thansettakij
thansettakij
นิวเคลียร์ผลิตไฟฟ้า ผลิตน้ำจืด และผลิตความเย็น: โมเดลพลังงานใหม่สำหรับ AI Data Center แห่งอนาคต

นิวเคลียร์ผลิตไฟฟ้า ผลิตน้ำจืด และผลิตความเย็น: โมเดลพลังงานใหม่สำหรับ AI Data Center แห่งอนาคต

08 ส.ค. 69 | 02:25 น.
อัปเดตล่าสุด :08 ส.ค. 69 | 04:11 น.

นิวเคลียร์ผลิตไฟฟ้า ผลิตน้ำจืด และผลิตความเย็น: โมเดลพลังงานใหม่สำหรับ AI Data Center แห่งอนาคต โดย ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.ญาณิน สุขใจ อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.)

เมื่อพูดถึง โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ คนส่วนใหญ่มักนึกถึงการผลิตไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว แต่ในความเป็นจริง พลังงานจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ โดยเฉพาะ Small Modular Reactor (SMR) สามารถสร้างคุณค่าได้มากกว่านั้น เพราะนอกจากผลิตไฟฟ้าแล้ว ยังสามารถ ผลิตน้ำจืด ผลิตความร้อน และผลิตความเย็น ได้พร้อมกันในระบบเดียว

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.ญาณิน สุขใจ อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.)

เมื่อโลกกำลังก้าวเข้าสู่ยุค AI Economy ที่ Data Center ต้องการทั้งไฟฟ้า น้ำ และระบบทำความเย็นอย่างต่อเนื่อง เทคโนโลยีดังกล่าวจึงกำลังได้รับความสนใจในฐานะโครงสร้างพื้นฐานของเศรษฐกิจดิจิทัลแห่งอนาคต

Data Center ไม่ได้ต้องการเพียงไฟฟ้า

AI Data Center แตกต่างจากศูนย์ข้อมูลแบบเดิมอย่างชัดเจน

นอกจากใช้ไฟฟ้าตลอด 24 ชั่วโมงแล้ว ยังต้องใช้ระบบหล่อเย็นที่มีประสิทธิภาพสูงเพื่อรักษาอุณหภูมิของ GPU และ AI Accelerator ที่มีความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้าสูงกว่าระบบเดิมหลายเท่า ในหลายประเทศ ปัญหาที่เริ่มเกิดขึ้นไม่ใช่เพียงไฟฟ้าไม่พอ แต่รวมถึง

  • น้ำจืดสำหรับระบบหล่อเย็น
  • ความมั่นคงของแหล่งน้ำ
  • การใช้พลังงานของระบบทำความเย็น
  • การลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก

จึงทำให้แนวคิด Integrated Energy System หรือการใช้พลังงานแบบบูรณาการได้รับความสนใจมากขึ้น จากโรงไฟฟ้าสู่ Energy Hub เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ผลิตพลังงานความร้อนจากปฏิกิริยาฟิชชัน ก่อนเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าผ่านกังหันไอน้ำ แต่ในกระบวนการนี้ พลังงานความร้อนจำนวนมากยังคงเหลืออยู่

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั่วไปมีประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าประมาณ 33 - 37% หมายความว่า พลังงานอีกกว่า 60% อยู่ในรูปของความร้อนเหลือทิ้ง

ในอดีต ความร้อนนี้มักถูกระบายออกสู่แม่น้ำ ทะเล หรือหอหล่อเย็น แต่ปัจจุบันหลายประเทศกำลังเปลี่ยนแนวคิดจาก Waste Heat ไปสู่ Useful Heat กล่าวคือ นำความร้อนดังกล่าวกลับมาใช้สร้างมูลค่าเพิ่ม

ผลิตน้ำจืดจากทะเลด้วยพลังงานนิวเคลียร์ ประเทศในตะวันออกกลางกำลังแสดงให้เห็นว่า เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สามารถผลิตน้ำจืดควบคู่กับไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ กระบวนการนี้เรียกว่า Nuclear Desalination โดยอาศัยความร้อนหรือไฟฟ้าจากเครื่องปฏิกรณ์เพื่อขับเคลื่อนระบบผลิตน้ำจืด เช่น

  • Multi-Stage Flash (MSF)
  • Multi-Effect Distillation (MED)
  • Reverse Osmosis (RO)

ผลลัพธ์คือสามารถผลิตน้ำสะอาดได้ในปริมาณมหาศาล โดยไม่ต้องพึ่งพาแหล่งน้ำจืดธรรมชาติ

