ทำไมราคาไฟฟ้ายุโรปพุ่งในหน้าร้อน และกริดกำลังเผชิญปัญหาอะไร

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนลดกำลังผลิต อุณหภูมิน้ำในแม่น้ำที่สูงขึ้นและระดับน้ำที่ลดลงทำให้เตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์หลายแห่งในฝรั่งเศส รวมถึงโรงไฟฟ้าพลังความร้อนประเภทอื่น ต้องลดกำลังผลิตหรือหยุดเดินเครื่อง เพราะพึ่งพาน้ำจากแม่น้ำในการระบายความร้อน อากาศร้อนยังทำให้ประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าที่ใช้ก๊าซลดลงด้วย

กำลังผลิตไฟฟ้าจากลมตกต่ำ ช่วงเวลาที่ลมพัดอ่อนต่อเนื่องในหลายพื้นที่ของยุโรปทำให้การผลิตไฟฟ้าจากกังหันลมลดลงอย่างมาก พลังงานลมซึ่งเป็นแหล่งไฟฟ้าต้นทุนต่ำจึงหายไปในช่วงเวลาที่ระบบต้องการมากที่สุด ในช่วงเย็นที่เลวร้ายที่สุด การผลิตไฟฟ้าจากลมของเยอรมนีลดลงเหลือราว 2 กิกะวัตต์ หรือประมาณ 16% ของค่าเฉลี่ยตามฤดูกาล ภาวะลมอ่อนที่เกิดขึ้นพร้อมกับอากาศร้อนนี้มีชื่อเรียกว่า “Hitzeflaute” หรือภาวะลมหยุดนิ่งจากความร้อน

พลังงานแสงอาทิตย์มีช่องว่างในช่วงเย็น แม้การผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ในช่วงเที่ยงจะอยู่ในระดับสูง แต่ราคากลับพุ่งขึ้นในช่วงบ่ายแก่ถึงค่ำ เมื่อดวงอาทิตย์ลับขอบฟ้า ขณะที่ความต้องการใช้เครื่องปรับอากาศยังสูงอยู่ ความไม่สอดคล้องระหว่างช่วงเวลาที่ผลิตไฟฟ้าได้กับช่วงเวลาที่ต้องใช้ไฟฟ้าทำให้โรงไฟฟ้าก๊าซต้องเข้ามาเติมกำลังผลิตด้วยต้นทุนส่วนเพิ่มที่สูง

เมื่อวันที่ 24 มิถุนายน เวลา 20.45 น. ราคาขายส่งไฟฟ้าของเบลเยียมพุ่งเกิน 1,000 ยูโรต่อเมกะวัตต์-ชั่วโมง ขณะที่ค่าเฉลี่ยทั้งวันอยู่ที่ 257.5 ยูโรต่อเมกะวัตต์-ชั่วโมง

ก๊าซและพลังน้ำตึงตัวอยู่ก่อนแล้ว ยุโรปเข้าสู่ฤดูร้อนพร้อมปริมาณก๊าซสำรองที่ต่ำกว่าระดับปกติตามฤดูกาล และเขื่อนกักเก็บน้ำในกลุ่มประเทศนอร์ดิกที่มีระดับต่ำกว่าปกติ 8–12 จุด สถานการณ์ดังกล่าวผลักให้สัญญาไฟฟ้าฤดูหนาวมีราคาพรีเมียมสูงกว่า 20% ตั้งแต่ก่อนเกิดคลื่นความร้อน เมื่อเกิดแรงกระแทกด้านอุปทาน เงื่อนไขที่ตึงตัวอยู่เดิมจึงขยายผลให้ราคาพุ่งแรงขึ้น

คลื่นความร้อนเปิดโปงจุดเปราะบางใดของกริดยุโรป

ระบบยังไม่มี “กันชนสำหรับฤดูร้อน” โครงสร้างระบบไฟฟ้ายุโรปถูกวางแผนโดยเน้นรับมือความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุดในฤดูหนาว ซึ่งมาจากการทำความร้อน แต่เหตุการณ์ครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าความต้องการไฟฟ้าสำหรับทำความเย็นในฤดูร้อนอาจเพิ่มขึ้นจนใกล้เคียงกับความต้องการในฤดูหนาว ขณะที่ระบบยังไม่มีปริมาณกำลังสำรองสำหรับรับมืออากาศร้อนสุดขั้วในระดับเดียวกัน

