ຈາກແຜ່ນພັດລະເບິ່ງຂອງກັງຫານລົມ ໄປຫາຖັງເກັບຮັກສາໄຮໂດຣເຈນ: ເປັນຫຍັງເສັ້ນໃຍກາໂບນຈຶ່ງໄດ້ກາຍເປັນ "ມາດຕະຖານ" ໃນວັດສະດຸດ້ານພະລັງງານ?

ໃນບ່ອນທີ່ມີການປ່ຽນແປງດ້ານພະລັງງານທົ່ວໂລກຢ່າງໄວວາໄປສູ່ວິທີການທີ່ຕ່ຳກາໂບນ ແລະ ສະອາດ, ວັດຖຸຕ່າງໆກຳລັງເກີດຂື້ນຢ່າງເງີບໆເປັນປັດໄຈຫຼັກທີ່ຂັບເຄື່ອນການພັດທະນາເຕັກໂນໂລຊີດ້ານພະລັງງານ. ຈາກແຜ່ນພັດລົມທີ່ຍາວເຖິງຫຼາຍຮ້ອຍແມັດ ເຖິງຖັງເກັບຮັກສາເຮດໂຣເຈັນທີ່ມີຄວາມດັນສູງ, ເສັ້ນໄຍກາໂບນ (Carbon fiber) ກຳລັງຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນອຸປະກອນຫຼັກຂອງແຫຼ່ງພະລັງງານໃໝ່, ແລະ ກຳລັງພັດທະນາຈາກ 'ວັດຖຸທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງ' ໄປເປັນມາດຕະຖານທີ່ຈຳເປັນໃນອຸດສາຫະກຳດ້ານພະລັງງານ.

ຄວາມສາມາດໃດທີ່ເຮັດໃຫ້ເສັ້ນໄຍດຳທີ່ເບິ່ງຄືນ້ຳເປື້ອນນີ້ມີຕຳແໜ່ງທີ່ບໍ່ສາມາດຖືກແທນທີ່ໄດ້ໃນຂະແໜງການທີ່ສຳຄັນເຊັ່ນ: ພະລັງງານລົມ ແລະ ພະລັງງານເຮດໂຣເຈັນ?

ແຜ່ນພັດລົມຂອງເຄື່ອງສູບລົມໄຟຟ້າມີຄວາມຕ້ອງການທີ່ເຂັ້ມງວດຕໍ່ວັດຖຸ.

ພະລັງງານລົມ ເຊິ່ງເປັນໜຶ່ງໃນຮູບແບບພະລັງງານທີ່ສະອາດທີ່ມີຄວາມສຳເລັດທີ່ສຸດໃນປັດຈຸບັນ, ຍັງຄົງມີການພັດທະນາໄປສູ່ການຜະລິດພະລັງງານທີ່ມີຄວາມຈຸກຳໃຫຍ່ຂື້ນ ແລະ ມີແຜ່ນພັດທີ່ຍາວຂື້ນ. ແຜ່ນພັດທີ່ຍາວຂື້ນຈະເຮັດໃຫ້ເຂດທີ່ແຜ່ນພັດກວາດຜ່ານເພີ່ມຂື້ນ, ເຊິ່ງທຳນຽມແລ້ວຈະເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບໃນການຜະລິດພະລັງງານດີຂື້ນ. ແຕ່ແນວໂນ້ມນີ້ກໍສ້າງຄວາມທ້າທາຍທີ່ເຂັ້ມງວດຕໍ່ຄຸນສົມບັດຂອງວັດຖຸ.

ເຄື່ອງແທນໄຍແກ້ວແບບດັ້ງເດີມມັກຈະເກີດບັນຫາດ້ານໂຄງສ້າງ ແລະ ການເສື່ອມສະພາບຈາກການໃຊ້ງານຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ເນື່ອງຈາກນ້ຳໜັກຂອງຕົວເຄື່ອງແທນເອງທີ່ຫຼາຍເກີນໄປ ເມື່ອຄວາມຍາວຂອງເຄື່ອງແທນເພີ່ມຂຶ້ນ. ໄຍກາໂບນ, ດ້ວຍຄວາມເຂັ້ມແຂງສະເພາະ ແລະ ຄວາມແຂງແຮງສະເພາະທີ່ເດັ່ນເຖິງຂັ້ນສູງ, ແມ່ນເປັນທາງເລືອກທີ່ດີເລີດໃນການບັນລຸເປົ້າໝາຍ 'ການຫຼຸດນ້ຳໜັກ ແລະ ການຍົກສູງປະສິດທິຜົນ' ສຳລັບເຄື່ອງແທນເຕີບີນລົມ.

