PowerLedger — Digital Energy Trading Platform ก้าวใหม่ของการปฏิวัติวงการพลังงาน

บทความนี้เป็นบทความสั้นๆที่ผมตั้งใจเขียนอธิบายเกี่ยวกับเกี่ยวกับเทคโนโลยี Blockchain, Ethereum, Energy Trading Platform และ PowerLedger กับบทบาทที่จะเข้ามาเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมภาคพลังงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งกระทบตั้งแต่ระบบการผลิต ส่ง และจำหน่ายพลังงานไฟฟ้า จากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไปจนถึงโรงงาน อาคาร บ้านเรือนและชุมชน จากความเข้าใจส่วนตัว (อาจจะถูกบ้างผิดบ้าง ก็งมๆกันไป 555) ซึ่งจะเห็นได้ว่าในไม่กี่เดือน (ปี?) ที่ผ่านมามีคนพูดถึงเรื่องของ Blockchain เยอะมากๆ ไม่ว่าจะเป็นเรื่องที่เกี่ยวข้องกับด้านการเงิน (Fintech) การแพทย์ (Healthtech) หรือด้านกฏหมาย (Lawtech) แต่ที่จะเห็นถูก disrupt กันอย่างหนักในตอนนี้ก็คือด้านพลังงาน ซึ่งเป็นผลมาจากการที่รัฐให้การส่งเสริมด้านพลังงานสะอาดมากขึ้น เทคโนโลยีต่างๆก็ถูกพัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็ว เช่น แผงโซลาร์เซลล์ (solar paenl), โซลาร์อินเวอร์เตอร์ (solar inverter), หรือแหล่งกักเก็บพลังงานเช่น (battery energy storage), รวมไปถึงซอฟท์แวร์ที่เข้ามามีบทบาทสำคัญกับการบริหารจัดการพลังงานของระบบไฟฟ้าต่างๆ ที่เราจะพูดถึงต่อไป

https://powerledger.io/

ก่อนที่เราจะไปทำความเข้าใจว่า Blockchain, Ethereum หรือ PowerLedger คืออะไรหรือจะนำไปใช้อะไรกับระบบการซื้อขายพลังงานไฟฟ้าในอนาคต เรามาดูกันก่อนว่าปัญหาหลักๆคืออะไร ทำไมเราถึงต้องใช้ Blockchain กับการซื้อขายพลังงานไฟฟ้า

• พลังงานทดแทนไม่เสถียร ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ ไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ตลอด 24 ชม
• การลงทุนด้านพลังงานทดแทนเช่น solar PV rooftop ต้องใช้เงินลงทุนสูง (upfront costs) เจ้าของบ้านและเจ้าของอาคารทั่วๆไปที่ติดตั้งระบบ solar PV rooftop ส่วนใหญ่คิดว่าการติดตั้งมีความซับซ้อน ต้องขอใบอนุญาตจากการไฟฟ้าฯ ต้องเปลี่ยนมิเตอร์ที่บล็อคไม่ให้หมุนกลับด้าน หรือว่ายังไม่เห็นจุดคุ้มทุนของการติดตั้งเนื่องจากอาจจะไม่ได้ใช้ไฟฟ้าในช่วงกลางวัน
• ตาม grid code ของ PEA และ MEA ในปัจจุบันเจ้าของบ้านหรือเจ้าของอาคารไม่ได้ประโยชน์จากพลังงานไฟฟ้าส่วนเกินที่ผลิตได้จาก solar PV rooftop เมื่อไฟฟ้าส่วนเกินจากการใช้พลังงานภายในบ้านไหลกลับเข้าไปในระบบของการไฟฟ้าหรือไหลกลับเข้าไปในส่วนกลางของหมู่บ้าน
• พลังงานไฟฟ้าเป็นปัจจัยหลักที่สำคัญต่อธุรกิจต่างๆ แต่ราคาค่าไฟฟ้ามีแนวโน้มที่สูงขึ้นด้วยระบบการผลิต ส่ง และจำหน่ายไฟฟ้าในปัจจุบันที่เราเพิ่งพา natutal gas และถ่านหินเป็นหลัก จำเป็นต้องสร้างโรงไฟฟ้าใหม่ถ้าแนวโน้มความต้องการการใช้ไฟฟ้าสูงขึ้นถ้าไม่มีการส่งเสริมการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากพลังงานทางเลือกอื่นๆ

