AMI創新政策關鍵因素之權重評估 - 政大學術集成

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(1)國立政治大學國家發展研究所碩士學位論文. 立. 政治大. ‧ 國. 學. AMI 創新政策關鍵因素之權重評估. ‧. Weighting Assessment on Key Factors of Advanced Metering Infrastructure Innovation Policy a n. er. io. sit. y. Nat. iv l C n hengchi U. 指導教授：許志義博士研究生：梁玉琦中華民國一百零三年七月.

(2) 謝辭. 時光飛逝，彷彿昨日才剛入學一般，轉眼間就到了撰寫謝辭的時刻。學生生涯也即將告一個段落，原本還以為謝辭可以毫不費力的信手捻來，但回憶起過去這段生活點滴，無論歡笑、淚水或挫折等皆歷歷在目，反而不知該從何下筆。首先要感謝的是，在撰寫論文的期間，承蒙恩師許志義老師的用心指導，每當我遇到困難或有不懂之處，恩師總給我適時的幫助以及許多寶貴的意見，感謝恩師的耐心指導，使我能夠順利完成論文寫作。. 政治大建議，使論文內容更加豐富完備，在此學生深感謝意，大恩永銘於心。立. 感謝李酉潭老師及李堅明老師擔任口試委員，兩位老師對本文提出指正及. 最後，要感謝一直在背後默默支持我的父母及弟弟，感謝你們無緣無悔的包. ‧ 國. 學. 容與體諒，沒有你們的鼓勵，就沒有這本論文。還要感謝總是為我帶來歡笑的堂. ‧. 哥耀仁，感謝陪伴我度過腸思枯竭低潮的摯友咪咪、大大和肝肝，感謝我的寫作. y. Nat. 好姊妹麗容和秋伶，一路上一起努力一點一滴寫著論文，還有國發所的同學們及. n. al. er. io. 容開懷的滿滿回憶。. sit. 學弟妹，因為有你們，在這政大的生活中總是歡樂一百點，回想起來總是大家笑. Ch. i n U. v. 感謝這一路上所有曾支持我、關心我、給予我幫助的人，謝謝。. engchi. 玉琦謹致於國立政治大學國家發展研究所中華民國 103 年 7 月. i.

(3) 摘要. 如何永續發展已成為人類面臨的重大議題，依據先進國外之經驗，透過智慧電網之相關技術，可以有效的提升能源效率與達成節能減碳之目的。在國外建置智慧電網的過程中，往往從先進讀表基礎建設(Advanced Metering Infrastructure, AMI)切入，AMI 對往後智慧電網的延伸發展有很大的影響。因此，本研究旨在探討我國未來發展 AMI 創新政策之關鍵因素和其優先排序。首先藉由蒐集次級資料瞭解主要先進國家的 AMI 相關發展經驗，以及目前. 政治大. 我國 AMI 的發展現況，再透過文獻探討國家創新政策，並以 Rothwell &Zegveld. 立. 之國家創新政策理論作為基礎架構，建立層級結構，運用模糊層級分析法(Fuzzy. ‧ 國. 學. Analytic Hierarchy Process, FAHP )，針對國內 AMI 之相關產官學人員進行專家問卷調查，並整理出各項政策因素的權重排序，求出影響台灣發展 AMI 之創新政. ‧. 策關鍵因素。. sit. y. Nat. 從本研究實證結果顯示主層級之三項政策構面中相對權重最重的是「環境. io. al. er. 面」，在次層級十二項政策工具中，「公共服務」、「資訊服務」、「法規管制」. v. n. 的相對總權重最重，其為目前台灣發展 AMI 創新政策中最急需政府優先考量的關鍵因素。. Ch. engchi. 關鍵字：AMI、創新政策工具、模糊層級分析法. ii. i n U.

(4) Abstract The sustainable development has become major issue for human. According to the experience of foreign advanced countries, it can achieve the purpose effectively of improving energy efficiency and reducing carbon emissions through the related technologies of smart grid. In the process of building smart grid abroad, it often cuts into the Advanced Metering Infrastructure (AMI). AMI has a great influence on the future extending development of the smart grid. Therefore, the study explores the key factors and precedence of AMI. 治政 relative development experience of AMI in major大 advanced countries through 立 collecting the secondary data and the current development situation of AMI in our. innovation policy in future development of our country. First, understanding the. ‧ 國. 學. country. Second, exploring country innovation policy through literature review, and taking theory of Rothwell & Zegveld as infrastructure to build up hierarchical. ‧. structure, and using FAHP (Fuzzy Analytic Hierarchy Process) method to conduct. Nat. sit. y. experts survey for relative persons of industry - government - academy of domestic. er. io. AMI. Then, collating the sort weights for various policy factors. Finally, finding out. al. iv n C From the empirical results of h the research showsU e n g c h i that the most important relative n. key factors that affect development of Taiwan’s AMI innovation policy.. weights in three main policy dimensions of the hierarchy is the “environmental surface”.. The. relative. total. weights. of. “public. service”,. “information. service” ,“regulation control” and “political strategic policies” are the highest among twelve policies. They are key factor of most urgent priority for government to consider among developing AMI innovation policies in current Taiwan.. Key words:. AMI(Advanced Metering Infrastructure)、Innovation and Public Policy、 Fuzzy Analytic Hierarchy Process(FAHP). iii.

(5) 目錄頁次謝辭................................................................................................................................i 摘要...................................................................................................................ii Abstract............................................................................................................iii 目錄..................................................................................................................iv 表次..................................................................................................................vi 圖次...................................................................................................................vii 第一章緒論. 立. 政治大. 第一節研究動機.....................................................................................1. ‧ 國. 學. 第二節研究目的方法與研究步驟.................................................................2 第三節研究範圍.....................................................................................3. ‧. 第二章 AMI 佈建政策與發展趨勢. sit. y. Nat. 第一節先進國家 AMI 佈建政策與發展趨勢.......................................4. er. io. 第二節台灣 AMI 佈建政策與發展趨勢...............................................8. al. iv n C 第四節小結...........................................................................................12 hengchi U n. 第三節 AMI 佈建與產業創新政策........................................................10. 第三章文獻探討第一節創新的定義...............................................................................14 第二節國家創新系統相關文獻...........................................................15 第三節 AMI 相關文獻..........................................................................24 第四節層級分析法相關文獻..........................................................................26 第四章研究設計第一節研究流程...................................................................................37 第二節國家創新政策評估模式...........................................................38. iv.

(6) 第三節模糊層級分析法.......................................................................41 第四節問卷設計與發放.......................................................................47 第五章研究結果分析第一節問卷發放結果...........................................................................49 第二節各層級結果分析.......................................................................49 第六章結論與建議第一節研究結論.................................................................................................61 第二節後續研究建議.........................................................................................62. 政治大附錄層級分析法問卷...................................................................................68 立參考文獻.........................................................................................................63. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. v. i n U. v.

(7) 表次. 頁次表 3-1 各家學者對於創新的定義......................................................................14 表 3-2 國家創新系統的定義..............................................................................17 表 3-3 政府的政策工具......................................................................................20 表 3-4 層級分析法評估尺度意涵及說明..........................................................30 表 3-5 隨機指標表..............................................................................................31. 政治大. 表 4-1 兩因素間重要性比較的模糊語意尺度..................................................44. 立. 表 5-1 問卷發放及回收統計..............................................................................49. ‧ 國. 學. 表 5-2 主層級政策構面之模糊權重值..............................................................50 表 5-3 次層級供給面之模糊權重值..................................................................50. ‧. 表 5-4 次層級環境面之模糊權重值..................................................................51. sit. y. Nat. 表 5-5 次需求面之模糊權重值..........................................................................51. er. io. 表 5-6 主層級政策構面之權重值.......................................................................51. al. iv n C 次層級環境面之權重值...........................................................................52 hengchi U n. 表 5-7 次層級供給面之權重值..........................................................................52 表 5-8. 表 5-9 次層級需求面之權重值...........................................................................52 表 5-10 層級串連各關鍵因素之相對總權重值及整體排序............................53 表 5-11 主層級政策構面一致性檢定結果........................................................53 表 5-12 次層級政策工具考量因素一致性檢定結果........................................54. vi.

(8) 圖次. 頁次圖 1-1 研究架構與分析步驟.............................................................................3 圖 2-1 智慧電網總體架構分層規劃示意.........................................................9 圖 3-1 層級分析法流程圖..................................................................................33 圖 4-1 研究流程...............................................................................................38 圖 4-2 AMI 創新政策評估架構........................................................................39. 政治大. 圖 4-3 模糊層級分析法計算步驟....................................................................42. 立. 圖 4-4 三角模糊數隸屬函數............................................................................43. ‧ 國. 學. 圖 5-1 政策構面各因素權重值排序................................................................55 圖 5-2 環境面層級下之政策工具考量因素相對總權重值排序....................56. ‧. 圖 5-3 供給面層級下之政策工具考量因素相對總權重值排序....................57. sit. y. Nat. 圖 5-4 需求面層級下之政策工具考量因素相對總權重值排序....................58. n. al. er. io. 圖 5-5 次層級政策工具考量因素之相對總權重............................................59. Ch. engchi. vii. i n U. v.

