【就享知】科技轉角巷:數位科技如何協助能源數位轉型與永續創新?

能源轉型是政府、產業朝淨零排放邁進的重要方法。隨著多樣化再生能源、能源儲存、分散式微電網技術的發展,能源供應鏈產生結構性轉變,也帶來創新機會,數位科技扮演了重要角色。本文介紹能源轉型、能源供應鏈的結構轉變方向,並分析數位科技帶來的三大能源轉型創新應用方向。
評論
Shutterstock/TPG Images
評論

本文作者黃正傑博士,長期研究雲端運算、大數據、人工智慧、工業互聯網等技術應用趨勢並協助前瞻計畫發展與管理。曾擔任產業數位轉型顧問、產業分析師、電子化技術顧問、供應鏈管理顧問等職務。目前為鼎新電腦前沿研發架構師,經營《就享知 - 科技轉角巷》頻道,並兼任文化大學助理教授。

原文刊登於《就享知》,INSIDE 經授權轉載。

能源轉型的創新趨勢

減碳、淨零排放,已經是全世界必須正視且立刻處理的危機。根據淨零碳排放追蹤機構 CAT 統計,2022 年全球已經有 136 個國家提出「2050 淨零排放」,要在 2050 年達到碳中和的目標,並利用各項政策促使民眾、企業界配合。國發會也在今年 3 月訂定了我國 2050 淨零排放路徑規劃。其中,電力的電氣化 (如:利用電動車取代燃油車)、去碳電力 (再生能源或潔淨能源等)是重中之重。能源部門的「能源轉型」及產業部門的節能、擴大再生能源使用的「製程改善」、「能源轉換」更是我國能否達成淨零排放目標的關鍵。

臺灣 2050 淨零排放路徑 (資料來源:國發會)

事實上,許多歐美國家已經積極且有成效地進行能源轉型,如:丹麥 2017 年已經有 53% 的用電使用風力發電;德國 2017 年有 38.2% 為再生能源,預計 2030 年可以達到 65%。在各國陸續進行去碳電力、再生能源等能源轉型發展下,能源供應鏈勢必產生結構性轉變,許多創新因而湧現:

  • 供應彈性:因應多樣的能源供應,能源部門必須更加的彈性地進行多種能源的供應;此外,許多小型再生能源電廠、企業利用太陽能自行發電等,形成分散式微電力網路、生產與消費合一的產消者,可因應區域動態能源需求與供給。
  • 需求彈性:由於工業、建築、家庭等使用部門在太陽能、微風力發電、電動車充電等多樣能源的採用下,將更積極地參與能源管理以因應價格變動與碳排法規,促進因應能源需求彈性的各式創新應用。
  • 供需彈性:由於能源的動態供應與需求發展,勢必產生眾多協調機制來進行儲存、平衡、交易乃至於預測,使得能源供需市場產生各項創新機會、新價值與商業模式。
能源供需彈性創新 (資料來源:參考 IRENA 修改)

如圖所示,這種能源供需彈性創新並可能因應各國、各產業的永續、碳排政策及能源供需有所變動而產生風險與機會。如同商品供應鏈需要數位科技來進行韌性供應鏈管理、數位供應鏈轉型 (請見「韌性供應鏈」一文),能源供應鏈也需要數位科技協助能源數位轉型與永續數位創新。

數位科技能源轉型創新應用

那麼,如何利用數位科技協助能源轉型、永續數位創型呢?以下列出三個創新應用方向:

