แบตเตอรี่โซเดียมไอออน กำลังก้าวขึ้นมาเป็นอีกหนึ่งเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงวงการพลังงานสะอาด ด้วยการแก้ไขปัญหาสำคัญของการพึ่งพาลิเธียมที่มีราคาแพงและหาได้ยาก
เทคโนโลยีแบตเตอรี่ใหม่นี้ใช้โซเดียมเป็นองค์ประกอบหลัก ซึ่งพบได้มากมายในธรรมชาติถึง 2.6% ของเปลือกโลก เมื่อเทียบกับลิเธียมที่พบได้เพียง 0.0017%
การใช้วัตถุดิบที่หาได้ง่ายและราคาถูกกว่านี้ ทำให้แบตเตอรี่โซเดียมไอออนสามารถลดต้นทุนการผลิตลงได้อย่างมีนัยสำคัญ
บริษัท Contemporary Amperex Technology (CATL) ผู้นำด้านแบตเตอรี่ของจีน ได้เปิดตัวแบตเตอรี่ Naxtra ซึ่งเป็นแบตเตอรี่โซเดียมไอออนที่ผลิตเชิงพาณิชย์แห่งแรกของโลก เมื่อเดือนเมษายน 2025 โดยวางแผนจะเริ่มการผลิตใหญ่ภายในปี 2025
แบตเตอรี่โซเดียมไอออนดีกว่าลิเธียมไอออนยังไง ?
ต้นทุนที่แข่งขันได้
การที่โซเดียมมีราคาวัตถุดิบเพียง 600-650 ดอลลาร์ต่อตัน เมื่อเปรียบเทียบกับลิเธียมที่มีราคา 10,000-11,000 ดอลลาร์ต่อตัน สร้างศักยภาพในการลดต้นทุนการผลิตแบตเตอรี่อย่างเห็นได้ชัด
อย่างไรก็ตาม ณ ปัจจุบันแบตเตอรี่โซเดียมไอออนยังมีราคาอยู่ที่ประมาณ 80-90 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง ใกล้เคียงกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนฟอสเฟต (LFP) ที่ราคา 70 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง
คาดว่าเมื่อเข้าสู่การผลิตที่มีขนาดใหญ่ ราคาแบตเตอรี่โซเดียมไอออนจะลดลงเหลือประมาณ 42 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง
ความปลอดภัยที่มากกว่า
แบตเตอรี่โซเดียมไอออนมีคุณสมบัติด้านความปลอดภัยที่โดดเด่น สามารถปล่อยประจุจนหมด (discharge) ลงไปจนถึงระดับแรงดันไฟฟ้า 0 โวลต์ได้อย่างปลอดภัย โดยไม่เกิดความเสียหายหรือความเสี่ยงต่อความปลอดภัย
ในขณะที่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไม่สามารถปล่อยประจุลงไปจนหมดได้ ต้องหยุดการปล่อยประจุที่ระดับแรงดันไฟฟ้าประมาณ 2.5-3.0 โวลต์ เพื่อป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่เสียหายอย่างถาวร (over-discharge)
การทดสอบความปลอดภัยของ CATL แสดงให้เห็นว่าแบตเตอรี่โซเดียมไอออนสามารถทนต่อการทดสอบแบบเจาะเข็ม การเจาะเครื่องมือไฟฟ้า และการตัดด้วยเลื่อย โดยไม่เกิดเพลิงไหม้หรือระเบิด
ทนต่อสภาพอากาศ
ข้อได้เปรียบที่สำคัญอีกประการคือประสิทธิภาพในสภาพอุณหภูมิต่ำ แบตเตอรี่โซเดียมไอออนสามารถทำงานได้ดีในสภาพอุณหภูมิตั้งแต่ -40°C ถึง +70°C ในขณะที่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมักมีปัญหาประสิทธิภาพลดลงอย่างมากในสภาพอากาศหนาว
ในสภาพอากาศร้อนประสิทธิภาพของโซเดียมไออนก็ยังดีกว่า ช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมในการทำงานคือตั้งแต่ -40°C ถึง 70-80°C ขณะที่ลิเธียมไอออนอยู่ที่ 15-35°C
การทดสอบของ CATL พบว่าที่อุณหภูมิ -30°C แบตเตอรี่สามารถชาร์จจาก 30% เป็น 80% ในเวลา 30 นาที และยังคงความจุใช้งานได้ 93% แม้แต่ที่อุณหภูมิ -40°C ยานยนต์ยังคงสามารถวิ่งได้ด้วยความเร็วทางหลวง 120 กิโลเมตรต่อชั่วโมง
ข้อจำกัดและความท้าทาย
ความหนาแน่นพลังงานต่ำกว่า
ข้อจำกัดหลักของแบตเตอรี่โซเดียมไอออนคือความหนาแน่นพลังงานที่ต่ำกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน โดยทั่วไปแบตเตอรี่โซเดียมไอออนมีความหนาแน่นพลังงานประมาณ 100-160 วัตต์ชั่วโมงต่อกิโลกรัม เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความหนาแน่นพลังงาน 200-300 วัตต์ชั่วโมงต่อกิโลกรัม
อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ Naxtra ของ CATL ได้บรรลุความหนาแน่นพลังงานสูงสุดในแบตเตอรี่โซเดียมไอออนที่ 175 วัตต์ชั่วโมงต่อกิโลกรัม ซึ่งใกล้เคียงกับแบตเตอรี่ LFP ที่มี 185 วัตต์ชั่วโมงต่อกิโลกรัม
อายุการใช้งานยังต้องพัฒนา