(9) 第一章緒論第一節研究動機近年來，人類得到經濟與科技發展的進步，但地球環境惡化的程度卻比進步程度更大，隨著全球逐漸暖化，如何永續經營生活環境已成為人類面臨的重大議題。李遠哲(2014)提到要解決永續發展面臨的問題，可從技術面、減少能量消耗、改變社會組織或人類價值觀、教育下一代等各方面來著手，表示僅靠經濟和科技進步已不易解決現今永續發展相關之問題。國家之永續發展不僅需要考量民生需求與經濟發展，更應兼顧環境保護責任。改善氣候變遷與節能減碳等問題也成為. 政治大. 全球高度重視的政策趨勢，各國推出許多綠色新政(Green New Deal)，以期達到. 立. 永續發展的理念(呂敏慧，2010)。基於電價在電力資源配置的關鍵性角色與功能，. ‧ 國. 學. 有效的訂定一個能夠兼顧民生需求、經濟發展並保護地球環境之合理電價機制，將是國家永續發展非常重要的工具。. ‧. 美國總統歐巴馬上任後，也針對綠色能源提出大規模預算的補貼政策，其中. y. Nat. sit. 針對智慧電網(Smart Grid)基礎設備的預算高達 110 億美元，目的除了強化已經老. al. n. 網絡基礎。. er. io. 朽不堪使用的電網外，主要是在創造能負荷將來再生能源大量引進時的電力輸送. Ch. engchi. i n U. v. 依據先進國外之經驗，透過智慧電網之相關技術，電力業者可提供時間電價等動態電價方案供用戶選用，藉由擴大尖離峰價差誘因，促使用戶進行負載管理，用戶可取得用電實績等相關資訊，並依價格訊號進行負載管理及節約用電。換句話說，利用所建置的智慧電網，再配合導入合宜的電價制度，將可以有效的提升用戶進行電力負載管理的能力與意願，進而達到提高能源效率與達成節能減碳之目的。利用智慧電網可以詳細預測各地的電力需求，將有剩餘電力的地區向電力不足的地區輸送，以提高整體能源使用效率，達成省能源的目的。智慧電網不再是電力公司單方向的對消費者送電，而是利用尖端技術或是控制系統、軟體等，進 -1-.

(10) 行送電業者與消費者間之雙向溝通，以調節電力供需的次世代送電網絡(呂敏慧， 2010)。電力用戶除了改變自身的電力消費型態之外，也可在用戶端裝設小型太陽能、風力、生質能、儲能系統等分散型發電方式，搭配智慧型電能資訊管理系統，進而在需求面管理( Demand Side Management, DSM )電價誘因之導引下，調節其電力消費多寡的行為(許志義，2011)。在國外建置智慧電網的過程中，往往從先進讀表基礎建設 (Advanced Metering Infrastructure, AMI)切入，Gregor Omahen (2009)認為在建構智慧電網前，必須針對 AMI 做一完整的，其後透過智慧型電表、通訊網路及自動讀表控制中. 政治大置，並於 2010 年 6 月核定「AMI 推動方案」，啟動低壓電力用戶 AMI 之佈建。立心三部分組合成更完整的系統。我國行政院自 2008 年開始建置高壓 AMI 基礎裝. 發展智慧電網已是世界各國永續經營的趨勢，但如何能讓整個智慧電網發展. ‧ 國. 學. 完善，我們由文獻及先進國家的政策中可以了解，AMI 是發展智慧電網不可或. ‧. 缺的第一步，所以如何發展 AMI，對往後智慧電網的延伸發展有很大的影響，. y. Nat. 與之相關的因素相當繁瑣，為此本研究藉由探討影響 AMI 之重要政策因素，以. n. al. er. io. 慧電網政策。. sit. 期未來能提供相關建議給政府有關單位，有助於制定符合台灣國內市場環境的智. Ch. engchi. i n U. v. 第二節研究目的方法與研究步驟由於先進國家的 AMI 相關產業已發展多年，相關政策措施成果顯著，故本研究藉由次級資料瞭解主要先進國家的 AMI 產業發展經驗，以及目前我國 AMI 相關產業的發展現況，再透過 Rothwell &Zegveld(1981)國家創新政策理論作為基礎架構，運用模糊層級分析法(Fuzzy Analytic Hierarchy Process, FAHP )，針對國內 AMI 相關產官學人員進行專家問卷調查，並整理出各項政策因素的權重排序。透過專家問卷調查及權重排序結果，整理出影響 AMI 產業發展創新政策之關鍵因素，並根據問卷結果提出政策建議，作為未來政府施政方向的參考依據。. -2-.

(11) 本文之研究架構與研究步驟如圖 1-1 所示：. 政治大. 立. Nat. sit. y. ‧. ‧ 國. 學圖 1-1 研究架構與分析步驟. n. al. er. io. 本研究之目的有四項：. 一、探討先進國家的 AMI 之佈建現況. Ch. 二、探討我國的 AMI 之佈建現況. engchi. i n U. v. 三、探討我國未來發展 AMI 創新政策之關鍵因素與優先排序四、研究結果能提供政府相關單位作為政策參考依據. 第三節研究範圍本研究所指 AMI 產業範圍以生產 AMI 相關產品的生產製造業、通訊為範疇，包含上游產業的電力電子錶端，如電力晶片的開發；中游產業的通訊端，如集中器、通訊模組；下游產業的電力系統管理控制端，如整合通訊系統以及電廠或用戶端的電力系統管理與監控等。 -3-.

(12) 第二章 AMI 佈建政策與發展趨勢本章探討 AMI 在先進國家與台灣佈建之發展趨勢，同時分析 AMI 的佈建與創新政策之關聯性。. 第一節先進國家 AMI 佈建政策與發展趨勢一、美國美國各州在 2005 年「能源政策法」（Energy Policy Act of 2005）的推動下，各州政府與當地電力業者合作，依據當地電力使用情況進行 AMI 相關. 政治大. 的示範計畫及評估，其中加州最積極推動 AMI 的佈建。總統歐巴馬上台後，. 立. 於 2009 年 2 月提出總投資額 7,870 億美元的「美國復甦與再投資法案」（The. ‧ 國. 學. American Recovery and reinvestment Act），宣布推動智慧電網系統現代化，編列預算著重於發展綠色經濟，推動智慧電網現代化改造相關計畫，特別是替. ‧. 代能源、高效能電池、智慧電網、碳儲存與碳捕獲等領域。此法案帶動美國. y. Nat. sit. 智慧電表大量佈建，也是促使 2009 年全球智慧電表需求量大幅成長的主因 1。. n. al. er. io. 在美國所有推動計畫中，最重要者分別為 SGIG(Smart Grid Investment Grant. i n U. v. program) 投資獎勵計畫以及 SGDP(Smart Grid Demonstration Program) 示範. Ch. engchi. 計畫，前者著重於推廣現有技術，包含 AMI、輸配電自動化等建設；後者強調電網先進技術研究示範，分為智慧電網區域示範與儲能示範兩大塊，分別落實推動執行。2011 年美國政府配合 AMI 建設推出「Green Button」節能計畫，概念是將全美能源公司的能源數據資料格式統一，建立全國能源使用資料庫，民眾在任何時候均可監控自己的能源使用狀況，刺激節能技術與創新商業模式的發展 2。 2012 年 2 月正式制訂「智慧電網架構與互通性標準 2.0 版（NIST 1. 工研院(2010)智慧電網產業的先鋒部隊－AMI 系統發展概況，檢索：http://edm.itri.org.tw/enews/epaper/9910/d01.htm. 2. 參自潘晴財、朱家齊(2012)全球與我國智慧電網產業環境 (政策、市場、產業與技術) 趨勢與我國產業競爭優勢來源及策略建議分析報告. -4-.

(13) Framework and Roadmap for Smart Grid Interoperability Standards, Release 2.0），以作為美國國內佈建智慧電網建設之重要政策依據，實現 AMI 和智慧電網系統的互通與整合 3。. 二、日本在過去日本AMI的推動以各電力公司各自發展為主，政府並無積極推動相關政策，直至2011年311福島核災事故後，才在能源政策做了很大轉變。日本政府為因應智慧電網導入，規劃由家庭能源管理系統出發、再擴大至區. 政治大在福島核災過後，日本國內原子反應爐陸續檢修停止運轉，電力嚴重短缺，立域能源管理之發展概念。日本AMI最早在2008年由關西電力公司導入，但是. 日本政府為穩定電力供需，改善用電尖峰時段缺電以及電力成本上揚的問題，. ‧ 國. 學. 日本政府開始積極推動AMI的建置，2011年11月通過「能源供需安定行動計. ‧. 畫」，規劃2015年完成全國高壓用戶與80%低壓用戶AMI建置，預計約6,000. y. Nat. 萬具AMI，並規劃2020年完成AMI全面導入 4。日本政府期望藉由AMI建置計. er. io. sit. 畫，促使高壓用戶參與需量反應契約化，並對低壓用戶推行時間電價，以發展電力需求面管理。2012年9月發表「革新能源環境戰略」，預計在2040年前. n. al. Ch. i n U. v. 要逐步廢除核能發電，除了強化節約能源外，亦將大量使用再生能源，並針對電力系統進行改革。. engchi. 東京電力公司為日本最大電力公司，用戶佔日本九大電力公司中總用戶數的三分之一以上，受到 311 核災影響，使 AMI 導入計畫延遲，東京電力公司已從 2013 年起進行全面推動 AMI 建置；關西電力是最積極推動日本 AMI 建置的電力公司，於 2008 年展開 AMI 示範計畫。截至 2012 年 2 月已完成 119 萬具 AMI 的建置，規劃十年內完成 1,300 萬具全戶導入 5。. 3. FGT(2010)智慧電網(AMI)之發展應用(趨勢篇)，檢索：http://www.fgttw.com/tw/news_view.php?id=44. 4. 參自黃雅琪(2012)日本智慧型電表系統推動政策剖析，檢索： http://km.twenergy.org.tw/KnowledgeFree/knowledge_more?id=46 5 參自經濟部能源局(2012)赴日本進行智慧電網技術與智慧電網示範驗證計畫研習出國報告. -5-.

