【撰文／王岫晨】
能源管理是物聯網重要的組成要素之一，
而將能源進行智慧化自主分配，更是打造物聯網的關鍵任務，
配合分散式再生能源網路，將在實體世界掀起數位革命。
物聯網存在的主要目的，是讓萬物都能透過網路的連接，方便識別和管理，甚至進一步自主運作。在物聯網的架構之下，『物』都將透過感測節點和通訊連線來與互聯網連接，而『人』則可便利地進行控制和管理這些物，以方便並提昇人們的生活、生產乃至整個社會的發展。
這樣的概念，用在智慧城市的框架之下，是非常適合的。特別是智慧城市的能源網絡，所需要的正是物聯網這樣的精神：自主管理、有效分配、聰明使用。
事實上，能源管理是物聯網重要的組成要素之一，大到整個國家與城市的輸送電網，小到一個建築物中的配電節能系統，都可以涵蓋在物聯網的能源管控範疇之中。
能源的節約與分配
目前物聯網最常被提起的應用，正是智慧家居環境之下的智慧電表。Silicon Labs亞太區MCU資深行銷經理彭志昌表示，與傳統的電表相比，新一代的智慧電表所能做的，可不只是測量電量與功耗而已這麼簡單，還能讓消費者家裡的電表與電力公司即時連線，被動分析即時用電資訊，且主動進行用電調節。
例如在電費較為昂貴的用電尖峰時段，逕行關閉或調降高耗能的電器產品，例如冷氣等。這種作法，不僅可消極地節省家庭電費方面的支出，更可積極減輕電力公司的供電壓力，特別是尖峰用電時間的負載量可減輕不少。
更重要的是，物聯網還可將整個電網中的電力進行重新分配，這規模可從一個家庭、一個社區、一個城市到整個國家，甚至是國與國之間的跨國電力輸送。
簡單來說，在同一電網中，一定有些用電較為密集的區域，也一定有些地區較為寬裕。又有些地區可以自行產生電力，有些地方則需電孔急，物聯網就可針對這些不同地區的用電需求，來進行重新分配與管理。
在物聯網的能源網絡之下，電能過剩的區域，就可將多餘的電力轉往需求更高的地方，例如夏季白天的商業區域，用電需求可能是其他區域的好幾倍，而此時住宅區的用電量則大為減低，甚至部分住宅還因為擁有自行發電的能力（如太陽能發電）而擁有多餘電力。此時就可以將住宅區的用電大量轉往商業區，來減輕電廠的供電負擔。
能源的有效分配，讓每一度的電力都能在最低的成本之下，達到最大的使用效益。不論是家庭用電、社區配電、城市供電、或者國家電力網絡，甚至國與國之間的電力販賣與輸送，在物聯網的架構之下，都能讓電網發揮出更大的價值。
在物聯網與再生能源結合之下，全球的電網是平的!
台灣物聯網聯盟副秘書長何明豐指出，將能源進行智慧化的自主重新分配，是物聯網的終極目標。當然這一切願景的實現，都還是要等這些『物』的智慧能力達到一定的可靠度才行。畢竟要是在分配的過程中出了差錯，導致需電的區域缺電，不需電的區域電力過剩，可就失去了原有的美意。
而且，在『物』自主控制的過程中，必須能不受到駭客的攻擊與侵擾，亦即電網不會成為一種被脅迫利用的工具與對象。否則未來的恐怖攻擊，就像電影中那樣由駭客直接控制網路，進而擾亂整個國家的日常生活秩序，反而會讓一般百姓對於物聯網的電力網絡產生恐懼，這可不是一件好事。
要能有效降低能源的成本，最好的解決方案，
其實就是以再生能源搭配物聯網的使用。
智慧程度是成敗關鍵
在物聯網中的能源網絡，除了要有效的生產與分配之外，節能也是十分重要的一環，畢竟沒人希望物聯網成為消耗電力的怪獸。根據梅特卡夫定律（Metcalfe’s Law），網路的價值正比於網路節點數的平方。這些節點說穿了，其實就是遍布於物聯網終端應用環境之中的各式感測器。梅特卡夫認為，與其為了應用物聯網而特別去設置物聯網，倒不如讓『物』自己來做它們本來就該做的事。
舉例來說，不論居家環境或者辦公室中，都有許多的裝置是不斷地在消耗電力的，例如電視、電燈等。這些設備有時候既使無人使用，仍然繼續開啟著，持續耗用電能，最多能夠吃掉家庭總用電量的15%。而物聯網的美意，當然是希望能讓這些吃電怪獸在無人使用的狀況下，能夠自行偵測、並自動關閉，達到節能的效用。
