今年的8月15日下午，臺(tái)灣忽然發(fā)生無(wú)預(yù)警大停電，雖然事後調(diào)查發(fā)現(xiàn)是臺(tái)電承包商未按標(biāo)準(zhǔn)流程所導(dǎo)致，不過(guò)對(duì)臺(tái)灣各產(chǎn)業(yè)的能源管理帶來(lái)重大衝擊，過(guò)去雖然每逢夏天，政府與臺(tái)電一再說(shuō)備載容量不足，不過(guò)即便限電也多屬於小範(fàn)圍、短時(shí)段，相對(duì)於其他開(kāi)發(fā)中國(guó)家，臺(tái)灣的電力供應(yīng)仍算相當(dāng)穩(wěn)定，也因此，無(wú)論是一般家庭、商用建築、工廠廠房，對(duì)能源管理的重視度並不高，而這也反映在導(dǎo)入比例上，然而隨著地球氣候的快速改變，全球的能源使用協(xié)定如巴黎協(xié)議等，開(kāi)始強(qiáng)制規(guī)範(fàn)碳排放量，臺(tái)灣雖非巴黎協(xié)議的參與國(guó)家，不過(guò)也有自己的能源步調(diào)，節(jié)能已成為臺(tái)灣政府的既定政策，也因此如何聰明用電，將是未來(lái)各類型建築的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。

EMS發(fā)展?jié)摿π酆?/span>

根據(jù)資策會(huì)的統(tǒng)計(jì)，在各國(guó)都市化加快的趨勢(shì)下，住家和商用建築的用電比例節(jié)節(jié)高升，目前主要發(fā)達(dá)國(guó)家的住家與商用建築耗能已占整體耗能的30～40%，為使能源需求端可以有效管理，同時(shí)也回饋電力公司供電狀況與用電需求分析，因此際間對(duì)居家與建築節(jié)能觀念越來(lái)越重視，國(guó)際能源署IEA就將能源管理系統(tǒng)（Energy Management System，EMS）的相關(guān)技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展列為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ墓?jié)能應(yīng)用之一。

EMS現(xiàn)在的主要應(yīng)用可以區(qū)分為居家與建築兩大範(fàn)圍，居家能源管理（Home Energy Management System，HEMS）著重於需求端管理，目的是希望改變電力用戶的用電行為，規(guī)劃出一個(gè)符合用戶需求與提高電力公司管理效益的用電型態(tài)，根據(jù)歐美的研究機(jī)構(gòu)及日本省能中心ECCJ研究，針對(duì)小型住商用戶，只要提供即時(shí)的能源使用資訊，即可觸發(fā)其自發(fā)性的節(jié)能意識(shí)與行動(dòng)。

建築物的使用能源中，有超過(guò)50%為電力，因此如果確實(shí)進(jìn)行節(jié)能減碳的計(jì)畫，在節(jié)省能源成本上將有極大的潛力。以歐盟之推動(dòng)為例，能源、環(huán)境保育的規(guī)範(fàn)已開(kāi)始應(yīng)用在建築設(shè)計(jì)上，例如能源管理系統(tǒng)、智慧型電表、固態(tài)照明及智慧型感測(cè)器等。

建築能源管理（Building Energy Management System, BEMS）則是利用大樓現(xiàn)有資訊網(wǎng)路系統(tǒng)，將建築物或建築群內(nèi)的變配電裝置、照明、電梯、空調(diào)、供熱、給排水、能源使用狀況及節(jié)3能管理實(shí)行集中監(jiān)視、管理和分散控制。其系統(tǒng)是由能源計(jì)量裝置、資料獲取器和能耗資料管理軟體組成；通過(guò)即時(shí)的線上監(jiān)控和分析管理實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果，可達(dá)成之效益包括：1.對(duì)設(shè)備能耗情況進(jìn)行監(jiān)視，提高整體管理水準(zhǔn)；2.找出低效率運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備；3.找出能源消耗異常；4.降低峰值用電水準(zhǔn)。

市場(chǎng)人士指出，未來(lái)EMS的發(fā)展關(guān)鍵課題在於，開(kāi)發(fā)及應(yīng)用開(kāi)放式平臺(tái)架構(gòu)，使得大樓中央安全監(jiān)控系統(tǒng)、防災(zāi)系統(tǒng)及節(jié)能系統(tǒng)等皆可透過(guò)此開(kāi)放式平臺(tái)，以達(dá)到資訊的交流，及遠(yuǎn)端監(jiān)控管理功能。

製造業(yè)將是節(jié)能重點(diǎn)

