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推动再生能源 智能电网持续布建

  • 魏淑芳/整理报导

澎湖七美智能电网示范园区。来源:台电
澎湖七美智能电网示范园区。来源:台电

全球奉行节能减碳,再生能源的推动成为必然趋势,然而,太阳能、风力发电等再生能源最为人诟病之处,就在于其发电时间及电量的无法掌控,简而言之就是供电不够稳定,解决方案除了能源储存系统的建置外,透过智能电网(Smart Grid)的双向管理,有助于提高电网效率,减少「弃光」、「弃风」的浪费。

智能电网的一大特性是双向交换机制的导入,使得电力和信息可以在电力公司和消费者之间双向互动,利用信息及通讯科技收集供应端的电力供应状况,以及使用端的电力使用状况,然后再利用这些信息来调整电力的生产与输配,或调整家电及企业用户的耗电量,以此达到节约能源、降低损耗、增强电网可靠性的目的。

大同积极布局智能电表市场。(来源:tatung.com)

大同积极布局智能电表市场。(来源:tatung.com)

例子之一是台电甫于2018年5月宣布启用的「澎湖七美太阳光电系统及低碳岛智能电网示范系统」。此一微电网包含控制主站、光纤通讯环路、储能系统(ESS)、以及能源管理系统(EMS)等,具有稳定电压与频率的功能,可整合七美太阳光电、风力发电及七美电厂的柴油发电,来克服绿能发电的间歇特性,智能输配岛屿电力,维持稳定电力。

基础建设升级 智能电网稳定成长

根据工研院产业经济与趋势研究中心(IEK)的报告,由于各国积极推动电网基础建设升级,在相关政策法令与财政的支持,以及再生能源与电动车加速导入及新商业模式发展等有利条件下,全球智能电网市场规模持续稳定成长,预估将由2017年的731.1亿美元,成长至2025年 的1197.4亿美元,2017至2025年复合成长率(CAGR)约6.4%。

不过值得注意的是,智能电网前景发展仍可能受到负面因素影响,包括政府预算缩减、电力公司退场、营运状况不佳、标准互通性、效益不明确,以及民众对隐私的疑虑,都可能延宕智能电网的建置及发展速度。

智能电网产业大略可分为先进高压输电技术、先进配电网管理、智能电表系统
(AMI)以及需量反应(DR)等。就市场规模来看,IEK指出先进配电网管理的2017年市场占比达68.6%,居各分项之冠,不过若以成长速度来看,则以需量反应市场成长最为快速,预估2017至2025年CAGR达13.5%。

智能电表大数据 创造多元应用

做为智能电网(Smart Grid)的基础元素,智能电表(Smart Meter)市场的成长同样前景可期。智能电表与传统电表有何不同?传统电表通常必须使用人工定期抄表,因此仅能提供用户的每月用电数据,无法提供实时的用电数据。

使用智能电表,电力公司则能实时掌握用电的数据,且配合软件分析,还能提供用电分析数据及节约用电建议给用户。依据各国要求不同,智能电表可以记录每15分钟~1小时的用电区间数据,并透过通讯系统实时回传数据。再者,结合物联网、云端运算及大数据分析,预期将有更多的应用被创造出来

例如,NextDrive联齐科技与日本关东学院大学中野幸夫教授合作,将以NextDrive的物联网闸道器Cube J做为硬件基础,共同开发在老人照护领域的机器学习相关应用。此应用是借助「电力可视化」的导入,关注高龄化社会独居老人照护问题。具体方法是透过观测电流谐波变化,分析当前电力使用状况,观察独居老人用电是否异常,或有不正常使用频率,借此及早发现潜在的危险因子,及时给予独居老人适当的探访和援助。

NextDrive联齐科技的Cube J物联网闸道器,内建符合日本通讯规范的Wi-SUN模块,可无线连接智能电表并使「电力可视化」,让使用者可藉由专用App观测居家或店舖的电力使用状况,借此提升电力使用效率并达成节能的目标。未来,在双方技术完成整并并通过实验测试后,此合作项目预计能搭配日本经产省的智能电表2024年全面普及方案,顺利导入一般家庭用户,将能针对日本近600万名独居老人的安全照护问题,提供实际可行的解决方案。

政府政策推动 安装渗透率上升

为推广智能电表应用,许多国家已宣布建政策,包括日本政府于2011年提出,在5年内智能电表布建率达80%、2024年全面普及;欧盟预计于2020年达到80%的智能电表布建率;印尼国家电力公司预计于2019年前针对全国6,590万用户安装智能电表。

我国政府则是于2016年提出智能电表安装,计划在8年内装设300万台智能电表。具体时程为2017 年起推动低压智能电表,预计今年(2018)安装 20 万户、2020年 100 万户、2024年 300 万户。

智能电表分为表体、通讯模块、控制中心三大部分,每具表体建置费用约5千元,初估仅表体部分,20万户智能电表表体安装就将创造将近10亿元的商机。智能电表表体占整体采购金额约6至7成,通讯模块约占2至3成,待2024年增至300万户,总商机将达250亿元。智能电表表体标案由中兴电、大同夺下。

商机可期 电表厂商抢建布局

在各国政府的推动下,智能电表整体市场规模持续扩大,工研院IEK预估2020年全世界将有20亿台智能电表建置需求。智能电表商机可期,吸引许多厂商投入,大同为其一。大同为目前国内唯一拥有高压及低压智能电表AMI系统建置实绩的公司,并开始扩展海外智能电表市场,目前产品已包含美规、日规、欧规等智能电表。

斯其大公司则是与全球最大智能电表厂美商Itron合作,引进技术来台。Itron提供全方位解决方案,包括前端智能电表、后端通讯网络及系统。斯其大长期与Itron合作并取得独家代理权,也为其提供定制化生产,斯其大在台湾已建造一条生产线,由Itron授权生产Sentinel电表。

除了布局台湾市场外,斯其大也与ITRON前联手抢进东南亚国家每年多达数百万具的智能电表标案,目前已在泰国合作投标、预计上半年开标;后续亦看好已开始试办智能电表的马来西亚,及电表采购量不少的印尼市场。继泰国后,预计将跨入马来西亚及印尼等市场。

整体而言,节能减碳区是不可逆,因此,随着技术增进、市场条件成熟及应用开发,智能电网及智能电表的市场将持续扩大,商机可期。