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智慧电网商机延烧 台湾厂商接招!
世纪最夯议题 节能成败全看它

【作者: 王岫晨】2011年01月06日 星期四

浏览人次:【9696】

美国、欧洲、日本及中国大陆都积极投入智慧电网的发展,预期2011年将是智慧电网的起飞年,商机则将延续到2020年。至于台湾相关供应商,从智慧电表厂商士电、亚力,智慧电网传输设备商正文、中磊,以及跨智慧电表及PLC(电力线传输)的康舒,都将因此受惠。


商机延烧 台湾受惠

据了解,智慧电网带动的商机,从感测控制元件、网通模组、能源管理系统、晶片及智慧电表等都含括在内。台湾在供应链中的厂商,包含制造智慧电表的士电、亚力、中兴电工以及华城,以及智慧电网传输设备供应商如正文、中磊、讯舟、康舒等。


专家指出,智慧电表系统是将由每户的电表资讯,搭配无线或有线的通讯网路,将资讯传送到电力公司的自动读表控制中心进行资讯分析。智慧电网的商机,包含初期的智慧电表及变压器,未来更将延伸到电力调配、绿色能源,例如太阳能及风力等替代性能源。


目前台湾的电表分为电子式及机械式两种,高压用户全部采用电子式电表,低压用户则多为机械式电表。在高压部分,资策会已经成功研发高压核心技术,技术移转给大同公司。至于低压核心技术,康舒则可在未来参与台电公司低压AMI建置计画。随着未来推广高、低压AMI之后,用户电表将逐步全面更新为智慧电表。


(表一) 台湾科技业在智慧电网的布局<制表、整理:王岫晨>

应用端

相关产品

相关厂商

发电端

发电机

台湾电力公司、风力、太阳能等再生能源供应商

输电、配电端

配电变压器、智慧化开关等

亚力、中兴电工、华城、康舒、台达电等

传输设备

有线、无线模组

正文、中磊、讯舟、康舒、友旺等

用户端

智慧电表

大同、中兴电工、讯舟、中磊、正文、玖鼎、旺玖、士电、亚力、华城等


智慧电表成败关键就在零组件

智慧电网的发明,彻底改变人类对电力的认识,目前西欧、美、日等国皆为节能减碳而积极发展智慧电网。整体的智慧电网包括发电、输电、配电及用户端。在国际市场上,​​台湾的产品,已经逐渐打入智慧电网的供应链,但都集中在属于智慧电网末端的「用户端」,也就是智慧电表。


智慧电表基础建设(AMI)主要由智慧电表(Smart Meter)、通讯系统、电表资讯管理系统(MDMS)所组成,除了能取代人工抄表外,还可支援各种不同电价费率、提供用户能源使用资讯,并具有让用户自发性节能、停复电管理、进行电表设备资产管理等优点。


智慧电表跨入门槛高

智慧电表表体的制造技术门槛虽然不高,但是跨入该市场的门槛很高。首先,智慧电表的主要客户不是电力公司,不然就是公共事业业者,这些业者长年提供电力给下游客户,对于电表规格有自己一套需,这对于新进业者而言便形成一道无形的门槛,很难跨越。


此外,智慧电表需要的零组件,与台湾擅长生产的电子零组件,在功能上的重叠度非常高,主要差异在于环境的耐受能力。电表设备对于环境的要求十分严苛,毕竟电表装设的位置不是在户外,就是在地下室,这些地方可能是高温或低温环境,可能是潮湿或干燥的地区,更可能经年累月受海风侵蚀,或是接触到各类化学药剂或气体。而智慧电表必须要求在这些环境下都能正常运作。这与一般室内用的资通讯产品有非常大的差异。因此,智慧电表或许可视为一个需在恶劣环境下运作,且具有通讯模组的微型电脑,这使得有兴趣投入智慧电表领域的业者,必须要具备生产高环境耐受度零件的能力。


目前,台湾有能力生产整组智慧电表的厂商,主要为大同和中兴电工。另外,智慧电表所需的感测元件、网通模组、晶片等关键零组件,也是台厂目前着力最多的地方,如讯舟已经打入日本关西电力公司的供应链,负责生产智慧电表上的无线通讯模组;而生产家电通讯晶片的旺玖、智慧电网传输设备供应商正文、中磊,以及投入智慧电表表头和电力线通讯技术研发已久的康舒,目前都名列在全球智慧电表供应链之中。


