全球發展概況

目前全球在智慧電網之規劃與發展上，以美國最為領先，歐洲各國、中國大陸等亦 已積極展開相關規劃，但因當地情況等因素，各國甚至各州規劃方向或採用技術將有很 大差異。

圖 4-12 全球主要國家推動智慧電網相關計畫概況 資料來源: 資策會 MIC 經濟部 ITIS 計畫，2010 年 6 月

美國部分，美國歐巴馬政府發表的經濟振興計劃中，亦將智慧電網視為能源政策之 重要一環。計畫鋪設或更新 4,800 公里的輸電網路，以及為美國 4 千萬個家庭換裝智慧 電錶。預估未來僅美國即有 1 億台以上智慧電錶的之替換需求。

歐洲部分，由於電力網路屬於分散發電與互動式供電之模式，相當適合未來智慧 電網之建構。目前除義大利最大的電力公司 Enel 已與 Siemens 等合作在米蘭展開智慧電 錶之換裝，進行智慧電網實地測試之外，英國、瑞典、奧地利等國亦積極著手規劃。

以下，主要針對兩國國家之智慧電網發展作進一步的討論。分別是：具指標性的 美國、已完成 3,100 萬戶低壓用戶裝置智慧電錶的義大利。

1. 美國智慧電網發展現況 (1) 美國電力市場現況

自進入 20 世紀開始，美國對於電力的需求量極高，因此相關業者積極新建發電與 輸／配電站，以因應日益激增的電力需求。不過，由於相關業者過度集中在提高供電量，

反而疏忽了電力網路的更新，以致於 2003 年夏季，美國中西部和東部部分地區發生大 規模斷電事故。

自 2003 年發生大規模斷電事件之後，更新電網建設與推動節能政策，遂成為美國 能源相關政策之重要指標。2005 年，美國前任總統布希即簽署「國家能源政策法－

2005」，透過減稅、補貼等財稅配套方案，以鼓勵企業開發新興節能技術，並鼓勵企業 與民眾節約用電、使用節能設備與利用再生能源。

2007 年，美國國會通過能源獨立和安全法案（U.S. Energy Independence and Security Act 2007），根據該法案第 13 項智慧電網政策（Title XIII - Smart Grid），美國計畫在 2008～2012 年之間建設智慧電網，同時美國政府將於每年提撥 1 億美元，興建各州、各 公共事業公司及用戶之間的智慧電網工程；此外，還須成立相關之公共事業管理委員會 來評估各項技術標準及落實智慧電網管理。

2009 年，美國新任總統歐巴馬提出一份經濟振興計劃。該計畫在能源政策方面，除 了持續加速推動潔淨能源發展之外，亦將投資 110 億美元建構長達 4,800 公里的新型智 慧電網；政府也將提供 80 億美元的貸款擔保，鼓勵電力相關業者積極利用新興替代性 能源進行發電，以及開發新興輸電技術。另一方面，美國政府還將針對 75%的聯邦建築 和 250 萬戶住家進行節能改造。

根據美國能源部及政府智庫的研究顯示，建設智慧電網及搭配相關的潔淨能源與節 能政策推動，將可使每個家庭每年減少 350 美元的電費支出，並減少納稅人 20 億美元 的能源支出，未來 20 年內更可省下大約 800 億美元的支出。另一方面，建設智慧電網 必須從電網基礎建設改造做起，因此包括更新智慧電錶、網路系統建置、感測器及遠端 控制中心的電腦設備投資等，美國發展智慧電網亦將帶動相關產業的新興商機，預估 8 至 10 年內可形成超過 5 萬億美元的市場規模。

(2) 美國智慧電網之願景與目標

美國智慧電網的願景，是希望智慧電網能革新美國能源產業體系，不只是監控與管 理用電需求，而是進一步將新興的替代性能源（太陽能、風能、地熱能）也納入智慧電 網體系中，以發揮美國國家電網節能減碳的綜效。

其主要目標是希望達到以下功能與應用：

A. 雙向溝通之資料傳輸

利用智慧電網的雙向傳輸能力，使供電端可以獲知用電端需求，用電端也可以了解 供電端動態。此一雙向溝通能力有助於讓供需雙方瞭解電力實際運作狀況，以實現能源

政策之需量反應，並達成電力供需效益之最佳化。此外，透過雙向資料傳輸，供電端可 提供用戶浮動電價制度與節能／節費方案，使充分落實節能概念。

B. 即時監控之優化管理

於電力傳輸路徑上裝置感測器，以即時監控發電、輸電、配電、供電等主要設備的 運行狀況，並經由即時的資料收集與彙整，使能夠在各個輸／配電之區域範圍內即時調 度電力資源，平衡電力供需缺口，實現對整個電力系統的優化管理。

C. 實現分散式能源管理

建設智慧電網不只是更新電力傳輸系統，應能夠將新興之替代能源（太陽能、風能、

地熱能）納入電網系統中加以管理，以達到分散式能源管理之目標。

D. 通過 PLC 以普及網路應用服務

建設智慧電網，其基礎建設必須為每個用電戶更換數位化智慧電錶，數位化智慧電 錶不僅是提供用電戶相關需量資訊，亦可以成為網路路由器，透過 PLC 技術使各用戶 達到網路接取能力，並藉以推動電信業務、寬頻網路服務或電視廣播等應用服務。

