數位科技如何協助能源數位轉型與永續創新?

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。

圖、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。

圖、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。

圖、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。

圖、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。

圖、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!! 想要知道公司要怎麼開始著手嗎? 建議可以利用<<ESG之企業碳排管理執行評量>>，評估自身公司的方向。