開發綠色新能源 論全球推動智慧電表之概況
開發綠色新能源 論全球推動智慧電表之概況
2009.07.27 | 科技

在半導體技術不斷提升下,使得過去的能源使用效益逐漸進步。然而在節能減碳的環保意識抬頭,如何能更有效率的使用能源,並使能源消耗更具效益的前提,各國紛紛提出尋找新能源之方案。觀察能源技術的生命週期,智慧型電網(Smart Grid)的佈建亦日益受到重視。根據英國牛津大學研究指出,透過家中電力資訊平均可讓使用者每月節省5~15%的電費,若50%的美國家庭皆同時省10%的用電量,將相當於節省800萬輛汽車所消耗的能源。

目前西歐、美、日等國皆積極智發展慧型電表,整體的智慧型電網整合發電、輸電、配電及用戶的電網系統是未來發展的目標,在推動智慧型電網建置的規劃,短期以建置智慧型電表為切入點,其後發展AMI(Advanced Metering Infrastructure)建設,最後以智慧型電網為節能減碳之政策目的。

一、各國綠色能源政策,將使智慧型電表扮演要角

(一)美國

美國Obama政府在振興經濟方案的藍圖中,預計兩年內將投入110億美元,來建置智慧型電網及先進電表(AMI),預估到2012年將在美國部署4000萬部智慧電表,而IBM、Siemens、Google、GE、Intel等大廠亦相繼投入相關產業,不外乎都是著眼於180億美元的商機,因此全美各大電廠皆開始推行智慧型電表之安裝。

其中Google搶搭此次的節能風潮,與電力公司合作跨足智慧型電網市場,開發Google PowerMeter應用程式,使用者登入iGoogle帳號並申請此項服務後,該程式可顯示消費者家中的各種電器用電量,並讀取自智慧型電表的資訊及分析,作為消費者用電的參考,找出節能的方式並減少電費。

IBM則計畫於2012年底完成智慧型電表之佈建,取代25萬個類比電表,將水表與先進的IT應用整合為一,同時提供管理、讀表與遠端監控等功能。而Cisco在智慧電網的角色則為協助電力公司降低能源儲存、傳輸成本,並降低網路斷線情況,提升電力網路的安全性。

(二)日本

日本廠商很早就投入發展家電自動化之智慧控制,如:Panasonic透過電視當顯示器,來監控家電用品的使用情形,並於1997年由家電、通訊設備製造商及電力公司等組成EchoNet協會,成員包括Toshiba、Hitachi、Sharp、Panasonic、Mitsubishi Electric等家電大廠及東京電力公司(Tokyo Electric Power Company)等,目標是期望透過電源網路和無線通訊技術來連接各種家電設備的網路標準規格,其中包含家庭智慧型能源管理系統的設計與規劃。

(三)義大利

義大利Enel電力公司自2001年推行Telegestore計畫,其為全球規模最大的先進電表管理(Advanced Metering Management,AMM)佈建計畫,目前已完成近3,000萬具電表佈署,總投入金額達21億歐元,並與電信業者合作以降低通訊費用。此外更使用現金收付的智慧型電表,將消費者之使用資訊連接到家中,從而進行轉帳和存取消費資料等,並對使用量和購買電量費用的計算更具有彈性。

二、佈建智慧型電表為基礎,最終目的為建置智慧型電網

智慧型電表必須配合電力用戶原本之連網方式與家庭內的智慧型設備的接取,一國對於節能環保的政策,首先會建置自動抄表(Automatic Meter Reading,AMR),之後會著眼佈建AMI系統,最終會朝向智慧型電網發展。所謂的智慧型電網包括智慧型電表、各式儲能設備、輸配電網路、資訊分析與管理軟體及電路安全保護機制等。目前英國、瑞典等國皆積極規劃推動智慧型電網,而義大利及美國已先試行。

