ไฟฟ้าดับในภาคใต้ อังคาร ๒๑ พฤษภาคม ๒๕๕๖ MO Memoir : Tuesday 28 May 2556

เรื่องนี้เขียนให้คนที่กำลังเรียนวิศวกรรมเคมีอ่านนะ

เหตุการณ์ไฟฟ้าดับใน ๑๔ จังหวัดภาคใต้เมื่อคืนวันอังคารที่ ๒๑ พฤษภาคม ๒๕๕๖ ที่ผ่านมานั้น อธิบายได้ด้วยเหตุผลทางเทคนิค และก็ไม่ใช่ครั้งแรกที่เกิดเหตุการณ์นี้ในประเทศ ตอนหัวค่ำที่ไฟฟ้าดับก็มีคนเขียนถามมาบน facebook ซึ่งผมก็ได้อธิบายเขาไปตอนเช้าวันถัดมา แต่เห็นว่าจะเป็นประโยชน์แก่พวกคุณด้วยเลยขอนำมาเรียบเรียงเขียนใหม่เพื่อเล่าสู่กันฟัง
  

ไฟฟ้าดับครั้งใหญ่ของประเทศไทยนั้นเกิดเมื่อวันเสาร์ที่ ๑๘ มีนาคม ๒๕๒๑ หรือเมื่อ ๓๕ ปีที่แล้ว ตอนนั้นดับกันทั้งประเทศเป็นเวลาหลายชั่วโมงกว่าจะกลับคืนสู่ภาวะปรกติ เรื่องราวเป็นอย่างไรก็ลองใช้ google หาเอาเองนะ (ลองใช้คำค้นหา "ไฟฟ้าดับ 2521") ปีนั้นผมยังเป็นเด็กอยู่แต่ก็จำเหตุการณ์นั้นได้ว่ามันเคยเกิดขึ้น
  

ในภาวะปรกตินั้น กำลังผลิตไฟฟ้าในพื้นที่หนึ่งควรจะต้องสนองความต้องการของระบบในพื้นที่นั้นได้ และควรมีกำลังผลิตสำรองเอาไว้ด้วย เผื่อไว้สำหรับกรณีที่ระบบมีความต้องการสูงขึ้น หรือในกรณีที่หน่วยผลิตหน่วยใดหน่วยหนึ่งในพื้นที่นั้นมีปัญหาไม่สามารถจ่ายไฟเข้าระบบได้
  

กำลังผลิตไฟฟ้าในที่นี้หมายถึงกำลังผลิตที่ได้จากโรงไฟฟ้าต่าง ๆ รวมทั้งไฟฟ้าที่ดึงมาจากภายนอกพื้นที่ (เช่นไฟฟ้าที่ไทยซื้อมาจากลาวและมาเลเซีย ไฟฟ้าที่ภาคใต้นำลงมาจากภาคกลาง)
  

สมมุติว่าเริ่มแรกนั้นกำลังการผลิตสามารถสนองความต้องการของระบบได้ โดยที่ยังมีกำลังผลิตสำรองเหลืออยู่ เมื่อระบบมีความต้องการพลังงานไฟฟ้าสูงมากขึ้น ก็จะไปดึงเอากำลังผลิตสำรองที่มีอยู่ออกมาใช้ และตราบเท่าที่กำลังผลิตสำรองยังถูกดึงเอามาใช้ไม่หมด ระบบไฟฟ้าก็จะยังไม่มีปัญหา
  

ที่นี้ถ้าหากว่าดึงกำลังการผลิตสำรองมาใช้หมดแล้ว แต่ความต้องการพลังงานไฟฟ้ายังเพิ่มมากขึ้นไปอีก สิ่งที่จะเกิดขึ้นคือระบบจ่ายไฟฟ้าจะเกิดภาวะทำงานเกิดกำลังหรือที่เราเรียกว่า overload ถ้าเป็นเครื่องจักรก็หมายถึงเรากำลังให้เครื่องจักรเดินเครื่องเกินกว่าความสามารถที่มันได้รับการออกแบบมา หรือถ้าเป็นสายไฟก็หมายถึงเรากำลังผ่านกระแสในปริมาณที่มากเกินกว่าที่มันจะรับได้ ถ้าปล่อยให้ภาวะเช่นนี้เกิดขึ้นต่อเนื่อง เครื่องจักรหรือสายไฟฟ้าก็จะเกิดความเสียหายได้ ดังนั้นเพื่อเป็นการจำกัดความเสียหาย สิ่งที่ทำได้คือ "ตัดการจ่ายไฟฟ้า" ที่จ่ายให้กับบางพื้นที่ออกไป เพื่อให้กำลังการผลิตนั้นสามารถรองรับความต้องการของพื้นที่ส่วนที่เหลือได้

