Smart Grid 產業特性

Smart Grid 在市場面，必須要同時結合政府政策、電力產業投入、以及電力技術。

由於初期投資金額非常龐大，政府必須明定制度，與產業界、學術界人士共同訂定架構，

計畫時程以及未來藍圖，並提供足夠的誘因驅使產業界投入，包括產業優惠補助、協助 升級等等政策：當產業界要規畫多功能的電力服務時，也需要相關技術能夠到位，否則 單一服務將無法構成足夠的驅動力量，以下是產業必須要具備的三項推動力:

政策的領導 政策的領導政策的領導

政策的領導:面對能源的困境，政府常常對電力系統的單一技術做發展，例如再生 能源的利用，但是對於整體電力系統的全面性願景及規劃卻很少，政府面對 Smart Grid 的發展，應該要扮演一個強力的領導角色，制定政策以明確規定整個 Smart Grid 的架構、

未來的藍圖，並整合適當的科技，解決電力系統上各種的問題;此外，Smart Grid 的推動，

必須對整個供應鏈，以及社會都帶來具有吸引力的利益，才能趨使整個產業發展。

產業 產業產業

產業界投入界投入界投入:對於產業界而言，大部分的廠商還是認為 Smat Grid 只是一個概念，而界投入 非確定的制度與方向，因此不敢貿然投資。政府必須提供更多的誘因來吸引廠商參與。

根據國家科學基金會(National Science Foundation)的研究，電力相關廠商每年投入於研發 的經費，占全年獲利不到 1%，這也可以說明廠商對於改善現行電力系統的漠視。目前 的電力供應鏈上的廠商一般都處於競爭的狀態，但是要達成 Smart Grid 的願景，讓廠商 彼此之間有更多的合作機會，將競爭轉化為合作是必須的。要廠商能從改變中獲利，必

須提供許多服務，所以這些服務的技術是否成熟也將影響廠商是否投入，因此積極發展

2005 2005 2006 2008 2008 2012

圖 3- 7 Smart Grid 計畫時程

資料來源：NETL，”Modern Grid v2.0Powering Our 21st-Century Economy”，pp.A2-17，2007.1

智慧型電

雖然以美國能源部的規劃而言，目前仍屬於初期技術測試的時間，整體 Smart Grid 規格訂定仍需要多年的時間，但目前美國許多區域，已經展開小規模的 Smart Grid 實施，

例如南加州愛迪生(Southern California Edison)，規劃在 2009 年之前要替換五百萬個智慧 型電表，在最初的五年規劃五十億美金做基礎建設，再之後的五年更會投入九十億美金;

美國電力公司(America Electric Power)，規劃在 2015 年之前，對其五百萬個客戶更新智 慧型電表;美國聖地牙哥也規劃了四億九千萬的經費，預計在 2007 到 2016 年完成整個 建置計畫。

3.2.1 Smart Grid 產業價值鏈

產業價值鏈 產業價值鏈 產業價值鏈

Smart Grid 產業的價值鍊可以將由電力傳送路徑簡單區分為四個主要部分，包括發 電系統、送電系統、配電系統、以及服務，各部分的主要活動及相對之附加價值，如圖 3-8 所示。

圖 3- 8 全球 Smart Grid 產業價值鏈

資料來源：本研究整理

1. 發電系統:Smart Grid 的發電系統，將分散式發電以及再生能源發電納入傳統的 電力供應系統中，並透過分散式電力管理系統，將不連續且不穩定的分散式電 力來源，與原有電力整合，做最佳的電力配置。新一代的發電系統並可即時監 控發電設備使用率，將發電效率達到最佳，降低發電成本。此外，透過監控，