### 圖一 由AMR、AMI到智慧型電網之未來發展

目前西歐國家致力於智慧型電網的發展,其運用的概念為將供電端(電力公司)到用電端(消費者)的所有設備,透過感測器連接,形成完整的用電網路,並對其中資訊加以整合分析,藉此提升可靠性、提高用電效率、降低成本。

而根據家庭用戶的應用需求與連網方式,智慧提供電力資訊及控制服務,甚至搭配附加服務,如電費預算控管、不正常用電狀況警示、線上繳費等,使智慧型電表成為家庭的電力資訊Server。

三、台廠可從智慧型電表的模組進入產業價值鏈

目前全球智慧型電表的市場規模約為4,000萬台,只有6%的電表、8%的瓦斯表及4%的水表完成了數位化,預計未來將呈倍數成長。目前各國政府積極建置智慧型電表,以達需求端降低成本、二氧化碳減量、能源安定供給和節能效益等目標,由此可見商機可期。

此外根據統計,目前台灣現有電表超過1,000萬具,若要全面汰換,預估市場產值將超過200億元新台幣,而中國每年亦有10.5億美元的市場潛力。由於智慧型電表的市場潛在商機龐大,因此智慧型電表之相關產業成為台灣廠商可進軍的另一個領域。

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不只給場域、更助攻海外!桃園如何助思納捷做大智慧能源管理版圖?
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隨著全球淨零轉型浪潮持續推進,企業不僅要許下減碳承諾,更得拿出可以被量測、驗證的實際成果,這也驅使企業加速導入智慧能源管理系統。早在 2017 年便投入此領域的思納捷,從桃園出發,透過工業園區與公共建築等在地場域的部署經驗,持續打磨技術與解決方案,隨後更在桃園市政府青年事務局「桃園天際線加速器」協助下,逐步將市場版圖延伸至海外。如今,思納捷全球累積超過 1,000 個應用實績,不僅成功將台灣智慧能源解方推向海外,更成為全球企業推動綠色轉型不可或缺的關鍵夥伴。

從桃園場域開始淬鍊:思納捷把「失敗經驗」變成難以複製的競爭力

思納捷總經理莊棨椉原先在資策會從事能源與物聯網相關研究,當時,他從歐美市場發展看見智慧能源管理的趨勢,於是,團隊從資策會獨立出來、成立思納捷,將過去累積的研發能量帶向市場。而技術落地第一站,就是從工業聚落密集的桃園開始,思納捷運用 IoT 技術管理工業園區的路燈、空氣品質、排水與交通等公共設施與環境,也進一步走進園區工廠,協助企業掌握與管理用電。

然而,從研究機構走向市場後,莊棨椉很快發現,「做得出來」與「真的能用」之間,還隔著一段不小的距離。許多從技術角度來看完全可行的做法,在進入真實場域後,反而出現各種從未想過的問題。

舉例來說,在幼獅工業園區部署智慧路燈時,思納捷原本採用 Mesh Wi-Fi 網狀網路,讓路燈彼此串聯、逐站傳遞訊號,沒想到實際上線後,路樹上的枝葉竟然擋住了訊號,造成通訊不穩定。為此,團隊重新調整架構,採用 NB-IoT 方式,讓每支路燈直接透過電信網路傳輸資料,降低環境遮蔽物對通訊的影響。

類似的「踩坑」經驗也發生在澎湖馬公港。思納捷與合作夥伴共同佈建智慧路燈,採用 PLC 電力線通訊技術,明明在實驗室與一般道路測試都沒有問題,到了港區卻完全無法傳輸訊號。團隊一路追查才發現,原來地下線路早已受到鹽害侵蝕,為此重新抽換線材,才讓系統得以正常運作。

串設備、整數據、AI 自主管理:思納捷打造 24 小時能源總管

「每一次踩坑,都讓團隊更清楚不同技術的適用邊界,也讓下一次部署少走一段彎路,」莊棨椉說,思納捷運用近十年來走進不同場域、解決各種意外狀況所累積的實戰經驗,形塑出 3 大產品特色。

