國際淨(jìng)零轉(zhuǎn)型浪潮來襲，淨(jìng)零轉(zhuǎn)型、永續(xù)ESG與落實(shí)數(shù)位轉(zhuǎn)型日趨重要，不論是大小企業(yè)都須要關(guān)注與投入行動(dòng)，如何善用能源管理數(shù)位化的助力，以及能源物聯(lián)網(wǎng)的布局應(yīng)用，已成為企業(yè)優(yōu)化競爭力永續(xù)發(fā)展的重要課題。
現(xiàn)今實(shí)現(xiàn)「淨(jìng)零排放」成為全球的焦點(diǎn)議題及導(dǎo)向目標(biāo)，不僅各國政府相繼提出淨(jìng)零路徑與策略，許多的企業(yè)也由社會(huì)責(zé)任驅(qū)動(dòng)採購綠電、碳信用等ESG減碳措施。至於淨(jìng)零技術(shù)當(dāng)中的再生能源成為各國政府看重、企業(yè)爭相投入的減碳方案；以太陽光電、風(fēng)力發(fā)電及所衍生的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)，將因?yàn)闇Q(jìng)零排放整體措施的帶動(dòng)下持續(xù)成長。
大量能源的消耗和環(huán)境永續(xù)發(fā)展的求取平衡已刻不容緩，除了傳統(tǒng)的石化燃料投資建立的財(cái)務(wù)模式，需要時(shí)間重新調(diào)整為低碳投資以外，將排碳理念轉(zhuǎn)化為具體行動(dòng)同樣的也需要時(shí)間。設(shè)計(jì)路線圖和途徑是思考決策未來的工具，能源轉(zhuǎn)型如何將規(guī)劃路線圖和途徑轉(zhuǎn)化為實(shí)際的執(zhí)行計(jì)畫，從而使我們有機(jī)會(huì)將全球平均氣溫升幅保持在比之前高1.5°C的水平（工業(yè)水平），這無疑將對(duì)我們因應(yīng)淨(jìng)零排放和氣候變遷的轉(zhuǎn)變在2050 年實(shí)現(xiàn)淨(jìng)零排放的整體能力產(chǎn)生重大影響。
根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年全世界的總發(fā)電量來自於風(fēng)能、太陽能、氫能等清淨(jìng)綠色能源高達(dá)38%，其中風(fēng)能與太陽能占比挺進(jìn)10%大關(guān)，展望未來，風(fēng)能與太陽能將可能成為全球再生能源與帶動(dòng)環(huán)境永續(xù)的兩大支柱。近年來臺(tái)灣致力於太陽光電、風(fēng)力發(fā)電的導(dǎo)入成果斐然，也帶動(dòng)再生能源企業(yè)的轉(zhuǎn)型成長；ISTI預(yù)估2022年太陽光電及風(fēng)力發(fā)電相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值可突破兩千億大關(guān)，可達(dá)2,023億元，成長約2.2%。
| 圖1 : 臺(tái)灣近年來在太陽光電與風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的趨勢（以百萬臺(tái)幣計(jì)） （source：工研院IEK Consulting；2022/10） |
|
工研院產(chǎn)科國際所能源組資深研究經(jīng)理王孟傑表示，無論是風(fēng)力發(fā)電、太陽光電與儲(chǔ)能的市場，美、中兩國於2022年在再生能源發(fā)展居於全球領(lǐng)先地位，帶動(dòng)全球產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以外，也可看出兩國投入大量資源爭取淨(jìng)零減碳話語權(quán)。
不過，由於俄烏戰(zhàn)爭造成的天然氣供應(yīng)危機(jī)，讓歐盟各國開始重視自有能源供應(yīng)鏈，並推出積極的再生能源政策目標(biāo)；而美國在COVID-19疫情後的產(chǎn)業(yè)消長造成嚴(yán)重的通膨，因此順勢推出降低通膨法案，利用稅賦工具推動(dòng)綠能建設(shè)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。無論是歐美對(duì)綠能產(chǎn)業(yè)未來期望甚大，但財(cái)務(wù)支援程度與政局穩(wěn)定度的變數(shù)顯然也不小，淨(jìng)零發(fā)展仍有許多挑戰(zhàn)尚待克服。