การที่ความต้องการไฟฟ้าเพิ่มขึ้นจนสูงกว่ากำลังการผลิตนั้นเป็นสิ่งที่คาดการณ์ได้ล่วงหน้า (โดยการเฝ้าตรวจปริมาณการใช้ไฟฟ้าเปรียบเทียบกับกำลังการผลิต) และไม่เป็นสิ่งที่เกิดขึ้นกระทันหันโดยไม่คาดคิด ซึ่งแตกต่างจากกรณีที่เครื่องจักรผลิตไฟฟ้าหรือระบบสายส่งที่นำไฟฟ้าเข้าพื้นที่เกิดเหตุขัดข้องที่ทำให้ไม่สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้กระทันหัน ในกรณีเช่นนี้แม้ว่าความต้องการพลังงานไฟฟ้าจะยังคงที่ แต่กำลังการผลิตไฟฟ้ากลับลดต่ำลงกว่าความต้องการอย่างกระทันหัน ทำให้การตัดไฟฟ้าในบางพื้นที่ออกไปเพื่อให้กำลังการผลิตที่เหลืออยู่เพียงพอกับพี้นที่ส่วนที่เหลือนั้นกระทำไม่มัน ผลที่ตามมาคือหน่วยผลิตไฟฟ้าที่เหลืออยู่จะเกิดภาวะ overload ทำให้เครื่องจักร/อุปกรณ์ทำการตัดตัวเองออกจากระบบเพื่อป้องกันไม่ให้ตัวเครื่องจักร/อุปกรณ์นั้นได้รับความเสียหาย
  

ผลที่ตามมาจะเป็นลูกโซ่ เพราะพอหน่วยผลิตไฟฟ้าที่เหลืออยู่บางหน่วยหยุดจ่ายไฟฟ้าเข้าระบบ ความต้องการไฟฟ้าก็จะย้ายไปดึงจากหน่วยผลิตที่เหลือที่มีจำนวนน้อยลง ก็จะทำให้หน่วยผลิตที่เหลือเกิดการ overload และทำการตัดตัวเองออกจากระบบ และเกิดเช่นนี้ไปเรื่อย ๆ ทำให้ไฟฟ้าดับขยายไปเป็นบริเวณกว้าง

เพื่อให้เห็นภาพสมมุติว่าพื้นที่หนึ่งมีความต้องการไฟฟ้า 1000 MW โดยมีโรงไฟฟ้า ๔ โรง แต่ละโรงผลิตได้เต็มที่ 200 MW และต้องนำเข้าจากแหล่งผลิตภายนอกอีก 200 MW ดังนั้นในขณะนี้ความสามารถในการจ่ายพลังงานไฟฟ้าจะพอดีกับความต้องการพลังงานไฟฟ้า
  

ที่นี้สมมุติว่าแหล่งจ่ายไฟจากภายนอกเกิดมีปัญหา ไม่สามารถจ่ายไฟฟ้าให้ได้กระทันหัน กำลังการผลิตไฟฟ้าในพื้นที่นั้นจะเหลือเพียง 800 MW จากโรงไฟฟ้า ๔ โรง ในขณะที่ความต้องการยังคงเป็น 1000 MW อยู่ ในกรณีนี้ถ้าหากตัดการจ่ายไฟฟ้าให้กับพื้นที่บางพื้นที่ออกไป โดยให้ความต้องการไฟฟ้าในพื้นที่ที่เหลือมีไม่เกิน 800 MW ก็จะทำให้เกิดไฟดับในบางพื้นที่
  

