SIEMENS

Three pillars of the city of the future การเป็นเมืองแห่งอนาคต ต้องมีเทคโนโลยีพื้นฐานสำคัญอะไรบ้าง?

Three pillars of the city of the future การเป็นเมืองแห่งอนาคต ต้องมีเทคโนโลยีพื้นฐานสำคัญอะไรบ้าง?

บทความพิเศษโดย นางสุวรรณี สิงห์ฤาเดช ประธานเจ้าหน้าที่บริหารและซีอีโอ ซีเมนส์ ประเทศไทย

สหประชาชาติ (United Nation) ได้ประมาณการว่า ภายในปี 2050 จะมีจำนวนประชากรบนโลกเพิ่มขึ้นอีก 2 พันล้านคน ส่งผลให้เมืองขนาดใหญ่แบบมหานคร Mega Urban City มีจำนวนมากขึ้นในอีก 15 ปีข้างหน้า และ จากสถิติเฉลี่ยในปัจจุบัน มีผู้อาศัยอยู่ในเมืองใหญ่ราว 55% ในขณะที่ 45% อาศัยอยู่นอกเขตเมืองโดยในอีก 30 ปีข้างหน้า คาดว่าสัดส่วนผู้อาศัยอยู่ในเมืองใหญ่จะเพิ่มเป็น 68% สำหรับประเทศไทยในปัจจุบันมีอัตราการอยู่อาศัยในเมืองใหญ่อยู่ที่ประมาณ 50% (Research by Siemens)

นอกเหนือจากเมืองขนาดใหญ่แบบมหานคร Mega Urban City ที่มีแนวโน้มเพิ่มจำนวนมากขึ้น สถานการณ์โลกที่เปลี่ยนไปอย่างรวดเร็วไม่ว่าจะเป็นด้านสภาพภูมิอากาศ (Climate Change) หรือ โรคระบาดร้ายแรงต่าง ๆ (Pandemic) ปัจจัยเหล่านี้ ส่งผลให้การพัฒนาเมืองใหญ่ และการเตรียมการในด้านต่าง ๆ เพื่อรับมือต่อสถานการณ์ดังกล่าวกลายเป็นภารกิจสำคัญ อาทิ การบริหารสาธารณูปโภคขั้นพื้นฐาน การบริหารจัดการด้านสิ่งแวดล้อมและที่พักอาศัย การบริการทางสังคม บริการด้านสาธารณสุข หรือแม้แต่การศึกษา ซึ่งความท้าทายเหล่านี้ ไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยเทคโนโลยีเดิม ๆ ที่มีอยู่  ในขณะที่เทรนด์การเติบโตของมหานคร (Urbanization) และดิจิทัลไลเซชั่น (Digitalization) ได้พัฒนามาจนเกิดเป็นมิติใหม่สำหรับคนเมือง ดังนั้น “เมืองอัจฉริยะ” จึงนับเป็นหนึ่งในคำตอบที่จะเข้ามาช่วยบริหารเรื่องใหม่ๆ เหล่านี้

เมืองอัจฉริยะคืออะไร?
เมืองอัจฉริยะคือการผสานรวมวิสัยทัศน์เกี่ยวกับการพัฒนาเมืองใหญ่ โดยมุ่งเน้นการบริหารทรัพยากรของเมืองอย่างชาญฉลาด เพื่อสร้างการเติบโตที่ยั่งยืน และสร้างคุณภาพชีวิตที่ดีให้แก่ผู้คนที่อาศัยอยู่ในเมือง ด้วยการนำเทคโนโลยีเข้ามาใช้ในการจัดการ พร้อมลดการทำลายทรัพยากรและสิ่งแวดล้อม ซึ่งการสร้างเมืองอัจฉริยะให้เกิดขึ้นได้จริงนั้น จำเป็นจะต้องมีเทคโนโลยีสำคัญ 3 กลุ่มหลัก ประกอบด้วย