在實際執行方面，美國智慧電網將針對發電、輸電、供電及用電等領域規劃相關工 程。發電領域方面，主要關注焦點是必須有效率地整合與利用各種能源（太陽能、風能、

地熱能、核能、天然氣、石油、煤炭、氫能和生物質能等）；輸電領域之關鍵要項，是 必須研發新興輸電線路材料，和應用智慧電網之監控與管理能力，以改善輸電損耗；供 電與用電方面，主要是要解決用戶之需量管理及分散式能源管理，使提高電力調度效 率，達到供需平衡。

(3) 電力公司積極投入智慧電錶之更換工程

為達成智慧電網之願景與目標，美國公共事業部門要求電力業者必須投資更新先進 電錶基礎建設（Adavanced Metering Infrastructure，AMI），並將用戶端之傳統電錶更換 為數位化智慧電錶，使能達到雙向傳輸能力，以實現能源政策之需量反應，達成電力供 需效益之最佳化。

在政策要求與市場商機吸引下，美國主要電力業者已著手進行智慧電錶換裝計畫，

其中進展較快的當屬美國加州地區之主要電力業者，包括 PG&E（Pacific Gas &

Electric）、SCE（Southern California Edison），以及 SDG&E（San Diego Gas & Electric）。

PG&E 已於 2007 年開始進行實驗性用戶換裝與實地測試，2008 年下半年開始陸續進行 換裝計畫，於 2009 年展開試驗性服務，2011 年完成全體用戶換裝計畫；估計其所需換 裝之電錶將有 1,500 萬台，所投資之金額高達 15 億美元。

SCE 則計畫投入 4.8 億美元更換約 530 萬台智慧電錶，於 2009 年開始進行智慧電 錶換裝計畫，並陸續推出試驗性服務，2010 年春季正式導入，並將於 2012 年完成相關 基礎工程。SDG&E 則計畫投資 2.6 億美元，更換約 230 萬台智慧電錶，於 2009 年展開 電錶換裝計畫及推出試驗性服務，2010 年正式導入。

美國其他地區之主要電力業者，如德州的 Center Point Energy 與密西根州的 DTE Energy 亦計畫於 2009 年展開電錶換裝工程，2013 完成全面換裝工程並推出相關服務。

表 4-4 美國主要電力公司換裝智慧電錶之計畫

資料來源: 資策會 MIC 經濟部 ITIS 計畫，2010 年 6 月 註：E（Electric）電錶，G（Gas）瓦斯錶

綜觀美國主要電力業者所積極展開之智慧電錶換裝工程，其主要目的在於透過數位 化智慧電錶以達到供電端與用電端之間的雙向傳輸能力，使供電端能更有效地調配電力 供需，讓電力資源被有效利用，以達到節能減碳之綜效。

此外，用戶端則可藉由數位化智慧電錶所提供的即時用電資訊，瞭解本身的用電習 慣，並進一步改善其用電行為，將節約用電的概念具體實現。

2. 義大利智慧電網發展現況 (1) 義大利電力市場現況

義大利本身的電力能源無法自給自足，其中有超過 20%的電力從法國、瑞士、奧地 利及希臘等鄰國輸入。其中，原油是義大利主要的發電能源，為了降低油電比例，義大

利政府計劃增加天然氣發電之比例，以減少對進口石油的依賴，以改善電力能源使用成 本。

而在車諾比核電廠事故發生後，義大利於 1987 年以公投通過廢核政策。不過，近 期義大利之能源主管機關與經濟部則表示，義大利因廢核導致的整體經濟損失，估計約 有 500 億歐元，也使得義大利的電價比歐洲其他國家高約 3 成，比鄰近之法國高出約 60%。

為了對抗日益高漲的原油價格與能源使用成本，義大利政府已經確定在 2010 年實 現全國的發電量中，25%來自再生能源發電；此外並計劃到 2012 年將實現水電及其他 再生能源發電量增加 1 倍之目標，預計將可產生超過 7,000 兆瓦的再生能源。

展望未來電力及能源市場之發展，包含義大利及歐洲多數國家普遍都面臨能源不 足、必須仰賴進口原油及進口電力之景況，由於歐洲之輸電網路屬於分散式發電與互動 式供電體系，因此歐洲各國正興起「智慧城市」（Smart City）概念。此一「智慧城市」

的概念，便是以「智慧電網」為中心系統之構想，建構一座自給自足的城市，或是可將 生產之能源送到需要的地方，使電能供需效率達到最佳化。而義大利全面換裝智慧電錶 與建構電網管理系統，可視為建構智慧電網之前置作業。

(2) 義大利智慧電網基礎建設更新計畫 A. 計畫目標

義大利為改善國內電力設施，及達成上述節能減碳目標，義大利電力運輸管理局於 2004 年提出相關計畫，其報告指出，義大利政府和電網管理部門以 3 年的時間，斥資 4.5 億歐元，更新和建設發電、輸電設備；此外也將規劃新建長達 1,900 公里的輸電線路，

並增設 51 個變電站，以確保輸電系統安全，並因應國內電力需求日趨擴大的需求。

並增設 51 個變電站，以確保輸電系統安全，並因應國內電力需求日趨擴大的需求。