也可保持電力品質的穩定。

2. 送電系統:採用最新的材料科技，研發新一代電纜，可將電力傳送耗損耗損降低

為十分之一。透過監控系統，若發生斷電情形，將迅速隔離斷電節點，使其他 區域不受影響，並透過自行修復功能，在最短的時間內恢復供電。

3. 配電系統：透過不斷的跟終端用電客戶溝通，可預測區域內用電量，若是即將 超過負載，便會利用客戶回應機制，以動態電價降低尖峰時刻用電，或以配電 管理系統，要求其他配電設備供電支援。

4. 客戶服務：主要提供服務的內容，包括斷電預警，可以讓用戶提前準備將斷電 傷害降到最低，或提供即時價格服務，讓客戶根據電價自行決定用電行為，再 加上帳單與用電資訊，將始終端用戶對電力最做有效率的使用。

3.2.2 產業關聯魚骨圖

產業關聯魚骨圖 產業關聯魚骨圖 產業關聯魚骨圖

透過產業價值鍊再加上產業關聯魚骨圖，可進一步找出構成 Smart Grid 產業的重要 元素為量測系統、傳輸網路、控制系統、服務以及電力系統基礎建設，以形成一個完整 的 Smart Grid 產業系統，如圖 3-9 所示。

圖 3- 9 Smart Grid 產業魚骨圖

資料來源：本研究整理

 測量設備(Measure):

為 Smart Grid 系統中資料收集的功能，在家庭用途上，智慧型閘道器(Smart Gateway)透 過無線網路控制家中智慧型家電(Smart appliance)，例如冰箱、冷氣、節電器等，可以遠 端控制，對電力做有效的利用，智慧電表取得家庭用電資訊之後，透過傳輸系統將資料 傳給控制系統做分析以及管理。Smart Grid 也在電力系統上個個節點設備上增加感測器

(Sensor)，即時收集電力資訊，對電力分配，以及電力品質做最佳的掌控。

 傳送網絡(Transmission):

為 Smart Grid 系統中資料傳送的功能，包含無線電(RF)、固網(Fixed network)、無線網 路(wireless)、電力線負載寬頻(Broadband over Power Line，BPL)，等多種傳輸方式，希 望能透過通用資訊模組(Common Information Model，CIM)將多種傳輸方式整合，並開發 開放式系統(Open System)，將整個電力系統上不同的作業系統，以及各種電力設備的資 訊傳輸標準，透過整合都能加以處理分析。

 控制系統(Control):

將收集到的資料分析及管理，並結合其他電力科技系統，提供更多控制功能。控制系統 分為三大類:

配送智慧型代理(Distributed intelligent agent):主要負責電力系統上的配電管理，例 如電源管理系統(Electric Management System，EMS)、動態電力管理設備(Dynamic power control device)。

分析工具(Analysis tool):將取得的數據加以分析並管理，例如相位測量分析(Phasor measure analysis)，可將不同節點的相位即時採樣分析，保證電力品質；配電錯誤定 位(Distribution fault location)，當設備發生錯誤，可以立即定位並處理，減少錯誤造 成的傷害。

操作應用(Operational application):例如需求回應系統(Demand Response，DR)，配電 端與用電戶雙向溝通，配電端可以了解電力供給與需求，用電端也可藉由動態電價 決定用電行為；斷電管理系統(outage management)，在斷電的第一時間，將斷電區 域隔離，不至於影響其他區域，並迅速將斷電區域復電。

 服務提供(Service):

Smart Grid 結合以上系統，直接對終端用電客戶提供的加值服務，例如即時電價服務系 統(Real time price service)，配電者根據用電負載，動態的提供用電客戶電價資訊，用電 戶可以選擇在低電價的時候用電，高電價的時候節電，達到用電效率，提供帳單與用電 資訊(Billing and use information)，讓用電戶對用電資訊更加即時。

 傳配電基礎建設(Transmission/Distribution Infrastructure):

結合最新的研發科技，如材料、化學、超導體、電子電力科學，對電力系統的基礎設施 做改善，例如耗損率更小，傳輸效率更好的電纜;研發儲電密度更高，時間更長的電力 儲存裝置，以及將新興的發電系統，例如風力、太陽能、燃料電池、生質能源發電納入 傳統傳配電系統中。