美欧中日韩率先推动智慧电网

节能减碳已是各国政府推动下一阶段基础建设的重点工作项目,如何更有效使用能源将是刻不容缓的挑战。目前日本、欧洲、美国与中国大陆等国的政府与电力事业单位,都已经积极推出建置智慧电网(Smart Grid)的相关政策,并直接投资相当于数百亿新台币的资金。台湾电力公司则将在5年内编列334亿元,将台湾600多万用电户更换成智慧型电表。在即将到来的2011年,如何有效运用资通讯技术,整合发电、输电、配电及用户端的现代化电力网路,来提升能源使用效率及降低整体耗电量,将成为重要课题。


据了解,智慧型电网全球总体市值预期数年内,可达428亿美元。因此智慧电网不仅是国家政策,也成为企业经营与产品开发的焦点。智慧型电网带动汰旧换新的趋势,未来变电站将成为E化的连网指标,具备更有效率的用电分析能力,亦可带动电子监控系统的发展。这些应用使得从零组件、控制元件、网通设备、管理软体、相关装置、系统规划建置等领域,厂商都有机会切入智慧电网产业,分享庞大商机。


智慧电网的推行,当然需要政府单位的政策协助。目前包括美国、欧盟、中国、日本与韩国等国政府,都已经积极推动智慧电网相关政策,其主要政策如表二所示。


(表二) 主要国家推动智慧电网相关政策<资料来源:经建会经研处>

国家/区域

主要政策内容

美国

能源部2009年投资40亿美元发展智慧电网:
1.智慧电网投资补助计画(33.75亿美元):普及智慧电网技术每件补助50~2000万美元、普及输电系统监测​​装置每件补助10~500万美元、电力业者投资智慧电网技术,提供最高50%的相对补助金。
2.智慧电网测试计画(6.15亿美元):智慧电网地区测试、实用规模的能源储存测试、输电系统监测​​测试等。
能源部提供1亿美元推动智慧电网人力训练计画:3500~4000万美元用于开发训练计画、策略和课程,并提供公用事业、高等院校,职业学校和劳动组织等参与申请;6000~6500万美元用于电力公司新员工和人力的再培训计画,协助电力设备制造商深入理解及运用智慧电网技术。

欧盟

推动「欧洲科技平台(ETP)计画」,制定2020年以后发展与推广智慧电网的愿景,以及2020年智慧电表占80%之目标。

日本

日本经济产业省2009年开始推动三项智慧电网相关计画:
1. 离岛智慧电网计画(4500万欧元):在冲绳偏远离岛推动示范计画,并评估在更大范围导入再生能源的结果,同时测试电池容量。
2. 智慧收费计划(2000万欧元):在停车场和加油站配置电动车辆充电容量,并建立配备 IT的收费系统,以满足用户需求。
3. 智慧住宅计画(600万欧元):连接太阳电池、燃料电池、智慧型家电和家用伺服器,实现先进的能源需求管理。

中国大陆

2009年11月正式将「智慧能源网」纳入「十二五」计画;并积极制订智慧电网发展规划纲要、关键技术研究框架,以及智慧电网的技术标准;国家电网公司将在3~5年内投入600亿元人民币建设智慧电网。

韩国

制定至2030年智慧电网长程计画:「国家智慧电网路线图」,预计至2030年为止,政府与民间将投资27兆韩圜,进行技术开发支援,并建设2万7000座电动汽车充电站。
投入370亿韩元支持SK电信、LG电子、现代重工和韩国电力公司筹组的智慧电网测试联盟,预计自2010年开始在济州岛进行测试,包括:针对电动汽车电力和通信的「智慧交通」系统、整合太阳能和风能发电的「智慧再生能源」,公用事业和需求者的双向互动,以提升能源效率。


商机大 美国欲掌控主导权

节能减碳的时代来临,美国也亟欲抓住这波绿色商机,掌握智慧电网的国际化标准,借此控制智慧电网市场的主导权。


智慧电网未来将有庞大的市场商机。根据美国能源部的报告指出,智慧电网具有比投资金额高出四倍的获利。也因此,美国计画在未来20年内陆续投资1650亿美元,其获利将可望高达约7000亿美元。


在很多领域中,不掌握标准是很难真正获利的。例如日本尽管在数位电视、导航装置及手机等产品与技术具有世界一流水准,但却缺乏国际共通标准,因此一直无法有效推广至全球市场。换句话说,拥有技术,却无法掌握全球共通标准,也是没有建树的。必须手上握有标准,才会成为获利的来源。