ການນຳໃຊ້ວັດສະດຸປະກອບທີ່ເສີມດ້ວຍໄຍກາໂບນໃນບໍລິເວນທີ່ຮັບແຮງຫຼັກ ເຊັ່ນ: ສ່ວນແທນຫຼັກ (main spar) ແລະ ບໍລິເວນທີ່ຕ້ອງເສີມແຂງ ສາມາດຫຼຸດນ້ຳໜັກທັງໝົດຂອງເຄື່ອງແທນໄດ້ຢ່າງມີນັກ, ໃນຂະນະດຽວກັນກໍເພີ່ມຄວາມແຂງແຮງ ແລະ ອາຍຸການໃຊ້ງານທີ່ຕ້ານການເສື່ອມສະພາບຈາກການໃຊ້ງານຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ສິ່ງນີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ຊ່ວຍໃຫ້ມີການພັດທະນາເຄື່ອງແທນທີ່ຍາວຂື້ນໄດ້ຕໍ່ໄປເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງຫຼຸດພາລະທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການຂົນສົ່ງ, ການຕິດຕັ້ງ ແລະ ການເຄື່ອນທີ່ຂອງເຕີບີນລົມທັງໝົດອີກດ້ວຍ, ເຊິ່ງເປັນການເປີດທາງໃຫ້ກັບການພັດທະນາພະລັງງານລົມໃນທະເລ ແລະ ພາກສ່ວນທີ່ມີຄວາມໄວຂອງລົມຕ່ຳ.

ຖັງເກັບຮັກສາໄຮໂດຣເຈນ: ສ່ວນສຳຄັນທີ່ສຸດໃນການຫຼຸດນ້ຳໜັກ ແລະ ຄວາມປອດໄພ

ຖ້າພະລັງງານລົມເປັນຕົວແທນຂອງດ້ານ "ການຜະລິດ" ຂອງພະລັງງານໃໝ່, ແລ້ວພະລັງງານໄຮໂດຣເຈນແມ່ນທິດທາງທີ່ສຳຄັນຫຼາຍສຳລັບການເກັບຮັກສາແລະການນຳໃຊ້ພະລັງງານ. ໃນລະບົບພະລັງງານໄຮໂດຣເຈນ, ການເກັບຮັກສາໄຮໂດຣເຈນທີ່ມີຄວາມກົດດັນສູງຢ່າງປອດໄພ ແລະ ມີປະສິດທິພາບຍັງຄົງເປັນບັນຫາຫຼັກທີ່ຕ້ອງເຜີຍແຜ່.

ປັດຈຸບັນ, ແຖງເກັບໄຮໂດຣເຈນທີ່ມີຄວາມກົດດັນສູງປະເພດ III ແລະ ປະເພດ IV ທີ່ນິຍົມໃຊ້ທົ່ວໄປ ເກືອບທັງໝົດໃຊ້ໂຄງສ້າງການຫໍ່ດ້ວຍວັດສະດຸປະກອບທີ່ເຮັດຈາກເສັ້ນໄຍກາບອນ. ເມື່ອທຽບກັບແຖງເກັບທີ່ເຮັດຈາກໂລຫະແບບດັ້ງເດີມ, ແຖງເກັບໄຮໂດຣເຈນທີ່ເຮັດຈາກເສັ້ນໄຍກາບອນມີຂໍ້ດີທີ່ເດັ່ນຊັດໃນຫຼາຍດ້ານ:
(1) ເບົາກວ່າ: ຫຼຸດນ້ຳໜັກລົງຢ່າງມີນັຍສຳຄັນເມື່ອເກັບໄຮໂດຣເຈນໃນປະລິມານທີ່ເທົ່າກັນ, ເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບທັງໝົດຂອງລົດ ຫຼື ລະບົບດີຂຶ້ນ.
(2) ມີຄວາມຕ້ານທານຄວາມກົດດັນສູງດີເລີດ: ສາມາດບັນລຸຄວາມຕ້ອງການໃນການເກັບຮັກສາທີ່ຄວາມກົດດັນສູງເຖິງ 35MPa, 70MPa ແລະ ສູງກວ່ານັ້ນ.
(3) ຕ້ານການກັດກິນ ແລະ ຕ້ານການເສື່ອມສະຫຼາຍ: ມີຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ເຫດການໄຮໂດຣເຈນເຮັດໃຫ້ວັດສະດຸເປື່ອຍ (hydrogen embrittlement), ເຮັດໃຫ້ມີຄວາມປອດໄພ ແລະ ເຊື່ອຖືໄດ້ໃນໄລຍະຍາວ.