(14) 三、義大利義大利為全世界第一個積極投入大規模智慧型電表部署計畫的國家，於 1990 年代時，由義大利 ENEL 電力公司所發起，將約 3 千萬具的傳統電表更換為 AMR(Automatic Meter Reading)數位電表，並建置一套新的資訊與通訊架構(以電力線載波技術為基礎)，共花費了約 20 億歐元。在 2005 年啟動全世界最早的智慧電網–Telegestore 6專案，自己設計並製造電表，整合不同之硬體系統，而且完全獨立開發特有的系統軟體。同時於 2006 年已將 2700 萬個傳統電表改裝成智慧電表 7。. 政治大端管理系統對工業用戶而言是具成本效益的，為測試此系統對低壓用戶是否立 ENEL 電力公司自 1990 年初期即實施自動讀表系統來遠端管理電表。遠. 同樣具成本效益，ENEL 電力公司安裝了 70,000 個 AMI(其中 40,000 個安裝. ‧ 國. 學. 於羅馬)，確認以電力線載波之技術對於低壓用戶之遠端管理是否可行。這項. ‧. 測試證實以傳統式電表加上電子元件之混合式技術不符合成本效益，故. y. Nat. ENEL 電力公司決定中止此系統之部署。ENEL 電力公司的主要目標為減少. er. io. sit. 非技術性之電力損失，如竊電，及能夠有效控制契約用電，根據 ENEL 商業計畫結果顯示，此重大投資成本已在 5 年內由該系統之相關的效益回收。. n. al. Ch. i n U. v. 2008 年底，ENEL 電力公司在決定向製造廠商購買 AMI，並開始低壓用戶之. engchi. AMI 系統的部署。義大利管制單位(AEEG)要求全國皆導入 AMI，並建立電表基本功能要求及採用 AMI 之獎勵措施，以改善供電品質 8。. 四、澳洲澳洲近幾年來電價高升，主要是因為電廠投資在電網架設與維護，以維持尖峰時段供電穩定。政府為了改善電價上漲的情形，協調各州更改電表系. 6 7. IEEE ISPLC,TELEGESTORE PROJECT ,2007.Search: http://www.ieee-isplc.org/2007/docs/keynotes/rogai.pdf. 中研普華報(2013) 智能電表應用現狀及發展趨勢分析，檢索：http://big5.chinairn.com/news/20130312/105804594.html. 8. 資通訊產業電子報(2011)漫談國際智慧電表系統(AMI)經驗及台灣推動現況，檢索： http://www.fbblife.com.tw/03791506/article/content.aspx?ArticleID=902. -6-.

(15) 統，改裝 AMI。維多利亞州於 2006 年開始將接近使用壽命年限之電表汰換為 AMI，政府規劃 2009 到 2013 年完成 250 萬戶 AMI 安裝，其中包含 220 萬戶住宅及 30 萬中小型企業用電(工研院，2011)。澳洲政府於 2009 年 9 月 30 日開始「Smart Grid, Smart City9」示範計畫，預計投入一億澳幣，希望能減省家用能源消耗，減少碳足跡，並推動澳洲智慧電網的建設。此計畫是澳洲首次將先進的通訊技術、感測技術及量測設備結合於現有能源網路上，對電網進行自動化，且即時監控電力流向及消耗情形。藉由更具效率、更穩定以及更方便的智慧電網讓能源提供者可以有效率. 政治大藉由 AMI，使用者可以了解自身電力使用情形，進而改善電力的使用。立. 的調配離尖峰時段發電場的負荷，改善供電穩定度，並減少停電風險。另外. 2010 年澳洲國家智慧量測計劃. 10. （NSMP, National Smart Metering. ‧ 國. 學. Program ）發布了一份文件， Smart Metering Infrastructure Minimum. ‧. Functionality Specification，主要提供智慧量測設備的規範。此規範訂定各項. y. Nat. 智慧量測架構（Smart Metering Infrastructure）基礎設備的最低性能及服務的. er. io. sit. 要求。在技術要求的部份，重點項目如下：量測與記錄、遠端取得量測與記錄、近端取得量測與記錄、電表顯示、電表同步校時、負載控制、供應端操. n. al. Ch. i n U. v. 作、供應容量控制、家用節能網路開發標準、供電品質及其他事件記錄、電. engchi. 表失蹤偵測、遠端電表服務檢測、電表設定及重新設定/佈署、軟體更新、自動登入、通訊資料安全性、損害偵測、互通性應用層定義、硬體零件互通性、電表通訊發佈訊息及命令、用戶監控系統等 21 個規範要點，供澳洲 AMI 建置參考。澳洲能源觀光部(DRET)於 2012 年 11 月 8 日公佈未來四年能源政策白皮書. 9 10. 11. ，強調重點在市場基礎的競爭力及效率，提出推動 AMI 的使用。消費. Smart Grid, Smart City, 2011. Search:http://www.climatechange.gov.au/en/government/programs-and-rebates/smartgrid.asp. NSMP, National Smart Metering Program, NSMP Business Requirements Work Stream - Smart Metering Infrastructure Minimum Functionality Specification, 2011. Search: http://share.aemo.com.au/smartmetering/default.aspx 11. Lexi Metherell,Higher power bills flagged in energy white paper,2012.Search:. -7-.

(16) 者依據每日電價的變化，決定其使用電的時間，以減低每戶的電費，電力公司則依據電力需求的峰期，計收不同的價格，以增加電廠的經營效率 12。. 第二節台灣 AMI 佈建政策與發展趨勢依 2009 年 4 月召開「全國能源會議」之總結報告，「能源科技與產業發展」子題中確定台灣依據能源安全、經濟發展、環境保護三贏原則，訂定能源政策之短、中、長程自有能源比，及溫室氣體減量目標，推動能源科技計畫，以整合人、物、資源，重點研發新能源科技、再生能源與低碳能源科技，求創新突破，而. 政治大. AMI 及智慧電網等項明列於新能源科技，應優先推動之項目 13。. 立. 台電公司於 2009 年啟動高壓智慧電表系統佈建，2011 年已完成電表資訊系. ‧ 國. 學. 統建置以及 1500 具 AMI 的招標，在 2012 年展開 23000 個高壓用戶的 AMI 換裝，低壓 AMI 方面，考量經濟效益，AMI 換裝暫時以 50% 住戶為目標 14。. ‧. 因應再生能源與減核議題，智慧電網推動為確保穩定供電之重要手段之一，. 15. 」，營造國內產業成長環境，並強化能源調. io. er. 方案」及「智慧電網總體規劃方案. sit. y. Nat. 台灣行政院分別於 2010 年 6 月 23 日及 2012 年 9 月 3 日核定「智慧型電表推動. al. iv n C 進行高壓 AMI 建置之外，2012 年也展開 h e n g1c萬戶低壓 h i U AMI 建置作業，而 AMI 主 n. 控應用與推動智慧節能系統服務,並正式啟動我國低壓 AMI 建置。台電公司除了. 要構成要素包括 AMI、通訊系統、電表資訊管理系統等. 16. 。參照國際趨勢及台. 灣產業現況，考量智慧電網範圍廣泛，行政院規劃 20 年推動期程，分為「前期布建(5 年：2011-2015 年)」、「推廣擴散(5 年：2016-2020 年)」、「廣泛應用(10 年：2021-2030 年)」三個階段。依電網特性分成發電與調度、輸電、配電、用戶四種類型之供需關係，配合產業推動及環境建構，形成六個構面具體推動，如圖 http://www.abc.net.au/news/lexi-metherell/1671 12. 謝美齡(2012)澳洲能源政策白皮書草案，檢索：http://cets.ncku.edu.tw/files/14-1273-88146,r756-1.php. 13. 參自經濟部能源局(2012)國際推動能源管理及智慧電網之基礎法制政策研析(二). 14. 參自經濟部能源局(2011)我國 AMI 現況與智慧電網推廣策略報告. 15. 經濟部能源局(2012)智慧電網總體規劃方案，檢索：web3.moeaboe.gov.tw/ECW/populace/content/wHandMenuFile.ashx. 16. 參自李信璋(2012)智慧型電表(AMI)電表技術之實習. -8-.

(17) 2-1 所示，分別為「智慧發電與調度」、「智慧輸電」、「智慧配電」、「智慧用戶」、「智慧電網產業發展」、「智慧電網環境建構」。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. 圖 2-1 智慧電網總體架構分層規劃示意. er. io. sit. y. Nat. 資料來源：經濟部能源局(2012)智慧電網總體規劃方案. al. iv n C 合整體智慧電網推動目標「引領低碳產業」之達成，協助業者進行國際布局並參 hengchi U n. 在智慧電網整體規劃中，產業構面縱貫電力系統發、輸、配、用各構面，配. 與國外示範計畫，以獲取大規模之應用實績，朝向推動臺灣成為全球智慧電網產業整體解決方案輸出國之產業願景。現今智慧電網產值約新臺幣256億元，預計於2030年創造新臺幣7,000億元之產值目標 17。「智慧型電表推動方案」預計 20 年內投入新臺幣 1,399 億元，分階段完成並進行效益評估後，逐步擴大建置。其中主要投入項目為智慧型電表(AMI)，投入金額為新臺幣 958 億元，占總投入資源 68.5%。依六個構面區分投入經費，其中發電與調度、輸電、配電、用戶等電網主要硬體設施，由台電公司統籌經費規. 17. 參自經濟部能源局(2012)2012 年能源產業政策白皮書. -9-.