臺(tái)灣目前已設(shè)定2050年的淨(jìng)零排放政策方針，也積極研擬應(yīng)有的再生能源發(fā)展策略。但國際局勢變化快速，對(duì)於淨(jìng)零排放造成相當(dāng)多的挑戰(zhàn)。然而危機(jī)也是轉(zhuǎn)機(jī)，這些變局也可能為產(chǎn)業(yè)帶來新機(jī)會(huì)，藉由歐美尋求產(chǎn)業(yè)復(fù)興的同時(shí)，尋求可合作發(fā)揮的切入機(jī)會(huì)，並由此取得發(fā)展氫能等前瞻技術(shù)的本領(lǐng)，循序漸進(jìn)地實(shí)現(xiàn)淨(jìng)零的目標(biāo)。
淨(jìng)零目標(biāo)促進(jìn)再生能源發(fā)展產(chǎn)生新的議題，例如遠(yuǎn)洋離岸風(fēng)電；為了推動(dòng)離岸風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展，日本政府研擬新的評(píng)選規(guī)則，德國利用既有風(fēng)場發(fā)展氫氣整合技術(shù)。此外，在氫氣的應(yīng)用發(fā)展上，近期頗受矚目的是電解產(chǎn)氫技術(shù)，各國目前思考的作法是與再生能源或新的發(fā)電技術(shù)整合運(yùn)用，加速推動(dòng)前瞻技術(shù)商用化。
| 圖2 : 氣候解決方案有助於降低碳排放，例如當(dāng)電力系統(tǒng)的部分安裝太陽能板時(shí)，可以替代化石燃料來源產(chǎn)生能源。 |
|
呼應(yīng)能源轉(zhuǎn)型需求 儲(chǔ)能強(qiáng)化電網(wǎng)韌性
隨著再生能源供電占比的逐步提升，加速建構(gòu)更具韌性的分散式能源系統(tǒng)有其必要性，此為在2022年11月舉辦第二十七屆《聯(lián)合國氣候變化框架公約》締約國大會(huì)（COP27）的熱門話題之一。臺(tái)達(dá)電子今年以「島嶼」概念策畫「氣候減緩措施、生態(tài)調(diào)適理念」雙主軸議題呈現(xiàn)，以自身的儲(chǔ)能方案及案例來回應(yīng)島嶼能源轉(zhuǎn)型時(shí)所面臨的問題，進(jìn)一步呼應(yīng)在周邊會(huì)議（Side Event）上，關(guān)於西班牙Balearic和Canary島嶼島發(fā)展能源轉(zhuǎn)型的需求，提供強(qiáng)化電網(wǎng)韌性的建構(gòu)經(jīng)驗(yàn)，與島嶼政府代表們互相交流島嶼型能源轉(zhuǎn)型。
西班牙島嶼政府Balearic島地方政府副主席暨能源轉(zhuǎn)型地區(qū)部長Pep Malagrava強(qiáng)調(diào)，再生能源佔(zhàn)全島電力來源比例要從2030年的35%成長到2050年的100%，這意味著再生能源裝置容量將以每年增加200MW的速度，在2030年前達(dá)到1600MW，需透過創(chuàng)新解決方案，像是將綠氫（Green Hydrogen）應(yīng)用於儲(chǔ)能系統(tǒng)，或開發(fā)新方法使海上風(fēng)能、波浪成為可利用的綠電。
西班牙Canary島生態(tài)氣候和土地規(guī)劃局主秘Jose Antonio Valbuena Alonso則分享該島的能源轉(zhuǎn)型計(jì)畫（PTECan），並提出透過電網(wǎng)穩(wěn)定性分析、預(yù)測能源需求、需求管理、分散式發(fā)電等方式來最大化再生能源占比，隨著能源計(jì)畫創(chuàng)造出當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)機(jī)會(huì)，培養(yǎng)綠領(lǐng)人才。
臺(tái)達(dá)電子文教基金會(huì)執(zhí)行長張楊乾表示：「此次兩個(gè)西班牙島嶼政府代表，不約而同地強(qiáng)調(diào)科技是實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型路徑的必要關(guān)鍵，臺(tái)達(dá)提出的儲(chǔ)能解決方案具有跳機(jī)救援、削峰填谷和解決供電瓶頸等功能，因地制宜協(xié)助電網(wǎng)穩(wěn)定，透過金門和蘭嶼兩個(gè)島嶼實(shí)際案例向國際分享，如何借科技之力來提升電網(wǎng)韌性。」臺(tái)達(dá)基金會(huì)為氣候變化綱要公約（UNFCCC）正式觀察員之一，至今已經(jīng)累積在聯(lián)合國氣候會(huì)議累積許多的交流經(jīng)驗(yàn)，未來將持續(xù)透過提升能源效率的技術(shù)以及復(fù)育行動(dòng)，實(shí)踐臺(tái)達(dá)「環(huán)保 節(jié)能 愛地球」的經(jīng)營使命。