1.สมาร์ทกริด (Smart Grid) หรือโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ โครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ คือ โครงข่ายไฟฟ้าที่นำเทคโนโลยีหลายประเภทเข้ามาทำงานร่วมกัน ไม่ว่าจะเป็นระบบเซ็นเซอร์และการควบคุมอัตโนมัติเพื่อให้ระบบไฟฟ้ากำลังสามารถรับรู้ข้อมูลสถานะต่าง ๆ ในระบบได้แบบ real time รวมถึงระบบสารสนเทศ ระบบเก็บข้อมูล และระบบการวิเคราะห์ข้อมูล เพื่อให้โครงข่ายไฟฟ้าสามารถตอบสนองต่อความต้องการของผู้ใช้ได้อย่างชาญฉลาดมากขึ้น มีความสามารถมากขึ้นโดยใช้ทรัพยากรน้อยลง มีประสิทธิภาพ มีความน่าเชื่อถือ มีความยั่งยืนปลอดภัยและที่สำคัญคือเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ทั้งนี้ระบบโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะจะต้องครอบคลุมระบบไฟฟ้าทั้งหมด ซึ่งรวมถึงตั้งแต่ระบบการผลิต ระบบส่ง ระบบจำหน่าย จนถึงระบบของผู้ใช้ไฟฟ้า

2.อาคารอัจฉริยะ (Smart Building) ภายในปี 2050 ประชากรโลกกว่า 70% จะพำนักอาศัยอยู่ภายในอาคาร และจะยิ่งเพิ่มจำนวนมากขึ้นในอนาคต ซึ่งหมายความว่า ความคาดหวังของผู้อยู่อาศัยจะสูงขึ้นตามไปด้วย อาคารต้องเป็นมากกว่าโครงสร้างผนังและหลังคา สามารถมอบความสะดวกสบายและความปลอดภัยให้แก่ผู้อยู่อาศัยได้มากขึ้น ดังนั้น อาคารจะต้องมีระบบอัจฉริยะที่ทำให้อาคารสามารถตอบสนองต่อความต้องการผู้อยู่อาศัยได้ สามารถเรียนรู้ และ ปรับตัวให้เข้ากับสภาวะแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง และที่สำคัญคือ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

3.ระบบไอซีทีอัจฉริยะ (Smart ICT – Smart Information and Communication Technology) ปีนี้อุปกรณ์มากกว่า 5 หมื่นล้านชิ้นจะสามารถเชื่อมต่อกันได้ และ 1 ใน 5 ของอุปกรณ์เหล่านี้จะถูกใช้อยู่ภายในอาคาร นั่นหมายความว่า ข้อมูลจำนวนมากมายมหาศาลจะถูกสร้างขึ้น หัวใจสำคัญคือเราจะสามารถนำข้อมูลเหล่านี้มาใช้และวิเคราะห์ได้อย่างไร จึงจะทำให้เมืองมีความยืดหยุ่นในการบริหาร ในขณะเดียวกัน ยังสามารถตอบสนองความต้องการในระดับชุมชนและระดับบุคคลได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด เมืองอัจฉริยะจะเกิดขึ้นได้ เมื่อทั้งสามส่วนนี้ทำงานผสานกัน

สมาร์ทกริด; การเชื่อมต่อระหว่างระบบพลังงานอัจฉริยะกับผู้บริโภค
ในอนาคตผู้ใช้ไฟฟ้าจะเป็นเป้าหมายของการทำดิจิทัลไลเซชัน (Digtialization) ของการใช้พลังงาน ระบบสมาร์ทกริดจะเริ่มจากในบ้านเรือน มีการใช้เซ็นเซอร์อำนวยความสะดวกสบาย การนำเทคโนโลยี IoT (Internet of Thing) มาใช้ควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าจะทำให้เราสามารถควบคุมและเฝ้าติดตามการเปิดปิดอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านผ่านโทรศัพท์มือถือได้ นอกจากนี้ระบบไฟฟ้าจะมีเสถียรภาพมากขึ้น ปัญหาไฟตกไฟดับ จะน้อยลงเรื่อย ๆ จนแทบไม่มีเลย เนื่องจากมีระบบการจัดการที่ชาญฉลาด