(18) 劃，其他產業面及環境面之資源則由行政院國家科學委員會、行政院原子能委員會、經濟部能源局、工業局、標檢局、技術處籌措規劃。預計 2015 年高壓 AMI 布建完成並啟動低壓 AMI 表建置工作，2020 年達成 600 萬戶低壓 AMI 系統建置(佈建率 50%)，2030 年達成具效益之全國高低壓 AMI 系統建置 18。 2013 年完成剩餘 1.2 萬戶高壓 AMI 安裝並與控制中心連線，累計已完成全面 24,000 戶高壓 AMI 建置。低壓 AMI 部分，2012 年累計完成約 1,200 戶示範系統，帶動國內 AMI 產業；另台電於 2013 完成建置 1 萬戶低壓 AMI 系統，藉此評估時間電價之效益 19。. 政治大第三節立 AMI 佈建與產業創新政策. ‧ 國. 學. 隨著資通訊科技的進步，AMI 遂成為世界各國推行電力需求面管理( Demand Side Management, DSM ) 20之當前趨勢。而佈建智慧電網的首要步驟為建置 AMI。. ‧. AMI 主要包含智慧電表、通訊系統、電錶資料管理以及相關應用程式等軟硬體. y. sit. 21. io. 。例如 AMI、水表、瓦斯表、溫度感測器，結合網路，進行即時的能源監. er. 備. Nat. 之建置與開發，是可以提供用即時用電量資訊，以每小時為單位的通訊網路設. al. iv n C 電力需量反應(Demand Response,hDR)外，更重要係其能結合「電能資訊管理系統 engchi U n. 測、使用、排程與測量。AMI 主要功能除了可用以支援電力公司與用戶端間之. (Energy Information Management Systems, EIMS)」，透過電腦自動化來監控、管理用戶所有電能設備之使用狀況，增進電力資訊的透明化，以發揮能源使用最大效益 22。. 18. 參自台灣經濟研究院(2012)智慧電網規畫方案，檢索：idac.tier.org.tw/DFiles/20120917163036.pdf. 19. 參自經濟部能源局(2014)2014 年能源產業技術白皮書. 20. 電力需求面管理(Demand-Side Management；DSM)，指的是電力事業藉由調節用戶端電力需求量的方式，改善電力系. 統的負載型態，提升電力機組的運轉效率，以達到降低電力系統總發電成本之目的。在 DSM 中包括負載管理及節約能源兩大部份。其中，推行需求面管理可以延緩發、輸、配電等設備之需求，故可以降低發電成本，主要受益者是電業；而節約能源工作可減少能源消耗、降低社會成本，此部份的受益者是所有社會大眾 (黃奕儒，2003)。 21. 梁佩芳、何無忌、李東璟、陳祥雄、陳俊宇(2011)我國智慧電網之推動現況. 22. 張容瑞(2012) 影響智慧家庭採用電能資訊管理系統之因素分析-市場調查法. - 10 -.

(19) AMI 主要包括 AMI 的安裝、建立雙向溝通網路平台 (Two-way Communications Network) 、設計電表資訊管理系統 (Meter Data Management System, MDMS)和一系列的作業協調系統。AMI 的任務包括量測、通訊與控制等三大部分，能即時記錄和提供使用者的用電量資料，作為計算電費、輸配電和其他用途。AMI 系統建置後，用戶可透過 AMI，搭配其自動化設備及網路，以即時掌握家中的用電狀況。一旦發現用異常用電或電量超出預期，即可馬上關掉部分電器，或是選用更節能的家用電器；而電力公司更可以透過總量管制，減少發電廠的待機容量及降低燃料成本，進而達成全面性節能減碳 23。. 政治大會(Federal Energy Regulatory Commission, FERC)把需量反應形容為智慧電網的立在智慧電網的各種新興應用中，需量反應扮演關鍵角色。美國聯邦法制委員. 殺手級應用(Killer Application)；而在美國國家標準局(NIST)所列出的八個智慧電. ‧ 國. 學. 網應用領域中，需量反應及能源使用效率則是名列第一 24。. ‧. 需量反應係指當電力批發市場價格升高或電力供應可靠性不足時，電力用戶. y. Nat. 接收到供電方所發出之勸導性減少用電的直接補償通知或電力價格上升之資訊. io. sit. 後，電力用戶改變其原有之用電習慣，達到減少用電或轉移某時段用電量，進而. n. al. er. 回應電力供應之情況，保障電網穩定性，此為需求面管理的解決方法之一 25。. Ch. i n U. v. 需量反應的概念，依照電力用戶的不同，可將電力市場下的需量反應劃分為兩種形式，如下所示：. engchi. 一、價格基礎：用戶根據收到的價格資訊，調整電力需求。其動態定價方式，亦可分為三種：(一)時間電價( Time of Use Pricing, TOU )；(二)即時電價( Real Time Pricing, RTP )；(三)尖峰電價( Critical Peak Pricing, CPP )。二、誘因基礎：需量反應實施機構根據電力系統供需狀況，制定相對應的對策，包 23. 參自林常平、陳貽評(2011)電網發展歷程與未來展望. 24. 參自謝智宸(2010)智慧電網下我國電力負載管理制度之展望. 25. 參自張景淳(2013)我國電力供需平衡策略之權益分析。. - 11 -.

(20) 含直接負載控制(Direct Load Control, DLC)、可中斷負載(Interruptible Load, IL)、需求側競價(Demand Side Bidding, DSB)、緊急需量反應 (Emergency Demand Response, EDR )、容量市場和輔助服務項目等。通常實施機構要與參與用戶提前簽訂契約，其契約的內容通常包含削減用電量及核算基準、響應持續的時間、提前通知的時間、補償或電價折扣標準、以及違約的懲罰措施等。而參與用戶獲得的獎勵方式有兩種，如下：(一)獨立於現有電價政策之外的直接補償獎勵，(二)在現有電價基礎上給予折扣優惠獎勵。. 政治大目前部分先進國家已強制規範電力用戶，必須裝設 AMI 以提高電能使用效立. 率。我國行政院則已於 2010 年 6 月核定「AMI 推動方案」，正式啟動低壓電力. ‧ 國. 學. 用戶 AMI 之佈建。基於成本考量，台電公司訂定尖峰、半尖峰及離峰的時間電. ‧. 價以反應不同時段之發電成本，並陸續推動「可停電力」、「季節電價」、「儲冷式. y. Nat. 空調系統離峰用電優惠電價」、「空調冷氣週期性暫停用電優惠電價」等電力需量. er. io. sit. 反應措施，主要目的在於抑低尖峰時段的電力需求，降低整體供電成本 26。但此類需量反應方案，採用者大多為工業用戶，住宅用戶僅不到 2,000 戶參與，主要. n. al. Ch. i n U. v. 原因除在於需量反應措施影響生活便利性與其「基本電費」的設計降低住宅部門. engchi. 之採用意願外，AMI 佈建尚未普及，電力公司難以更廣泛施行需求端管理，乃係另一項關鍵影響因素 27。. 第四節小結根據上述世界各主要國家 AMI 佈建政策觀之，可確認 AMI 已成為當前發展趨勢。惟先進國家包括美國、日本、義大利、澳洲及台灣，或因國家政策背景之不同，AMI 的佈建方式與時程上有所差異，例如，義大利是最早佈建大量 AMI 26. 許炎豐、謝忠翰(2009)智慧型電網之國際發展趨勢與規劃. 27. 許志義、林子揚、顏海倫(2012)住宅部門智慧電能管理替代方案分析與政策意涵. - 12 -.

(21) 的國家，自行製作 AMI 並且整合硬體系統，目前義大利國內都已改裝完畢，透過推動 AMI，以改善電力品質；美國總統歐巴馬在上任後提出預算發展綠色經濟，積極推動智慧電網現代化改造相關計畫，美國也因為幅員廣大，各區域電網發展不一，所以至 2012 年才訂定一個互通性標準，目的在於跨州的互聯網與 AMI 的資訊聯結；至於日本，過去是由各電力公司自行推動 AMI 的發展，但 311 核災過後，為了安定能源供需，日本政府開始積極推動 AMI 的建置，並以落實電力需求面管理為主要方向；而澳洲政府訂定了智慧量測設備的最低性能及服務的基礎規範，並將發展重點放在市場基礎競爭力及效率，積極推動 AMI 的使用；. 政治大電力系統發、輸、配、用個構面推動智慧電網，協助業者佈局並參與國外示範計立. 台灣 AMI 佈建也已起步，台電公司目前已推動高低壓用戶的 AMI 設置，並結合. 畫。. ‧ 國. 學. 裝設 AMI 是構成智慧電網的第一步，故可從上述各國資料看出 AMI 推行的. ‧. 重要性，而後透過 AMI，配合資訊網路技術衍伸出電力需求面管理，甚至更多. n. al. er. io. sit. y. Nat. 元化的發展，達到節能減碳目的。. Ch. engchi. - 13 -. i n U. v.