其實(shí)電網(wǎng)是廣泛的能源系統(tǒng)一部分。電網(wǎng)為在提供範(fàn)圍內(nèi)傳輸電力的發(fā)電廠和電線桿和電線系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)時(shí)高功率系統(tǒng)。意味著任何設(shè)定時(shí)間的能源供應(yīng)（發(fā)電）必須同時(shí)等於能源需求（能源消耗）達(dá)到平衡?？稍偕茉矗ɡ顼L(fēng)能和太陽能）的新設(shè)備容易對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生不穩(wěn)定的影響，提高能源網(wǎng)絡(luò)的複雜性。政府和監(jiān)管機(jī)構(gòu)，以及系統(tǒng)營運(yùn)商都需要扮演不同的支援角色，以期降低停電的風(fēng)險(xiǎn)並增強(qiáng)電網(wǎng)的彈性化效能，確保整個(gè)電網(wǎng)有足夠的發(fā)電能力和空間來傳輸新能源，滿足一天中任何時(shí)段的需求。
電網(wǎng)需求強(qiáng)化儲(chǔ)能市場，以加勒比海地區(qū)為例，在過去40年中因?yàn)樘鞛?zāi)所造成的損失高達(dá)1400億美元，災(zāi)變突顯了電網(wǎng)亟須強(qiáng)化韌性保持穩(wěn)定的必要。因此，提供靈活性技術(shù)的支援，提高安全性、減少峰值負(fù)載、增加可再生能源的整合並降低營運(yùn)成本，對(duì)於減碳效應(yīng)和實(shí)現(xiàn)淨(jìng)零目標(biāo)來說至關(guān)重要。例如大型發(fā)電機(jī)通常通過在高峰需求期間供電，並且確保系統(tǒng)的電壓和頻率保持在運(yùn)行限制以內(nèi)來保持靈活性。
能源管理數(shù)位化 協(xié)助製造業(yè)跨步前進(jìn)
展望2023年至2030年，預(yù)期各國淨(jìng)零路徑與對(duì)應(yīng)之獎(jiǎng)勵(lì)補(bǔ)助與管制措施續(xù)提出，以及大型企業(yè)面臨淨(jìng)零壓力、提高減碳改善投資之趨力帶動(dòng)下，市場成長可期。智慧照明、能源管理系統(tǒng)及熱泵的年均成長率分別為18%、21%與13%。
因應(yīng)近年生產(chǎn)成本提高與ESG浪潮，能源管理及自動(dòng)化領(lǐng)域的數(shù)位轉(zhuǎn)型愈發(fā)重要。在生產(chǎn)的過程當(dāng)中，精算電力消耗以及應(yīng)用各種措施減少用電，也是企業(yè)減少碳足跡的重要工作；亦即在生產(chǎn)流程中部署運(yùn)用電力系統(tǒng)解決方案監(jiān)控用電數(shù)據(jù)、並管理生產(chǎn)工廠，一目瞭然用電趨勢、預(yù)判電力系統(tǒng)問題、提升溝通效率，並且優(yōu)化能源使用，改善能源效率、節(jié)能減碳，得以協(xié)助製造業(yè)應(yīng)對(duì)生產(chǎn)成本提高、降低碳排等挑戰(zhàn)，持續(xù)推動(dòng)工廠數(shù)位轉(zhuǎn)型，落實(shí)智慧製造目標(biāo)。能源管理數(shù)位化藉由數(shù)位化資料提前掌握問題，節(jié)省人力與時(shí)間，能夠?yàn)榇蛟熘腔酃S奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，進(jìn)而提高成本競爭力、促進(jìn)環(huán)境永續(xù)發(fā)展。
