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新冠肺炎、遠距工作、跟發生火災有什麼關係？要怎麼樣才可以讓送貨員精準的「一次到着」？善用解讀「電力數據」資料，日本交出了一張聰明的「減碳、防災」成績單。 我們的二月專欄提到了 HEMS 如何提高民眾的「用電感知」，協助民眾挑選適合的即時電價方案。而 HEMS 的智慧能源之旅尚未結束，這一期，我們將帶你一起體會，這些透過智慧電表收集到的電力數據，還有哪些用途與價值。善用數據，不僅能聰明地改善我們的日常生活、提升能源使用效率進而友善環境，甚至整座城市的運作都能因而受惠。首先，就讓我們從日本的實際應用案例說起吧！ 因為在乎，再忙也重視照護 日本超高齡化現象眾所皆知，但你知道日本獨居老人的比例有多高嗎？ 2015 年人口普查顯示，65 歲以上的長者中有 17.7% 的人獨居，相當於平均每 6 個長者就有 1 人獨居。 為了改善獨居老人照護問題，我們與日本關東學院大學共同開發在老人照護領域的機器學習應用。此技術從智慧電表讀取用戶電力數據後，觀測家中電器電流的諧波變化，透過分析用電是否異常，及早發現潛在的危險，並即時給予適當的探訪和援助。對於監視攝影機有疑慮的使用者也能運用電力數據，打破距離限制，照顧及關心分居的長輩。 安全第一，防止災害來臨的天使叮嚀 不僅僅是居家照護，也有用在防災安全的效能更是不可忽視。 這一年多來因為新冠肺炎關係，不少日本公司都實施遠距上班，加上今年冬天特別寒冷，民眾更不願出門而窩在家中，使得用電量大增。不少民眾用延長線解決插座不足或距離太遠的問題，甚至將分插頭上同時使用暖爐、電腦等其他家電，導致電氣火災事故比起去年同期多達 1.2 倍。 為了提高防災效率，2020 年，東京電力公司、NTT DOCOMO、Energy Gateway 和三井住友海上火災保險合作，設計一款災害防治 App。希望透過分析家庭用電數據，計算出個別用電模式並檢測異常。測得可能引發火災的用電量變化時，就能提早預防，阻止意外事故發生。 好比說觀察電暖爐或是吹風機是否有忘記關閉或是漏電等情形，並透過 App 即時向用戶發出警報訊息，告知可能會造成火災的起因。電力公司在用戶同意下，也可分享用電資訊給火災保險公司，不但能降低火災發生的可能性，也保護了民眾的生命安全與財產。 一次就到位，在不在家 AI 報乎你知 除此之外，「電力數據」的價值，也可以提高生活的便利性。2018 年，NextDrive 與日本數據科學研究所（JDSC）、東京大學攜手，在東大本鄉校區進行配送實驗，並運用 AI 技術分析電力使用數據，推測客戶有無在家，以制定最佳的送貨路線。當時一次就配送成功的機率高達 98%。 有鑒於昔日成功的實驗成果，2020 年秋天，日本前三大物流的佐川急便也參與合作，透過在智慧電表裡獲得的家戶電力數據，預測收件者有無在家，以減少二次配送的機率。 佐川急便與神奈川縣橫須賀市池田町和吉井地區的 100 至 200 戶家庭合作，在受測者的同意下，於家中裝設智慧電表 Route B 以收集家庭用電資料，此技術也特別強調日本最在意的顧客隱私性。貨物送達的順序與隱私相關的資料是由 AI 而不是人力來處理的，因此可以保障顧客的隱私權。 物流智慧化，不但善用人力還能有效減碳 佐川急便的例子，是全球電力數據在物流業的應用首例。選擇在橫須賀市執行是因為該地區的不在家機率總體來說較高，且具備各年齡層的家庭，因此對於未來發展頗有參考價值。2022 年也預計將此技術商業化，若未來實驗成功，就能證明透過電力數據分析，可以有效幫助物流業者避開收件者不在家的時段，一次將包裹送達。 