แรงกดดันยังเพิ่มขึ้นจากการใช้ไฟฟ้าที่เติบโตในภาคส่วนต่าง ๆ เช่น ศูนย์ข้อมูล รถยนต์ไฟฟ้า และเครื่องปั๊มความร้อน

อากาศร้อนสร้างกับดักอุปสงค์–อุปทานที่เคลื่อนไหวไปในทิศทางเดียวกัน ปรากฏการณ์อากาศร้อนแบบเดียวกันสามารถทำให้ความต้องการใช้ไฟฟ้าเพิ่มขึ้นจากการเปิดเครื่องปรับอากาศ ขณะเดียวกันก็ลดกำลังผลิตจากโรงไฟฟ้าพลังความร้อนผ่านข้อจำกัดด้านน้ำหล่อเย็นและการสูญเสียประสิทธิภาพ รวมถึงกดการผลิตไฟฟ้าจากลมลง

การที่ปัจจัยเหล่านี้เกิดพร้อมกันทำให้ระบบที่พึ่งพาพลังงานหมุนเวียนร่วมกับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนรับมือได้ยาก นักวิเคราะห์บางรายอธิบายว่าเป็น “วงจรป้อนกลับเชิงโครงสร้าง” เพราะสภาพอากาศที่ทำให้ความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงขึ้นกลับบั่นทอนแหล่งจ่ายไฟฟ้าไปพร้อมกัน

พลังงานหมุนเวียนที่ผลิตไม่สม่ำเสมอต้องมีระบบเสริมความมั่นคง ไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ที่มีมากในช่วงกลางวันช่วยลดแรงกดดันได้เพียงบางช่วง แต่ไม่สามารถป้องกันราคาพุ่งในช่วงเย็นได้ หากมีระบบกักเก็บไฟฟ้า ความสามารถในการส่งไฟฟ้าข้ามพรมแดน หรือแหล่งผลิตไฟฟ้าคาร์บอนต่ำที่สั่งเดินเครื่องได้ไม่เพียงพอ การมีสัดส่วนพลังงานหมุนเวียนสูงก็ไม่ได้รับประกันว่าจะมีไฟฟ้าราคาจับต้องได้ในช่วงที่สภาพอากาศหลายปัจจัยเลวร้ายพร้อมกัน

เหตุผลสำคัญคือภาระการใช้ไฟฟ้าจากเครื่องปรับอากาศไม่ได้ลดลงตามเส้นการผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ แต่ยังคงต่อเนื่องไปจนถึงช่วงค่ำและอาจลากยาวถึงกลางคืน

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำให้การวางแผนตามฤดูกาลคาดเดาได้ยากขึ้น คลื่นความร้อนเดือนมิถุนายนไม่ได้เป็นเหตุการณ์ที่คาดไม่ถึงโดยสิ้นเชิง แต่เป็นการบรรจบกันของจุดอ่อนหลายประการที่ทราบอยู่แล้วและเป็นสิ่งที่แบบจำลองสภาพภูมิอากาศเคยเตือนถึง

เมื่อคลื่นความร้อนเกิดถี่ขึ้นและรุนแรงขึ้น สมมติฐานเดิมที่ว่า “ฤดูร้อนคือช่วงความต้องการต่ำและราคาไฟฟ้าต่ำ” กำลังเสื่อมความแม่นยำ เหตุการณ์นี้จึงกดดันให้ผู้กำกับดูแลและผู้ดำเนินการระบบไฟฟ้าต้องทบทวนการวางแผนกำลังสำรองตามฤดูกาล นโยบายกำหนดปริมาณพลังงานสำรอง และการออกแบบตลาดกำลังผลิตของยุโรป

บทเรียนสำคัญไม่ใช่เพียงการเตรียมรับมือวันที่ร้อนที่สุด แต่คือการออกแบบระบบให้ยังมีไฟฟ้าเพียงพอในช่วงที่ความต้องการพุ่งขึ้น ขณะที่โรงไฟฟ้าหลายประเภทและแหล่งพลังงานหมุนเวียนอาจผลิตได้น้อยลงในเวลาเดียวกัน