智慧電網是將供電端到用電端的所有設備，透過感測器連接，形成綿密完整的用電網路，並對其中用電資訊加以整合分析，達到電力資源的最佳化配置，藉此降低成本、提升可靠性、提高用電效率。其商機包含初期的智慧電錶及變壓器，未來更將延伸到電力調配、綠色能源，例如太陽能及風力等替代性能源。

目前由於油電價格飆升，因此將IT技術與傳統電力配送系統結合的智慧電網，預期可成為節能的最新解決方案。採用智慧電網，不僅相關主管機關可以對用戶的用電情形完全掌握，個別用戶也可以透過自家電錶，掌握該區域的用電情形，為自家用電進行更適合的規畫。

零組件商機：2030年達1000億美元

至於智慧電網所需求的零組件方面，消費者直接可見的智慧電錶，就需要使用大量MCU、應用處理器和RF及PLC等通訊晶片。另外，智慧電網所連結的太陽能發電系統，對於逆變器的需求也將大增。太陽能發電所產生的直流電，可透過逆變器轉換成固定頻率的交流電進行供電。一個太陽能電池最高只有0.5V左右的電壓，因此需要串聯多個太陽能板，再利用逆變器轉換成100V交流電。此外，逆變器風力發電中也同樣重要。

另外，由於未來透過智慧電網，各式電力間將會透過相互買賣併入同一電網。這時就需要使用能夠充分進行傳輸管理的電力路由器。通過電力路由器，可同時對頻率不同的電力進行轉換及調整，並收集電力、進行蓄電，或進行傳輸。這些過程也需要使用到功率半導體。這些應用將使智慧電網相關半導體的需求，至2030年時成長至1000億美元以上。

鬥智對戰：美欲掌主導權

節能減碳的時代來臨，美國也亟欲抓住這波綠色商機，掌握智慧電網的國際化標準，藉此控制智慧電網市場的主導權。根據美國能源部的報告指出，智慧電網具有比投資金額高出四倍的獲利。也因此，美國計畫在未來20年內陸續投資1650億美元，其獲利將可望高達約7000億美元。

發展智慧電網，美國與日本不同的地方在於，日本認為智慧電網是單純的新一代電網，美國則認定智慧電網是一種能利用再生能源的新型態基礎設施，並可以將之延伸應用用資訊設備上，實現全資訊社會（Ambient Society)的理想。也由於美國的思維在於，智慧電網並非單純改變配電設施，或者設置計測功能高的智慧電錶就可以了，而是要連同電網所延伸的全新服務及商業模式在內，進行全盤行的思考。如此一來，日本發展的智慧電網產業可能瞬間落後於美國。

發展智慧電網，不掌握標準就很難獲取利益。目前美國已有許多廠商跨足智慧電網的基礎設備。例如美國通用電氣（GE）已開始與Google合作，由Google發表Google Power Meter智慧電錶。該裝置可安裝在家庭及辦公大樓的電錶上，透過網際網路來進行確認和分析，將來更有機會利用網路來控制用電量。而Google的另一種業務構想，則是為用戶免費安裝智慧電錶，然後從網路控制用電量所節省的電費中，提撥一部分的百分比作為Google的收入。

目前NIST（美國國家標準技術研究所）已就智慧電網的發展議題，與日本經濟產業省展開標準化討論，而IEC（國際電工委員會）也在美方的主導下展開了研究。未來美國將陸續投資1000億美元推動再生能源等綠色產業，目標是在2020年之前，讓溫室氣體比2005年減少14％。實現該目標需加速發展節能、再生能源及電動車等產業，而其基礎設施則以智慧電網最具發展潛力，因此才使得美國亟欲搶得其主導權。

另外，如美國廠商Google也開始跨足智慧電網軟體研發，目前已發表了可顯示各家電數分鐘內用電量的家用Web應用程式測試版。Google表示，這種將能源使用量化的技術，用多少電使用者都能一目了然，將可望刺激用戶更加節約用電，並因此改變其用電方式，最高可望減少5～15％的用電量。

《圖一　UL台灣區諮詢事業發展經理陳立閔說，智慧電網雖然可帶來許多效益，但也將衍生出新的安全問題，例如資訊安全以及控制系統的安全性等，都是一大隱憂。》

發展智慧電網後盾：台灣IT能量

為了邁向「低碳經濟」，建置智慧電網是台灣在節能減碳策略上的重要環節，未來台灣傳統電錶將逐步更新為智慧型電錶系統；加上拓展中國大陸等海外市場，將可帶來龐大的產業商機。台灣目前由經濟部能源局及台電公司積極推動規劃「智慧型電錶基礎建設」（AMI），將充分運用台灣在資通訊產業的優勢，開發核心元件帶動產業發展，並透過大規模建置與測試，吸引相關廠商投入，拓展國內外龐大的智慧電網商機。