เมื่อระบบสมาร์ทกริดมีการติดตั้งครบถ้วน  ระบบจะสามารถรู้ได้ว่ามีปัญหาไฟฟ้าเกิดขึ้นที่บริเวณใดหรือบ้านหลังไหนผ่านทางมิเตอร์ที่ติดหน้าบ้าน และจะส่งข้อมูลไปยังระบบควบคุมว่าสามารถจ่ายไฟจากวงจรข้างเคียงมาทดแทนได้หรือไม่ รวมถึงสามารถส่งข้อมูลไปยังทีมงานที่ดูแลการแก้ไขปัญหาให้เข้ามาดำเนินการแก้ไขได้อย่างรวดเร็ว หรืออีกแนวทางหนึ่งคือการใช้ระบบแก้ไขแบบอัตโนมัติ โดยระบบนี้สามารถนำไปใช้ในอาคารที่ขนาดใหญ่ขึ้นได้ เช่นในอาคารอัจฉริยะ โดยหัวใจสำคัญของสมาร์ทกริดคือ การทำให้พลังงานสะอาด สามารถถูกนำมาใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ประหยัดที่สุดและยั่งยืนที่สุด ภายใต้แนวคิดพลังงานไฟฟ้าแบบกระจายศูนย์ (Decentralization)

นอกจากนี้ ระบบการซื้อขายไฟฟ้าในอนาคตจะเปลี่ยนไปเช่นกัน ผู้ใช้ไฟจะมีทางเลือกมากขึ้น สามารถเลือกซื้อไฟฟ้าผ่าน Energy Trading Platform และสามารถเป็นผู้ขายไฟฟ้าได้หากมีการติดตั้งแผงโซล่าบนหลังคา (Solar Rooftop) พฤติกรรมของโพรซูเมอร์ (Prosumer) (ซึ่งมาจากคำว่า Professional Producer บวกกับ Consumer) หมายถึงการเข้ามามีบทบาทในการผลิตไฟฟ้าเพื่อใช้เอง เปลี่ยนจากผู้บริโภค ให้กลายมาเป็นทั้งผู้ผลิตและผู้บริโภคในตัวเอง เป็นพื้นฐานสำคัญอย่างหนึ่งของเมืองอัจฉริยะ ผู้ใช้ไฟยังสามารถรวมตัวกันเป็นกลุ่มผู้ผลิตในหนึ่งหมู่บ้าน เพื่อขายไฟฟ้าในลักษณะของ Virtual Power Plant ซึ่งหากมีแหล่งผลิตไฟฟ้าอื่นๆ เพิ่มเติม ก็สามารถเพิ่มให้มีการจัดการไฟฟ้าภายในหมู่บ้านเองโดยการใช้ระบบไมโครกริด (Micro Grid) ทำให้การบริหารจัดการไฟฟ้าภายในหมู่บ้านมีประสิทธิภาพมากขึ้น สามารถมีไฟฟ้าใช้ตลอดเวลา แม้ว่าไฟจากการไฟฟ้าจะเกิดเหตุขัดข้องจากภัยธรรมชาติ หรือแม้แต่โครงการโรงไฟฟ้าชุมชนเพื่อเศรษฐกิจฐานราก ของกระทรวงพลังงานที่มีเป้าหมายเปิดรับซื้อไฟฟ้า 700 เมกะวัตต์ในปี 2564 รวมถึงการเพิ่มขึ้นของรถยนต์ไฟฟ้า ก็นับเป็นตัวแปรสำคัญที่ต้องการระบบสมาร์ทกริดเพื่อการบริหารจัดการอย่างมีประสิทธิภาพ

อาคารอัจฉริยะคือ อาคารที่สื่อสารกับเราได้
ในอนาคต อาคารมีหน้าที่ปรับตัวให้เข้ากับพฤติกรรมของผู้อาศัย หัวใจสำคัญคือทำอย่างไรอาคารจึงสามารถบริหารพลังงานที่สร้างขึ้น ด้วยค่าใช้จ่ายต่ำที่สุด แต่ยังใช้ประโยชน์สูงสุดได้ อาคารอัจฉริยะจะมีความสามารถในคำนวณค่าใช้จ่ายด้านพลังงานได้อย่างแม่นยำ แม้แต่ในสภาพอากาศแปรปรวนก็ยังไม่ส่งผลกระทบต่อคุณภาพของพลังงาน และความสะดวกสบายของผู้พักอาศัย ระบบทำความเย็นจะยังสามารถทำงานได้ตามปกติ ทั้งหมดนี้คือผลที่ได้รับจากการประมวลผลของเทคโนโลยีพยากรณ์อากาศ บวกกับการวิเคราะห์ข้อมูลพฤติกรรมของผู้พักอาศัย เราจะสามารถนำพลังงานมาวางแผน กระจาย ใช้ และจัดเก็บตามความเหมาะสม และเมื่ออาคารสามารถสร้างและบริหารพลังงานได้ด้วยตัวเอง อาคารก็จะกลายเป็นส่วนหนึ่งของระบบพลังงานในเมืองอัจฉริยะ

