wilder) ผู้เชี่ยวชาญด้าน computer network(สาย Cisco), คุณ Carter
โดย concept ของบริษัทนั้นคือการสร้างแบตเตอรี่รุ่นใหม่ที่สามารถเก็บไฟได้มากกว่าแบตรุ่นเดิม(Wh/kg) , มี life cycle(การใช้งาน)ได้นานกว่าแบตเตอรีแบบ lithium-ion, มีขั้นตอนการผลิตที่ถูกกว่า, เร็วกว่าและง่ายกว่าแบต lithium-ion
ในปี 2014 นั้นมูลค่าของบริษัทอยู่ที่ 50 ล้านเหรียญสหรัฐ(1,500 ล้านบาท) และในปี 2018 นั้นก็มีการลงทุนอีกระลอกประมาณ 21.8 ล้านเหรียญสหรัฐ(675 ล้านบาท) มาในปี 2020 นี้ GPSC ของประเทศไทยได้เปิดไพ่ที่ถือมาตั้งแต่ปี 2017 โดยได้ลงทุนก่อตั้งโรงงานและลงทุนในบริษัทแห่งนี้ไปถึง 1,100 ล้านบาท(35.2 ล้านเหรียญสหรัฐ)
BLINK DRIVE mini TAKE : สิ่งที่แปลกใจ คือ บริษัทนี้มี CEO 2 คนครับ โดยคนแรกคือ คุณ Rick Feldt ดำรงตำแหน่งมาตั้งแต่ปี 2016 จนถึงปัจจุบัน(โดยตัวเค้านั้นอยู่ที่ เมือง Cambridge (แคมบริจ) ประเทศอเมริกา) ส่วน CEO อีกคนคือคุณ Naoki Ota ดำรงตำแหน่ง CTO ตั้งแต่ 2012 และกลายมาเป็น CEO ในปี 2020 (ซึ่งเป็นคนด้านขวาของรูปด้านล่างนี้ครับ)
เคียวเซร่าหันไปใช้แบตจาก 24M
ในเดือนมกราคม 2563 ที่ผ่านมานี้ บริษัทเคียวเซร่าได้ประกาศว่าตนเองได้หันไปใช้แบตที่ผลิตจากบริษัท 24M เป็นที่เรียบร้อยแล้ว โดยบริษัทเคียวเซร่าได้บอกว่า แบตจากบริษัท 24M นั้นเบากว่าและมีราคาต้นทุนที่ถูกกว่าเจ้าอื่นๆในท้องตลาดถึง 50 %
โดยผลิตภัณฑ์ของบริษัทเคียวเซร่านั้นได้แก่ Enerezza ซึ่งเป็นแบตสำรองไฟภายในบ้านเรือน โดยแบ่งออกเป็นความจุขนาด 5 kWh, 10 kWh, และ 15 kWh
โดยบริษัทเคียวเซร่าได้วางแผนที่จะขายผลิตภัณฑ์ตัวนี้ประมาณ 20,000 ชิ้นต่อปีซึ่งความต้องการแบตเตอรี่สำรองไฟในประเทศญี่ปุ่นช่วงหลังปี 2562 นี้ขึ้นสูงมาก เนื่องจากนโยบายภาครัฐของญี่ปุ่นมีการสนับสนุนการใช้งาน Solar PV(พลังงานไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์)มายิ่งขึ้น
บริษัทเคียวเซร่าและ 24M ได้ออกมากล่าวเลยว่า แบต semi solid state นั้นจะเป็น technology disrupt ของจริงซึ่งไม่เพียงจะ disrupt วงการรถยนต์น้ำมันแต่เพียงเท่านั้น แต่จะมา disrupt วงการรถยนต์ไฟฟ้ารุ่นก่อนปี 2020 นี่อีกด้วยเพราะว่าเทคโนโลยีแบต semi solid state นั้นเหนือกว่า lithium-ion และมีต้นทุนการผลิตที่ถูกกว่าเป็นเท่าตัว
ทั้งนี้ บริษัทเคียวเซร่าได้ออกมายืนยันแล้วว่าแบตของอุปกรณ์สำรองไฟยี่ห้อ Enerezza นั้นมีความจุได้มากกว่า 3-5 เท่า(เปรียบเทียบจากพื้นที่เท่ากันและน้ำหนักที่เท่ากัน)จากแบต lithium-ion ในท้องตลาด
แถมแบต semi solid state นั้นไม่มีของเหลวภายใน ดังนั้นจึงปลอดภัยและเบากว่าแบต lithium-ion ทั่วไปครับ
ที่มา : energy-storage
ปตท. ไปทำไรในธุรกิจตัวนี้?