面對(duì)即將來臨的綠電時(shí)代，以及產(chǎn)業(yè)效能及效率管理升級(jí)的挑戰(zhàn)，完善的儲(chǔ)能規(guī)劃與相關(guān)配套解決方案儼然是決定未來的關(guān)鍵。西門子數(shù)位化垂直整合智慧能源解決方案，不僅提供儲(chǔ)能調(diào)頻技術(shù)，配合政府智慧離散式電網(wǎng)政策，提高電力的運(yùn)行性能及電網(wǎng)可靠性，即時(shí)監(jiān)控，並提供高資安防護(hù)。協(xié)助產(chǎn)業(yè)界在數(shù)位轉(zhuǎn)型的同時(shí)，確保電力能源穩(wěn)定使用，並有效管控能耗。
全球能源系統(tǒng)在分散化、脫碳化與數(shù)位化三大趨勢下，朝向電氣化與智慧化轉(zhuǎn)型。西門子提供建置儲(chǔ)能3大核心技術(shù)：SINAMICS PCS能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、RUGGEDCOM電力通訊解決方案、EMS能源管理系統(tǒng)。經(jīng)由運(yùn)用PCS電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)連接電池組與電網(wǎng)應(yīng)用，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行性能及電網(wǎng)可靠性，並透過數(shù)位分身預(yù)先建模確認(rèn)效益及PCS無縫切換併離網(wǎng)效能，可提升廠區(qū)UPS的不斷電功能，進(jìn)而提高廠區(qū)用電穩(wěn)定性；而搭配由上而下的電力數(shù)據(jù)採集與監(jiān)控系統(tǒng)，以及電力設(shè)施專用的網(wǎng)路通訊設(shè)備提供高效通訊需求，精準(zhǔn)控管電力消耗及提供儲(chǔ)能系統(tǒng)中的主動(dòng)調(diào)頻應(yīng)用，為製造業(yè)與用電大戶穩(wěn)度電網(wǎng)的供電平衡以及運(yùn)行安全效能。
此外，EMS能源管理系統(tǒng)中的WinCC OA平臺(tái)除了整合可視化能源看板，並整合PCS電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、BMS電池管理，以及EMS環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)資訊，協(xié)助使用者輕鬆管理分布於各地的儲(chǔ)能系統(tǒng)。
智慧工廠的推手 能源物聯(lián)網(wǎng)布局刻不容緩
2022年全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展仍充滿多重風(fēng)險(xiǎn)與隱憂，雖然COVID-19疫情逐步趨緩，看似前途光明，低碳轉(zhuǎn)型卻刻不容緩。回歸現(xiàn)實(shí)層面，在面臨未來氣候風(fēng)險(xiǎn)的衝擊下，其實(shí)有許多企業(yè)並不清楚如何擬定實(shí)體與轉(zhuǎn)型風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法，也未必會(huì)有關(guān)鍵專業(yè)人才進(jìn)行策略分析。有些企業(yè)因?yàn)閷凫冻跗趯?dǎo)入階段，不但是欠缺建立短中長期的氣候韌性，對(duì)於再生能源也尚少規(guī)劃。不過，由於2050年淨(jìng)零碳排已成為世界各國的目標(biāo)與共識(shí)，因此多數(shù)企業(yè)具有未來低碳環(huán)境的意識(shí)，已開始積極進(jìn)行低碳創(chuàng)新布局。
面對(duì)日益嚴(yán)重的能源短缺問題，各國除了積極利用再生能源外，對(duì)於能源物聯(lián)網(wǎng)的布局更是刻不容緩。推動(dòng)能源數(shù)位化發(fā)展，歐美先進(jìn)國家智慧電表佈建逐步擴(kuò)大，具可調(diào)控的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也進(jìn)入市場。大量即時(shí)的數(shù)據(jù)在能源供需兩端展現(xiàn)出智慧化控制調(diào)度的功效。能源物聯(lián)網(wǎng)是透過感測器、控制器和軟體，連接能源生產(chǎn)端、能源傳輸端、能源消費(fèi)端等的設(shè)備、機(jī)器、系統(tǒng)，再透過大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)來實(shí)現(xiàn)智慧電力儲(chǔ)存、配電，甚至加以預(yù)測等功能。其中高效精簡型嵌入式電腦，具備高效能運(yùn)算、緊湊機(jī)身、彈性擴(kuò)充以及強(qiáng)固寬溫特性，成為能源物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)場端應(yīng)用的選擇之一。