對(duì)於EMS的發(fā)展?jié)摿Γ令D（Eaton）電氣事業(yè)臺(tái)灣區(qū)銷售總監(jiān)林鈺培則相當(dāng)看好，他指出在節(jié)能、非核家園、企業(yè)責(zé)任、成本等眾多因素考量下，智慧能源管理概念成為製造產(chǎn)業(yè)智慧化布局的第一步，智慧能源管理不但可協(xié)助企業(yè)降低成本，同時(shí)也有助於自然環(huán)境的保護(hù)，對(duì)社會(huì)和產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)是雙贏。

就目前看來(lái)，建築是能源使用比例最高的領(lǐng)域，而建築中又以廠房的用電量最高，林鈺培表示，製造業(yè)是全球能源消耗最大的產(chǎn)業(yè)，尤其是電力，過(guò)去電費(fèi)支出一向是製造業(yè)的沉重負(fù)擔(dān)，智慧化用電概念開(kāi)始出現(xiàn)後，開(kāi)始有企業(yè)透過(guò)完整的用電資訊，制定出能源管理策略，用更聰明的方式使用電力，大幅降低電力費(fèi)用，他以伊頓的客戶為例，這家臺(tái)灣半導(dǎo)體大廠透過(guò)智慧管理系統(tǒng)，將用電量平均分?jǐn)傇诟鲿r(shí)段，同時(shí)監(jiān)測(cè)廠房個(gè)時(shí)段的用電量保持在設(shè)定區(qū)段，避免因瞬間用電超過(guò)特定標(biāo)準(zhǔn)，而被電力公司收取超額費(fèi)用的情況，透過(guò)此一智慧管理機(jī)制，該半導(dǎo)體廠每年省下的電費(fèi)支出，預(yù)估可達(dá)新臺(tái)幣2億4千萬(wàn)元。

圖1 : 伊頓（Eaton）電氣事業(yè)臺(tái)灣區(qū)銷售總監(jiān)林鈺培指出，智慧能源管理不但可協(xié)助企業(yè)降低成本，同時(shí)也有助於自然環(huán)境的保護(hù)。（攝影／王明德）

過(guò)去多數(shù)製造業(yè)者都認(rèn)為，能源管理效益必須在達(dá)到一定規(guī)模的系統(tǒng)才會(huì)浮現(xiàn)，不過(guò)林鈺培表示並非如此，以該公司的產(chǎn)品為例，各類型的UPS都有智慧管理功能，使用數(shù)量不多的中小企業(yè)，仍可透過(guò)相關(guān)功能，達(dá)到智慧用電的目標(biāo)，他也指出，相較於其他智慧製造設(shè)備績(jī)效必須經(jīng)過(guò)足夠的使用時(shí)間才會(huì)浮現(xiàn)，能源管理系統(tǒng)的KPI更為清晰且客觀，在下個(gè)月的電費(fèi)帳單中就可看到系統(tǒng)帶來(lái)的效益，也因此此一系統(tǒng)目前已逐漸成為製造業(yè)者導(dǎo)入智慧工廠的首選，而隨著環(huán)境議題的持續(xù)加溫，他認(rèn)為智慧能源管理將成為製造業(yè)未來(lái)的必要系統(tǒng)。

不過(guò)現(xiàn)在多數(shù)EMS平臺(tái)多只有數(shù)據(jù)顯示，數(shù)字背後的意義必須靠管理者或觀看者的專業(yè)判斷，西門子指出EMS應(yīng)該依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)操作與後端管理分為兩套系統(tǒng)，這兩套系統(tǒng)必須因其功能需求而有不同設(shè)計(jì)，例如西門子就將該公司的EMS設(shè)計(jì)為前端用的Desigo CC與管理端使用的Navigator兩套系統(tǒng)，Desigo CC主要是定位在強(qiáng)調(diào)TBS（Total Building Solution），採(cǎi)用開(kāi)放式整合系統(tǒng)架構(gòu)，能輕鬆整合不同樓宇系統(tǒng)，包括暖氣、通風(fēng)設(shè)備、空調(diào)產(chǎn)品、電梯、發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、照明控制和電力監(jiān)控等。

依需求設(shè)計(jì)EMS系統(tǒng)

西門子樓宇科技事業(yè)部專業(yè)工程處認(rèn)證專案經(jīng)理譚振波表示，Desigo CC採(cǎi)一個(gè)開(kāi)放式設(shè)計(jì)，支援各式開(kāi)放式系統(tǒng)通訊協(xié)定及IT標(biāo)準(zhǔn)；採(cǎi)用模組化的設(shè)計(jì)，可因應(yīng)設(shè)施需求擴(kuò)充成長(zhǎng)，適應(yīng)從大到小、從繁到易的各類項(xiàng)目，

