智慧電網上演爭霸戰，美國大型IT企業紛紛涉足（上）

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“從電動汽車到冰箱，一個可接入目前網際網路10～100倍數量的設備、前所未有的網路也許即將誕生。僅在我們這個領域，智慧電網就有望發展為10億美元規模的市場”（美國思科系統網路系統和安全解決方案行銷副總裁Marie Hattar）。“應當將家庭設備的能源利用狀況更及時地告知消費者。當然，必須採用開放、非獨佔的方式。這其中會產生新的革新”（美國谷歌）。“在2015年之前，本公司的多數家電產品將支援智慧電網”（美國著名白色家電廠商惠爾普）。 

　　在美國，旨在提高輸電網基礎設施性能的各種舉措方興未艾。從借助IT技術提高電力網性能這個角度來看，這些輸電網可以稱為“智慧電網”。目前，不僅是美國的電力系統業者及電力設備類企業，就連美國IBM、谷歌及思科系統等IT類廠商，美國英特爾及美國德州儀器（Texas Instruments，TI）等半導體廠商，以及美國Verizon Wireless等通信系統業者，都在大力宣傳各自採取的措施。 


用通信技術管理能源

智慧電網的概念是指，從發電系統業者的發電設施，直到輸電、變電以及用戶（企業、工廠以及普通家庭），均採用通信/IT技術來解決問題。

智慧電網的具體用途極其廣泛。在輸配電網處設置感測器，以便及早檢測到停電等故障；將太陽能發電等再生能源接入電力系統時※1所需的控制；針對電動汽車及插電式混合動力車完善基礎設施；在電力使用高峰時調整家庭及工商部門用電量的“用電需求管理（Demand Side Management）”※2；以及保證上述控制順利實施的網路控制型儀錶“智慧儀錶”等，不一而足。這些用途的共同點是都積極採用了通信技術。

※1 電力系統，指處於電力公司管轄之下，在電力公司的指令下，從可進行供需控制以及電壓和頻率調整的電源供給的電力。又稱為系統電力。

※2 用電需求管理，指通過電力需求方的調整及控制，以均衡用電量的方法。有的業內人士將其理解為與“Demand Response（需求響應）”同義。

例如智慧儀錶，通過在電錶中增加廣域無線（3G網、或者900MHz頻帶的多跳型（Multi-hop）通信等）及近距離無線/電力線通信功能，便可實現遠端醫療以及宅內設備控制，其研發工作目前正以此為目標日益推進。僅在加州，預計今後就有多達數千萬台的儀錶將更換成智慧儀錶。“目前，我們每天安裝6000台智慧儀錶，累計已安裝了230萬台。所有這些儀錶的數據統計工作只需3個半小時即可完成”（加州電力系統業者——美國太平洋天然氣和電力（Pacific Gas and Electric，PG＆E）負責人）。

電力系統業者追求“智慧”
美國IT類企業之所以對智慧電網概念趨之若鶩，理由大致有兩個（圖1）。即：①美國電力系統業者已開始著手通過導入通信/IT技術，來解決與輸配電網相關的眾多難題，②美國歐巴馬政府撥出的多達100多億美元、投向智慧電通訊閘聯業務的鉅額投資。 

圖1　智慧電網在美國方興未艾的理由 美國電力系統業者在來自聯邦政府的各種壓力下，正著手導入智慧電網。聯邦政府計劃向相關業務最多投資1萬1千億日元，這最終吸引了眾多企業的參與。

首先，第①項的電力系統業者的難題中，包括“輸配電網可靠性的提高”“溫室氣體減排義務”“為電動汽車/插電式混合動力車普及做準備的基礎設施的完善”等。其中，輸配電網可靠性的提高，意味著減少停電等故障。

在美國，由於輸配電網維修體制以及網路完善狀況較差，很容易發生停電等事故。2000年在加州一帶發生的“加電力危機”、以及包括5大湖周邊在內的美國東北部大面積停電的史上最大規模停電事故“北美大停電（North East Blackout）”等仍記憶猶新（圖2）。由於此類非常事態屢次發生，因此，聯邦政府要求電力系統業者及作為其研究機構的美國電力科學研究院（Electric Power Research Institute，EPRI）※3等對輸配電網進行根本性改革。

※3 EPRI（Electric Power Research Institute），全美國最大規模的電力研究機構。

圖2　美國聯邦政府在智慧電網相關領域的動向 以加州電力危機以及紐約大停電為契機，要求完善輸配電網的呼聲日益增大。

美國電網問題頻發的背景原因是，電力交易實現自由化以後，電力系統業者間的競爭加劇，“輸配電網的網路設備投資被壓縮”（某電力系統業者負責人） 注1）。因此，發生了停電等故障後，要查明問題發生在輸配電網的哪個地方需要花費大量時間。而以日本的電力系統業者為例來看，系統業者甚至會為輸配電網每年投入3000億日元規模的網路設備投資，這就導致了日美兩國電網狀況的差異。 （未完待續，記者：蓬田 宏樹、Phil Keys）

注1） 例如在加州，電力被允許在市場上買賣之後，電力需求猛增。但是，根據各州的規定，電力的零售價格固定不變，由此需求與供給的平衡被打破，陷入了嚴重的供給不足。加電力危機時，為了應對這種供給不足，出現了各地區按順序停電一定時間的“輪番停電”現象。