สำหรับประเทศที่มีชายฝั่งทะเลยาวอย่างประเทศไทย แนวคิดนี้อาจช่วยเพิ่มความมั่นคงด้านทรัพยากรน้ำ หากในอนาคตมีการพัฒนา SMR เชิงพาณิชย์

จากความร้อนเหลือทิ้ง สู่ความเย็นสำหรับ AI Data Center

หลายคนอาจสงสัยว่า

“ความร้อนจะกลายเป็นความเย็นได้อย่างไร”

คำตอบคือ Absorption Chiller

เครื่องทำความเย็นชนิดนี้ไม่ใช้คอมเพรสเซอร์เหมือนเครื่องปรับอากาศทั่วไป แต่ใช้ความร้อนเป็นแหล่งพลังงานหลัก

กล่าวคือ

ความร้อนเหลือทิ้งจาก SMR → ขับเคลื่อน Absorption Chiller → ผลิตน้ำเย็น → หล่อเย็น Data Center

ระบบลักษณะนี้ช่วยลดการใช้ไฟฟ้าของระบบปรับอากาศ ซึ่งปกติคิดเป็นประมาณ 20–40% ของการใช้พลังงานทั้งหมดของ Data Center

ยิ่งเมื่อใช้งานร่วมกับเทคโนโลยีสมัยใหม่ เช่น

  • Direct-to-Chip Liquid Cooling
  • Warm Water Cooling
  • District Cooling

ก็จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวมได้อีกมาก

Cogeneration กำลังพัฒนาเป็น Trigeneration

ในอดีต โรงไฟฟ้าส่วนใหญ่ผลิตเพียงไฟฟ้า

ต่อมาพัฒนาเป็น Cogeneration คือผลิตทั้งไฟฟ้าและความร้อน

แต่ในยุค AI แนวคิดกำลังก้าวสู่ Trigeneration

คือผลิตพร้อมกัน 3 อย่าง ได้แก่

  • ไฟฟ้า
  • น้ำจืด
  • ความเย็น

ซึ่งตอบโจทย์ความต้องการของ AI Data Center ได้ครบวงจร

ประเทศไทยควรมองเรื่องนี้อย่างไร

ประเทศไทยยังไม่มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชิงพาณิชย์ และการพัฒนา SMR ยังต้องอาศัยการศึกษาด้านเทคโนโลยี ความปลอดภัย กฎหมาย และการยอมรับของสังคมอีกมาก

อย่างไรก็ตาม การติดตามแนวโน้มดังกล่าวมีความสำคัญ เพราะหากประเทศไทยตั้งเป้าเป็น AI Data Center Hub ในอีก 10–20 ปีข้างหน้า โครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานจะกลายเป็นปัจจัยชี้ขาดในการแข่งขัน

การวางแผนในระยะยาวอาจพิจารณาการบูรณาการหลายเทคโนโลยีเข้าด้วยกัน เช่น

  • พลังงานหมุนเวียน
  • ระบบกักเก็บพลังงาน (Energy Storage)
  • Smart Grid
  • LNG Cold Energy
  • District Cooling
  • และในอนาคตอาจรวมถึง SMR หากมีความพร้อมทั้งด้านเทคโนโลยีและกฎระเบียบ

เป้าหมายคือการออกแบบระบบพลังงานที่มีความมั่นคง มีความยืดหยุ่น และปล่อยคาร์บอนต่ำ

บทสรุป

ในอดีต เรามองโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ว่าเป็นเพียงโรงงานผลิตไฟฟ้า

แต่ในยุค AI บทบาทของโรงไฟฟ้ากำลังเปลี่ยนไปสู่การเป็น Energy Hub ที่สามารถผลิตไฟฟ้า น้ำจืด และความเย็นได้พร้อมกัน

แนวคิดดังกล่าวช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ลดการใช้น้ำ ลดการปล่อยความร้อนทิ้งสู่สิ่งแวดล้อม และยกระดับความมั่นคงของโครงสร้างพื้นฐานดิจิทัล

สำหรับประเทศไทย ประเด็นสำคัญคือ เราจะออกแบบระบบพลังงานแห่งอนาคตอย่างไร เพื่อรองรับเศรษฐกิจ AI ที่ต้องการทั้งไฟฟ้า น้ำ และความเย็นอย่างยั่งยืน

เพราะในท้ายที่สุด การแข่งขันของ AI จะไม่ได้วัดกันเพียงจำนวนชิปหรือความสามารถของโมเดล แต่จะวัดกันที่ความพร้อมของโครงสร้างพื้นฐานพลังงานและทรัพยากร ที่สามารถรองรับเศรษฐกิจดิจิทัลได้อย่างมั่นคงในระยะยาว