智能的年代,什么都要加上智能,能源的使用也不例外,智能電網(wǎng)(Smart Grid)概念由此而生。在智能電網(wǎng)下,輸出電力的插座未來可以上網(wǎng)、控制電器,甚至能把太陽能電池、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、能源采集所產(chǎn)生的電力再回傳給電力公司。智能電網(wǎng)已經(jīng)成為全球最熱的能源話題之一。
美國(guó)、歐洲、日本及中國(guó)都積極投入智能電網(wǎng)的發(fā)展,預(yù)期2011年將是智能電網(wǎng)的起飛年,商機(jī)則將延續(xù)到2020年。智能電網(wǎng)主要涉及感測(cè)控制組件、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、能源管理系統(tǒng)、芯片及智能電表等領(lǐng)域。智能電表系統(tǒng)是由每家每戶的電表信息搭配無線或有線的通訊網(wǎng)絡(luò),將信 息傳送到電力公司的自動(dòng)讀表控制中心進(jìn)行分析。智能電網(wǎng)的商機(jī),包含初期的電表及變壓器,未來更將延伸到電力調(diào)配、綠色能源,例如太陽能及風(fēng)力等替代性能 源。
智能電表成敗關(guān)鍵在零組件
智能電網(wǎng)將徹底改變?nèi)祟悓?duì)電力應(yīng)用的認(rèn)識(shí),目前西歐、美、日等地區(qū)都為了節(jié)能減排而積極發(fā)展智能電網(wǎng)。整體的智能電網(wǎng)包括發(fā)電、輸電、配電及客戶端等部分。
智能電表基礎(chǔ)建設(shè)(AMI)主要由智能電表、通訊系統(tǒng)、電表信息管理系統(tǒng)(MDMS)所組成,除了能取代人工抄表外,還可支持各種不同電價(jià)費(fèi)率,提供用戶能源使用信息,并具有讓用戶自發(fā)性節(jié)能、停復(fù)電管理、進(jìn)行電表設(shè)備資產(chǎn)管理等優(yōu)點(diǎn)。
智能電表表體的制造技術(shù)雖然不難,但是跨入該市場(chǎng)的門檻卻很高。
首先,智能電表的主要客戶不是電力公司就是公共事業(yè)機(jī)構(gòu),他們長(zhǎng)年提供電力給下游客戶,對(duì)于電表規(guī)格有自己的一套需求,這對(duì)于新進(jìn)入者而言便形成一道無形的門檻,很難跨越。
其次,智能電表需要的零組件對(duì)于環(huán)境的耐受能力要求較高。電表設(shè)備對(duì)于環(huán)境的要求十分嚴(yán)苛,畢竟電表裝設(shè)的位置不是戶外就是地下室,這些地方可能是高溫或 低溫環(huán)境,也可能是潮濕或干燥的地區(qū),更可能經(jīng)年累月受海風(fēng)侵蝕或接觸到各類化學(xué)藥劑及氣體。而智能電表必須要求在這些環(huán)境下都能正常運(yùn)作,與一般室內(nèi)用 的資通訊產(chǎn)品有非常大的差異。因此,智能電表或許可視為一個(gè)需在惡劣環(huán)境下運(yùn)作且具有通訊模塊的微型計(jì)算機(jī),這使得有興趣投入該領(lǐng)域的制造商必須要具備生 產(chǎn)高環(huán)境耐受度元件的能力。
智能電網(wǎng)商機(jī)大,美國(guó)欲掌控主導(dǎo)權(quán)
節(jié)能低碳已是各國(guó)政府推動(dòng)下一階段基礎(chǔ)建設(shè)的重點(diǎn)工作項(xiàng)目,如何更有效地使用能源將是刻不容緩的挑戰(zhàn)。目前日本、歐洲、美國(guó)、中國(guó)等國(guó)家地區(qū)政府與電力事 業(yè)單位都已經(jīng)積極推出建設(shè)智能電網(wǎng)的相關(guān)政策,并直接投資相當(dāng)于數(shù)百億元的資金。例如臺(tái)灣電力公司將在5年內(nèi)編列334億元新臺(tái)幣,將該地區(qū)600多萬用 電戶更換成智能型電表。在2011年,如何通過有效運(yùn)用通訊技術(shù)來整合發(fā)電、輸電、配電及客戶端的現(xiàn)代化電力網(wǎng)絡(luò)以提升能源使用效率及降低整體耗電量將成 為重要課題。
