ไฟฟ้า ( Electricity)

ไฟฟ้า (Electricity) ชุดที่ 1

เอกสารอ้างอิง • Peirce (1996) Economics of the Energy Industriesบทที่ 11 • เอกสารที่เกี่ยวกับกิจการไฟฟ้าใน website ของ การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย หรือ กฟผ. (www.egat.co.th)

เอกสารอ้างอิง • เอกสารที่เกี่ยวกับกิจการไฟฟ้าใน website ของ การไฟฟ้านครหลวง หรือกฟน. (www.mea.or.th) และ การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค หรือ กฟภ. (www.pea.or.th)

เอกสารอ้างอิง • ภูรี สิรสุนทร (2551) การปฏิรูปภาคการไฟฟ้าของไทย: บทวิเคราะห์และความท้าทายในอนาคต การประชุมวิชาการประจำปี คณะเศรษฐศาสตร์ มธ. (Symposium) เรื่อง สถานการณ์พลังงานโลกและการปรับตัวของไทย

ลักษณะสำคัญของไฟฟ้า • ไฟฟ้าเมื่อผลิตแล้วเก็บสำรองไว้ไม่ได้ (ยกเว้นเก็บไว้ในแบตเตอรี่ได้บ้างเท่านั้น) • ไฟฟ้าเมื่อผลิตแล้วจะถูกส่งไปใช้เลยทันที

พลังงาน (energy) และ พลังหรือกำลัง (power) • หน่วยวัดของพลัง (power) คือ watt วัดในรูปของหน่วยความร้อนต่อเวลา 1 watt = 1 joule / 1 second มักใช้กับ “กำลังหรืออัตราการใช้ไฟฟ้า” ของเครื่องใช้ไฟฟ้า หรือ ขนาดของโรงผลิตไฟฟ้า

พลังงาน (energy) และ พลังหรือกำลัง (power) • พลังงาน = พลัง x เวลา วัดในรูปของหน่วยความร้อน watt x hours หรือ watt-hours (Wh)

พลังงาน (energy) และ พลังหรือกำลัง (power) ใช้หลอดไฟฟ้า 100 watt เป็นเวลา 8 ชั่วโมง: คิดเป็นหน่วยพลังงานไฟฟ้า = พลังไฟฟ้า x เวลา 100W x 8 hours = 800 Wh = 0.8 kWh “kWh” คือหน่วยไฟฟ้าที่ใช้คิดค่าไฟฟ้า

โครงสร้างกิจการไฟฟ้า โรงไฟฟ้า การผลิต สายส่ง ระบบส่ง ผู้จำหน่าย ระบบจำหน่าย ผู้ใช้ไฟฟ้า ค้าปลีก ภูรี สิรสุนทร

โครงสร้างกิจการไฟฟ้าของไทยในปัจจุบันโครงสร้างกิจการไฟฟ้าของไทยในปัจจุบัน คณะกรรมการกำกับกิจการพลังงาน ผู้ผลิตไฟฟ้าเอกชน ซื้อไฟต่างประเทศ การผลิต กฟผ. IPP SPP กฟผ. System Operator ระบบส่ง กฟน. กฟภ. ซื้อไฟตรง ระบบจำหน่าย ผู้ผลิต VSPP ผู้ใช้ไฟฟ้า ค้าปลีก ภูรี สิรสุนทร

Peak Load Medium Load Base Load

โรงไฟฟ้าประเภทต่าง ๆ • โรงไฟฟ้าพลังน้ำ (Hydro power plant) • ใช้น้ำที่เก็บไว้ในอ่างเก็บน้ำที่เก็บไว้ในระดับสูงมาหมุนเครื่องกังหันน้ำและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าท้ายน้ำที่อยู่ในระดับต่ำกว่า • เหมาะเป็น peak load plant เพราะเปิดปิดได้เร็ว

โรงไฟฟ้าประเภทต่าง ๆ • โรงไฟฟ้าพลังความร้อน (Steam/Thermal power plant) • ใช้เครื่องกังหันไอน้ำเป็นเครื่องต้นกำลังหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า • ไอน้ำได้จากการเปลี่ยนสถานะของน้ำในหม้อน้ำเมื่อได้รับพลังความร้อนจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงในเตาเผา

โรงไฟฟ้าประเภทต่าง ๆ • โรงไฟฟ้าพลังความร้อน (Steam/Thermal power plant) • ใช้เชื้อเพลิงได้หลายชนิดเช่น ถ่านหิน น้ำมันเตา ก๊าซธรรมชาติ • ใช้เวลาเริ่มเดินเครื่องประมาณ 2-3 ชั่วโมง จึงเหมาะที่จะใช้เป็นโรงไฟฟ้าฐาน (Base load plant) ทำหน้าที่ผลิตไฟฟ้าตลอดเวลา • มีอายุการใช้งานประมาณ 25 ปี

โรงไฟฟ้าประเภทต่าง ๆ • โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ (Gas turbine power plant) • ใช้กังหันก๊าซเป็นเครื่องต้นกำลัง • ได้พลังงานจากการเผาไหม้ของส่วนผสมระหว่างก๊าซธรรมชาติหรือน้ำมันดีเซลกับอากาศความดันสูงจากเครื่องอัดอากาศในห้องเผาไหม้เกิดเป็นไอร้อนขับดับใบกังหันไปขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

โรงไฟฟ้าประเภทต่าง ๆ • โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ • สามารถเดินเครื่องได้อย่างรวดเร็วเหมาะที่จะใช้เป็นโรงไฟฟ้าสำรอง ในช่วงความต้องการไฟฟ้าสูงสุด (Peak load period) และ กรณีฉุกเฉิน • มีอายุการใช้งานประมาณ 15 ปี

โรงไฟฟ้าประเภทต่าง ๆ • โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม (Combined cycle power plant) • นำเทคโนโลยีของโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซและโรงไฟฟ้าไอน้ำมาใช้งานเป็นระบบร่วมกัน • นำไอเสียจากโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ ซึ่งมีความร้อนสูง (ประมาณ 500 องศาเซลเซียส) ไปผ่านหม้อน้ำ ทำให้น้ำเดือดกลายเป็นไอ เพื่อขับกังหันไอน้ำสำหรับผลิตไฟฟ้าต่อไป

โรงไฟฟ้าประเภทต่าง ๆ • โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม • มีอายุการใช้งานประมาณ 20 ปี • ใช้เป็นโรงไฟฟ้าผลิตพลังงานปานกลางถึงระดับฐาน (Medium to Base load plant)

โรงไฟฟ้าประเภทต่าง ๆ • โรงไฟฟ้าดีเซล (Diesel power plant) • ใช้เครื่องยนต์ดีเซลเป็นต้นกำลังไปหมุนเพลาข้อเหวี่ยงเพื่อหมุนเพลาของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า • มีขนาดเล็ก สามารถเดินเครื่องได้รวดเร็วเหมาะที่จะเป็นโรงไฟฟ้าสำรองและในกรณีฉุกเฉิน • มีต้นทุนการดำเนินงานที่สูง เพราะค่าเชื้อเพลิง

โรงไฟฟ้าประเภทต่าง ๆ • โรงไฟฟ้าดีเซล • สำหรับโรงไฟฟ้าดีเซลขนาดใหญ่ที่มีขนาดประมาณ 25 MW สามารถใช้ผลิตไฟฟ้าฐานได้ด้วย • มีอายุการใช้งานประมาณ 20 ปี

โรงไฟฟ้าประเภทต่าง ๆ โรงไฟฟ้า cogeneration ผลิตทั้งไฟฟ้าและความร้อน/ไอน้ำ(ซึ่งนำไปใช้ประโยชน์อื่นอีกได้) ส่วนใหญ่ใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิง มีอายุการใช้งานประมาณ 20 ปี 21

โรงไฟฟ้าประเภทต่าง ๆ • โรงไฟฟ้าพลังงานทดแทน (พลังงานหมุนเวียน) • ความร้อนใต้พิภพ • กังหันลม • พลังแสงอาทิตย์ • อื่น ๆ กล่าวถึงต่อไปในเรื่องพลังงานหมุนเวียน

กิจการผลิตไฟฟ้า • แต่เดิมผู้ผลิตไฟฟ้าในประเทศไทยมีแต่เพียง “การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.)” จนกระทั่งปี 2535 ได้มีการส่งเสริมให้เอกชนได้มีส่วนร่วมในการผลิตไฟฟ้าในรูปแบบของ “ผู้ผลิตไฟฟ้ารายเล็ก (Small power producers: SPPs)” และ “ผู้ผลิตไฟฟ้าอิสระ (Independent power producers: IPPs)” ในปี 2537