目前NIST(美国国家标准技术研究所)已就智慧电网的发展议题,与日本经济产业省展开标准化讨论,而IEC(国际电工委员会)也在美方的主导下展开了研究。未来美国将陆续投资1000亿美元推动再生能源等绿色产业,目标是在2020年之前,让温室气体比2005年减少14%。实现该目标需加速发展节能、再生能源及电动车等产业,而其基础设施则以智慧电网最具​​发展潜力,因此才使得美国亟欲抢得其主导权。


另外,如美国厂商Google也开始跨足智慧电网软体研发,目前已发表了可显示各家电数分钟内用电量的家用Web应用程式测试版。 Google表示,这种将能源使用量化的技术,用多少电使用者都能一目了然,将可望刺激用户更加节约用电,并因此改变其用电方式,最高可望减少5~15%的用电量。


(表三) 台电建置AMI之短期及长期目标

短期目标

(一)远端自动读表:减少抄表人力及往返交通耗能。
(二)节约用电:透过时间电价机制,引导用户主动节约用电。
(三)带动国内能源资通讯产业:协助国内资通讯产业跨入电力领域,建立AMI自主技术。
(四)加速停电侦测与修复:提供事故地点资讯,以利抢修。
(五)降低线路损失:比对用电历史与异常事件纪录,降低线路损失。

长期目标

(一)结合家庭自动化网路:因应数位家庭之实现,导入家庭能源管理系统,进一步减少电力消耗。
(二)建构智慧型电网:结合变电所自动化、馈线自动化、分散式电源等建设,提升用户服务品质、电力系统运转效率及供电可靠度。
(三)节约用电:导入需量反应及需求面管理等机制,进一步降低尖峰负载及电力使用量。


台湾IT能量成为发展智慧电网后盾

智慧电网是将供电端到用电端的所有设备,透过感测器连接,形成绵密完整的用电网路,并对其中用电资讯加以整合分析,达到电力资源的最佳化配置,借此降低成本、提升可靠性、提高用电效率。


目前由于油电价格飙升,因此将IT技术与传统电力配送系统结合的智慧电网,预期可成为节能的最新解决方案。采用智慧电网,不仅相关主管机关可以对用户的用电情形完全掌握,个别用户也可以透过自家电表,掌握该区域的用电情形,为自家用电进行更适合的规画。


为了迈向「低碳经济」,建置智慧电网是台湾在节能减碳策略上的重要环节,未来台湾传统电表将逐步更新为智慧型电表系统;加上拓展中国大陆等海外市场,将可带来庞大的产业商机。台湾目前由经济部能源局及台电公司积极推动规划「智慧型电表基础建设」(Advanced Metering Infrastructure;AMI),将充分运用台湾在资通讯产业的优势,开发核心元件带动产业发展,并透过大规模建置与测试,吸引相关厂商投入,拓展国内外庞大的智慧电网商机。


据了解,AMI规划之重点包括:研订AMI相关功能规格与标准;建立开放性测试平台,提供厂商测试电表、通讯网路、电表资讯管理系统、资料安全性及可用性等。预定在2010年高压用户先完成初期1200户电表,再于2011至2012年完成所有(2.3万户)高压AMI建置;并将先验证技术可行性及订定规格标准,辅导相关厂商生产内建通讯模组之数位电表,再逐步推动低压用户(1200万户)建置。


根据经济部能源局的评估,台湾建构智慧型电表基础建设,预计每年投入成本62.8亿元,可创造每年68亿元的电业效益,减少用户每年253.5亿元电费支出,带动相关产业781.9亿元总产值,具有相当高的成本效益。


台湾本身完整的资通讯技术基础,有利于自主开发AMI技术。目前高压AMI电表除电力量测晶片(含软体)台湾无法生产之外,其余组件如通讯模组、电池、电表资讯管理系统等,台湾厂商均可自行开发生产。看准未来智慧电网产业链的庞大商机,台湾厂商可在既有基础上持续努力,积极掌握用电端管理服务系统、电动开关与配电变压器等输配电产品、智慧电表相关网通设备、晶片组与感测控制元件等领域的发展机会。


结语

智慧的年代,能源的使用也要更聪明。智慧电网不只会在发展过程中衍生出庞大商机,更将成为未来实施节能减碳的一大利器。只不过,科技的智慧终究还是冷冰冰的零件而已,智慧电网、智慧电表都只是量测工具,并非装置后即可节省电力,而是透过这些工具来了解自己的用电情形,进而改变习惯,节省不必要的用电,这才是真正节能的方式。


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