據(jù)了解,智能電網(wǎng)全球總市值數(shù)年內(nèi)可達(dá)428億美元。因此智能電網(wǎng)不僅是國(guó)家政策,也成為企業(yè)經(jīng)營(yíng)與產(chǎn)品開發(fā)的焦點(diǎn)。它將帶動(dòng)以舊換新的趨勢(shì),未來變電站 將更具智能特性和更有效率的用電分析能力,并帶動(dòng)電子監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展。這些應(yīng)用使得廠商在元器件、控制組件、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、管理軟件、相關(guān)裝置、系統(tǒng)規(guī)劃 建設(shè)等領(lǐng)域都有機(jī)會(huì)切入智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè),分享龐大商機(jī)。
智能電網(wǎng)的推行,當(dāng)然需要政府部門的政策協(xié)助。目前美國(guó)、歐盟、中國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)政府都已經(jīng)積極推動(dòng)智能電網(wǎng)相關(guān)政策的制定,其主要政策如下表所示。
隨著節(jié)能低碳的時(shí)代來臨,美國(guó)欲通過抓住這波綠色商機(jī)來掌握智能電網(wǎng)的國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn),以控制該市場(chǎng)的主導(dǎo)權(quán)。美國(guó)能源部的報(bào)告指出,智能電網(wǎng)具有比投資金額 高出四倍的獲利空間。因此,美國(guó)計(jì)劃在未來20年內(nèi)陸續(xù)投資1,650億美元,其獲利有望高達(dá)約7,000億美元。但是,在很多領(lǐng)域中,不掌握標(biāo)準(zhǔn)是很難 真正獲利的。例如日本盡管在數(shù)字電視、導(dǎo)航裝置及手機(jī)等產(chǎn)品與技術(shù)領(lǐng)域具有世界一流水平,但因缺乏國(guó)際共通標(biāo)準(zhǔn),一直無法有效地將其推廣至全球市場(chǎng)。換句 話說,擁有技術(shù)而無法掌握全球共通標(biāo)準(zhǔn)是沒有建樹的,必須手上握有標(biāo)準(zhǔn),才會(huì)成為獲利的來源。
目前NIST(美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所)已就智能電網(wǎng)的發(fā)展議題與日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省展開標(biāo)準(zhǔn)化討論,而IEC(國(guó)際電工委員會(huì))也在美方的主導(dǎo)下展開了研 究。未來美國(guó)將陸續(xù)投資1,000億美元推動(dòng)再生能源等綠色產(chǎn)業(yè),目標(biāo)是在2020年之前讓溫室氣體比2005年減少14%。實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)需加速發(fā)展節(jié)能、 再生能源及電動(dòng)車等產(chǎn)業(yè),而其基礎(chǔ)設(shè)施則以智能電網(wǎng)最具發(fā)展?jié)摿?,這才使得美國(guó)急欲搶得智能電網(wǎng)市場(chǎng)的主導(dǎo)權(quán)。
另外,美國(guó)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)Google也開始跨界涉足智能電網(wǎng)軟件研發(fā),目前已發(fā)布了可顯示各家電數(shù)分鐘內(nèi)用電量的家用Web應(yīng)用程序測(cè)試版。Google表 示,這種將能源使用量化的技術(shù)可讓用戶對(duì)使用了多少電一目了然,有望刺激用戶更加節(jié)約用電,并因此改變其用電方式,最高可減少5~15%的用電量。
積極建構(gòu)AMI,技術(shù)積累成發(fā)展后盾
智能電網(wǎng)是將從供電端到用電端的所有設(shè)備通過傳感器連接形成綿密完整的用電網(wǎng)絡(luò),并對(duì)其中用電信息加以整合分析以達(dá)到電力資源的優(yōu)化配置,藉此降低成本、提升可靠性、提高用電效率。