แต่ถ้าตัดพื้นที่จ่ายไฟให้ไม่ทัน ความต้องการ 1000 MW นั้นก็จะไปดึงไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้า ๔ โรง ทำให้โรงไฟฟ้าทั้ง ๔ โรงนั้นเกิดภาวะ overload และถ้าโรงไฟฟ้าที่เหลือนั้นโรงใดโรงหนึ่งรับภาระ overload นี้ไม่ได้ มันก็จะตัดตัวเองออกจากระบบเพื่อไม่ให้เกิดความเสียหายแก่ตัวโรงไฟฟ้าเอง แต่สิ่งที่เกิดขึ้นคือความต้องการ 1000 MW จะย้ายไปลงที่โรงไฟฟ้า ๓ โรงที่เหลือที่ผลิตรวมได้แค่ 600 MW ทำให้โรงไฟฟ้าที่เหลือ ๓ โรงต้องรับภาระ overload ที่หนักมากขึ้นไปอีก ผลก็คือโรงไฟฟ้า ๓ โรงที่เหลือจะทยอยกันตัดตัวเองออกจากระบบ ทำให้ในพื้นที่นั้นไม่มีไฟฟ้าทั้งบริเวณ

ทีนี้เมื่อทำการกู้ระบบ อยู่ดี ๆ จะจ่ายไฟฟ้าเข้าระบบไม่ได้ เพราะไม่รู้ว่าความต้องการไฟฟ้าของระบบเป็นเท่าไร (ก็บอกไม่ได้ว่ามีอุปกรณ์ไฟฟ้าที่สวิตช์เปิดค้างอยู่เป็นจำนวนเท่าใด) ดังนั้นจึงต้องทยอยจ่ายไฟให้กับพื้นที่ทีละส่วนเพื่อไม่ให้ความต้องการไฟฟ้าเกินกำลังการผลิตที่มีอยู่

เหตุการณ์ทำนองนี้เคยเกิดขึ้นครั้งหนึ่งในแลปเรา เกิดกับ glove box ที่มีการใช้ปั๊มสุญญากาศหลายตัว วันหนึ่งไฟฟ้าดับแต่ไม่มีใครไปปิดสวิตช์ปั๊มสุญญากาศ ปล่อยให้มันค้างอยู่ที่ตำแหน่ง "เปิด" พอกระแสไฟฟ้ากลับมาอีกครั้ง ปั๊มสุญญากาศทุกตัวก็เริ่มทำงานพร้อม ๆ กัน เกิดการดึงกระแสในปริมาณมากจน UPS ของ golve box นั้นไหม้ก่อนที่ circuit breaker จะทำงาน ครั้งนั้นเป็นบทเรียนให้หลายคนรู้ว่าเมื่อไฟฟ้าดับจะอยู่เฉยไม่ได้ ควรต้องไปปิดสวิตช์อุปกรณ์ที่มันเปิดใช้งานอยู่ด้วย

ทีนี้ขอกลับมาที่สายส่ง
  

สำหรับคนที่มีพื้นฐานไฟฟ้ากำลังมาบ้างแล้วคงจะจำได้ว่าพลังงานในการส่งไฟฟ้า (P) นั้นเท่ากับผลคูณระหว่าง กระแส (I) กับความต่างศักย์ (V) หรือ P = IV ดังนั้นที่พลังงานไฟฟ้าเท่ากัน ถ้าส่งด้วยความต่างศักย์ที่สูง จะมีกระแสไหลผ่านสายไฟ "ต่ำกว่า" การส่งด้วยความต่างศักย์ที่ต่ำกว่า
  

ส่วนความร้อนที่เกิดจากการไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านสายไฟที่เป็นตัวนำนั้น (P-loss) แปรผันตามความต้านทานของสายไฟที่เป็นตัวนำและปริมาณกระแสไฟฟ้า "ยกกำลังสอง" หรือ P-loss = I²R
  

ดังนั้นถ้าส่งไฟฟ้าด้วยความต่างศักย์ 500 kV ก็จะมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านสายไฟในปริมาณเพียงครึ่งเดียวของการส่งด้วยความต่างศักย์ 230 kV และการสูญเสียพลังงานไปเป็นความร้อนของสายส่ง 230 kV ก็จะสูงกว่าของสายส่วน 500 kV ประมาณ ๔ เท่า
  