| 圖3 : 當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的大數(shù)據(jù)足夠打造出「無縫服務(wù)」時(shí)，才會(huì)真的出現(xiàn)萬物聯(lián)網(wǎng)（IoE）的突破性創(chuàng)新。（source：Researchgate.net） |
|
此外，現(xiàn)今有許多工廠已設(shè)置機(jī)器人、RFID、藍(lán)牙等自動(dòng)化設(shè)備與感測器，用來配合數(shù)據(jù)整合分析，以及能夠快速調(diào)整產(chǎn)線、產(chǎn)量及物料使用，當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)足夠打造出「無縫服務(wù)」時(shí)，才會(huì)真的出現(xiàn)萬物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Everything；IoE）的突破性創(chuàng)新。
IoE是連接能源生產(chǎn)端的基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)於可再生能源的傳輸極為重要。為了最大效率的收集和使用可再生能源，需要建立就地收集、儲(chǔ)存和使用能源的網(wǎng)絡(luò)，而體積尺寸小巧且具有強(qiáng)大效能的嵌入式電腦，容易安裝於戶外任何小型的機(jī)櫃中，能滿足IoE在現(xiàn)場端所需要的高運(yùn)算需求，可以助攻能源物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，並出現(xiàn)一個(gè)真正有更高效能也同時(shí)具有變動(dòng)性與整合性的智慧工廠。
結(jié)語
| 圖4 : 透過積極落實(shí)企業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型及打造綠色供應(yīng)鏈，以達(dá)成節(jié)能減碳的效應(yīng)。（source：FFI Advisors） |
|
國際淨(jìng)零轉(zhuǎn)型浪潮來襲，因應(yīng)國際淨(jìng)零規(guī)範(fàn)與品牌客戶要求，臺(tái)廠加速淨(jìng)零資源投入。2023年臺(tái)灣產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈將擴(kuò)大產(chǎn)品碳足跡盤查、碳稅和碳交易，有兩個(gè)主要的作法：一是大廠傳遞經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)入共同管理工具、共享減碳策略；二是尋求資源協(xié)助供應(yīng)商共同制定綠色轉(zhuǎn)型規(guī)劃。執(zhí)行目的在於積極落實(shí)企業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型，以及打造綠色供應(yīng)鏈，達(dá)成節(jié)能減碳的效應(yīng)。
從2021年迄今，我們看到能源和資源轉(zhuǎn)型出現(xiàn)顯著的轉(zhuǎn)變，也發(fā)現(xiàn)淨(jìng)零轉(zhuǎn)型不只是未來趨勢或大聲呼籲而已，現(xiàn)實(shí)是創(chuàng)造一個(gè)對(duì)氣候有利的未來，必須面臨包括環(huán)境、社會(huì)和公司治理（ESG）等方面的重大挑戰(zhàn)，以綠色足跡滿足越來越大的資源需求的複雜性有其難度，而妥善運(yùn)用前瞻科技擴(kuò)大能源管理的成效，建立潔淨(jìng)永續(xù)的生產(chǎn)環(huán)境，能夠協(xié)助產(chǎn)業(yè)掌握未來新興趨勢優(yōu)化競爭力，進(jìn)而拓展前進(jìn)全球能源市場的無限商機(jī)。