(22) 第三章文獻探討本章先由創新的定義開始，接著探討國家創新系統的定義與架構、AMI 及層級分析法之相關理論與應用方法做一文獻整理及說明。. 第一節創新的定義 Innovation－創新一詞有三層涵義，分別為：更新、創造及改變，是指人類為了滿足自身需要，不斷拓展對客觀世界及其自身的認知與行為的過程和結果的活動。1911 年美國經濟學家熊彼得(Joseph Alois Schumpeter)在其著作「經濟發展. 政治大. 理論」中提出創新的定義是將各種生產要素加以「新的組合」，以求提高效率、. 立. 降低成本的一個經濟過程，並指出先有發明，後有創新的概念，發明是新工具或. ‧ 國. 學. 新方法的發現，創新則是新方法的應用，將已發明的事物，發展為社會可以接受並具商業價值之活動。具體來說，創新即是人類為了特定目的，在. ‧. 遵循事物發展的規律下對事物的整體或其中的某些部分進行變革，並朝著有益於. y. Nat. al. er. io. 市場、供應來源、財務組織的模式等均稱之為創新。. sit. 人類發展的思維方向前進；意即所有商業或產業活動下的產品、製程或生產方法、. n. iv n C 表 3-1h各家學者對於創新的定義 engchi U 定義. 學者. 年代. Schumpeter. 1911. 創新是將各種生產要素加以「新的組合」，將已發明的事物，發展為社會可接受並具商業價值之活動。. 許士軍. 1974. 創新是將某種新發明、新觀念或新事物付諸實際採用的過程。. Drucker. 1985. 任何改變現有資源財富，創造潛力的方式，都稱之為創新。. Porter. 1990. 創新做最廣義的解釋，不僅是新技術，也是新方法和新態度。. 2003. 創新過程在某些地方具有地方化，根植於特定社會、經濟、政治與文化之環境背景中，具有倚賴經驗、核心能力與知識基礎之特定環境背景特性。. 胡太山. - 14 -.

(23) Cooke. 2004. 創新包含所有技術改變的過程與活動；發覺問題、對現存問題的新想法與新解決方式的發展。. 大前研一. 2006. 創新是指所有經營領域中，從未考慮或實行的思考方法或做法。. 資料來源：翁興利(2004)，本研究整理. 第二節國家創新系統相關文獻國家創新系統(National Innovation System，NIS)是一個複雜的系統，由許多不同功能之元件(Components)組成，加上國家建構基礎體系的支持(如：政策、金. 政治大而引發經濟成長，因此歷年來許多國內外學者們相繼投入國家創新系統的理論與立融、法律、人才等)使得整個系統內進行創新活動，進而在科學或技術的進步下. 一、以下將各家主流學派之學者對 NIS 的定義做一整理：. ‧. ‧ 國. 學. 實證之研究探討。. sit. y. Nat. Freeman(1987)首先提出 NIS 的概念，藉以解釋日本戰後經濟之成就緣. io. er. 由，並比較分析英、美、德、日等國家經濟發展的進程，認為這些國家經濟發展之所以能保持強盛，並非單純只因源自於技術創新，還深受許多制度、. n. al. Ch. i n U. v. 組織的創新所影響。強調 NIS 的基本涵義是由公、私部門中不同組織所構. engchi. 成的網路結構，而這些機構的活動與彼此相互的影響促進了創新，包括新技術的開發、改良與擴散，而在這新技術變革之下，需將技術創新與組織創新、社會創新加以整合。 Lundvall(1992)繼續進行 Freeman 的後續研究，主要研究分析 NIS 中組成分子。其中最重要的是 Lundvall 分別探究了狹義與廣義的 NIS，認為前者包括「參與其中研究的機構及組織」，例如：研究使用者、公共部門與財務機構等；後者則是指「凡與生產、行銷、財務系統間發生影響的學習、搜索有關的經濟結構、制度環境的所有相關系統。」因此，Lundvall 的 NIS 概念可運用於整個創新過程任何階段，甚至是基礎研究和應用研究階段的 - 15 -.

(24) 相互作用。 Nelson(1993)以個案描述的方式進行分析高、中及低所得國家的 NIS 特質，並指出 NIS 的型態深受各國不同產業組合之影響，各國公私部門機構與結構之組成，其所發揮之功用與待解決之問題、以及幫助國內企業之程度等方面都不盡相同。唯有政府、企業、大學及研究發展部門之間彼此交互作用，方能決定一國企業之創新能力。 Patel 和 Pavitti(1994)提出 NIS 的重要性在於，它可幫助政府針對國內所需求之技術進行資源配置。因為傳統的技術進步理論是強調，自由貿易. 政治大實際上，自由貿易反而促使後進國家與先進國家彼此間差距加大。故 Patel 立. 將有助於技術在國際的推廣擴散，進而使後進國家可追趕上先進國家，但. 和 Pavitti(1994)對 NIS 下定義，NIS 決定一個國家內技術學習方向和速度的. ‧ 國. 學. 國家制度、獎勵結構和競爭力。. ‧. Metcalfe(1995)認為 NIS 內之機構間交互作用與回饋過程的十分重要，. y. Nat. 若機構間以適當的方式進行互動，則 NIS 將能推動國家的經濟成長；反之，. er. io. sit. 將會妨害國家創新活動的發展。. 根據 1997 年經濟合作暨發展組織 (Organization for Economic. n. al. Ch. i n U. v. Cooperation and Development, OECD)之研究報告指出，一國之經濟發展與. engchi. 科技發展的程度與其國內 NIS 的建立有很密切關係，而 NIS 的運作績效決定於系統中複雜的交互作用之程度深淺。陳宜仁(2005)認為整個 NIS 形成之後，可依四種型態的知識流或技術流之衡量與評估指標，分別為企業之間的交互作用、企業、大學及公共研究機構之間的交互作用、企業的知識與技術擴散以及人員流動。綜合各家學派思想與定義，本研究認為 NIS 是以一個國家為單位，在該國家內各有關部門和機構間相互作用而形成的推動創新網路，是由經濟和科技的組織機構組成的創新網路，當中知識是一項極為重要的經濟資源，而學習更是一個不可或缺的社會過程。因此在本研究中將 NIS 定義為政府、 - 16 -.

(25) 企業、大學、研究機構等在彼此互動的過程中，塑造出良好的創新環境所構成的網絡，進行技術的研發、引進與擴散，提升國家競爭優勢。有關 NIS 的相關文獻資料非常豐富，各學派之 NIS 的定義作一匯整如表 3-2：表 3-2. 國家創新系統的定義. 學者. 國家創新系統的定義由公、私部門不同組織以單一型態或合作方式所組成的體. Freeman (1987). 系，彼此交互影響而進行創新的活動，促進了新技術的開發、引進、修改和擴散。創新系統的組成源自於各體系間之交互作用，包含生產要. Lundvall (1992). 政治大觀點，狹義的定義只含涉及創新的組織與機構，如大學與立研發機構；而廣義則指在經濟結構體系中所有影響知識學習與創新之部門，因此生產、行銷、財務皆為組成 NIS. 之次系統。. 除了內部系統整合之外，還要與企業以外的其他公司建立. ‧. Rothwell(1992). 學. ‧ 國. 素之互動，新知識之使用及擴散。提出 NIS 之狹義與廣義. 良好的網路關係，透過策略聯盟或是聯合開發形式，達到. y. Nat. sit. 快速且低成本的創新。強調企業必須考慮內外在環境的變效率性的發展。. n. al. Nelson (1993). Ch. er. io. 化，包含所有存在的因素和結構，以使任何部門都能更有. i n U. v. Nelson 指出 NIS 的型態深受各國不同產業組合之影響，. engchi. 各國公私部門機構與結構之組成，但對 NIS 並無明確的定義。認為一個經濟體的主要任務就是保持「技術的多元結構」。因此 Nelson 的 NIS 理論，又被稱為國家創新系統的制度學派，研究重點在於技術創新的必要性和制度結構的適應性。 Niosi et al. (1993). 在國內互動之公私部門所組成的系統，包含企業、大學及政府機關，並以新科技及新技術為目的，進行技術、商業、法令、人際及財務上的互動。. Patel＆Pavitt (1994). NIS 決定一國技術學習的速度和方向或導致變革活動的構成和規模，影響國家研究機構之獎勵結構和競爭力。. Mowery. 在 NIS 中包含支持或執行研究發展的公共機關，執行研究 - 17 -.