ถ้าวิเคราะห์จากปัจจัยต่างๆที่จะส่งผลให้การนำ Blockchain, Ethereum หรือ PowerLedger มาใช้ก็อาจจะเป็นว่า

• ระบบกักเก็บพลังงาน (energy storage system) มีประสิทธิภาพสูงขึ้น ต้นทุนการผลิตลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ช่วยกักเก็บพลังงานทดแทนส่วนเกินที่ผลิตได้และนำมาใช้ในยามที่มีความต้องการการใช้พลังงานในภายหลังได้ และช่วยแก้ปัญหาความไม่เสถียรของแหล่งพลังงานทดแทน
• นโยบายส่งเสริมการใช้พลังงานสะอาดของภาครัฐ ที่มุ่งเน้นการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียน (renewable energy resources)
• ราคาการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานทดแทนเช่น solar PV rooftop มีแนวโน้มลดลง เนื่องจากแผงโซลาร์ อินเวอร์เตอร์ รวมไปถึง แหล่งกักเก็บพลังงานมีราคาต้นทุนการผลิตที่ลดต่ำลงอย่างมีนัยสำคัญ
• หลายๆธุรกิจต้องการลดต้นทุนค่าพลังงานไฟฟ้าเนื่องจากเป็นปัจจัยหลัก (อันนี้สายขุด bitcoin, ripple, ethereum, monero, … คงเข้าใจดี 555) การที่ค่าไฟฟ้าที่ซื้อจากการไฟฟ้าต่อหน่วยพุ่งขึ้นเกือบ 4 บาท (http://bit.ly/2qgRLGm) แต่ต้นทุนต่อหน่วยที่ผลิตได้ของ solar PV rooftop ลดลงมาต่ำกว่า 3–2.5 บาท จะดีกว่ามั้ยที่มีเงินแล้วติดโซลาร์ใช้เอง ?? (แต่ก็อีกนั่นแหละติดโซลาร์แล้วไม่ใช้กลางวันไปทำงาน ขายออกก็ไม่ได้แล้วจะติดทำไม)

ที่นี้แล้ว PowerLedger คืออะไร มีประโยชน์ยังไง แล้วจะเข้ามาปฏิวัติระบบไฟฟ้าและการซื้อขายพลังงานไฟฟ้าในอนาคตได้อย่างไร ไปดูกัน