目前由于油電價(jià)格飆升,因此將IT技術(shù)與傳統(tǒng)電力配送系統(tǒng)結(jié)合的智能電網(wǎng)或?qū)⒊蔀楣?jié)能的最新解決方案。采用智能電網(wǎng),不僅能夠讓電力公司完全掌握用戶的用電情形,個(gè)別用戶也可以通過自家電表掌握該區(qū)域的用電情形,從而對(duì)自家用電進(jìn)行更合理的規(guī)劃。
為了邁向低碳經(jīng)濟(jì),建設(shè)智能電網(wǎng)成為臺(tái)灣地區(qū)在節(jié)能減排策略上的重要環(huán)節(jié),未來傳統(tǒng)電表將逐步更新為智能型電表系統(tǒng),加上拓展大陸等市場(chǎng),將可帶來龐大的 產(chǎn)業(yè)商機(jī)。目前臺(tái)灣地區(qū)“經(jīng)濟(jì)部”能源局及臺(tái)電公司正積極規(guī)劃AMI項(xiàng)目,將充分運(yùn)用該地區(qū)在通訊產(chǎn)業(yè)上的優(yōu)勢(shì),開發(fā)核心組件帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,并通過大規(guī)模 建設(shè)與測(cè)試吸引相關(guān)廠商投入,拓展龐大的智能電網(wǎng)商機(jī)。
據(jù)了解,AMI規(guī)劃重點(diǎn)包括:研究制訂AMI相關(guān)功能規(guī)格與標(biāo)準(zhǔn);建立開放性測(cè)試平臺(tái),提供廠商測(cè)試電表、通訊網(wǎng)絡(luò)、電表信息管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)安全性及可用 性等。預(yù)定在2010年高壓用戶先完成初期1,200戶電表,再于2011至2012年完成所有(2.3萬戶)高壓AMI建設(shè),并將先驗(yàn)證技術(shù)可行性及制 定規(guī)格標(biāo)準(zhǔn),輔導(dǎo)相關(guān)廠商生產(chǎn)內(nèi)建通訊模塊的數(shù)字電表,再逐步推動(dòng)低壓用戶(1,200萬戶)建設(shè)。
根據(jù)該機(jī)構(gòu)的評(píng)估,臺(tái)灣地區(qū)預(yù)計(jì)每年投入62.8億元(新臺(tái)幣,下同)用于建構(gòu)智能型電表基礎(chǔ)建設(shè),可望創(chuàng)造每年68億元的效益,減少用戶每年253.5億元電費(fèi)支出,并帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)781.9億元總產(chǎn)值,具有相當(dāng)高的成本效益。
臺(tái)灣地區(qū)本身完整的通訊技術(shù)基礎(chǔ)也有利于自主開發(fā)AMI技術(shù)。目前高壓AMI電表除電力測(cè)量芯片(含軟件)無法生產(chǎn)之外,其余組件如通訊模塊、電池、電表 信息管理系統(tǒng)等,當(dāng)?shù)貜S商均可自行開發(fā)生產(chǎn)?;谖磥碇悄茈娋W(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的龐大商機(jī),臺(tái)灣廠商可在既有基礎(chǔ)上持續(xù)努力,積極把握用電端管理服務(wù)系統(tǒng)、電動(dòng)開關(guān) 與配電變壓器等輸配電產(chǎn)品、智能電表相關(guān)網(wǎng)通設(shè)備以及芯片組與感測(cè)控制組件等領(lǐng)域的發(fā)展機(jī)會(huì)。
智能的年代,能源的使用也要更聰明。智能電網(wǎng)不只會(huì)在發(fā)展過程中衍生出龐大商機(jī),更將成為未來實(shí)施節(jié)能減排的一大利器。不過,科技的智慧終究還是冷冰冰的 零件,智能電網(wǎng)、智能電表都只是測(cè)量工具,并非安裝后即可節(jié)省電力;而透過這些工具來了解自己的用電情形,進(jìn)而改變習(xí)慣節(jié)省不必要的用電,這才是真正節(jié)能 的方式。
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