บางคนอาจคิดว่าการส่งพลังงานไฟฟ้าด้วยความต่างศักย์ที่สูงนั้นอันตรายสูงกว่าการส่งด้วยความต่างศักย์ที่ต่ำกว่า ส่วนเรื่องความร้อนที่เกิดขึ้นเนื่องจากการมีกระแสไหลเพิ่มขึ้นนั้นก็แก้ได้ด้วยการใช้สายไฟฟ้าขนาดโตขึ้น ซึ่งเรื่องการใช้สายไฟโตขึ้นนี้คงไม่เป็นปัญหามากถ้าเป็นการวางไปบนพื้น แต่สำหรับสายไฟที่ขึ้นพาดบนเสาแล้ว น้ำหนักของสายไฟต่อความยาวนั้นเป็นปัจจัยสำคัญในการพิจารณาด้วยว่าจะวางเสาได้ห่างกันเท่าใดเพราะสายไฟฟ้ายังต้องรับน้ำหนักของตัวมันเองด้วย ดังนั้นเมื่อต้องการพลังงานไฟฟ้ามากขึ้นจึงมักใช้วิธีเพิ่มจำนวนสายไฟหรือเพิ่มความต่างศักย์ เพื่อไม่ให้สายไปแต่ละเส้นรับกระแสมากเกินไปละไม่ต้องใช้สายไฟเส้นใหญ่เกินไป

ในประเทศไทยนั้นเครือข่ายจ่ายกระแสไฟฟ้ามีการเชื่อมโยงต่อถึงกันหมด และเชื่อมโยงต่อกับประเทศเพื่อนบ้านด้วย ในส่วนของพื้นที่ภาคกลาง (รวมภาคตะวันออก) ภาคเหนือ และภาคตะวันออกเฉียงเหนือนั้น การเชื่อมโยงกับระบบไฟฟ้าของภาคอื่นนั้นมีหลายตำแหน่ง ดังนั้นโอกาสที่สายส่งที่เชื่อมโยงภาคนั้นเข้ากับภาคอื่น ๆ จะมีปัญหาพร้อม ๆ กันคงเป็นไปได้ยาก
  

แต่สำหรับภาคใต้นั้นแตกต่างไปจากภาคอื่นตรงที่สภาพทางภูมิศาสตร์บังคับให้การเชื่อมโยงกับภาคอื่นนั้นมีอยู่เพียงเส้นทางเดียวคือทางเพชรบุรีและประจวบคีรีขันธ์ และที่สำคัญคือกำลังการผลิตไฟฟ้าในภาคใต้ไม่เพียงพอต่อความต้องการไฟฟ้าในภาคใต้เอง จำเป็นต้องใช้ไฟฟ้าที่ผลิตจากเขตอื่นเข้ามาเสริม ดังนั้นสายส่งจากทางภาคกลางลงไปสู่ภาคใต้จึงมีความสำคัญต่อความมั่นคงทางด้านพลังงานไฟฟ้าในภาคใต้ และพอมันเกิดปัญหาดังเช่นที่เกิดในสัปดาห์ที่แล้ว ผลก็คือไฟฟ้าก็ดับทั้งภาคใต้ (ดูแผนที่สายส่งในรูปที่ ๑)

รูปที่ ๑ แผนที่ระบบสายส่งไฟฟ้า ตัดมาเฉพาะส่วนของภาคใต้

(ฉบับเต็มทั้งประเทศดูได้ที่ http://www.egat.co.th/images/stories/mapegat/map-system.pdf)

การป้องกันไม่ให้ปัญหาเช่นนี้เกิดได้อีกก็คือต้องทำให้กำลังการผลิตไฟฟ้าในภาคใต้นั้นเพียงพอต่อความต้องการของภาคใต้เองโดยไม่ต้องพึ่งพาไฟฟ้าจากภาคกลาง ซึ่งอาจทำโดย
 

(ก) การลดความต้องการไฟฟ้าลง ซึ่งก็คงจะทำไม่ได้ หรือไม่ก็

(ข) ผลิตไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ซึ่งน่าจะเป็นทางออกด้วยเหตุผลทางเทคนิคที่ดีที่สุด แต่จะมีปัญหาด้านการเมืองแทน