因受到新冠肺炎疫情影響，網路購物急遽成長，使得配送包裹的需求大增。要消化這些數量本是不容易，若還需要再配送兩三次，更是雪上加霜。尤其，針對因少子化而造成人力成本高的日本而言，電力數據的加持無非是一大良藥。此應用不但解決業者的煩惱，消費者也不需擔心二次配送麻煩的申請手續，又或者需為了配合送貨時間而打亂自己的生活步調。 更重要的是，一次配送「成功」也會大幅降低碳排放量。城市占了全球燃煤等能源相關碳排放 70%，其中就有 50% 來自於交通運輸。如果配送過程一路順暢，就不需重複出貨，而能有效減少二氧化碳的排放量。 不靠節電就能減碳的方法—「數位減碳」 說到減碳，就不能不提到製造業的數位轉型了，也就是我們所稱的「第四次工業革命」。我們身處數位化的時代，用簡訊取代書信、線上授課、視訊會議、電子檔文件比比皆是。印刷、實物製造的需求減少了，我們的生活看似環保不再排碳，但事實正好相反。所有的資訊都數位化，儲存、移動、處理和分析數據都需要能源提供強大而穩定的電力系統。研究更指出，世界各地的資料中心用電量占世界 2 %以上，產生的碳排放量與全球航空業相同。 近年來，各國紛紛響應 RE100 並制定相關綠能政策，提升了再生能源的使用以達到減碳目的。但夜晚沒有太陽能、風平浪靜沒有風能時，我們還是有用電的需求，所以短時間內，我們無法完全依賴再生能源。我們能做的，就是把再生能源用好用滿！搭配能源管理系統的應用，我們能夠根據再生能源的供應變化管理生產製程，自動排定在供給量大，電價相對較低的時段來運作。 舉例來說，機房雖然是 24 小時全年無休開著，但當在運算複雜的程序時，機器的耗電量就會增加。如果可以結合再生能源的發電數據，以及電網每小時的碳密集度變化，來調整機房的運作，像是太陽能產能高（白天）時進行高強度運算，夜晚則處理較微小的程序，如此以來不但能省錢，也可以在不影響企業運作下有效減少碳排量，達到環境永續，留給下一代一顆乾淨的地球。 能源提供了我們生活不同層面的便利性，開車上班，滑手機，洗熱水澡，吹冷氣。這些我們習以為常的生活，若是沒有了能源，也將化為烏有。我們對能源的依賴也隨著科技的進步越攀越高，但電力數據對我們而言，卻常是電費的「價錢」，而忽略了它的實用「價值」。未來，數據將定義我們的世界，因此，我們可以選擇，從現在開始了解、慢慢適應、接受。當我們學會智慧地運用數據，未來每一個人都更能期待自己，集合成改善世界的力量。 […]

導讀：地球暖化問題日漸嚴重，極端氣候也愈來愈常發生，因此推動綠能、綠建築已成世界各國的重要課題。在台灣，有不少知名的旅遊景點多是以節能減碳、環境永續理念打造而成的綠建築，但在一般住宅上呢？ 與台灣鄰近的日本，除早在 2016 年實施售電全面自由化外，為了貫徹能源革命，日本政府決定從購屋下手，讓民眾能用比購買正常房屋還優惠的價錢，入住高科技「零耗能住宅」。 說到「綠建築」，直覺聯想到的不外乎是如北投圖書館般的全木造建築，或是如同台東大學圖書館般，造型前衛富有設計感的概念型建築。但其實現在在日本，綠建築對於一般民眾而言，已經不是遙不可及的理想，而是選擇購屋時的選項之一囉! 這個選項就是零耗能住宅 (Zero Energy House, ZEH) 。 ZEH 最初是日本政府為了推廣再生能源，並減少無謂的能源消耗所制定。房屋建材與設計都是為了可以用最低的能源消耗，提供舒適的居住品質，因此特別注重建材隔熱保溫效果、採光面積。同時搭配太陽能板、蓄電池、能源管理系統，在陽光充足的情況下，可以輕易達成能源自給自足的零耗能目標! 