พลังงานจากน้ำทะเลผลิตไฟฟ้าได้จริง แต่ยังแทนแหล่งพลังงานหลักไม่ได้ทั้งหมด

พลังงานจากน้ำทะเลเป็นเรื่องที่เป็นไปได้จริง และในหลายประเทศมีการพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อเปลี่ยนพลังงานจากทะเลให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้าอยู่แล้ว

ถ้ามองในมุมว่า เราจะใช้พลังงานจากน้ำทะเลมาช่วยทดแทนแหล่งผลิตไฟฟ้าแบบเดิม เช่น ถ่านหินหรือก๊าซธรรมชาติ คำตอบคือทำได้ และกำลังมีการใช้งานจริงในบางพื้นที่ของโลก แต่ถ้ามองในมุมว่า จะใช้น้ำทะเลโดยตรงโดยไม่แปลงเป็นไฟฟ้าเลย เรื่องนี้ยังทำได้เฉพาะบางกิจกรรม เช่น การใช้น้ำทะเลลึกที่มีอุณหภูมิต่ำมาช่วยในระบบทำความเย็นของอาคาร

พลังงานจากน้ำทะเลที่นำมาผลิตเป็นกระแสไฟฟ้าได้ มีรูปแบบหลัก ๆ อยู่หลายประเภท โดยกลุ่มที่ถูกพูดถึงบ่อย ได้แก่ พลังงานน้ำขึ้น-น้ำลง พลังงานคลื่น พลังงานความร้อนจากมหาสมุทร และพลังงานจากความต่างของความเค็ม

พลังงานน้ำขึ้น-น้ำลง หรือ Tidal Energy

พลังงานชนิดนี้อาศัยปรากฏการณ์ธรรมชาติที่ระดับน้ำทะเลสูงขึ้นและต่ำลงในแต่ละวัน โดยบางพื้นที่จะสร้างเขื่อน กั้นอ่าว หรือออกแบบโครงสร้างให้กระแสน้ำไหลผ่านกังหัน เมื่อเกิดน้ำขึ้นหรือน้ำลง น้ำที่เคลื่อนตัวจะช่วยหมุนกังหันเพื่อผลิตไฟฟ้า

จุดเด่นของพลังงานน้ำขึ้น-น้ำลงคือคาดการณ์ได้ค่อนข้างแม่นยำ เพราะเกี่ยวข้องกับแรงดึงดูดของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์ ทำให้รู้ล่วงหน้าได้ว่าน้ำจะขึ้นลงช่วงใด ต่างจากพลังงานลมหรือแสงอาทิตย์ที่ผันผวนตามสภาพอากาศมากกว่า

ปัจจุบันมีโครงการที่ใช้งานจริงแล้ว เช่น Sihwa Tidal Power Plant ในเกาหลีใต้ ซึ่งมีกำลังผลิตติดตั้ง 254 เมกะวัตต์ และ La Rance Tidal Power Station ในฝรั่งเศส ซึ่งเป็นหนึ่งในโรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้น-น้ำลงที่เก่าแก่และสำคัญของโลก

พลังงานคลื่นทะเล หรือ Wave Energy

พลังงานคลื่นทะเลเป็นการจับพลังงานจากคลื่นที่ผิวน้ำ ซึ่งเกิดจากแรงลมพัดผ่านทะเล อุปกรณ์ที่ใช้มักเป็นทุ่นลอย เครื่องกลที่ยึดกับชายฝั่ง หรือระบบที่เปลี่ยนการเคลื่อนขึ้นลงของคลื่นให้กลายเป็นแรงกล ก่อนส่งต่อไปหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

จุดเด่นคือทะเลมีพลังงานอยู่มหาศาล โดยเฉพาะพื้นที่ที่มีคลื่นแรงและสม่ำเสมอ แต่ข้อยากคืออุปกรณ์ต้องทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ทั้งน้ำเค็ม การกัดกร่อน พายุ และแรงกระแทกจากคลื่นขนาดใหญ่

ด้วยเหตุนี้ พลังงานคลื่นจึงยังอยู่ในช่วงพัฒนา ทดลอง และปรับปรุงเทคโนโลยีในหลายประเทศ มากกว่าจะเป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าหลักที่ใช้กันทั่วไปแล้ว

