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电网智能美国美国欲掌控智能电网标准关联半导体市场

向低碳社会挺进的美国打算控制智能电网领域的主导权,并声称将为此竭力取得智能电网的国际标准。目前,NIST(美国国家标准技术研究所)已开始与日本经济产业省展开标准化讨论,而且IEC(国际电工委员会)也在美国主导下展开了研究。包括政府保证的额度在内,美国准备向可再生能源等绿色产业投入 1000亿美元的资金,力争在2020年之前将温室气体比2005年削减14%。这一目标的实现要依靠节能、可再生能源及环保汽车(插电混合动力车)为主力军,而作为可为此提供依托的基础设施,智能电网被寄予了厚望。

  对标准的掌控将成为利润的源泉

  像智能电网这样的业务,不掌握标准就很难获得利益。日本的数字电视、导航仪及手机等就是其中的典型。日本尽管在这些技术和产品上处于世界一流水平,但由于一直未取得国际标准,因此从开展全球业务的角度来看,并不成功。日本要想在电网方面取得国际标准,需要将配电电压设定为与全球标准统一的 230V。日本的电网具有很高的可靠性,每个用户的年事故停电时间只有19分钟,远远短于美国的97分钟,法国的51分钟,英国的88分钟。而且,整个国家的节能意识也很强,推出了夜间廉价电力等多种选择,促进了用户的错峰用电。

  不过,美国已有多家企业开始涉足智能电网的基础设施业务。比如,美国通用电气(GE)已开始与美国谷歌合作,并由谷歌发表了称为“Google Power Meter”的智能电表。该装置可安装在家庭及办公楼的电表上,经过互联网来进行确认和分析,而且将来还有望通过网络来控制用电量。另外,谷歌可能还在考虑一种新的业务模式,就是为用户免费安装智能电表,然后从通过网络控制用电量而节省下来的电费中提取一部分作为谷歌的收入。

  日本将智能电网误解为单纯的新一代电网。而美国则将智能电网当作旨在利用可再生能源的新型基础设施,并认为还可将其用作新型信息基础设施,由此实现“信息包围下的社会(Ambient Society)”。换句话说,智能电网并非只是单纯改变配电设施,设置计测功能高的智能电表就行了,而是要连同电网以及能够在电网上开展什么样的服务及业务在内,进行全面考虑。如果这样理解的话,目前具有高可靠性的日本现有电网也可能会在瞬间陷入落后局面。

  智能电网可生产巨大的业务机会。美国能源部的报告指出,“智能电网具有4倍于其投资额的社会效益。具体而言,虽然今后20年内需要进行1650 亿美元的投资,但由此带来的社会效益却可达到6380亿~8020亿美元”。目前谷歌已开始涉足增长迅速的智能电网软件业务,发表了以数分钟为单位来显示各家电用电量的家用Web应用程序的试制版。谷歌认为,通过使能源使用量实时可视化,可激发用户节约用电的意识,促使其改变用电行为,从而平均减少 5~15%的用电量。

  智能电网关联半导体到2030年将形成7万亿日元的市场

  下面来分析一下智能电网所使用的半导体。首先,智能电表被设置在最贴近生活的地方,但却需要配备MCU(微控制器)、应用处理器和 RF(Radio Frequency)及PLC(Power Line Communications)等通信芯片。其次,正在顺利进入家庭的太阳能发电系统也要采用作为重要部件的变频器。太阳能发电虽然产生的是直流电,但却可通过变频器转换成固定频率的交流电进行供电。一个太阳能电池最高只有0.5V左右的电压,因此需要多个串联起来用变频器转换成100V交流电。变频器在交流发电但发电量等不稳定的风力发电中同样很重要。

  另外,将来各种各样的电力估计会相互买卖,并入同一电网。这时就需要使用能够充分进行传输管理的电力路由器。通过电力路由器,可一边对频率不同的电力进行转换及调整,一边收集电力数据包,而后或暂时蓄电,或进行所需负荷的传输。这一过程也需要使用功率半导体。考虑这些因素的话,预计智能电网相关半导体的需求到2020年将达到1.1万亿日元,到2030年将达到约7万亿日元。

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