อีกเรื่องนึงที่คนสงสัยคือ GPSC หรือบริษัทลูกของปตท.นั้นได้ลงทุนในเทคโนโลยีตัวนี้คนเดียวหรือไม่
The production capacity of the plant at initial phase is 30 MWh, with the expansion plan up to 100 MWh full capacity.
Depending on future demand, GPSC will consider building a new giga scale battery plant with potential partners from power industry, electric vehicle manufacturing industry and other related industries in preparation for the increasing demand in the future, particularly in the Eastern Economic Corridor (EEC) and new smart city development, which help increase competitive advantage in energy businesses.
(แปล) ณ ปัจจุบันนี้แผนการณ์ผลิตแบตในประเทศไทยนั้นอยู่ที่ 30 MWh ซึ่งโรงงานที่ตั้งในประเทศไทยแห่งนี้จะสามารถผลิตแบตได้มากถึง 100 MWh [full capacitiy] (หรือเทียบเท่ากับการผลิตแบตให้แก่รถยนต์ไฟฟ้า Tesla Model 3 ถึง 1,666 คัน)
ทั้งนี้ทั้งนั้นก็ขึ้นอยู่กับอนาคตอันใกล้นี้ว่า GPSC จะขยายโรงงานให้กลายเป็นขนาด giga scale (กำลังผลิต giga)ไหม เพราะตอนนี้เทรนพลังงานและรถยนต์ไฟฟ้านั้นมีแรงมากๆ และยังมีความต้องการสำรองพลังงานจาก EEC และการพัฒนาเมืองแบบ smart city ซึ่งการเพิ่มกำลังการผลิตนั้นจะส่งผลดีให้กับธุรกิจกลุ่มพลังงานทั้งหมดอย่างแน่นอน
ที่มา เว็บ 24-m
“GPSC ในฐานะหนึ่งใน Flagship ของกลุ่ม ปตท. ที่มุ่งเน้นการพัฒนานวัตกรรมพลังงานเพื่อก้าวสู่ธุรกิจอนาคต (S-Curve) ที่จะรองรับการเปลี่ยนแปลงด้านเทคโนโลยี โดยแบตเตอรี่ถือเป็นธุรกิจที่สามารถตอบโจทย์การเป็นผู้พัฒนาระบบ Energy Management Solution Provider ดังนั้น การพัฒนาโรงงานผลิตแบตเตอรี่ให้ได้คุณภาพตามมาตรฐาน ได้นำเอาเทคโนโลยี Semi Solid ของ บริษัท 24M Technologies จากสหรัฐอเมริกา ซึ่งบริษัทฯ ได้รับลิขสิทธิ์และจัดจำหน่ายในประเทศและภูมิภาค โดยในเบื้องต้นจะผลิตแบตเตอรี่ป้อนให้กับ กลุ่ม ปตท. และพร้อมที่จะขยายกำลังการผลิตตามความต้องการของตลาดไปสู่ระดับการเชื่อมโยงการซื้อขายในภูมิภาค (Grid Scale) รวมถึงการเข้าไปทำตลาดในกลุ่มประเทศอาเซียน เนื่องจากทิศทางของการพัฒนาด้านพลังงานของประเทศในอาเซียน มีการขยายตัวอย่างต่อเนื่องตามการเจริญเติบโตทางเศรษฐกิจของภูมิภาค โดยเฉพาะ สปป.ลาว เมียนมา กัมพูชา เวียดนาม อินโดนีเซีย ฟิลิปปินส์ เป็นต้น” นายชวลิตกล่าว
ที่มา : ประชาชาติ