據了解，AMI規劃之重點包括：研訂AMI相關功能規格與標準；建立開放性測試平台，提供廠商測試電錶、通訊網路、電錶資訊管理系統、資料安全性及可用性等。預定在2010年高壓用戶先完成初期1200戶電錶，再於2011至2012年完成所有（2.3萬戶）高壓AMI建置；並將先驗證技術可行性及訂定規格標準，輔導相關廠商生產內建通訊模組之數位電錶，再逐步推動低壓用戶（1200萬戶）建置。

根據經濟部能源局的評估，台灣建構智慧型電錶基礎建設，預計每年投入成本62.8億元，可創造每年68億元的電業效益，減少用戶每年253.5億元電費支出，帶動相關產業781.9億元總產值，具有相當高的成本效益。

台灣本身完整的資通訊技術基礎，有利於自主開發AMI技術。目前高壓AMI電錶除電力量測晶片（含軟體）台灣無法生產之外，其餘組件如通訊模組、電池、電錶資訊管理系統等，台灣廠商均可自行開發生產。看準未來智慧電網產業鏈的龐大商機，台灣廠商可在既有基礎上持續努力，積極掌握用電端管理服務系統、電動開關與配電變壓器等輸配電產品、智慧電錶相關網通設備、晶片組與感測控制元件等領域的發展機會。

《圖二　TI亞洲區市場開發經理陳俊宏說，智慧電網與太陽能發電興起，對於MCU要求更低的功耗，卻又要發揮最大的運算速度以減少能量損失。TI的高性能MCU產品正是為了滿足此市場需求。》

商機燒至2020 台廠拼了！

美國、歐洲、日本及中國大陸都積極投入智慧電網的發展，預期明年將是智慧電網的起飛年，商機則將延續到2020年。至於台灣相關供應商，從智慧電錶廠商士電、亞力，智慧電網傳輸設備商正文、中磊，以及跨智慧電錶及PLC（電力線傳輸）的康舒，都將因此受惠。

據了解，智慧電網帶動的商機，從感測控制元件、網通模組、能源管理系統、晶片及智慧電錶等都含括在內。台灣在供應鏈中的廠商，包含製造智慧電錶的士電、亞力、中興電工以及華城，以及智慧電網傳輸設備供應商如正文、中磊、訊舟、康舒等。

整體的智慧電網包括發電、輸電、配電及用戶端。在國際市場上，台灣的產品，已經逐漸打入智慧電網的供應鏈，但都集中在屬於智慧電網末端的「用戶端」，也就是智慧電錶。

智慧電錶基礎建設（AMI）主要由智慧電錶、通訊系統、電錶資訊管理系統（MDMS）所組成，除了能取代人工抄表外，還可支援各種不同電價費率、提供用戶能源使用資訊，並具有讓用戶自發性節能、停復電管理、進行電錶設備資產管理等優點。

目前台灣的電錶分為電子式及機械式兩種，高壓用戶全部採用電子式電錶，低壓用戶則多為機械式電錶。在高壓部分，資策會已經成功研發高壓核心技術，技術移轉給大同公司。至於低壓核心技術，康舒則可在未來參與台電公司低壓AMI建置計畫。隨著未來推廣高、低壓AMI之後，用戶電錶將逐步全面更新為智慧電錶。

目前，台灣有能力生產整組智慧電錶的廠商，主要為大同和中興電工。另外，智慧電錶所需的感測元件、網通模組、晶片等關鍵零組件，也是台廠目前著力最多的地方，如訊舟已經打入日本關西電力公司的供應鏈，負責生產智慧電錶上的無線通訊模組；而生產家電通訊晶片的旺玖、智慧電網傳輸設備供應商正文、中磊，以及投入智慧電錶表頭和電力線通訊技術研發已久的康舒，目前都名列在全球智慧電錶供應鏈之中。

智慧電錶成敗關鍵：零組件門檻高

智慧電錶表體的製造技術門檻雖然不高，但是跨入該市場的門檻很高。首先，智慧電錶的主要客戶不是電力公司，不然就是公共事業業者，這些業者長年提供電力給下游客戶，對於電錶規格有自己一套需，這對於新進業者而言便形成一道無形的門檻，很難跨越。

此外，智慧電錶需要的零組件，與台灣擅長生產的電子零組件，在功能上的重疊度非常高，主要差異在於環境的耐受能力。電錶設備對於環境的要求十分嚴苛，畢竟電錶裝設的位置不是在戶外，就是在地下室，這些地方可能是高溫或低溫環境，可能是潮濕或乾燥的地區，更可能經年累月受海風侵蝕，或是接觸到各類化學藥劑或氣體。而智慧電錶必須要求在這些環境下都能正常運作。這與一般室內用的資通訊產品有非常大的差異。因此，智慧電錶或許可視為一個需在惡劣環境下運作，且具有通訊模組的微型電腦，這使得有興趣投入智慧電錶領域的業者，必須要具備生產高環境耐受度零件的能力。