重點是這些昂貴設備在各地方政府補助下，從施工費用到設備都可以申請補助，補助金額依照各地方政府有所不同，但幾乎都可以以市價的 7 折購入，算是相當優惠的價格。 ZEH 補助不再麻煩，一卡皮箱即刻入住 雖然補助優惠多多，但總還是會出現自家施工過程中，有遺漏而導致無法領取全額補助金，對於房貸一族也是不小的壓力。因此現在就有日本建商與家電業者聯手推出「零電費」的建築方案，一手包辦過程繁瑣的認證流程，住戶只要一卡皮箱就可以入住。 ▲ 新聞出處：「日本岐阜県多治見市，月付2980円而已就可以買到獨棟套房而且免付電費？」  (圖片僅供專欄示意，非當事房屋) 日本岐阜縣多治見市因高齡少子化而被列入「2040年消滅可能的都市名單」，為了對抗人口移出多治見市從去年就開始推動了一連串環保電力計畫。 其中針對零耗能住宅的「Free energy house」計畫，只需要月付 2980 日元就可買到獨棟套房，且 20 年免付電費。這套獨棟套房除了屋頂有架設太陽能板、能源管理系統，蓄電池，還有各式各樣的節能家電都包含在內 (熱水器、空調與照明等等)，而這些設備全部只需要首付 500 日元 ( 你沒看錯，只需首付 500 日元，約135 元台幣 ) 就可以供住戶使用，但機器的所有權歸管理公司所有，打造讓每個人都可輕鬆負擔自給自足的環保能源住宅。 首付 135 元就能入住「零耗能住宅」？ 看到這裡，相信已經有許多讀者在思考這麼划算的價格，這些業者到底在打甚麼如意算盤? 首先，在居家用電充足且蓄電池也充飽的情況下，管理公司可以將平日用不完的太陽能自由賣出，透過時間電價的高低價差賺取利潤。另外，住戶每個月付的 2980 日元（約 805 元）當然也是收入來源之一。再者，業者可以於建造房屋時，與當地的建商合作，並從中與建商獲得推薦收入。 最後當然是因為日本岐阜縣多治見市本身屬於偏鄉地區，因此土地取得成本較低，相同資本同入也較容易形成規模。 不過由於電力價格會隨著季節、時間、天氣、大型活動舉辦等多項因素變動，準確的判斷賣電的時間點是一項非常嚴苛的任務。因此除了設備外，負責控管所有電器的能源管理系統，必須具備隨時掌控家庭電力的使用情況的能力，盡可能將剩餘的電力高價賣出，低價買入才是獲利關鍵。 從家庭出發的能源革命，ZEH 建築背後的微電網思維 如上篇文章「【當地球愈來愈「任性」】電動車不僅改變汽車產業，更有望顛覆能源現狀」中所述打造具「容受力」及「恢復力」的韌性城市，並非依靠大電網集中調度電力可以完成。實現小區域的電力自給自足，不僅可以平穩用電尖峰。當發電量即將不足時，也可以透過個別區域卸載，透過自家蓄電池供電，來降低同一區域同時間的用電需求。 然而，這一切政策都概括在電力自由化的大前提之下，以上面的新聞為例，我們可以發現當電力市場開放，建商、家電廠商與太陽能業者都可以從提供產品的角度轉變為提供「能源服務」 (EaaS, Energy as a Service) 。藉由電力銷售(無論是賣太陽能電力給電力公司、或是賣電力給住戶)獲得穩定、可預測的收益來攤銷硬體設備成本。關於能源訂閱制服務，我們以後會再另外撰寫一篇文章說明。 透過普及化 ZEH 建築，每家每戶都可以成為電力供應鏈當中，調整力的一員。此時建築不在只是提供安心安全的住所，同時也是城市電網的保護傘之一，而我們可以從中獲得收益，讓房子自動幫你還房貸，聽起來是不是非常誘人呢! 未來當能源調度有更多元的手法可以應用，我們就可以不依賴單位成本較高的發電方式，可以說無論是電動車或是 ZEH 都是在為了未來再生能源占比 25% 甚至 30% 超前部屬，畢竟基礎設施並非一朝一夕可以全部汰換。 […]