BLINK DRIVE mini TAKE : หลังจากที่ทุกท่านได้อ่านข้อมูลด้านบนแล้ว ก็คงรู้คำตอบแล้วนะครับว่า GPSC นั้นได้ลงทุนในบริษัท 24M ซึ่งเป็นบริษัทของอเมริกาครับ โดยเงินลงทุนก็ได้เห็นไปแล้วว่า 1,100 ล้านบาท(35.2 ล้านเหรียญสหรัฐ) อย่าเพิ่งสับสนกันนะครับ บริษัท GPSC ที่ไทยนั้นลงทุนด้านการสร้างโรงงานผลิตแบตให้ครับ แต่เทคโนโลยีและลิขสิทธิ์นั้นยังเป็นของ 24M ทั้งหมด ดังนั้นผมมองว่านี่คือการร่วมทุนครับ ไม่ใช่ GSPC ถือครองลิขสิทธิ์แต่เพียงผู้เดียว
สัดส่วนกำลังการผลิตของไทยนั้นเริ่มต้นที่ 30 MWh( megawatt-hour ) และจะไปจบที่ 100 MWh( megawatt-hour ) ถือว่าเป็นกำลังการผลิตที่น้อยหน่อยๆ ถ้าเทียบกับโรงงาน Gigafactory 1 ที่อเมริกานั้นอยู่ที่ 20 GWh หรือ 20,000 MWh หรือเทียบเท่า 666 เท่าของกำลังผลิตที่ไทยนะครับ
อ้างอิงจากข้อมูล greencarcongress นั้น GPSC ได้วางแผนจะสร้างสถานีกักเก็บสำรองไฟฟ้าโดยใช้ cell battery ขนาด 48V modules จากบริษัท 24M ซึ่งจะทำให้การผลิตไฟจ่ายเข้า grid นั้นมี powerloss ที่ลดลง ส่วนการผลิตแบตเพื่อป้อนให้กับโรงงานผลิตรถยนต์ไฟฟ้านั้นยังไม่มีการยืนยันแต่อย่างใดครับ
อย่างไรก็ตาม ประเทศจีนนั้น BYD ก็เป็นเจ้าใหญ่ที่ลงทุน เปิดโรงงานผลิตแบต ขนาด 20 GWh มูลค่า 47,680 ล้านบาทไปเมื่อ 26 กุมภาพันธ์ 2562 ที่ผ่านมา ซึ่งเทียบเท่า 666 เท่าของกำลังผลิตที่ไทย ดังนั้นผมมองว่า ไทยมีโอกาสที่จะลุยไปได้อีกไกล และตลาดแบตในอนาคตนั้นจะใหญ่โตกว่าคำว่า Gigafactory แน่นอนครับ
ทำไม semi solid state ถึงพิเศษกว่าแบตรุ่นอื่นๆ?
จริงๆ แล้วตัวบริษัทนั้นได้บอกว่าแบต semi solid state นั้นผลิตได้ง่ายกว่าและเร็วกว่าแบต lithium-ion นะครับ แต่นั้นเป็นผลลัพธ์ที่ค่อนข้าง abstract (นามธรรม) ดังนั้นผมจึงจับเอาผลลัพธ์ที่เป็นรูปธรรมออกมาให้ทุกท่านได้อ่านคือ เอาแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าประเภทต่างๆมาเปรียบเทียบค่าความจุกับแบตตัวนี้ดูนะครับ
- แบตเตอรี่ Semi solid ของบริษัท 24M นั้นมีความจุที่ 350 Wh(Watt hour) ต่อกิโลกรัม
- ในขณะที่แบตของรถยนต์ไฟฟ้า Tesla Model 3 นั้นมีความจุอยู่ที่ 250 Wh(Watt hour) ต่อกิโลกรัม ที่มา : แบต tesla model 3
- แบต Hybrid (ชนิด Ni-MH)บ้านเรามีความจุอยู่ที่ 90 Wh ต่อกิโลกรัม ที่มาแบต hybrid ของ toyota prius
- แบตกรดบ้านเราก็อยู่แถวๆ 35-40 Wh/kg ที่มา แบตกรด
หมายเหตุ : toyota hybrid ทุกรุ่นใช้เทคโนโลยีแบต Ni-MH นะครับ(ยกเว้นพวก Plug-in ซึ่งวางขายในต่างประเทศเท่านั้น)
Blink Drive Mini Take : แบตรถยนต์ hybrid ไม่ว่าจะเป็นพวก toyota corolla hybrid ปี 2020 หรือพวก Alphard hybrid นั้นใช้แบตประเภท Ni-MH ซึ่งมีความจุ 90 Wh ต่อกิโลกรัมนะครับ
แล้วมันต่างกันยังไง?