智慧電錶發展關鍵：管理龐大資料

智慧電網管理軟體開發商eMeter的EnergyIP智慧電網資訊平台管理系統與客戶網站入口（Customer Web portal），目前已經獲得台灣工業技術研究院選用於籌備中的智慧電網試行計畫（Smart Grid pilot program）。eMeter能參與工研院此項計畫，對於進軍亞洲智慧電網市場，可說別具意義。

eMeter大中華區業務拓展協理朱殿國則表示，台灣本身擁有完整的ICT技術基礎，可快速將現有之ICT技術導入智慧電錶應用上，有利於自主開發AMI技術。當然將ICT技術導入到智慧電錶產業之後，下一個挑戰，就是如何將之輸出到全球市場上。事實上，朱殿國認為，智慧電錶發展的最大關鍵，就在於如何管理龐大的數據資料，第一步就是要將電錶所統計回傳的資料做到安全的儲存與管理，這也正是eMeter的強項。

朱殿國說，智慧電錶目前尚未普及，未來包括相關法規、綠能訴求以及業界伙伴的配合，這三大因素將決定智慧電錶市場發展的速度。

《圖五　未來五年將是智慧電錶發展關鍵》 資料提供：IDC,2011,3

關鍵五年：智慧電錶轉向區域競爭

IDC Energy Insights預估，2010至2015年全球智慧電錶累計出貨量將達到4億6090萬台，年複合平均成長率達13.0％。未來5到10年間，智慧電錶的成長動力還是在歐洲與中國大陸。智慧電錶將成為智慧電網能否如期推動的關鍵因素。

北美現在是智慧電錶最大市場，佔45％，其次則為歐洲的31％。北美市場來說，自2005年至2010年，CAGR成長率高達80％，2010年出貨量12.1M，產值1.6B，出貨量較去年成長49.2％。由於獎勵金額逐漸減少，未來智慧電錶的採購速度將趨緩而經過更縝密的決策期。不過，由於2010年中所簽署的大合約，替接續幾年的市場成長開出一條平坦道路，故整體來說，北美智慧電錶市場將持續成長是確定的態勢。

不過，未來智慧電錶市場將逐漸轉為區域導向，目前全球獨霸的幾家大廠必須制定更多針對當地市場的策略，尤其在中國大陸此類的新興市場。

《圖三　eMeter大中華區業務拓展協理朱殿國則表示，台灣本身擁有完整的ICT技術基礎，可快速將現有之ICT技術導入智慧電錶應用上，有利於自主開發AMI技術。》

智慧電錶應用：PLC傳輸受青睞

目前全球各國積極投入智慧電網的建置，但目前以住家或大樓為一個單位的小型電網必須能相互連結，才能與智慧電網串聯成一體的情況成為一大挑戰。這樣的需求也吸引各種有線與無線通訊技術紛紛積極搶進此一市場新藍海。電力線通訊（PLC）便是其中非常有機會在智慧電網領域發展的技術之一。

畢竟在智慧電網應用中，智慧電錶將發揮關鍵作用。而設計人員需要為智慧電錶與資料集中器之間的通訊選擇適合的通訊方式。這時，透過PLC技術利用電力線作為資料傳輸介質，利用已有的電力配電網進行通訊，不需要重新佈線，訊號不會因為通過建築物牆壁而衰減甚至受到遮蔽，而且成本相對較為低廉，故在智慧電錶的應用上受到青睞。

當然PLC顧名思義是以電力線纜為載體，但在部分老舊地區，其電力線迴路已大量耗損，可能直接影響訊號品質，導致實際傳輸速率降低等問題發生。家電用品中，包括微波爐、吹風機等也會干擾PLC，導致訊號中斷等問題，這些都還有待克服。

《圖四　恩智浦大中華區資深行銷協理梅潤平說，恩智浦早就針對綠能五大區塊包括智慧電網、太陽能、供電系統、汽車電子及LED照明加強發展力道。未來只要提到綠能，就不能不想到恩智浦。》

結語

智慧電網發展到目前，其理念已經很清楚的傳達給大眾。過去由發電廠為核心向電網供電的方式一直為主流，然而未來的趨勢，將是由更多的不同來源的發電設備向電網提供電源。這包括大到核能、火力與水力發電廠，或者小至太陽能、風力、天然氣甚至能源採集等發電方式。為確保負載、電壓和整個電網的穩定，建立複雜的電網架構也成為了必要。

未來，大型風力發電場、大型的太陽能供電站以及其他可再生能源，將在全世界電力供應中扮演重要角色。消費者和大型企業將透過地下室的小型發電設備或者屋頂的太陽能電板來自行供應部分電力，再透過智慧電網這樣的平台，將不同來源的電力統一調度分配給不同設備和電器，並同時按照優化原則，讓各種設備在電價最低和最需要的時候才運作。

智慧電網的本質在於滿足個性化的電力需求，因此，環繞著電力產生和使用需求而提供的電力服務，以及多樣的供電模式，將帶動能源發展方式產生巨大轉變，也必將讓現有電力設備的技術升級，並催生新型電力設備。