ດັ່ງນັ້ນ, ເສັ້ນໄຍກາບອນໄດ້ກາຍເປັນວັດສະດຸຫຼັກທີ່ຈຳເປັນຢ່າງຍິ່ງໃນລະບົບພະລັງງານເຊື້ອເພີລະບົບເຊວເຊວ (fuel cell) ແລະ ລະບົບການເກັບຮັກສາ/ຂົນສົ່ງແກັດໄຮໂດຣເຈນ.

ເປັນຫຍັງເສັ້ນໄຍກາບອນຈຶ່ງມີຄວາມ "ເປັນເອກະລັກ" ແບບນີ້?

ຂໍ້ດີດ້ານປະສິດທິພາບຂອງເສັ້ນໄຍກາບອນເກີດຂື້ນຈາກໂຄງສ້າງຈຸລະພາກທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງມັນ.

ອາຕົມກາບອນຖືກຈັດເລຽງຢູ່ໃນທິດທາງທີ່ມີຄວາມເປັນລະບົບສູງ, ປະກົດເປັນໂຄງສ້າງຜົງຄໍາທີ່ຄ້າຍຄືກັບກາບອນ; ເຖິງແມ່ນວ່າເສັ້ນໄຍຈະມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງພຽງແຕ່ 5–10 ໄມໂຄຣເມັດເທີ, ມັນກໍຍັງສາມາດຮັບນ້ຳໜັກດຶງທີ່ສູງຫຼາຍໄດ້. ໃນເວລາດຽວກັນ, ດ້ວຍການປິ່ນປົວໜ້າເສັ້ນໄຍ ແລະ ການອອກແບບໂຄງສ້າງຂອງເສັ້ນໄຍ, ເສັ້ນໄຍກາບອນສາມາດສ້າງເປັນພັນທະບາດທີ່ໝັ້ນຄົງກັບລະບົບເຮືອນ (resin systems), ເພື່ອບັນລຸຄວາມຕ້ອງການດ້ານໂຄງສ້າງຂອງອຸປະກອນພະລັງງານຕ່າງໆ.

ການອອກແບບທີ່ມີຄວາມຫຼາກຫຼາຍທັງດ້ານໂຄງສ້າງ ແລະ ຂະບວນການນີ້ເອງ ທີ່ເຮັດໃຫ້ວັດສະດຸປະສົມເສັ້ນໄຍກາບອນສາມາດບັນລຸຄວາມສົມດຸນທີ່ບໍ່ມີໃຜເທີຍທຽບໄດ້ລະຫວ່າງຄວາມແຂງແຮງ, ຄວາມແຂງ, ນ້ຳໜັກ, ແລະ ຄວາມໝັ້ນຄົງ.

ໃນປະຫວັດສາດ, ລາຄາທີ່ສູງຂອງເສັ້ນໄຍກາບອນໄດ້ຈຳກັດການນຳໃຊ້ມັນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ ການນຳໃຊ້ ການຂະຫຍາຍຕົວ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ໃນບໍ່ດົນມານີ້ ການພັດທະນາດ້ານເຕັກໂນໂລຢີ ແລະ ການຂະຫຍາຍຂອບເຂດການນຳໃຊ້ໄດ້ປ່ຽນແປງທັດສະນີນີ້ຢ່າງຄ່ອຍເປັນຄ່ອຍ:
(1) ເຕັກໂນໂລຢີເສັ້ນໄຍກາໂບນທີ່ມີຄວາມສາມາດສູງ (large-tow carbon fiber) ໄດ້ເຮັດໃຫ້ຕົ້ນທຶນຕໍ່ໜ່ວຍຫຼຸດລົງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ.
(2) ການເຮັດໃຫ້ວັດຖຸດິບເບື້ອງຕົ້ນ (precursor materials) ແລະ ຂະບວນການຜະລິດດີຂຶ້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ໄດ້ເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບການຜະລິດເພີ່ມຂຶ້ນ.
(3) ເຕັກໂນໂລຢີການຮີໄຊເຄິ່ງ (recycling) ແລະ ການນຳໃຊ້ຄືນ (reuse) ມີການພັດທະນາຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ.
(4) ຄວາມຕ້ອງການທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນໃນດ້ານພະລັງງານ ໄດ້ເຮັດໃຫ້ເກີດການພັດທະນາອຸດສາຫະກຳໃນຂະໜາດໃຫຍ່.
ເມື່ອພິຈາລະນາທັງດ້ານປະສິດທິພາບທັງໝົດ ແລະ ຕົ້ນທຶນທັງໝົດໃນວົງຈອນຊີວິດ (total lifecycle costs), ການນຳໃຊ້ເສັ້ນໄຍກາໂບນໃນອຸປະກອນດ້ານພະລັງງານ ໄດ້ກາຍເປັນທາງເລືອກທີ່ຄຸ້ມຄ່າດ້ານເສດຖະກິດຫຼາຍຂຶ້ນເລື່ອຍໆ.