(26) 及培育研究人才的大學，還有投資新技術的研發與應用之. &Oxley(1995). 企業等。 NIS 是由特定機構，共同或分別對新技術的發展和擴散產. Metcalfe (1995). 生影響，並建構基本結構，政府實行之政策會影響此基本結構下的創新進程。透過相互連接的機構所組成的 NIS，能夠創造、保存、轉化與新技術有關的知識、技能和產品。徐作聖 (1999). 由不同的組織或制度，以合作或單一形式，進行新技術的發展或擴散。NIS 是政府面、產業面和企業面創新能力的整合，提供基本架構以利政策形成與執行，進而改進創新的程序。主要集中於國家層面之科學與技術機構和科技政策的角色，包括大學、研究機構、政府部門等。. 政治大出來的成果，其運作績效決定於系統中相互作用之程度。立在 NIS 中，技術與創新發展是複雜要素的交互作用所創造. 劉孟俊 (2001). 創新互動包括企業、學術機構、研究機構及金融市場等之創新行為與制度，進而產生了 NIS 的概念。NIS 強調科技創新相關要角及其行為、環境、基本條件、政策與制度之. sit. er. NIS 由一群不同部門之組織和制度網路所組成，包含企. io. 龔明鑫 (2004). y. NIS 為一國在經濟成長中之組織與制度，於實行創新活動. 時相互影響的子系統。. (2004). ‧. 間的結構性互動。. Nat. Balzat & Hanush. 學. ‧ 國. OECD (1997). al. iv n C 識創造、擴散與加值活動。故 h e n g c h i UNIS 為一個結合不同成員進行產生、儲存和轉換知識與新技術的系統。. n. 業、研究機構、大學及政府等，以個別或合作形式進行知. Edquist (2005). NIS 包含所有會影響創新過程之經濟、社會、政治、組織、制度等重要因素。. 劉常勇 (2005). 為了創造、擴散和使用新知識和新技術，由一國之公私部門所組成的組織和制度。資料來源：本研究整理. 二、國家創新系統結構國家創新系統結構依據學者 Archibugi & Michie (1997)彙整 Freeman、 Lundvall 及 Nelson 等學者的研究成果後，已能更清楚解釋 NIS 的概念，並 - 18 -.

(27) 提供各國 NIS 之比較。Archibugi & Michie (1997)認為 NIS 在界定及解釋國家的行為方面，應包含下列六個方面：教育與訓練、科學與技術能力、產業結構、科學與技術的長處與弱點、創新系統間的互動、海外技術能力之吸收及合作。徐作聖(1997)指出，創新政策的精義在於創新行為牽涉新思維及新發明的創造、產品設計、試製、生產、行銷及市場化...等一系列活動，形成複雜的關係與互動網絡，企業在市場機制的激勵下從事創新，而政府則透過其與產業界及科技界的互動聯繫，利用政策促進知識的創新，再進而影響經. 政治大 NIS 之構成要素中，徐作聖(1999)認為在開發中國家的 NIS 應是政府面、立. 濟發展。. 產業面、企業面創新能力的整合，包括各特定產業之科技系統以及與其產. ‧ 國. 學. 業發展相關之國家環境構面，二者可進而結合為一「產業創新系統」。此外. ‧. 由於政府政策對科技研發影響甚大，因此 NIS 包括政府政策工具、科技系. 三、Rothwell & Zegveld 的創新政策理論. n. al. Ch. er. io. sit. y. Nat. 統及國家環境構面三大部分，其中政府政策居於主導之角色。. i n U. v. 根據 Rothwell & Zegveld(1981)的創新政策理論認為政府的政策工具可分. engchi. 三類，如表 3-3。在 Rothwell & Zegveld 研究政府之創新政策中指出，創新政策應包括科技政策及產業政策，並根據政策對科技活動之作用層面，將政策分為供給面、需求面及環境面等三類政策，並透過政策工具將資源引導至政府所欲發展的產業或經濟活動上。供給面政策為政府影響技術供給之因素，環境面政策是政府直接或間接影響企業發展之政策；需求面政策則是正社直接影響市場的需求，促使科技發展之手段。. - 19 -.

(28) 表 3-3 分類. 政府的政策工具. 政策工具. 定義. 公營企業. 科技研發需要資源投入，而一般而言，所. 供給面. 網絡與創業. 投入之因素包括：財務、人力及技術支援. (Supply). 科學與技術教育. 等，因此供給面之政策可分為財物支援、. 資訊服務. 人力支援及技術支援三類。. 財務金融. 政府可運用各種工具，改善研發之環境。. 租稅. 而環境面的政策工具，包括以下三類，即. (Environmental) 法規. 建立科技發展基礎結構的政策、激勵創新. 環境面. 政策. 意願之政策及導引創新之管制性政策。. 採購. 政府可運用各種工具，增加或改變科技研. 需求面. 公共服務. (Demand). 貿易管制. 立. ‧ 國. 之政策工具，依照目的不同，可以分為創造需求以及干預市場兩類。. 學. 海外機構. 治政發成果之需求，從而促進研發。而需求面大. 資料來源：Rothwell & Zegveld (1981)、徐作聖(1999)、本研究整理. ‧. Rothwell & Zegveld (1981)認為政府可藉由創新政策引導科技及產業發. y. Nat. 展，且須同時於供給、環境及需求等三個構面投入資源或政策，以加速產業. sit. 成長，達到規模經濟。Rothwell & Zegveld 整理歸納政府輔導產業的方式，. er. io. 主要包括培育小型企業、發展大型企業、發展特定技術、專注於特定的產業. al. n. iv n C 對不同產業進行政策目標的修正調整，並因應不同產業之差異性選擇不同的 hengchi U. 領域、提升產業技術潛力、塑造產業環境與強化總體環境等八類。政府可針政策工具組合，達到輔導產業之目的(徐作聖等，2003). 以下本研究將針對 Rothwell & Zegveld(1981)所提出的三項分類政策以及十二項的政策工具做一詳細的說明與探討。. (一) 供給面(Supply)：指政策影響供給因素；如政府直接投入供給的公營企業、網絡與創業、科學與技術教育及資訊服務等。 1.公營企業：發展公營事業能夠配合政府政策並率先使用新進的技術，之後可將 - 20 -.

(29) 技術移轉由民間經營或政府持續經營；政府亦可藉由公營事業購買想要扶持的產業所產出的產品使用；間接鼓勵民間廠商投資參與。 2.網絡與創業： (1) 由政府提供創業基金引導民間充沛的創業活力，發展政府政策輔導發展的產業；新興技術的引進及開發具有一定的風險，由政府提供創業基金並且由政府承擔一部分的風險，可鼓勵民間企業或個人參與該技術的引進及開發。 (2) 政府設立育成中心，除了提供正萌發的企業金本的軟硬體支援；. 政治大. 更可藉由中心內的設備、軟體及人才引導廠商從事政府意欲發展之產業。. 立. (3) 產業園區的設立可發展產業聚落，除吸引國內外相關廠商進駐外，. ‧ 國. 學. 上下游廠商關係更加密切；另外產業內的人才流動亦可更加充分，. ‧. 對產業發展有一定的助力。. y. Nat. (4) 政府設立發展研究組織，提供國內外產業現況調查、預測及未來. 務經驗，協助政府制定各產業政策。. n. al. Ch. 3.科學與技術教育：. engchi. er. io. sit. 發展研究，輔導規劃參與的廠商，健全產業結構；反映廠商的實. i n U. v. (1) 研究機構包括大學研究所、國家研究院等，提供產業技術發展研究及人才培育。 (2) 專業技術的訓練提供技術人員的培養管道；並可配合訓練課程及考核制度，將非具有相關領域經驗，對該產業有興趣之勞工，提供培訓及輔導就業管道。 (3) 政府的教育政策影響人才的供給，如政府將經費大量提供於學術及研究機構，則學術及研究的人才增加；相對的政府投入技職教育較多的經費，則專業的技術人員增加，政府應視每一階段的需求，制定適合的教育政策。 - 21 -.

(30) 4.資訊服務： (1) 提供國內外產業發展的資訊，提供廠商發展及引進新技術的參考。 (2) 設立產業論壇，吸引國外廠商提供發展經驗，提供國內廠商發表產品及服務的機會；並提供廠商間合作及的媒合平台。 (二) 環境面(Environmental)：指政策間接影響發展環境的因素；如財務金融、租稅、法規及政策等間接影響科技發展的環境。. 政治大廠商發展初期的融資貸款不易，由政府評估後擔保，使廠商容易取得立. 1.財務金融：. 所需的資金；亦可引導銀行將資金放貸於有發展前景的產業。. ‧ 國. 學. 2.租稅：. ‧. 政府的租稅工具可以導引產業的發展，如對廠商發展新技術予以租稅. y. Nat. 優惠。. er. io. sit. 3.法規：. 政府為了公共安全、消費者安全及生活品質等，並且提升產品的品質. n. al. Ch. i n U. v. 和可靠性，訂定檢驗和認證許可，影響商品生產與設計。 4.政策：. engchi. (1) 政府對於願意發展及引進新技術之廠商，給予補助，鼓勵廠商從事相關創新。 (2) 政府透過政策宣導管道如新聞媒體，鼓勵消費者購買政府想發展的產業，如：節能產品，間接鼓勵廠商從事該類產業或產品的研發及生產。 (3) 政府應透過產業規劃，在新技術的發展及引進過程中引導廠商不要同時集中於相同的技術及產品發展，並強化產業的上下游健全產業結構；鼓勵技術成熟時，產業內廠商進行合併追求規模經濟， - 22 -.

(31) 並在廠商合併過程中注意廠商發展是否形成壟斷。 (4) 政府對廠商研發的新產品新技術給予專利保護，鼓勵廠商創新。 (5) 政府對廠商研發的新產品新技術或者符合政策訂定的本地生產或採購比例給予獎勵及公開表揚，鼓勵廠商創新外，並提供廠商推廣產品的機會及管道。 (三) 需求面(Demand)：指政策影響技術需求的因素；政府以市場對技術的需求來訂定政策，如採購、公共服務、貿易管制及海外機構等。. 政治大政府與開發或引進新技術的廠商進行合約研究，降低廠商獨立發展新立. 1.採購：. 技術的風險或政府給予開發或引進新技術的廠商產品採購合約，鼓勵. ‧ 國. 學. 及扶持廠商發展新技術，降低廠商發展新技術的風險。. ‧. 2.公共服務：. y. Nat. 政府提供郵政、外匯兌換、諮詢等公共服務，增強廠商投資及創新發. er. io. sit. 展意願或政府提供交通、水電、電訊、公用事業等硬體，增強廠商投資及創新發展意願。. n. al. 3.貿易管制：. Ch. engchi. i n U. v. (1)政府可以利用進口管制措施平衡貿易並保護國內產業，促進國內產業技術開發。 (2)對技術能力較落後的開發中國家而言，引進新技術是促進技術發展快速又安全的方式，技術引進項目包括專利、商標等工業所有權與所有權利之轉讓及使用權之設定等。 (3)技術引進除純粹技術移轉外，另有隨著外資而來的技術引進，對技術輸入者而言，ㄧ方面希望隨國外投資而來的新技術，另一方面又恐本國企業受外資之控制，因此一方面有吸收外資之政策，另一方面又對外資加以控制。 - 23 -.