  • 能源監控與優化:當能源供應鏈愈彈性、動態變化時,能源供給或使用狀態的監控與效率就是能源轉型的第一步,例如:在能源供給方,透過設備資產的監控強化維修效率乃至於預防性維修,可以減少設備運作效率不佳造成的多餘能源耗用、碳排放;在能源需求方,透過智慧電錶監控大樓、工廠設備的電力消耗,進一步淘汰耗能怪獸及最佳化用電時間或設備運作。市面上已有許多產品能協助能源監控與優化,如:鼎新電腦設備雲產品可以透過物聯網、智慧電錶,協助監控設備 OEE 運作效率及能源使用狀況;並依據工廠、產線、設備層級進行用電趨勢分析、碳排計算,進一步根據離峰 / 尖峰電價,預估可能用電費用。
鼎新電腦能源監控系統(資料來源:鼎新電腦)
  • 需量反應管理:需量反應管理 (Demand Responsive Management) 主要滿足能源需求者減少或轉移電力的使用,以回應停電、能源短缺、價格增加、需求變化等事件,滿足韌性、穩定及潔淨的能源需求。由於能源儲存系統、微型電網技術的進步,並結合數位科技及創新商業模式,已經有許多新創服務發展。例如:Sympower 新創公司利用智慧電表及人工智慧、機器學習控制技術,根據電網供給狀況、能源用戶生產價值等,為客戶提供增加、減少、更改推遲電力生產或降低消耗功率等控制,以平衡電網需求並提供獎勵回報機制。
    美國新創公司 Voltus 發展分散式能源平台 VoltApp,滿足具有太陽能屋頂發電、能源儲存系統及擁有多種再生能源管道的公用事業、建築、製造、石油及天然氣公司等兼具能源消耗與供應的產銷合一企業 (prosumer),選擇最佳市場價格使用或銷售多餘電力。
VoltApp 分散式能源需量管理平台 (資料來源:VoltApp)
  • Peer-to-Peer 能源交易:多樣的能源供應、分散式電網、產消合一的工廠或企業等能源轉型,帶來了能源交易的契機。透過能源交易,超額能源供應可以動態對接需求,平衡供需、進行碳中和,達到市場效率與永續目標。由於雲端運算平台、區塊鏈、人工智慧等技術的發展,使得許多 Peer-to-Peer 點對點能源交易新創平台紛紛發展。
    Exodus Technologies 公司發展具有本地發電裝置的房屋、大樓,可以透過智慧手機 APP 進行能源生產、消耗和儲存水準的監控,進一步可以與其他消費者銷售多餘能源並轉移到電網中。產消者、消費者透過交易平台進行能源交易達到供需對接,獲取利潤,也減輕了電力生產單位支出負擔。SOLshare 是社會新創企業,因應孟加拉 600 萬戶家庭使用太陽能,但數百萬鄉村仍然無法獲得足夠電力。
    SOLshare 透過點對點的微電網,協助擁有屋頂太陽能電池板的家庭將多餘的電力賣出,為貧困社區提供了新的太陽能收入來源。SOLshare 點對點微電網包括:SOLbox、SOLapp 和 SOLweb。SOLbox 是一種雙向直流電錶,可實現點對點電力交易、智能電網管理、遠程監控、移動貨幣支付和數據分析等。SOLbox 可以創建直流智能電網,與現有硬體 (如太陽能家庭系統或電池)整合,並與附近家庭或企業中的 SOLbox 連接交換。
SOLshare 公司 SOLbox 與分散式微電網平台(資料來源:SOLshare)

小結

能源轉型是國家、產業能否達到淨零排放的關鍵。物聯網、大數據、人工智慧、區塊鏈等數位科技可以協助能源監控與優化、需量反應管理、Peer-to-Peer 能源交易等三大創新,滿足能源供需彈性創新趨勢。讓我們借助數位科技,邁向能源轉型、淨零排放的永續目標!

責任編輯:Mia
核稿編輯:湯皓茹

加入 INSIDE 會員,獨享 INSIDE 最精采每日趨勢電子報,未來還有會員專屬內容。 點擊立刻成為會員

延伸閱讀:



佈雲今日 ‧ 決勝未來──數位轉型的現在進行式! AWS 台灣雲端高峰會 8 月 10 日盛大登場

2022 AWS 台灣雲端高峰會將於 8 月 10 日在台北南港展覽二館盛大登場,聚焦雲端 9 大主題、超過 45 場產業與技術專題演講,為開發者與經理人提供深度交流機會,任何與雲端有所接觸的工作者都不容錯過。
評論
首途02.png
評論

AWS 公開年度雲端技術盛會── 2022 AWS 台灣雲端高峰會(AWS Summit Taiwan)即將在 8 月 10 日至 8 月 11 日於台北南港展覽館二館舉行!歷經新冠疫情紛擾,睽違兩年 AWS 台灣雲端高峰會即將重回實體舉行,讓每位參與者走入規劃豐富的實體專區與各路開發者深度共學。立即報名點此