แบตเตอรี่โซเดียมไอออนในปัจจุบันมีอายุการใช้งานประมาณ 5,000 รอบ เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่สามารถทำได้ 8,000-10,000 รอบ แต่ CATL ได้พัฒนาแบตเตอรี่ Naxtra ให้สามารถใช้งานได้มากกว่า 10,000 รอบ
ความท้าทายด้านการผลิต
การผลิตแบตเตอรี่โซเดียมไอออนขณะนี้ยังต้องเผชิญกับข้อจำกัดด้านเทคโนโลยี โดยเฉพาะการผลิตแอโนดคาร์บอนแข็งที่มีอัตราความสำเร็จต่ำกว่าการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน นอกจากนี้ ห่วงโซ่อุปทานสำหรับวัสดุที่จำเป็นยังไม่เป็นระบบเท่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
การประยุกต์ใช้ในพลังงานสะอาด
ระบบกักเก็บพลังงานแบบคงที่
แบตเตอรี่โซเดียมไอออนเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับระบบกักเก็บพลังงานแบบคงที่ ซึ่งความหนาแน่นพลังงานไม่ใช่ปัจจัยสำคัญเท่ากับต้นทุนและความปลอดภัย ประเทศจีนได้ติดตั้งโครงการกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่โซเดียมไอออนขนาด 100 เมกะวัตต์ชั่วโมงแล้ว
พลังงานหมุนเวียนที่บ้าน
สำหรับระบบโซลาร์เซลล์ที่บ้าน แบตเตอรี่โซเดียมไอออนสามารถเก็บพลังงานส่วนเกินจากแผงโซลาร์ในช่วงกลางวันไว้ใช้ในช่วงค่ำหรือเวลาที่มีความต้องการพลังงานสูง ความสามารถในการชาร์จและปล่อยประจุอย่างรวดเร็วทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานนี้
ยานยนต์ไฟฟ้า
ถึงแม้ความหนาแน่นพลังงานจะต่ำกว่า แต่แบตเตอรี่โซเดียมไอออนกำลังเริ่มใช้ในยานยนต์ไฟฟ้า โดยเฉพาะในตลาดที่ให้ความสำคัญกับต้นทุนมากกว่าระยะทาง บริษัท Chery และ BYD ได้เริ่มใช้แบตเตอรี่โซเดียมไอออนของ CATL แล้ว
ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
การลดการขุดเหมืองแร่
การใช้โซเดียมแทนลิเธียมช่วยลดผลกระทบจากการขุดเหมืองลิเธียมที่มักส่งผลเสียต่อระบบนิเวศและทรัพยากรน้ำ โซเดียมสกัดได้จากน้ำทะเลและเหมืองเกลือ ซึ่งมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่า
การรีไซเคิลที่ง่ายกว่า
แบตเตอรี่โซเดียมไอออนมีกระบวนการรีไซเคิลที่ง่ายกว่าและไม่เป็นพิษเท่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน วัสดุที่ใช้มีความซับซ้อนน้อยกว่าและสามารถแยกแยะกลับมาใช้ใหม่ได้ดีกว่า
ทิศทางในประเทศไทย
ประเทศไทยได้เริ่มพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่โซเดียมไอออน โดยมหาวิทยาลัยขอนแก่นได้สร้างโรงงานผลิตแบตเตอรี่โซเดียมไอออนจากหินเกลือแห่งแรกในประเทศ โรงงานนี้สามารถผลิตแบตเตอรี่สำหรับการใช้งานต่างๆ ในประเทศและเพื่อการส่งออก
นอกจากนี้ มหาวิทยาลัยขอนแก่นได้นำแบตเตอรี่โซเดียมไอออนมาใช้ในรถกอล์ฟไฟฟ้าที่โรงพยาบาลศรีนครินทร์ เพื่อทดสอบประสิทธิภาพในการใช้งานจริง
อนาคตของเทคโนโลยีแบตเตอรี่โซเดียมไอออน
CATL วางแผนจะเริ่มการผลิตแบตเตอรี่ Naxtra ขนาดใหญ่ประมาณ 10 กิกะวัตต์ชั่วโมงต่อปีในไตรมาสที่ 3 ของปี 2025 และอาจขยายไปถึง 100 กิกะวัตต์ชั่วโมงต่อปีภายในปี 2030 การเติบโตนี้จะช่วยลดต้นทุนการผลิตและทำให้แบตเตอรี่โซเดียมไอออนแข่งขันได้มากขึ้น
ความก้าวหน้าด้านเทคโนโลยีในอนาคตมุ่งเน้นไปที่การเพิ่มความหนาแน่นพลังงานให้เกิน 200 วัตต์ชั่วโมงต่อกิโลกรัม การพัฒนาการชาร์จเร็ว และการยืดอายุการใช้งาน รวมถึงการพัฒนาแบตเตอรี่แบบผสม (Hybrid) ที่รวมเซลล์ลิเธียมไอออนกับโซเดียมไอออนเข้าด้วยกัน
แบตเตอรี่โซเดียมไอออนจึงเป็นเทคโนโลยีที่มีศักยภาพสูงในการเป็นทางเลือกที่ยั่งยืนและประหยัดสำหรับการกักเก็บพลังงานในอนาคต ถึงแม้จะยังมีข้อจำกัดบางประการ แต่ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องและการลงทุนจากผู้ผลิตรายใหญ่ เทคโนโลยีนี้น่าจะมีบทบาทสำคัญในการสนับสนุนการเปลี่ยนผ่านสู่พลังงานสะอาดในระดับโลก
The Battery Show Asia, Bonnen Batteries, CATL, Laserax, Reddit (r/EnergyStorage), CarNewsChina, Faradion, Delongtop, CM Batteries, Charged EVs