第一,是物聯網裝置串接能力。
目前思納捷已能串接超過 1,000 種設備,涵蓋電表、水表、空調、冰水主機等不同類型,支援數量為全台最多。無論企業使用何種廠牌的設備,都能快速介接至思納捷的平台,降低設備整合門檻。

第二,是將數據與場域 Know-how 轉化為管理模組,讓企業可以「隨選即用」。
思納捷將多年累積的數據與經驗,轉化為超過 20 種應用模組,企業可以依需求持續擴充功能,一改過去可能要導入多套解決方案,才能管理不同設備的系統孤島問題。

舉例來說,某電子元件代理商在導入思納捷解決方案後,管理人員只要透過一支手機,就能掌握辦公大樓各樓層的設備運轉狀況,包括用電、用水、會議室、電動車充電樁到空調系統。不僅大幅提升管理效率,也能進一步掌握實際用電需求、降低能源耗用,並據此調降契約容量,每月節省約百萬元的電費成本。

第三,是讓能源與設備管理從人工管理走向 AI 自主管理。
思納捷以自家大數據為基礎,結合 AI 提升系統自主判斷與調控能力,持續優化能源管理的成效。「我們的目標,就是打造 24 小時雲端 AI 總管,讓系統可以自己判斷和調整,讓設備隨時維持在最佳運轉狀態,避免造成不必要的能源浪費,」莊棨椉強調。

出海前先看懂市場:桃園天際線加速器降低新創試錯成本

隨著產品逐漸成熟,思納捷也開始把目光投向海外,而進駐桃園天際線加速器,則為團隊提供一個以更低成本探索海外市場、驗證發展方向的機會。

莊棨椉表示,透過加速器安排的韓國、新加坡等國際交流,思納捷得以接觸不同市場的潛在客戶、創投與投資者,了解當地產業環境與實際需求,也能與在地新創交流創業與市場拓展經驗;國際經驗的獲取與海外拓點,都是成本極高的決策,藉由這些機會,思納捷得以用較低成本,去了解國際市場的可能性與風險。

此外,加速器也會安排專業業師分享國際市場經驗,從不同角度刺激團隊思考,重新檢視既有商業模式與海外布局策略。例如,曾經有業師與莊棨椉逐項分析海外上市必須具備的條件,讓他重新盤點公司現階段的優勢與不足,也進一步思考什麼才是最適合思納捷的成長路徑。

「加速器讓我們有機會多看、多聽、多接觸。」莊棨椉說。這些交流的價值,不只是認識多少潛在客戶,而是讓團隊在真正投入大量人力與資金以前,先釐清當地究竟有沒有市場、客戶需求是否成熟,以及既有產品與商業模式能不能直接複製。過去許多只能透過資料或想像判斷的問題,如今都能透過實際走進市場、接觸第一線業者取得更多資訊,降低走錯路的風險與試錯成本。

對思納捷而言,加速器帶來最關鍵的幫助是,透過市場探索、業師輔導與資源媒合,讓團隊在真正投入之前,有更多機會看懂市場、驗證方向,再決定下一步怎麼走。對資源有限的新創而言,這種「先驗證、再投入」的過程,反而能降低海外布局的機會成本,讓每一步走得更精準。

展望下一階段,思納捷團隊將持續聚焦校園、園區、建築與工廠四大場域,持續深化應用,讓「24 小時能源與機電設備雲端 AI 總管」的概念在更多場景落地,同時,當既有台商客戶前往海外設廠、有智慧能源管理需求時,思納捷也會跟隨客戶腳步提供服務。莊棨椉認為,唯有先把技術與服務做深,建立可複製的成熟模式,未來才有機會將台灣累積的智慧能源管理經驗帶向更大的國際市場。

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