2020 年夏末，美國加州被極端熱浪高壓壟罩，號稱「地球表面上最熱的地方」的「死亡谷國家公園」(Death Valley National Park) 甚至在 8 月 16 日測到攝氏 54.4°C 的極端高溫。而人口稠密的加州也因為熱浪面臨自 2001 年電力危機後最大規模的分區限電措施。我們不禁反思，當氣候變遷現象日益「任性」的同時，現代城市該如何保持穩定的能源「韌性」(resilence) 以維持民生需求呢？ 打造具「容受力」及「恢復力」的韌性城市 相較於傳統都市規劃以「物理加強」改善城市的「氣候防禦」以面對未來不可預測的衝擊，現代「韌性城市」(resilence cities) 概念則反其道而行，以調適 (adaptation) 為基礎，強調將城市面臨衝擊影響最小化的「容受力」、及面臨衝擊後迅速復原的「恢復力」。 同時，為緩和因氣候暖化帶來的極端氣候，各國對於能源使用均朝著綠能、減碳化 (decarbonization) 的目標行進，舉凡綠建築、電氣化交通的創能與耗能，皆成為城市政策及規劃的重點。但風能、太陽光電等再生能源受天候、季節、白天或黑夜的影響，發電廠無法 24 小時持續運作，其間歇性的特質成為城市供電的隱憂，所以政府積極發展儲能系統與設備，希望藉此強化再生能源的調度性與穩定性。 以上所提的儲能設備並不限於儲能電站與家用蓄電池，隨著電動車的普及化，其內建的蓄電池將突破空間限制，並穿梭於區域性電網，將有可能成為數量可觀的「移動式電力蓄洪池」。 「移動式電力蓄洪池」將成為容受力與恢復力不可或缺的載體 當減碳化思維吹進汽車產業，傳統車廠積極用「C.A.S.E」，即車聯網 (Connected)、自動化 (Autonomous)、共享化 (Shared)、電動化 (Electric) 的四大領域翻轉過往熟悉的產業樣貌，彭博財經 (BloombergNEF) 於《2020 年電動車汽車市場長期展望》預估 2040 年電動車將佔新車總市場 58%，亦預見了未來電動車將成為韌性城市的大規模能源儲存資源之一。 透過電動車的雙向電力轉換器，建築便可經由通訊系統與需量反應 (Demand Response) 對電動車形成「車輛到電網」(Vehicle-to-grid, V2G) 供電模式。讓電動車在城市電網緊繃時進行電力供給。 目前因 V2G 連結電網的技術及基礎設施還沒到位，一般車廠便將目光轉移至較單純的「車輛到家庭的供電」 (Vehicle-to-home, V2H)。經歷東日本大地震後多次限電政策後，日本車商便將 V2H 概念商品化，如日產 (Nissan) 的 Leaf 系列的電池容量可供家戶多日的電力需求，讓房屋從災難中的孤島，成為具有容受力與恢復力的韌性碉堡。 而具有「能源可視」、「用電診斷」、「智慧調控」、「數據加值」的能源物聯網便可在緊急時，扮演調度電動車蓄電池與房屋電力的角色。另外，平時能源物聯網也可即時蒐集與分析用電數據，對家庭的未來電力需求進行推估預測，並聰明地分配家庭尖峰與離峰的用電，以實現「削峰填谷」 (Peak cut) 的需求。 未來能源「調整力」的新因子 如前述，再生能源的間歇性發電特質將影響電網的穩定，因此發展「虛擬電廠」 (Virtual Power Plant, VPP) 整合再生能源與儲能設備，以提高能源「調整力」是目前能源業者積極發展方案之一。 未來在面對極端狀態時，虛擬電廠可透過城市級的能源物聯網，迅速調度分散各處的儲能設備與電動車蓄電池，以強化城市的容受力與恢復力。或許當「車聯網」、「自動化」、「共享化」完善電動車產業後，擁有「自駕功能的共享電動車」能成為更名副其實的「移動式電力蓄洪池」。當能源物聯網傳遞調度訊號時，電動車可自行從電力滿載的儲電場域到缺電的場域供電，不僅能維持電網平衡，也成為韌性城市中，容受力與恢復力的能源調度載體。從此「乘載人與物」的傳統交通工具定義將重新詮釋，衍伸出新的使用模式 。 另外，透過與 […]