今年主題「佈雲今日 ‧ 決勝未來」明顯表達數位轉型已是現在進行式。隨著新冠疫情及國際局勢改變的雙重影響,全球迎來的新常態經濟模式使雲端技術不再只是企業應變關鍵,更是走向安全、永續,以及鏈結未來的必經之途。因此,2022 AWS 台灣雲端高峰會中將展示當代最前瞻的雲端趨勢,帶領參與者運用現代化雲端洞悉市場數據,探索商業與技術的無限可能。

聚焦九大雲端主題:基礎設施、技術開發、數位轉型到產業實務面面俱到

photo credit:AWS

今年 AWS 台灣雲端高峰會不只集結領域中傑出的 AWS 技術專家、產業代表以及社群領袖,舉辦超過 45 場的產業及技術專題演講,分享最佳實踐案例、 Demo 實機展演和客戶案例分析,還規劃包含證照認證、實作演練、 CISO 實戰工作坊等與 AWS 相關課程及工作坊。除此之外,會場也設置「AWS Game day & Developer Lounge」與「新創焦點」兩大專區,讓會眾能在精心規劃的空間內與其他開發者、新創公司透過高度互動的競賽與短講,深度交流彼此技術與經驗。

立即報名:2022 AWS 台灣雲端高峰會

2022 年, AWS 台灣雲端高峰會致力打造深度交流的產業平台,聚焦雲端技術的九大面向,搭配各具特色的活動設計,從基礎設施、技術開發、數位轉型到產業實務面面俱到。不僅為 C-level 與資深技術人員、企業經營與 IT 決策與管理者精心規劃議題內容,也在特別企劃內容中,為 IT Pro 、解決方案架構師、開發人員、工程師與維運管理人員提供最佳實務經驗,讓無論 AWS 初學使用者還是資深產業經理人,都能在高峰會中吸收新知、了解趨勢,提升自我能力與視野。

無分初學大師,只要接觸雲端,你就應該參加 AWS 台灣雲端高峰會

符合以下關鍵字之一,你就應該參與 AWS 台灣雲端高峰會:

  • 學無止盡-開發者、工程師、架構師
  • 商業創新開發-新創團隊技術團隊成員
  • 最佳化生產力- IT 專業人員、技術支援經理
  • 掌握趨勢-創辦人、經營決策者
  • 自我精進-學生、教職員、研究員
  • 洞見趨勢-任何關注雲端趨勢者

AWS 台灣雲端高峰會首日聚焦雲端服務、開發技術及新創,以技術相關內容為主,較適合具備初級主題知識之開發人員、工程師與 IT 專業人員;次日則圍繞產業解決方案提供、數位轉型等,以應用相關內容為主,較適合欲了解雲端技術如何為企業經營加分之經營決策者、解決方案架構師以及系統管理員。

立即報名:2022 AWS 台灣雲端高峰會

如此縝密的規劃,無論是初上雲端的新手,還是乘雲縱橫產業多年的技術大師,甚至是非技術相關人士,都能在高峰會中依照自身工作職掌和興趣,安排個人化的專屬議程,從不同主題和技術能力演講中,滿足個人技術或視野的成長。

最重要的是, 2022 AWS 雲端高峰會為免費參加,絕對是任何需要開拓雲端新經濟、自我加值的工作者不可錯過的年度盛會。

玩轉雲端核心技術! AWS DeepRacer 人工智慧賽車同步登場

photo credit:AWS

每年與台灣雲端高峰會共同舉行的「AWS DeepRacer 智慧自駕車競賽」當然也不會缺席。 AWS DeepRacer 是 Amazon 產品背後所運用之人工智慧和機器學習等核心技術的具體化身,不僅是全球首個以自駕車競賽為主題賽車聯盟,也是機器學習(ML)與強化學習(RL)最友善、有趣、刺激的學習課程。

競賽設計不只替雲端技術增添不少趣味,激起各方開發者爭奪獎品、獲取冠軍榮耀的鬥志,搭配 AWS 所提供的免費入門課程及學習資源,更創造出技術學習與推廣的友善環境,也是AWS 送給所有工程師最棒的寓教於樂場域。

精彩豐富的專題講座與寓教於樂的刺激競賽還不夠嗎?活動現場還有抽獎活動、深度參會集點以及問卷好禮,提早報到者再加碼早鳥禮!

立即報名豐富有趣的 2022 AWS 台灣雲端高峰會!