譚振波指出，Desigo CC主要的應(yīng)用對(duì)象為現(xiàn)場(chǎng)操作人員，因此除了即時(shí)數(shù)據(jù)外，還有一定程度的控制功能，讓操作者可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況即時(shí)反應(yīng)，而除了能源管控外，此系統(tǒng)還將空調(diào)、火災(zāi)警鈴、監(jiān)控?cái)z影機(jī)等建築設(shè)備一併納入。

圖2 : 西門子樓宇科技事業(yè)部蔡忠信（左）和譚振波均表示，EMS應(yīng)該依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)操作與後端管理而有不同設(shè)計(jì)。（攝影／王明德）

至於Navigator平臺(tái)的使用者則設(shè)定為大樓擁有者與經(jīng)營(yíng)階層，西門子樓宇科技事業(yè)部維護(hù)處副協(xié)理蔡忠信表示，透過(guò)長(zhǎng)期累積的歷史數(shù)據(jù)，分析內(nèi)部和外部的資料，改善大樓運(yùn)作以及預(yù)估營(yíng)運(yùn)預(yù)算，Navigator將可使得潛在的問(wèn)題可被提前預(yù)估、偵測(cè)和診斷出來(lái)，以防患未然，同時(shí)協(xié)助使用者分析水電帳單，藉以找出潛在的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，提高資料品質(zhì)，其行動(dòng)應(yīng)用程式，可以隨時(shí)進(jìn)行能源稽核，並製作稽核報(bào)，Navigator平臺(tái)還可依客戶需求客製化，能夠在單一的大樓、園區(qū)或整個(gè)不動(dòng)產(chǎn)內(nèi)，更有效且高效率地監(jiān)控大樓系統(tǒng)效能與能源供需。

隨著智慧用電意識(shí)的抬頭，蔡忠信表示，能源管理系統(tǒng)運(yùn)用資訊產(chǎn)品之資料收集、彙整與分析能力將來(lái)越重要，EMS必須可以相容不同通訊協(xié)定的網(wǎng)路通訊系統(tǒng)與自動(dòng)化控制技術(shù)，以達(dá)到居家及建築物的最適化節(jié)能控制，未來(lái)也必須整合智慧插座或智慧電錶蒐集的電力使用數(shù)據(jù)，經(jīng)由閘道器彙整之後，監(jiān)測(cè)用電系統(tǒng)電力品質(zhì)，收集與分析電力使用狀況，進(jìn)一步規(guī)劃節(jié)能對(duì)策，或整合應(yīng)用自動(dòng)化控制功能達(dá)到設(shè)備卸載以節(jié)約能源消耗。

用資訊建立優(yōu)勢(shì)

能源管理系統(tǒng)的主要目的，除了提醒用電端之使用者節(jié)能之外，也可提供給供電端進(jìn)行電力供需預(yù)測(cè)與調(diào)度管理，對(duì)於家庭成員、商用辦公室之人員或管理建築物之管理人員，EMS提供之用電資訊可以幫助他們調(diào)整用電習(xí)慣，進(jìn)一步主動(dòng)達(dá)到節(jié)能，對(duì)於供電端（電力公司），則可以調(diào)整供電調(diào)度規(guī)劃，或針對(duì)用電行為分析使提供更為有利之電價(jià)方案。

圖3 : 建築物的使用能源中，有超過(guò)50%為電力，因此如果確實(shí)進(jìn)行節(jié)能減碳的計(jì)畫，在節(jié)省能源成本上將有極大的潛力。（Source: One Step off The Grid）

至於未來(lái)市場(chǎng)發(fā)展，在節(jié)能訴求與智慧電網(wǎng)商機(jī)帶動(dòng)下，EMS將刺激資通訊硬體廠商開(kāi)發(fā)相關(guān)元件與設(shè)備，同時(shí)也將激勵(lì)軟體廠商與系統(tǒng)整合商發(fā)展更即時(shí)與精確之資訊分析技術(shù)，不過(guò)，由於居家與建築能源管理系統(tǒng)屬於用電端之能源管理應(yīng)用，在智慧電網(wǎng)等基礎(chǔ)建設(shè)未完成之前，主要應(yīng)用需求將以用電量大、電費(fèi)較高之商用與製造業(yè)用戶為主。