▲2020「台電AI大數據運用競賽」，歷經6個月的議題、人才海選及隊伍媒合、訓練課程與專業顧問諮詢，成果發表會圓滿落幕。圖／台電提供 台電近年持續推動數位轉型及大數據分析應用，繼先前舉辦多場電力開放資料競賽，今年度「台電AI大數據運用競賽」9月起跑，首度聯手「AI國家隊」國家實驗研究院國家高速網路與計算中心(國網中心)，導入曾名列世界排名前20強的臺灣人工智慧超級電腦「臺灣AI雲」，14日舉辦成果發表會。 台電表示，今年競賽以永續台電為主題，聚焦聯合國永續發展目標，開放相關電力資料提供發想運用，吸引工研院、台大、成大、知名能源物聯網公司聯齊科技等專家團隊共同參與，將大數據投入於「推動電網建設」、「穩供低碳減排」與「強化關鍵技術」等應用，讓電網更智慧、供電更穩定！ 台電說明，今年大數據競賽自7月起進行百則議題票選及人才海選、隊伍媒合，歷時近半年，最終由台電供電、修護、核能、配電等相關單位及台大、成大等外部大數據專家，共57人組成7支菁英團隊。台電提供R語言、Python 資料科學、Tableau視覺化等訓練課程及3場專業顧問諮詢，國網中心更特別安排駐隊工程師技術支援。 台電表示，同仁現場實務中累積許多檢測數據，期望結合AI大數據的資料分析與應用，提升供電可靠性。今年參賽團隊將大數據導入供電、發電及輸配電領域，參賽議題包括「輸電線路容量預測」、「電廠循環管線劣化檢測」、「工程安全監視」、「用戶意見回饋導入自然語言分析」、「用戶資料分析引導智慧用電」、「最佳化變電所通風設計」、「潛力人才推薦模型」。 昨日活動台電由董事長楊偉甫代表出席，另邀請行政院科技會報執行秘書蔡志宏、國網中心副主任林錫慶、聯齊科技執行長顏哲淵等貴賓參與。評審團由行政院科技會報「建構民生公共物聯網計畫推動小組」召集人呂忠津、「天氣風險管理開發公司」總經理彭啟明及「台灣人工智慧學校」代理執行長蔡明順，以及「台灣人工智慧實驗室」執行長林雅萍等AI大師組成，現場選出冠軍「熱線你和我」隊、亞軍則由總分不分軒輊的「敏捷成軍」隊及「賀立雞群 四海昇平」隊並列，並由台電高屏供電區營運處獲得單位精神總錦標獎。 台電表示，本屆大數據運用競賽冠軍由台電供電單位組成的「熱線你和我」隊一舉拿下，由於輸電線路的容量預測在精進電力調度上扮演重要因素，台電供電單位利用近2萬3千筆實測數據加入風速、溫度等天氣條件於輸電線路容量預測模型中，使分析結果更貼近實際數據，並透過監測，提前發現異常線路，準確性更高達96.6%，可作為事故後復電之轉供參考依據。 台電進一步表示，亞軍「敏捷成軍」隊，以「智慧生活 電電照顧你」為題參賽，題材新穎且未來可應用於需量反應上而備受評審青睞。近年需量反應議題正夯，如何轉移用電尖峰成為專家們的新課題，而由台電新開室、資訊處、業務處、配電處、成功大學及聯齊科技公司組成的團隊，對台電女子666宿舍的住民進行問卷調查，針對個別住戶對食物、娛樂、生活用品上的喜好，投放廣告優惠訊息，並統計其出門意願，正向反應量高達57.58%。 另外，電廠循環系統為穩定運轉之關鍵要素，而本次同樣拿下亞軍的「賀立雞群 四海昇平」隊，利用逾300萬筆電流檢測資料，建立電廠循環系統管線腐蝕、薄化等缺陷之判讀模型，準確率高達95%，可縮短維修作業時間，大大提升運維效率! 本文轉載自中時新聞網