https://powerledger.io/

• Power Ledger คือเทคโนโลยี Blockchain ในรูปแบบของ Ethereum ซึ่งใช้ consensus แบบ proof of steak ซึ่งจะทำให้การซื้อขายไฟฟ้าที่ผลิตจากพลังงานหมุนเวียนสามารถทำได้ real-time ในรูปแบบ peer-to-peer ผ่านระบบ internet โดยมี 4 application layers ดังรูปข้างบน คือ Layer1: Ethereum Blockchain ซึ่งเป็นพื้นฐานการทำงานของ Power Ledger โดยใช้ Ethereum (คิดว่าใช้ Solidity เขียน smart contract), Layer2: Power Ledger Core หลักๆจะมีในส่วนของ Token Generation Event (TGE) power management, Layer3: Ecochain Services ใช้ในการดึงข้อมูลจาก smart meter (meter reading) ผ่าน API หรือ direct push เข้า server ของ Power Ledger, และ Layer4: Power Ledger Applications เช่น carbon trading หรือ microgrid manager
• Power Ledger จะช่วยให้การซื้อขายพลังงานไฟฟ้าทำได้แบบ real-time ทำให้ผู้ใช้ไฟฟ้าสามารถเลือกแหล่งที่มาของพลังงานได้เช่นอยากซื้อไฟฟ้าที่ผลิตจาก พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม natural gas หรือถ่านหิน โดยจะมีราคาของแต่ละแหล่งต่างๆกัน สามารถใช้หลักการของ Economic Dispatch มาช่วยให้การหาจุดสมดุลระหว่าง supply และ demand ของการใช้พลังงานในราคาที่ตำ่สุดได้ (ป.ล. เมื่อก่อน PowerLedger ให้ผู้ใช้ไฟฟ้าสามารถกำหนดราคาที่จะซื้อ ผู้ผลิตไฟฟ้าสามารถกำหนดราคาขายเองได้ แต่พบว่าภายหลังผู้ซื้อและผู้ขายอยากให้กำหนดเป็น Fair Price มาเลยมากกว่า)
• การซื้อขายพลังงานแบบ real-time ผ่าน Power Ledger นี้จะทำให้เจ้าของบ้านและเจ้าของอาคารที่ติดตั้ง solar PV rooftop เปลี่ยนจาก consumer เป็น prosumer ที่สามารถซื้อไฟฟ้าในเวลาที่แหล่งผลิตไฟฟ้าจากพลังงานหมุนเวียนเช่น solar PV rooftop ผลิตไม่เพียงพอในช่วงกลางวัน หรือช่วงกลางคืน และขายไฟฟ้ากลับคืนให้กับเพื่อนบ้าน หมู่บ้าน หรือระบบ microgrid อื่นๆ ผ่าน Power Ledger Operator ทำให้มี incentive ในการติดตั้ง solar PV rooftop หรือรวมไปถึงระบบกักเก็บพลังงานทดแทนแบบ Battery Energy Storage มากขึ้น (อาจจะต้องคำนึงถึง grid code ในขณะนี้และที่จะออกมาในอนาคตของ PEA และ MEA ด้วย)
• ไม่เพียงแค่อาคารและบ้านพักอาศัย Power Ledger ยังจะช่วยให้การซื้อขายไฟฟ้ากันเองภายในนิคมอุตสาหกรรมเป็นไปได้ เมื่อโรงงานหนึ่งมีพลังงานไฟฟ้าส่วนเกินสามารถขายข้ามไปให้กับโรงงานอื่นๆที่มีความต้องการการใช้พลังงานภายในนิคมได้
• จากการ incentivise การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานสะอาดและการใช้ Power Ledger มาช่วยในการซื้อขายพลังงานไฟฟ้าแบบ real-time จะทำให้ลดค่าใช้จ่ายในการลงทุนก่อสร้างหรือเลื่อนระยะเวลาที่จำเป็นจะต้องก่อสร้างโรงไฟฟ้าใหม่ๆลงได้
• Power Ledger block size จะมีขนาดเท่ากับการซื้อหรือขายไฟฟ้าภายในช่วงระยะเวลา 15 นาที
• Power Ledger ใช้ proof of steak แทน proof of work เพื่อที่จะ guarantee ว่าพลังงานที่ใช้สำหรับการทำ transaction recording จะต้องน้อยกว่าค่าพลังงานที่เรา record ไว้ในแต่ละ block (มันจะไม่ make sense มากๆ ถ้าเรา record พลังงานที่ใช้สมมุติว่า 1 kWh ภายใน 15 นาที แต่ miners ใช้ concensus algorithm แบบ proof of work แล้วใช้พลังงานรวมกับมากกว่า 1 kWh ในการ record block นี้)
• เปรียบเทียบ transaction speed กับ Bitcoin ที่ 1 block จะถูกสร้างทุกๆ 10 นาที (tranaction finality every 6 blocks = 1 ชม), Ethereum 1 block อยู่ราวๆ 17 วินาที (tranaction finality every 12 blocks = 3.5 นาที), Power Ledger 1 block จะใช้เวลาประมาณ 2 วินาที (transaction finality น้อยกว่า Bitcoin และ Ethereum)