เทคโนโลยีดิจิทัลทวิน (Digital Twins) เป็นอีกหนึ่งเทคโนโลยีที่จะเข้ามามีบทบาทสำคัญในการบริหารอาคาร การออกแบบเสมือนจริงก่อนการก่อสร้าง จะช่วยให้เจ้าของอาคารสามารถเห็นภาพจำลองดิจิทัลของอาคารล่วงหน้าในทุกมิติ ซึ่งจะช่วยให้การก่อสร้างเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด หรือแม้แต่ในช่วงของการบริหารอาคาร อาคารจะสามารถให้ข้อมูลซึ่งจะถูกนำไปประมวลผลคู่กับแบบจำลองดิจิทัลของอาคารเพื่อจำลองสถานการณ์เสมือนจริงล่วงหน้า ทั้งหมดนี้จะทำให้การบริหารอาคารเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดเช่นกัน นอกจากนี้ อาคารยังสามารถคาดการณ์ปัญหาต่างๆ ได้ล่วงหน้า ความสามารถเหล่านี้จะทำให้ต้นทุนการบริหารอาคารลดลง แต่มีประสิทธิภาพเพิ่มสูงขึ้น

สมาร์ทไอซีที; ระบบพลังงานใหม่แห่งอนาคตจะเป็นระบบที่ให้ประโยชน์กับผู้บริโภคสูงสุด
สิ่งที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของสมาร์ทไอซีที คือการช่วยวิเคราะห์และนำเสนอจากข้อมูลที่มีอยู่ เพื่อตอบสนองความต้องการในการบริหารระบบได้อย่างรวดเร็ว ในขณะที่ยังสามารถช่วยคาดการณ์ปริมาณของโหลดพลังงานที่ต้องใช้ และแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นในอนาคต ทำให้ระบบบริหารพลังงานมีความยืดหยุ่นและตอบโจทย์ความต้องการของผู้อาศัยได้หลากหลายมิติยิ่งขึ้น

ซีเมนส์เป็นหนึ่งในทีมที่ร่วมสนับสนุนโครงการ Aspern Smart City Research ประเทศออสเตรีย ซึ่งนับเป็นเมืองอัจฉริยะที่ใหญ่ที่สุดในยุโรป และเป็น Living Lab หรือห้องวิจัยที่เก็บตัวอย่างจากการใช้งานในชีวิตจริง ที่ใช้เพื่อพัฒนาโซลูชั่นพลังงานสำหรับเมืองแห่งอนาคต และยังเป็นโครงการที่ได้รับรางวัล World Smart City Awards ที่งาน Smart City Expo World Congress 2016 อีกด้วย


สำหรับประเทศไทย นโยบายการผลักดันเมืองอัจฉริยะของรัฐบาล นับเป็นทิศทางที่ถูกต้องในการนำเทคโนโลยีเข้ามาใช้ในการแก้ปัญหา อย่างไรก็ตามเรื่องนี้ใหญ่เกินกว่าจะเป็นภาระของฝ่ายใดฝ่ายหนึ่ง ภาครัฐบาลมีบทบาทในการสนับสนุนเรื่องกฎหมายและการลงทุน ส่วนภาคเอกชนสามารถช่วยในเรื่อง Know-how เทคโนโลยี เพื่อนำมาช่วยในเรื่องการเพิ่มประสิทธิภาพทางพลังงานและการลดการเกิด CO2 ดังนั้นทุกฝ่ายจำเป็นต้องทำงานประสานกัน เพื่อนำเทคโนโลยีต่าง ๆ เข้ามาปรับใช้  ในการรวบรวม วิเคราะห์ แยกแยะข้อมูลอย่างเหมาะสม อันนำไปสู่ความเข้าใจ วางแผน ปรับปรุง สร้างสรรค์ร่วมกัน ด้วยความร่วมมือของทุกฝ่าย เมืองอัจฉริยะสามารถเกิดขึ้นได้จริงแน่นอนในประเทศไทย