ลองคิดกันเล่นๆ นะครับว่า ถ้าต้องการสร้างรถยนต์ไฟฟ้าที่มีความจุแบตเดียวกันกับ Tesla Model 3 รุ่น long range คือ 75 kWh(ที่มา : tesla wiki) นั้น แบต Ni-MH อย่างเดียวต้องมีน้ำหนักมากกว่า 833 kg ส่วนแบตกรด(lead-acid) นั้นจะต้องใช้แบตหนักถึง 1,875 กิโลกรัม
แต่ในทางกลับกันถ้าเป็นแบต lithium-ion ใน Tesla Model 3 รุ่น 75 kWh หรือ long range นั้นจะหนักอยู่ที่ 478 kg
แต่ถ้าเรานำแบต semi solid state มาใช้แทน แบตของรถจะลดลงเหลือ 214 kg หรือเกือบเท่าตัวนะครับ แบบนี้รถยนต์ไฟฟ้าในอนาคตนั้นจะมีน้ำหนักเบาพอๆกับรถยนต์น้ำมันแน่นอน
ถ้าจะต้องการสร้างแบตสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า tesla model 3 แล้ว จะต้องใช้แบตตามน้ำหนักดังนี้ครับ
- แบตกรด (Lead-acid) : 1,875 กิโลกรัม
- แบตเตอรี่นิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์ (Ni-MH) : 833 กิโลกรัม
- แบตลิเธียม ไอออน (Lithium-ion ) : 478 กิโลกรัม
- แบต Semi Solid State : 214 กิโลกรัม
น้ำหนักแบตก็มีผลเกี่ยวกับความแรงและศูนย์ถ่วงรถนะครับ ยิ่งน้ำหนักเบาก็ได้เปรียบเรื่องการออกตัว(ต่อให้เบาเพียงใดก็ยังไม่สามารถเบากว่าเครื่องยนต์ได้หรอกครับ ดังนั้นไม่ต้องห่วงเรื่องรถเบาเกินไปนะครับ จริงๆ ถ้าทำมาให้เบามากๆ ก็ใส่แบตเพิ่มเข้าไปสิเนอะ รับรองภายใน ปี 2025 คงได้เห็นรถยนต์ไฟฟ้าใช้แบตขนาด 300 kWh หรือวิ่งได้ 1,500 km ต่อการชาร์จ 1 ครั้งแน่นอนครับ)
ส่วนเรื่องต้นทุนการสร้างนั้นผมมองว่าหลังจากปี 2021 เป็นต้นไปแล้ว semi solid state battery จะเข้ามามีบทบาทกับรถยนต์ไฟฟ้าแบบจริงจังครับ และต้นทุนการผลิตรถยนต์ไฟฟ้าปี 2025 นี้จะถูกกว่ารถยนต์น้ำมันอย่างแน่นอนครับ อย่าเพิ่งเชื่อผมครับ save post ของผมอันนี้เอาไว้และเราจะมาคุยในกันปีหน้าแหละครับ เพราะทิศทางรถยนต์ไฟฟ้านั้นเติบโตแบบ S-Curve อย่างที่ 24M ได้กล่าวเอาไว้จริงๆครับ
สำหรับใครที่สนใจเรื่องราวภายในของ Battery ของ Tesla อย่างละเอียดนั้นสามารถรับชมต่อได้ที่วิดีโอด้านล่างนี้เลยนะครับ
