能源管理是物联网重要的组成要素之一，

而将能源进行智能化自主分配，更是打造物联网的关键任务，

配合分布式再生能源网络，将在实体世界掀起数字革命。

刊头

物联网存在的主要目的，是让万物都能透过网络的连接，方便识别和管理，甚至进一步自主运作。在物联网的架构之下，『物』都将透过感测节点和通讯联机来与互联网连接，而『人』则可便利地进行控制和管理这些物，以方便并提升人们的生活、生产乃至整个社会的发展。

这样的概念，用在智能城市的框架之下，是非常适合的。特别是智能城市的能源网络，所需要的正是物联网这样的精神：自主管理、有效分配、聪明使用。

事实上，能源管理是物联网重要的组成要素之一，大到整个国家与城市的输送电网，小到一个建筑物中的配电节能系统，都可以涵盖在物联网的能源管控范畴之中。

图二 : 物联网的设计，是分布式的，是相互合作、伙伴导向的，透过横向的链接，来达到规模经济的最大化。

能源的节约与分配

目前物联网最常被提起的应用，正是智能家居环境之下的智能电表。Silicon Labs亚太区MCU资深营销经理彭志昌表示，与传统的电表相比，新一代的智能电表所能做的，可不只是测量电量与功耗而已这么简单，还能让消费者家里的电表与电力公司实时联机，被动分析实时用电信息，且主动进行用电调节。

例如在电费较为昂贵的用电尖峰时段，径行关闭或调降高耗能的电器产品，例如冷气等。这种作法，不仅可消极地节省家庭电费方面的支出，更可积极减轻电力公司的供电压力，特别是尖峰用电时间的负载量可减轻不少。

更重要的是，物联网还可将整个电网中的电力进行重新分配，这规模可从一个家庭、一个小区、一个城市到整个国家，甚至是国与国之间的跨国电力输送。

简单来说，在同一电网中，一定有些用电较为密集的区域，也一定有些地区较为宽裕。又有些地区可以自行产生电力，有些地方则需电孔急，物联网就可针对这些不同地区的用电需求，来进行重新分配与管理。

在物联网的能源网络之下，电能过剩的区域，就可将多余的电力转往需求更高的地方，例如夏季白天的商业区域，用电需求可能是其他区域的好几倍，而此时住宅区的用电量则大为减低，甚至部分住宅还因为拥有自行发电的能力（如太阳能发电）而拥有多余电力。此时就可以将住宅区的用电大量转往商业区，来减轻电厂的供电负担。

能源的有效分配，让每一度的电力都能在最低的成本之下，达到最大的使用效益。不论是家庭用电、小区配电、城市供电、或者国家电力网络，甚至国与国之间的电力贩卖与输送，在物联网的架构之下，都能让电网发挥出更大的价值。

台湾物联网联盟副秘书长何明丰指出，将能源进行智能化的自主重新分配，是物联网的终极目标。当然这一切愿景的实现，都还是要等这些『物』的智能能力达到一定的可靠度才行。毕竟要是在分配的过程中出了差错，导致需电的区域缺电，不需电的区域电力过剩，可就失去了原有的美意。

而且，在『物』自主控制的过程中，必须能不受到黑客的攻击与侵扰，亦即电网不会成为一种被胁迫利用的工具与对象。否则未来的恐怖攻击，就像电影中那样由黑客直接控制网络，进而扰乱整个国家的日常生活秩序，反而会让一般百姓对于物联网的电力网络产生恐惧，这可不是一件好事。

图一 : 在物联网与再生能源结合之下，全球的电网将是平的！

要能有效降低能源的成本，最好的解决方案，

其实就是以再生能源搭配物联网的使用。

智能程度是成败关键

在物联网中的能源网络，除了要有效的生产与分配之外，节能也是十分重要的一环，毕竟没人希望物联网成为消耗电力的怪兽。根据梅特卡夫定律（Metcalfe’s Law），网络的价值正比于网络节点数的平方。这些节点说穿了，其实就是遍布于物联网终端应用环境之中的各式传感器。梅特卡夫认为，与其为了应用物联网而特别去设置物联网，倒不如让『物』自己来做它们本来就该做的事。