พลังงานความร้อนจากมหาสมุทร หรือ Ocean Thermal Energy Conversion: OTEC

OTEC ใช้ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างน้ำทะเลผิวบนที่อุ่นกว่า กับน้ำทะเลลึกที่เย็นกว่า มาขับเคลื่อนระบบเพื่อผลิตไฟฟ้า แนวคิดนี้เหมาะกับพื้นที่ทะเลเขตร้อนที่มีความต่างของอุณหภูมิระหว่างผิวน้ำกับน้ำลึกมากพอ

จุดเด่นของ OTEC คือสามารถผลิตพลังงานได้ค่อนข้างต่อเนื่อง เพราะไม่ต้องรอแดดจัดหรือรอลมแรงเหมือนบางเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียน

ผลพลอยได้ที่น่าสนใจคือ น้ำทะเลลึกที่สูบขึ้นมาอาจนำไปใช้ประโยชน์อื่นได้ เช่น ระบบทำความเย็น การผลิตน้ำจืด หรือการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำบางประเภท แต่โครงการลักษณะนี้ยังต้องใช้เงินลงทุนสูง และต้องออกแบบให้เหมาะกับสภาพทะเลของแต่ละพื้นที่

พลังงานจากความต่างของความเค็ม หรือ Salinity Gradient Energy

พลังงานชนิดนี้เกิดจากการนำความต่างระหว่างน้ำจืดจากแม่น้ำกับน้ำเค็มในทะเลมาใช้ประโยชน์ โดยอาศัยแผ่นกรองพิเศษหรือกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับออสโมซิส เมื่อน้ำจืดพยายามเคลื่อนเข้าสู่น้ำเค็ม จะเกิดแรงดันที่สามารถนำไปต่อยอดเป็นพลังงานได้

แนวคิดนี้น่าสนใจมากในพื้นที่ปากแม่น้ำที่มีน้ำจืดและน้ำเค็มมาบรรจบกัน แต่ในทางปฏิบัติยังมีข้อจำกัดเรื่องประสิทธิภาพของแผ่นกรอง ต้นทุนระบบ และการดูแลรักษาในระยะยาว

ความท้าทายที่ทำให้ยังแทนที่ไฟฟ้าหลักไม่ได้ 100% ในตอนนี้

แม้พลังงานจากทะเลจะมีศักยภาพสูง แต่เหตุผลที่เรายังเห็นพลังงานแสงอาทิตย์หรือพลังงานลมมากกว่า มาจากข้อจำกัดหลายด้าน

ข้อแรกคือต้นทุนการก่อสร้างสูง การสร้างโครงสร้างพื้นฐานกลางทะเลหรือใกล้ชายฝั่งต้องใช้วัสดุที่ทนต่อน้ำเค็ม คลื่นแรง และพายุได้ดี ทำให้ต้นทุนสูงกว่าการติดตั้งระบบพลังงานบางประเภทบนบก

ข้อสองคือผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมชายฝั่ง การกั้นเขื่อน วางโครงสร้าง หรือเปลี่ยนทิศทางการไหลของน้ำ อาจกระทบระบบนิเวศ สัตว์น้ำ ตะกอนชายฝั่ง และวิถีของชุมชนประมงในบางพื้นที่

ข้อสามคือข้อจำกัดทางภูมิศาสตร์ ไม่ใช่ทุกประเทศหรือทุกชายฝั่งจะมีคลื่นแรง น้ำขึ้น-น้ำลงต่างระดับมาก หรือสภาพทะเลที่เหมาะพอจะลงทุนได้คุ้มค่า

ในอนาคต พลังงานจากน้ำทะเลอาจกลายเป็นอีกหนึ่งกำลังสำคัญของระบบพลังงานสะอาด โดยเฉพาะประเทศที่มีชายฝั่งเหมาะสมและลงทุนด้านเทคโนโลยีต่อเนื่อง แต่ในระยะใกล้ พลังงานกลุ่มนี้น่าจะทำงานร่วมกับโซลาร์เซลล์ กังหันลม ระบบกักเก็บพลังงาน และแหล่งพลังงานอื่น ๆ มากกว่าจะเข้ามาแทนที่ทุกอย่างแบบเบ็ดเสร็จ

ย