ນອກຈາກພະລັງງານລົມ ແລະ ພະລັງງານໄຮໂດຣເຈນ ຂອບເຂດການນຳໃຊ້ດ້ານພະລັງງານຍັງຄົງຂະຫຍາຍຕົວຕໍ່ເນື່ອງ.

ນອກຈາກບິນລົມ (wind turbine blades) ແລະ ຖັງເກັບໄຮໂດຣເຈນ (hydrogen storage tanks), ຂອບເຂດການນຳໃຊ້ເສັ້ນໄຍກາໂບນໃນດ້ານພະລັງງານຍັງຄົງຂະຫຍາຍຕົວຕໍ່ເນື່ອງ, ເຊັ່ນວ່າ:
(1) ໂຄງສ້າງການຕິດຕັ້ງແຜງດູດຊັບພະຍາກອນແສງຕາເວັນ (Photovoltaic mounting structures) ແລະ ສ່ວນປະກອບທີ່ເປັນໂຄງສ້າງ
(2) ສ່ວນປະກອບທີ່ເປັນໂຄງສ້າງ ແລະ ປ້ອງກັນໃນອຸປະກອນພະລັງງານນິວເຄຍຣ໌
(3) ສ່ວນປະກອບທີ່ຕ້ານການກັດກາຍໃນອຸປະກອນພະລັງງານທະເລ
(4) ໂຄງສ້າງສຳລັບການສົ່ງຜ່ານພະລັງງານ ແລະ ການເສີມຂະຫນາດຂອງເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າ

ເປັນທີ່ເຫັນໄດ້ຢ່າງຊັດເຈນວ່າ ເມື່ອເຕັກໂນໂລຊີພະລັງງານໃໝ່ຍັງຄົງມີການພັດທະນາຕໍ່ໄປ ເສັ້ນໄຟເບີກາໂບນຈະມີບົດບາດໃນເຂດທີ່ສຳຄັນຫຼາຍຂຶ້ນເລື້ອຍໆ.

ຈາກແຜ່ນພັດລົມທີ່ຫຼຸນໃນທິດທາງຂອງລົມ ໄປຮອດຖັງເກັບຮັກສາໄຮໂດຣເຈນທີ່ເຮັດວຽກຢູ່ພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນ ເສັ້ນໄຟເບີກາໂບນກຳລັງປ່ຽນແປງເຫດຜົນດ້ານວັດສະດຸຂອງອຸປະກອນພະລັງງານ. ມັນບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນທາງເລືອກຂອງວັດສະດຸທີ່ເບົາ ແລະ ແຂງແຮງຂຶ້ນເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງສະທ້ອນເຖິງການຄົ້ນຫາຮ່ວມກັນເຖິງປະສິດທິພາບ ຄວາມປອດໄພ ແລະ ຄວາມນ່າເຊື່ອຖືໄດ້ໃນຍຸກພະລັງງານໃໝ່.

ເມື່ອເສັ້ນໄຟເບີກາໂບນປ່ຽນຈາກ "ທາງເລືອກທີ່ມີຄຸນຄ່າສູງ" ໄປເປັນ "ມາດຕະຖານຂອງອຸດສາຫະກຳພະລັງງານ" ການປ່ຽນແປງນີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ສະທ້ອນເຖິງຄວາມກ້າວໜ້າໃນດ້ານວິທະຍາສາດວັດສະດຸເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງເປັນການເລືອກທີ່ຈຳເປັນໃນຂະບວນການປ່ຽນແປງດ້ານພະລັງງານ.

ໃນລະບົບພະລັງງານໃນອະນາຄົດ, ເສັ້ນໄຍກາບອນອາດຈະກາຍເປັນວັດຖຸທີ່ມີການນຳໃຊ້ຢ່າງແຜ່ຫຼາຍເທົ່າກັບເຫຼັກໃນທຸກມື້ນີ້—ແຕ່ມີນ້ຳໜັກເບົາກວ່າ, ແຂງແຮງກວ່າ, ແລະ ສອດຄ່ອງດີຂຶ້ນກັບເປົ້າໝາຍການພັດທະນາທີ່ຍືນຍົງ.