3.2.3 全球

全球 全球 全球 Smart Grid 系統面 系統面 系統面 系統面定位 定位 定位 定位

Smart Grid 的概念是近年來才提出的，整體的架構以及未來發展方向也掌控在歐美 國家手中，在整體產業上，目前還處於一個規劃中的狀態，詳細的規格也必須在未來不 斷的實驗、應用、討論之後能確定標準。目前的實驗計畫以及小區域的實施已經在歐美 地區開始進行，也訂有確定的時間表，希望藉由這些過程，將目前與未來希望達到的技 術差距縮小。所以全球 Smart Grid 產業，不論是基礎研究、應用研究、量產，目前都處 於萌芽到成長的階段。而在行銷方面，因為 Smart Grid 屬於國家建設，在目前是由政府 出面實施概念推廣的階段。

產業供應鏈

市 場 成 長 曲 線

基礎研究 應用研究 量產 行銷 成

熟 期 成 長 期 萌 芽 期

圖 3- 10 全球 Smart Grid 系統面的定位

資料來源：專家意見、本研究整理

3.2.4 全球

全球 全球 全球 Smart Grid 組成要素 組成要素 組成要素 組成要素定位 定位 定位 定位

透過國內外資料研究以及專家訪談，我們確認了 Smart Grid 產業的組成功能及相對 之技術重點後，接著將這些價值鍊中的產業，進一步依照供應練及市場成長曲線之相對 位置，再給予適當的定位，並探討其相對之策略與發展重點。相對於整體 Smart Grid 產 業仍處於萌芽到成長的階段，其價值鏈組成的個別項目卻相對的成熟，如圖 3-11 所示:

先進國家先進國家 先進國家先進國家

產業供應鏈 行自動電表讀取(Automatic Meter Reading，AMR)，節省人力抄表支出。隨著 Smart Grid 的概念受到重視，未來的智慧型電表採用智慧型能源管理系統 (Advanced Metering Infrastructure，AMI)，與管理系統雙向溝通。目前的測量設 備處於必須將通訊方式整合進設備，決定標準數據傳輸協定，並根據 Smart Grid 的需求回應功能開發應用服務功能，並且必須廣泛更換舊有機電式電表，以達

4. 服務提供：結合雙向溝通功能在加上控制系統，未來的電力系統能提供客戶更 多用電的加值服務，例如斷電預測，需求回應，動態電價，遠端恢復電力控制 等等，目前是處於結合這兩項功能積極開發應用程式的成長期階段。

5. 傳配電基礎建設：除了上述幾項結合 IT 功能所產生智慧型功能之外，未來的 電力系統也必須要對電力的基礎設備做出改善。利用最新的研發科技，例如化 學，材料，超導體，電力電子等基礎研究，開發出傳輸效率更好的電纜，儲存 密度更高的電力儲存裝置，發電效率更高，電力品質更好的發電設備等。此外，

結合風力、太陽能、生質能源、再生能源等發電技術，也是 Smart Grid 電力基 礎設備的重要規劃，在這部分，目前是處於基礎研究以及應用研究成長的階段。

綜合上述分析，可以得知 Smart Grid 產業價值鏈組成項目的定位目前多處於成長的 階段，代表各類組成項目都並非處於初期開發階段，而是已經有了相當技術基礎，目前 基於 Smart Grid 的概念而必須加以整合，並持續開發加入新的功能已達到符合未來電力

綜合上述分析，可以得知 Smart Grid 產業價值鏈組成項目的定位目前多處於成長的 階段，代表各類組成項目都並非處於初期開發階段，而是已經有了相當技術基礎，目前 基於 Smart Grid 的概念而必須加以整合，並持續開發加入新的功能已達到符合未來電力