ในการสร้างโรงไฟฟ้านั้น กฎหมายกำหนดให้ต้องมีการทำประชาพิจารณ์กับประชาชน "ในท้องถิ่น" ที่จะทำการตั้งโรงไฟฟ้า ซึ่งตรงนี้ความเห็นส่วนตัวนั้นคิดว่ายังไม่ค่อยเพียงพอสักเท่าไรนั้น ควรจะต้องครอบคลุมไปถึงประชาชน "นอกท้องถิ่น" นั้นด้วย อย่างเช่นในกรณีเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นนี้ ถ้าคนทางภาคใต้ไม่ยอมให้สร้างโรงไฟฟ้าเพิ่มขึ้น แต่จะให้เพิ่มการจ่ายไฟฟ้าจากภาคกลางลงมาให้มากขึ้นแทน ถ้าเช่นนี้ก็ต้องถามด้วยว่ามันเป็นธรรมสำหรับคนราชบุรีที่เขาต้องรับผลกระทบจากการผลิตไฟฟ้ามากขึ้นเพื่อให้คนใต้ใช้ไฟฟ้าได้อย่างสบายหรือเปล่า และมันเป็นธรรมกับคนเพชรบุรีและประจวบคีรีขันธ์ที่เขาต้องสูญเสียโอกาสในการใช้ที่ดินเพื่อให้การไฟฟ้าเดินสายไฟฟ้าให้มากขึ้นเพื่อให้มีไฟฟ้าเพียงพอสำหรับจ่ายให้คนในภาคใต้ใช้ไฟฟ้าได้อย่างสบายหรือเปล่าด้วย
  

งานนี้ถ้าคนภาคใต้ประท้วงไม่ยอมให้สร้างโรงไฟฟ้า ผมว่าคนทางราชบุรี เพชรบุรี และประจวบคีรีขันธ์ ก็มีสิทธิที่จะประท้วงเหมือนกันว่าทำไมเขาต้องแบกรับภาระแทนคนภาคใต้ด้วย

เรื่องตรงนี้เป็นเรื่องละเอียดอ่อนที่แต่ละฝ่ายจะต้องคิดพิจารณาให้ดี และควรพิจารณาด้วยเหตุผลหาทางออกด้วยการแก้ปัญหา การชดเชยและการตอบแทนผู้ที่ได้รับผลกระทบอย่างเหมาะสมด้วย (ไม่ใช่แบบโยนเงินไปก้อนและถือว่าจบสิ้นกัน) ไม่ใช่ว่าจะประท้วงแต่อย่างเดียวโดยไม่ฟังเหตุผล หรือจะเอาเฉพาะประโยชน์ส่วนตัวเพียงอย่างเดียวโดยไม่ดูผลกระทบที่จะเกิดขึ้นกับคนอื่น

อีกเรื่องหนึ่งที่มีการคุยกันทาง facebook ในวันนั้นคือการซื้อไฟฟ้าจากต่างประเทศ ซึ่งผมได้ยกตัวอย่างว่าทางภาคอีสานของไทยมีการซื้อไฟฟ้าจากลาว และลาวก็มีการซื้อไฟฟ้าจากไทย เรื่องหนึ่งที่เป็นปัจจัยในการพิจารณาคือเรื่องสายส่ง
  

อีสานตอนบนใกล้กับเขื่อนผลิตไฟฟ้าของลาว ไทยก็ซื้อไฟฟ้าจากลาวมาใช้เพื่อให้พอกับความต้องการ
 

อีสานตอนล่างใกล้กับลาวตอนใต้ ถ้าลาวจะเดินสายไฟจากเขื่อนผลิตไฟฟ้าตอนเหนือมาตอนใต้ ก็จะมีค่าใช้จ่ายด้านการเดินสายส่ง แต่ฝั่งไทยมีระบบสายส่งทั้งภาคอีสานอยู่แล้ว ดังนั้นแทนที่จะเดินสายส่งเอง ก็ใช้ระบบสายส่งด้านฝั่งไทยดีกว่า ด้วยการซื้อไฟฟ้าจากฝั่งไทยทางตอนใต้ แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้เห็นมีข่าวว่าระบบสายส่งของลาวพัฒนาไปมากแล้ว และอีกไม่นานก็คงไม่ต้องซื้อไฟฟ้าจากฝั่งไทย โดยสามารถใช้สายส่งฝั่งลาวได้เอง

เรื่องนี้เหมือนกับที่เขาพูดกันว่าจะขับรถไปเบตงให้ขับเข้ามาเลเซียก่อนแล้วค่อยวกเข้ามาใหม่

รูปที่ ๒ แผนที่ระบบสายส่งไฟฟ้า ตัดมาเฉพาะส่วนของภาคตะวันออกเฉียงเหนือ

(ฉบับเต็มทั้งประเทศดูได้ที่ http://www.egat.co.th/images/stories/mapegat/map-system.pdf)