• Coin ที่ใช้ภายใน Power Ledger จะมีหน่วยเรียกว่า Sparkz โดยที่ 15 Sparkz จะมีค่าเท่ากับพลังงาน 1 kWh ที่ Perth, Australia (ค่าไฟฟ้าต่อหน่วนที่ Australia ประมาณ 20.2 cents/kWh)
• Power Ledger.io เปิดโอกาศให้ software developer สามารถร่วมพัฒนา feature ใหม่ๆได้ผ่าน SDK และ API แต่ต้องเซ็น NDA ร่วมกันก่อน
• สิ่งสำคัญในตอนนี้สำหรับการใช้ Power Ledger Platform คือข้อมูลจาก smart meter ซึ่งอาจจะไม่ใช่มิเตอร์ของการไฟฟ้าแต่จะเป็น revenue-grade meter ที่สามารถส่งค่าแบบ real-time ไปยัง backend ของ PowerLedger หรือให้ PowerLedger เข้าถึงข้อมูลของ smart meter ผ่าน API ของระบบ Meter Data Management System (MDMS) ของการไฟฟ้า (ถ้ามี) ได้
• ทั้งนี้ทั้งนั้นสิ่งสำคัญมากๆก็คือกฏ กติกา regulation ต่างๆที่รัฐต้องออกมากำกับ ควบคุม และดูแล เมื่อ busines model ของการซื้อและขายพลังงานไฟฟ้าเปลี่ยนไปเนื่องจากเทคโนโลยี blockchain ทั้งสามการไฟฟ้า EGAT, MEA, PEA จะปรับตัวอย่างไร จะต้องทำอะไรก่อนหลัง ต้องวางแผนของประเทศอย่างไรก็เป็นอีกคำถามที่น่าสนใจ
• ผมคิดว่าการซื้อขายพลังงานผ่านระบบ Blockchain ของ Power Ledger จะทำให้ราคาต่อหน่วยของการซื้อขายพลังงานไฟฟ้าลดลง (แต่มากน้อยเท่าไหร่ก็ยังตอบไม่ได้) เนื่องจาก cost ต่างๆ เช่นที่ชัดที่สุดคือการให้พนักงานออกไปอ่านมิเตอร์ก็จะหายไปรวมไปถึงระบบ billing ต่างๆ ผู้ที่ลงทุนในระบบการผลิตพลังงานสะอาดก็อาจจะสามารถระดมทุนผ่าน Initial Coin Offering (ICO) ได้ ผู้สนใจติดตั้งระบบผลิตพลังงานไฟฟ้าจากพลังงานทดแทนอย่างเช่น solar PV rooftop สามารถเปลี่ยนตัวเองเป็น prosumer ขายไฟฟ้าได้เมื่อมีพลังงานส่วนเกิน ทั้งนี้ทั้งนั้นผล กระทบที่ตามมาต่อผู้เกี่ยวข้องในหลายๆส่วนก็คงจำเป็นที่จะต้องศึกษาและวิเคราะห์กันให้ถ้วนถี่ต่อไปก่อนจะนำมาใช้งานจริงในระบบใหญ่หรือระดับประเทศ แต่ proof of concept กับระบบเล็กๆเช่นหมู่บ้าน อาคาร หรือระบบ microgrid ก็เป็นสิ่งที่น่าทำน่าศึกษาวิจัย
• แต่สิ่งสำคัญมากกว่านั้นคือข้อมูลจำนวนมหาศาล (Big data) ของ smart meter ที่จะถูกเก็บมาจะมีคุณค่ามากๆ สามารถนำไปวิเคราะห์วางแผนการติดตั้งของขนาดของแหล่งกักเก็บพลังงานทดแทนที่เหมาะสม นำไปเรียนรู้พฤติกรรมการใช้ไฟฟ้าของผู้ใช้ไฟฟ้าแต่ละเจ้าได้ หรือนำไปใช้ในการวิเคราะห์การลงทุนด้านพลังงานต่อไปในอนาคตได้ แต่ปัญหาก็คือ Talent หรือกลุ่มคนที่จะเข้าใจการนำข้อมูลต่างๆเหล่านี้มาใช้ประโยชน์
• อีกปัจจัยที่สำคัญที่จะทำให้ระบบนี้เป็นจริงมากขึ้นก็คือ software จะเห็นได้ว่าในปัจจุบันระบบไฟฟ้าไม่ได้เป็นเพียงแค่ระบบไฟฟ้าที่มีแค่ electrical components อย่างเดียว แต่จะมีในส่วนของ IT และ software ที่เข้ามาช่วยจัดการกลายเป็น software-driven electricity grid เช่น Flexible Power Alliance Network ที่พัฒนาขึ้นโดย Netherlands Organisation for Applied Scientific Research (TNO) ของ Netherland หรือ VOLLTRON Platform ที่พัฒนาโดย Pasific Northwest Natiional Lab (PNNL), Department of Energy (DOE), USA ซึ่งผมจะมาอธิบายแต่ละแพลตฟอร์มพร้อมทั้งสาธิตในโพสต่อๆไป โปรดติดตามครับ 😁

อ้างอิงจาก

[1] PowerLedger https://powerledger.io/
[2] Australia Household Electricity Price http://theconversation.com/australian-household-electricity-prices-may-be-25-higher-than-official-reports-84681
[3] Flexible Power Alliance Network http://flexible-energy.eu/
[4] VOLLTRON http://volttron.org/