举例来说，不论居家环境或者办公室中，都有许多的装置是不断地在消耗电力的，例如电视、电灯等。这些设备有时候既使无人使用，仍然继续开启着，持续耗用电能，最多能够吃掉家庭总用电量的15%。而物联网的美意，当然是希望能让这些吃电怪兽在无人使用的状况下，能够自行侦测、并自动关闭，达到节能的效用。

只不过，如果为了要为了实现物联网的目的，而特地在室内环境安装各种传感器（温度感测、动作感测、影像感测），来检查该空间中是不是有人，并以此来决定是否要关闭电源，怎么看都是一件不划算的事情，毕竟安装这些感测设备的成本，可能并不低。

但是，如果这个电灯或者电视，能够在不另行安装传感器的状况下，自行透过网络来链接并控制既有的感知系统（例如透过家庭安全系统的传感器、或门口的人行出入侦测器），以判断目前该空间是否有人，并决定是该继续供电或者直接关闭电源，如此不仅能够省去基础设备的安装成本，也才能发挥出物联网的真正价值：自行感知、自行运作的智能能力。

迈向零边际成本的绿色能源

物联网结合能源的应用，最重要的目的，还是在于让能源建置与产生的成本，能够降到最低。而要能有效降低能源的成本，最好的解决方案，其实就是以再生能源搭配物联网的使用。着有《零边际成本社会》（The Zero Marginal Cost Society）的作者Jeremy Rifkin便指出，目前在欧洲，已可制造出接近零边际成本的太阳能和风力等再生能源，可见这已经不再只是理论而已。

图三 : 在物联网中的能源网络，除了要有效的生产与分配之外，节能也是十分重要的一环。

事实上，包括太阳能与风力发电技术的建置成本，目前都还偏贵。不过，就和计算机芯片一样，再生能源的价格也正经历着革命性的变化曲线。在1960年时，计算机芯片的价格是无法想象的昂贵，正如同1970年时太阳能发电的成本一样，每1W高达60美元，然而今日，太阳能发电的成本已经降至66美分每W，而且还在下降。这些科技，都在经历一个20年周期的指数曲线，未来将会向我们目前所拥有的手机一样便宜。

Jeremy Rifkin认为，在这整个过程中，边际成本就是观察的指针。当在屋顶上安装太阳能板，或架设风力发电机组的同时，要能够达到固定成本的回收，通常需要3~8年的时间。只不过，就边际成本来看，在安装好这些再生能源设备的当下，边际成本就趋近于零了。因为不论阳光、风力、地热、潮汐与生质能，都是免费且源源不绝的能源。

能源产业的颠覆性革命

德国一向都是再生能源发展最积极的国家。在7年时间的努力之下，目前德国已绿色能源的使用比重已经达到25%，预计再过四年将达到35%。这些绿色能源的来源，就是上百万间拥有太阳能发电设备的建筑物，包括中小企业，与自有住宅，这些建筑都在生产电力，它们都是微型电厂。

尽管单一建筑物上所能获取的能源虽然少，但聚少成多，上百万的小参与者，再以合作的方式将能源联系在一起，再生能源加上物联网，就可制造出边际成本趋近于零的能源电网结构。

物联网的设计，是分布式的，是相互合作、伙伴导向的，透过横向的链接，来达到规模经济的最大化。这样的模式，有可能让大型的能源企业提早消失，过去只发生在唱片业、媒体业的状况，未来都将一步步发生在能源产业上。

观察目前德国的大型电力公司包括EnBW、E.ON等，所提供的新电力已经少于7%，并且还在不断地降低，已经称不上有规模，甚至可能在7年内就消失了。这就好像是上百万年轻人分享音乐，使得唱片业逐渐凋零；或者几百万人在维基百科分享知识，抹杀掉了大英百科全书。目前这种正发生在德国绿色能源上的事，用『颠覆性革命』（Disruptive Revolution）这个词来形容最为恰到。

结语

在德国，当做到10%的绿色能源时，也创造出35万个工作机会。未来，将进一步建立并改变整个能源系统，从石化燃料和核能，都将转变为可再生能源，而全球的每一栋建筑也都将成为一座微型电厂。再生能源的颠覆性革命，正在发生，也正在改变整个世界。在未来的30到40年，这样的建设，将会不断地进行。而深入生活各角落的物联网，就是整个革命过程中，最终的产物。