(32) (4)政府可以藉由制定標準，對科技產品之特性加以干預，使廠商修正產品之特性以符合標準，引導產業之技術水準。 (5)企業在選擇技術時，當然以能順利商轉為考量；政府訂定技術規格時更應參考國外經驗或發展研究機構的預測，訂立合適的技術規格吸引廠商投入，並不妨礙採用或研發新技術的企業運作。 4.海外機構：政府可以設立官方或半官方的貿易代理機構，負責國內產品或勞務之銷售與國外技術之引進，進而協助產業技術之發展。. 政治大 Rothwell & Zegveld 之創新政策理論中，根據供給、環境及需求等政策立. 構面提出有涵蓋完整政策構面之政策工具，具有實證研究支持其理論架構。. ‧ 國. 學. 本研究探討我國 AMI 創新政策之關鍵因素，即運用 Rothwell & Zegveld 創新. ‧. 政策理論之政策構面及政策工具作為 AMI 創新政策發展架構，進行 AMI 創. er. io. sit. y. Nat. 新政策之關鍵因素研究探討。. n. a l第三節 AMI 相關文獻 i v n Ch 回顧近幾個世紀的人類發展歷史不難發現，隨著先進的科技技術、新興國家 engchi U 崛起帶動全球經濟繁榮的同時也為地球的生態環境帶來嚴重的破壞，現今無論中西，全球都對節約能源的議題深感關切，許多已開發的先進國家更早已陸續立法及編列預算推動智慧電網之佈建。國際能源機構(International Energy Agency, IEA)於 2003 年估計，家庭的電力消費量從 2010～2020 年將繼續成長 25%。Wood (2003)指出家庭用戶，不僅有興趣降低其能源費用的支出，更有降低 15%能源費用之潛力。經濟部能源局(2011) 研究顯示每省一度電，就可減少排放溫室氣體二氧化碳 0.623 公斤，若全台 750 萬戶家庭一天省一度電，一年就可省電 27 億度，減少二氧化碳排放 172 萬公噸。. - 24 -.

(33) Almeida et al. (2006)指出過去十年來，歐洲家庭使用家庭電器能源消耗每年增長 2%，待機未使用之家電設備卻佔了 8%。Wacks (2009)指出新興的智慧電網架構為每 15 分鐘提供一次即時電價給家庭用戶，讓家庭用戶可以對於其家電設備能更靈活、主動的運用，來降低能源費用的支出。Tompros et al. (2009)因此若能即時管理家庭用電資訊，則可大大降低待機未使用之家電設備用電量。吳學良(2010)在電力傳輸之際，也能透過「資訊流」讓所有用戶的用電狀況透過配有「智慧電表(Smart Meter)」的電網，即時回報給用戶及電力公司，透過從發電、輸電到配電整個電力系統之彈性調節，有效達成供需之間的平衡。而數. 政治大地提升「供給」以應付增加之用電需求，轉變成對消費「需求」之「主動」管理。立. 位化的電網即為智慧電網(Smart Grid, SG)，這更代表了電網從過去電廠「被動」. Gregor Omahen (2009)認為在建構智慧行電網前，必須針對 AMI(Advanced. ‧ 國. 學. Metering Infrastructure, AMI)做一完整的，其後透過智慧型電表、通訊網路及自動. ‧. 讀表控制中心三部分組合成更完整的系統。此架構提供的不僅僅只是遠程抄表、. y. Nat. 紀錄等功能，透過資通訊技術達到電力品質控管、故障偵測與排除、電力供需監. er. io. sit. 測與管理等，使能源市場能夠更完全透明及競爭、有效率的使用能源、及在未來能達到智慧型電網的目標。. n. al. Ch. i n U. v. 劉鈺廷(2012)因節能訴求提高而建置的智慧型電力網路(SG)，其實務應用上. engchi. 需先完成 AMI，即智慧電表的佈建，方能蒐集即時、完整的用電資訊，而在蒐集資訊當中，由於 AMI 是經由網路傳送用電資訊到電力公司和用戶端，因此對於惡意的資料截取也必須有事先的防範措施，以有效確保遠端家庭之用戶資料。 Wu (2009)透過智慧型電表與智慧家庭節能資訊管理系統相結合，能提供即時電價資訊給用戶，並可透過調度負載、用電資料即時顯示、記錄分析等方式，達到降低用電成本、合理用電的電費管理系統。陳束弘、林政廷(2008)以整體能源使用的角度來看，智慧型電表與智慧家庭能源管理系統之相互建立下，可對蒐集到的用戶使用資訊進行能源負載和節能措施研究，作為能源政策訂定的參考。日本省能中心(Energy Conservation Center - 25 -.

(34) Japan, ECCJ)的研究發現，提供即時的能源使用資訊，可觸發其自發性的節能意識與行動，使其耗減約少 20%，在實際導入後更發現可節省約 13%～30%的電力耗能。相同的結果在歐盟 2006 年開始進行住宅節能的計畫中發現每戶家庭竟可達到約 10%～20%的節能效率，此情況在瑞典的研究亦有類似結果，期望能達到有效管理家庭用電之目標。美國總統歐巴馬宣布將「智慧電網」納入振興經濟方案，創造綠色就業(Green Jobs)，至於我國台電公司在 2012 年佈建高壓智慧電表，以監控 2.3 萬的工業用電大戶。以上兩者皆顯示「智慧電網」已被認為可以提高能源效率的重要國家政. 政治大響，如何有效的節能方案及永續發展議題已引起世界各國的重視與深入研究，許立. 策。隨著環保意識的抬頭以及屢次因能源危機造成全球經濟狀況的動盪等因素影. 多政府期望藉由智慧電網的發展能有效減少對化石燃料的依賴，並減緩全球溫室. ‧ 國. 學. 效應，同時希望促進國家的產業發展，在此多方面的利益期許下，智慧電網在未. ‧. 來 20 至 30 年內的前景將是相當具有發展潛力的。. sit. y. Nat. io. er. 第四節層級分析法相關文獻. al. iv n C 法，為美國匹茲堡大學 Thomas L. 教授於 i1971 hSaaty eng c h U年提出，主要應用於不確定 n. 層級分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)屬於一種多目標的決策方. 情況下及具有多數評估準則的決策問題，協助決策者將牽涉到眾多考慮因素之複雜決策問題，得以在結構化下建構成一個樹狀層級模式，由決策者在結構化下逐層評斷各決策因素之相對重要性，直至決策者確定各決策因素的優先順位，減少決策錯誤的風險。. 一、傳統層級分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP) (一) 傳統層級分析法之相關文獻整理傳統層級分析法在實務應用範圍廣泛，當中又以應用在不確定情. - 26 -.

(35) 況下及具有多數個評估準則的決策問題上為居多。Saaty(1990)認為AHP 的適用問題範圍包括：決定優先順序、選擇最佳方案或政策、替代方案的產生、資源分配、決定需求、預測結果、風險評估、最適化決策、系統設計、績效評量、確保系統穩定及衝突的解決等。褚志鵬(2009)指出 AHP 發展之目的，就是將複雜的問題系統化，由不同的層面給予層級分解，並透過量化的方法，建立出具有相互影響關係的階層結構，覓得脈落後加以綜合評估，以提供決策者選擇適當的方案。陳國明(2012)認為 AHP 可以容易分解複雜、模糊的問題，. 政治大直覺，在使用上沒有艱澀難懂且繁複的統計計算，使決策者容易使用。立. 理論簡單並可將問題簡化及建立模式，且能反應出人所具有的主觀與. 國內學者運用 AHP 的觀念運用於研究設計者，整理如下：. ‧ 國. 學. 林昭名(2008)因應世界倡導綠色運輸政策導向及環保意識，發現都. ‧. 會區中自行車代步之民眾越趨於普遍，研究中以台中市都會區既有自. y. Nat. 行車道為研究範圍，透過 AHP 建立之層級架構，並針對五項標的提出. er. io. sit. 各項改善評估準則項目，再以問卷方式蒐集相關產業、政府機關與學術單位等三方面之專業意見，而後得出各準則之權重關係。冀望藉此. n. al. Ch. i n U. v. 自行車改善評估表，反省探討其改善方式及提升自行車專屬之路權，. engchi. 並提供未來都會區自行車道設置規劃及維護改善之參考。向宸蔚(2011)蒐集相關文獻及次級資料進行燃料電池產業鑽石模型分析，再透過國家創新政策相關文獻探討，選擇以 Rothwell 和 Zegveld 的創新政策工具架構為基礎，應用 AHP 探討發展台灣燃料電池產業的政策考量因素。期望能提供政府規劃發展台灣燃料電池產業政策的參考方向，提升國家能源產業競爭力，並設法在全球競爭中建立優勢。朱建華(2012)將電總費用、家電移動總時間與家電移動總數量納入考量，各自分別代表著經濟性、便利性與舒適度之目標。研究方法採用多目標規劃的方法建立數學模型，並利用 AHP 來求得台灣家庭用戶 - 27 -.