ผู้ผลิตไฟฟ้าอิสระ • “ผู้ผลิตไฟฟ้าอิสระ” (IPP) คือผู้ผลิตไฟฟ้าเอกชนรายใหญ่ ขายไฟฟ้าให้แก่ กฟผ. โดย กฟผ. เป็นผู้สั่งเดินเครื่องโรงไฟฟ้า และจ่ายไฟฟ้าเข้าระบบไฟฟ้า • แต่ละรายขายไฟได้มากกว่า 100 MW

ผู้ผลิตไฟฟ้าอิสระ • การคัดเลือก IPPs ใช้วิธีประมูล โดยใช้หลักเกณฑ์ => ปัจจัยทางด้านราคา และปัจจัยที่ไม่เกี่ยวกับราคา (ความเป็นไปได้ของโครงการ ชนิดของเชื้อเพลิง)

ผู้ผลิตไฟฟ้าอิสระ • กฟผ. จ่ายให้ IPPs => Two part tariff • ค่าความพร้อมจ่าย (Availability Payment): ต้นทุนในการก่อสร้างโรงไฟฟ้าของเอกชนและค่าใช้จ่ายคงที่อื่น ๆ โดยจ่ายตามกำลังการผลิตที่ “พร้อม” ที่จะเดินเครื่องผลิตได้

ผู้ผลิตไฟฟ้าอิสระ • กฟผ. จ่ายให้ IPPs => Two part tariff • ค่าพลังงานไฟฟ้า (Energy Payment): ค่าเชื้อเพลิงและค่าใช้จ่ายผันแปรอื่น ๆ โดยจ่ายตามปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตจริง

ผู้ผลิตไฟฟ้าอิสระ • ปัจจุบันมี IPPs ที่จ่ายไฟฟ้าเข้าระบบจริง 8 ราย • ส่วนใหญ่ใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิง • สัญญาซื้อขายไฟฟ้าระยะยาว (Power purchase agreement) ส่วนใหญ่ 25 ปี

ผู้ผลิตไฟฟ้ารายเล็ก (SPP) • “ผู้ผลิตไฟฟ้ารายเล็ก” คือโครงการผลิตไฟฟ้าโดยใช้ระบบการผลิตพลังงานความร้อนและไฟฟ้าร่วมกัน (cogeneration) หรือการผลิตไฟฟ้าโดยใช้พลังงานหมุนเวียน • จำหน่ายไฟฟ้าให้ กฟผ. ไม่เกิน 90 MW • สามารถจำหน่ายให้แก่ผู้บริโภคในบริเวณใกล้เคียงได้โดยตรง

ผู้ผลิตไฟฟ้ารายเล็ก • ประเภทของสัญญา • แบบFirmคือทำสัญญาซื้อขายไฟฟ้าตั้งแต่ 5 ปีขึ้นไป และมีการจ่ายค่าพลังไฟฟ้า (Capacity Payment)=> คำนวณจากค่าลงทุนของโรงไฟฟ้าที่ กฟผ. สามารถหลีกเลี่ยงได้ในอนาคต (Long-run avoided capacity cost) และจ่าย energy payment ด้วย

ผู้ผลิตไฟฟ้ารายเล็ก • ประเภทของสัญญา • แบบNon-firmคือทำสัญญาซื้อขายไฟฟ้าไม่เกิน 5 ปีและได้รับเฉพาะค่าพลังงานไฟฟ้า (Energy payment)คำนวณจากค่าเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้า ค่าดำเนินการ และค่าซ่อมบำรุงของโรงไฟฟ้าที่ กฟผ. สามารถหลีกเลี่ยงได้ในระยะสั้น (Short-run avoided energy cost)

ผู้ผลิตไฟฟ้ารายเล็ก • ปัจจุบัน รับซื้อเฉพาะพลังงานนอกรูปแบบหรือพลังงานหมุนเวียนเท่านั้น อาทิเช่นกากอ้อย แกลบ แกลบและเศษไม้ น้ำมันยางดำ ขยะ ชานอ้อย เปลือกไม้ และอื่น ๆ • และรับซื้อไฟฟ้าที่ผลิตแบบ Cogeneration ใช้ก๊าซธรรมชาติหรือถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง

ปี 2007 รูปแบบสัญญาของ SPPs

Cogeneration (ไอน้ำร่วมกัน) Capacity Payment Energy Payment Fuel saving (0-0.36 baht/kWh ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพในการประหยัดเชื้อเพลิง) พลังงานหมุนเวียน Capacity Payment Energy Payment Fuel saving (0.36 baht/kWh) Renewable Energy Promotion Adders Firm contract

Cogeneration Energy Payment พลังงานหมุนเวียน ราคาไฟฟ้าขายส่ง ค่าเฉลี่ย Ft ขายส่ง Adder Non-firm contract

ผู้ผลิตไฟฟ้ารายเล็ก • ณ เดือนมกราคม 2551 มี SPPs อยู่ 71 ราย เป็น SPPs ที่ใช้พลังงานหมุนเวียน 41 รายพลังงานเชิงพาณิชย์ 26 ราย และ ใช้พลังงานผสม 4 ราย • ณ เดือน มกราคม 2551 สัดส่วนปริมาณพลังไฟฟ้าเสนอขายมาจาก SPPs ที่ใช้พลังงานเชิงพาณิชย์ (ก๊าซธรรมชาติ) เป็นเชื้อเพลิงสูงถึงร้อยละ 71.46 ของ SPPs ทั้งหมด พลังงานหมุนเวียนมีเพียงแค่ ร้อยละ 18.57

กำลังการผลิตติดตั้ง • กฟผ., IPPs, SPPs และ นำเข้าไฟฟ้าจากลาวและมาเลเซีย • สัดส่วนกำลังการผลิตติดตั้งของ กฟผ. ค่อย ๆ ลดลง ในขณะที่กำลังการผลิตของ IPPs ค่อย ๆ เพิ่มขึ้น • ปี 2549 สัดส่วนกำลังการผลิตติดตั้ง • กฟผ. (58.3%), IPPs (31.8%), SPPs (7.6%) และลาวและมาเลเซีย (2.4%)

กำลังการผลิตติดตั้งรวมเพิ่มขึ้นโดยตลอดหน่วยเป็น MW

สัดส่วนกำลังการผลิตติดตั้งสัดส่วนกำลังการผลิตติดตั้ง

การใช้เชื้อเพลิงผลิตไฟฟ้าการใช้เชื้อเพลิงผลิตไฟฟ้า • เชื้อเพลิงส่วนใหญ่ที่ใช้คือ ก๊าซธรรมชาติ ทั้งของ กฟผ. IPPs และ SPPs • รองลงมาคือลิกไนต์และน้ำมันเตา • มีการใช้พลังงานหมุนเวียนในการผลิตไฟฟ้าไม่มากนัก (จะกล่าวในส่วนต่อไป)

การใช้เชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้าการใช้เชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้า หน่วย : GWh

สัดส่วนการใช้เชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้าสัดส่วนการใช้เชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้า

สัดส่วนการใช้เชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้าสัดส่วนการใช้เชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้า ใช้ก๊าซธรรมชาติเพิ่มขึ้นมากเพื่อทดแทนน้ำมันเตา

Share of Power Generation by Fuel Type January-June 2009 Hydro Import & Others Lignite/Coal Natural Gas

การผลิตไฟฟ้า • ผลิตพลังงานไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง จาก 87,797 GWh ในปี 1996 เป็น 147,026 GWh ในปี 2007 • ผู้ผลิตเอกชนมีบทบาทเพิ่มขึ้นในการผลิตไฟฟ้า • สัดส่วนการผลิตของ กฟผ. เหลือเพียง 47.79% ในปี 2006

สัดส่วนการผลิตพลังงานไฟฟ้าหน่วยเป็น GWh

ผู้ผลิตไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนขนาดเล็กมากผู้ผลิตไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนขนาดเล็กมาก • Very small power producers (VSPP) • เดินเครื่องขนานกับระบบของไฟฟ้าจำหน่ายสำหรับปริมาณพลังงานไฟฟ้าไม่เกิน 10 MW ต่อรายสำหรับผู้ผลิตไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนและผู้ผลิตไฟฟ้าแบบไอน้ำร่วม (Cogeneration) (เดิมมีแต่พลังงานหมุนเวียนและไม่เกิน 1MWต่อราย) • กฟน. และ กฟภ. เป็นผู้รับซื้อ

ณ เดือนเมษายน 2550 => VSPPs ที่ขอเข้าร่วมโครงการ สัดส่วนของ VSPP ยังค่อนข้างน้อย

ไฟฟ้า ( Electricity)