只不過，如果為了要為了實現物聯網的目的，而特地在室內環境安裝各種感測器（溫度感測、動作感測、影像感測），來檢查該空間中是不是有人，並以此來決定是否要關閉電源，怎麼看都是一件不划算的事情，畢竟安裝這些感測設備的成本，可能並不低。
物聯網的設計，是分散式的，是相互合作、夥伴導向的，透過橫向的連結，來達到規模經濟的最大化。
但是，如果這個電燈或者電視，能夠在不另行安裝感測器的狀況下，自行透過網路來連結並控制既有的感知系統（例如透過家庭安全系統的感測器、或門口的人行出入偵測器），以判斷目前該空間是否有人，並決定是該繼續供電或者直接關閉電源，如此不僅能夠省去基礎設備的安裝成本，也才能發揮出物聯網的真正價值：自行感知、自行運作的智慧能力。
邁向零邊際成本的綠色能源
物聯網結合能源的應用，最重要的目的，還是在於讓能源建置與產生的成本，能夠降到最低。而要能有效降低能源的成本，最好的解決方案，其實就是以再生能源搭配物聯網的使用。著有《零邊際成本社會》（The Zero Marginal Cost Society）的作者Jeremy Rifkin便指出，目前在歐洲，已可製造出接近零邊際成本的太陽能和風力等再生能源，可見這已經不再只是理論而已。
事實上，包括太陽能與風力發電技術的建置成本，目前都還偏貴。不過，就和電腦晶片一樣，再生能源的價格也正經歷著革命性的變化曲線。在1960年時，電腦晶片的價格是無法想像的昂貴，正如同1970年時太陽能發電的成本一樣，每1W高達60美元，然而今日，太陽能發電的成本已經降至66美分每W，而且還在下降。這些科技，都在經歷一個20年週期的指數曲線，未來將會向我們目前所擁有的手機一樣便宜。
Jeremy Rifkin認為，在這整個過程中，邊際成本就是觀察的指標。當在屋頂上安裝太陽能板，或架設風力發電機組的同時，要能夠達到固定成本的回收，通常需要3~8年的時間。只不過，就邊際成本來看，在安裝好這些再生能源設備的當下，邊際成本就趨近於零了。因為不論陽光、風力、地熱、潮汐與生質能，都是免費且源源不絕的能源。
能源產業的顛覆性革命
德國一向都是再生能源發展最積極的國家。在7年時間的努力之下，目前德國已綠色能源的使用比重已經達到25%，預計再過四年將達到35%。這些綠色能源的來源，就是上百萬間擁有太陽能發電設備的建築物，包括中小企業，與自有住宅，這些建築都在生產電力，它們都是微型電廠。
儘管單一建築物上所能獲取的能源雖然少，但聚少成多，上百萬的小參與者，再以合作的方式將能源聯繫在一起，再生能源加上物聯網，就可製造出邊際成本趨近於零的能源電網結構。
物聯網的設計，是分散式的，是相互合作、夥伴導向的，透過橫向的連結，來達到規模經濟的最大化。這樣的模式，有可能讓大型的能源企業提早消失，過去只發生在唱片業、媒體業的狀況，未來都將一步步發生在能源產業上。
觀察目前德國的大型電力公司包括EnBW、E.ON等，所提供的新電力已經少於7%，並且還在不斷地降低，已經稱不上有規模，甚至可能在7年內就消失了。這就好像是上百萬年輕人分享音樂，使得唱片業逐漸凋零；或者幾百萬人在維基百科分享知識，抹殺掉了大英百科全書。目前這種正發生在德國綠色能源上的事，用『顛覆性革命』（Disruptive Revolution）這個詞來形容最為恰到。
在物聯網中的能源網絡，除了要有效的生產與分配之外，節能也是十分重要的一環。
結語
在德國，當做到10%的綠色能源時，也創造出35萬個工作機會。未來，將進一步建立並改變整個能源系統，從石化燃料和核能，都將轉變為可再生能源，而全球的每一棟建築也都將成為一座微型電廠。再生能源的顛覆性革命，正在發生，也正在改變整個世界。在未來的30到40年，這樣的建設，將會不斷地進行。而深入生活各角落的物聯網，就是整個革命過程中，最終的產物。