(36) 心目中各目標之權重值，最後運用基因演算法進行求解。實證結果顯示決策者在「便利性」與「舒適度」均能在可接受範圍之內進行電費支出節能管理，透過此方式最多可降低約 9%之家庭能源費用。林虛白(2012)為首篇以 AHP 來分析智慧建築採用電能資訊管理系統之關鍵影響因素之論文，將問題建構成四個層級之 AHP 分析層級架構，並將原本屬於非量化之採用電能資訊管理系統意願之因素，利用多層次、多指標、及多準則之架構做一系統化連結。最後由市場調查問卷調查法取得各指標、準則、及因子的相對重要權重因與排序，表. 政治大建築居住者採用意願的電能資訊管理系統。立. 示其優先考量之順位。研究結果提供廠商發展有競爭優勢與符合智慧. ‧ 國. 學. (二) 傳統層級分析法之流程步驟. ‧. Saaty (1980)定義AHP層級分析法具有下列幾項基本假設條件，主. io. y. sit. 系統可被分解成許多種類(Classes)或成份(Components)，並形成有. er. 1.. Nat. 要包括：. 向網路(Directed Network)的層級結構。層級結構中每一層級的決. n. al. Ch. 策因素均假設具獨立性。 2.. engchi. i n U. v. 每一層級內的決策因素，可以與上一層級內之部分或所有決策因素作為評比基準，進行評估。比較評估時，可將絕對數值尺度轉換成比例尺度。. 3.. 各層級決策因素進行成對比較後，再用正倒值矩陣 (Positive Reciprocal Matrix)處理。. 4.. 偏好關係滿足遞移性(Transitivity)；不僅優劣關係滿足遞移性(A優於B，B優於C，則A優於C)，同時強度關係也滿足遞移性(A優於B 二倍，B優於C三倍，則A優於C六倍)。完全遞移性存在不易，因. - 28 -.

(37) 此容許不具遞移性的情況存在，但需測試其一致性的程度。 5.. 決策因素的優勢程度經由加權法則(Weighting Principle)而求得。. 6.. 任何決策因素只要出現在層級結構中，即視為與評比目標有關。層級分析法進行之流程步驟簡述如下：. 步驟一：建構決策問題之層級架構首先確定評估問題，並界定問題，以了解決策目的，並列舉與決策問題有關之決策因素，建立層級式的架構。層級的結構可以. 政治大級多寡則視決策複雜度及分析程度而定。立. 從整體目標、次要目標等，最後至決策結果，形成多重層級；層. ‧ 國. 學. 層級種類可分成完整層級和不完整層級，完整層級指每一上下. 層級間決策因素都有連結，不完整層級是指每一上下層級間決策. ‧. 因素並不全都有相聯。層集結構的建立，一般以群體討論或是相. sit. y. Nat. 關文獻參考或專家意見，經過反覆修正後彙總而成。. io. er. 鄧振源與曾國雄(1989)將有關建立層級之原則整理如下：. (1) 第一層為決策問題的目標或評比之目的。. n. al. Ch. i n U. v. (2) 重要性相近的決策因素應置同一層級且應力求獨立。. engchi. (3) 同一層級內之決策因素不宜過多，避免影響層級一致性。 (4) 最底層為決策問題的行動方案或評比對象。. 步驟二：成偶比對評估建立層級結構以後，決策評估者以上一層級決策因素為基準，將同一層級內任兩決策因素對其上層決層因素進行成對比較。成偶比對的過程中，估計明目尺度分為九個尺度，其中，「同等重要」、「稍微重要」、「頗為重要」、「極為重要」、與「絕對重要」在輸入. - 29 -.

(38) 資料時可分別給予 1、3、5、7、9 之值，而其中間值分別給予 2、 4、6、8 之值。評估尺度及所代表義涵說明於表 3-4 所示：. 表 3-4 層級分析法評估尺度意涵及說明評估尺度. 程度同等重要 (Equal Importance) 稍微重要 (Weak Importance) 頗為重要 (Essential Importance) 極為重要 (Very Strong Importance) 絕對重要 (Absolute Importance) 相鄰尺度的中間值 (Intermediate Values). 1 3 5 7. 經驗與判斷稍微傾向某一因素經驗與判斷強烈傾向某一因素. 有足夠證據肯定決對喜好某一因素當需要折衷值時. 學. ‧ 國. 兩比較因素具同等重要性. 實際顯示非常強烈傾向某一因素政治大. 立. 9. 資料來源：鄧振源、曾國雄(1989). ‧. Nat. sit. y. 假設有 n 個決策因素時，以名目尺度進行兩兩比較，須進行. io. C(n,2)=n(n-1)/2 次，比較時重要性數值分別為 1,2,3,4,5,6,7,8,9，以. n. al. er. 2,4,6,8. 說明. 11111111. i n U. v. 及倒數9,8,7,6,5,4,3,2,1，將比較結果置於比較矩陣上半部三角型的. Ch. engchi. 部分，對角線為自身的比較，取值 1，而下半部三角形則是上半部三角形的倒數(黃鐵豪，2000)，表示如下： 𝑎𝑎11 𝑎𝑎21 A=� ⋮ 𝑎𝑎𝑖𝑖1. 𝑎𝑎12 𝑎𝑎22 ⋮ 𝑎𝑎𝑖𝑖2. ⋯ ⋯ ⋱ ⋯. 𝑎𝑎1𝑗𝑗 𝑤𝑤1 𝑎𝑎2𝑗𝑗 ⎡𝑤𝑤1 ⎢ ⋮ �=⎢ 𝑤𝑤⋮𝑖𝑖 𝑎𝑎𝑖𝑖𝑖𝑖 ⎣𝑤𝑤1. ⋯ ⋱ ⋯. 𝑤𝑤1. 𝑤𝑤𝑗𝑗 ⎤. ⋮⎥. 𝑤𝑤𝑖𝑖 ⎥. 𝑤𝑤𝑗𝑗 ⎦. 其中 i,j=1,2,3…,n 而a1 ,a2 ,…,an 代表某層級 i 之 n 的決策因素，. w1 ,w2 ,…,wn 為某層級 i 的 n 個決策因素對上一層級某因素的影響權數，可簡單表示為 wi wj. =aij ，∀i,j=1,2,3,…,n - 30 -.

(39) 步驟三：估計各層級決策因素之相對權數建構評估屬性和各屬性下子準則的成對比較矩陣，針對兩兩要素進行比較，將對應的特徵向量標準化後，即為各評估準則間的相對權重。. 步驟四：層級一致性的檢定: 理性決策者偏好與成對比較結果應滿足遞移性，若要得知問卷評選結果是否具一致性，可根據 Saaty(1980)檢定成對比較之一. 政治大 Ratio ,C.R.)做檢驗。一致性指標 C.I.公式如下：立. 致性指標 (Consistency Index ,C.I.) 與一致性比率 (Consistency. ‧ 國. λmax −n. ，C.I.≤0.1. n−1. 學. C.I.=. ‧. 其中，n 是評估因素的個數，λmax 為最大特徵值，若 C.I.為 0. 時，表示結果完全符合一致性，若當 C.I.>0.1，則表示前後結果不. sit. y. Nat. 連貫。故 Satty 建議 C.I. ≤0.1 作為可容許誤差。. io. er. 當求解問題變複雜時，成對比較矩陣的階數也會跟著增加，在. al. iv n C 隨機指標(RandomhIndex, C.I.值變化， e n gR.I)來調整不同階數下產生的 chi U n. 此狀況下要判斷是否維持一致性變得較為困難，所以 Saaty 提出. 隨著正倒矩陣階數的不同，R.I.值會有所不同，參見表 4-2 所示。. 表 3-5 隨機指標表階數. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. R.I.. N.A.. N.A.. 0.58. 0.9. 1.12. 1.24. 1.32. 1.41. 1.45. 資料來源：鄧振源、曾國雄(1989). - 31 -.

(40) 利用 R.I 值調整 C.I.值後，而得到一致性比率(consistency ratio, C.R)。一致性比率 C.R.公式如下： C.R.=. C.I.. ，C.R.≤0.1. R.I.. 當 C.R.≤0.1 時，矩陣才有滿足一致性。以上是針對單一比對矩陣的一致性程度檢驗，若要求得整體層級一致性，則依照以下公式計算： C.I.H. C.R.H.= R.I.H. 其中，C.R.H.為整體層級的一致性比率，C.I.H.為整體層級的. 政治大. 一致性指標，R.I.H.為整體層級的層級隨機指標。在 C.I.H 及. 立. C.R.H≤0.1 時，整個層級才滿足一致性。. ‧ 國. 學. 步驟五：計算整體層級之總優先向量. ‧. 最後，依據步驟四所得之各層級相對於上一層級各種決策因. y. Nat. sit. 素之優先向量，即相對權數之向量，將各向量加權整合計算出各. n. al. er. io. 層級決策因素相對於最高層級目標之綜合權數，即求出綜合優先. i n U. v. 向量。所算出向量就表示對應於決策目標的絕對權重順序。本研. Ch. engchi. 究之AHP進行之流程步驟如圖3-1所示：. - 32 -.