2008年10月。加拿大西部大城市温哥华市内召开了一场无线网络技术团体的内部会议。该会议每4个月召开1次,因全球无线业内人士云集而闻名。在此次会议上,出席的无线IC厂商负责人意识到一个变化:出席者中包括了PG&E公司(Pacific Gas and Electric,太平洋天然气与电力公司)和SCE公司(Southern California Edison,南加州爱迪生公司)等多家美国电力巨头的主管。
PG&E公司是加利福尼亚州北部地区最大的天然气和电力供应商。拥有水力、火力、核能、太阳能等各种发电设施。SCE公司则是加利福尼亚州南部地区最大的电力商。 DSM(demand side management)是指推动电力需求量均衡化的各种措施。这里指电力商控制需求方。
美国电力商负责人参加无线通信技术会议自有其理由。目前美国电力商正在竞相涉足电表无线化。而且计划实现的并非是通过手机网络远程读取仪表统计值的旧有“广域型无线”功能,而是在电表中嵌入几十~100m左右的近距离无线功能。
与电表近距离无线连接的对象包括空调、照明、温度计、安全装置等家庭和办公场所内的电器设施。该功能实现后,电力商可以使用电表,经由网络进行管理。以电表为核心,在家庭和办公场所内架设起局域无线网络。
电力商把包含此类先进仪表在内的系统称为“AMI(advanced metering infrastructure)”或“Smart meter(智能仪表)”。加利福尼亚州计划在未来将大约2500万台电表更换为AMI对应型。
通过无线连接电表和家中电器的目的在于管理家中电器的能源使用量。首先使家中能源使用情况“可视化”,向用户提供并督促其节电。然后争取使电力商能够通过网络控制改变空调温度设定,即“DSM(demand sidemanagement)”。
分散电力需求高峰
需求控制是降低电力需求峰值的候选方法之一。目前,电力商已经通过分时段设定电费的方式,把电力需求从昼间向夜间段分散。
智能仪表的导入有望成为实现需求控制的有力手段。电力商认为,如果利用智能仪表汇总的信息,向用户提供家中各电器的用电量,那么就能够唤起用户“希望减少每月电费”的需求,降低电力需求峰值。
而且,通过向家庭用户提供能源使用的咨询服务,还可以赢得用户。在电力服务自由化程度发达的美国,由于电力商之间竞争激烈,因此积极导入新服务的商家较多。
未来,电力商在昼间等电力使用峰值期远程开关用户家中的电器,从而限制电力需求量的功能也有望得到实现。电力商将为接受远程控制的用户降低电费,通过此类方式推动该功能的普及。
电力商在远程控制用户电器的用电时有可能产生侵犯用户隐私等方面的问题。为了使用户可以不必使用此类服务,保障用户权益的法律已经出台。
专用网络标准也将问世
为了满足上述用途,美国电力商在2008年上半年制定了通过电表控制家用电器的标准配置“OpenHAN(homearea network)”。OpenHAN可以使用各种网络技术作为物理层,并且规定了控制家中电器设施的应用软件执行所需API。除前述的PG&E公司和SCE公司外,美国电力公司(American Electric Power)、底特律爱迪生(Detroit Edison)等美国电力巨头也是制定标准的核心企业。
OpenHAN标准的电表将首先由环境先进地区——加利福尼亚州的电力商导入。PG&E公司和SCE公司将从2009年开始,陆续导入约1500万台和约500万台。
新网络渠道
使用智能仪表控制电器用电后,电力商的总发电量究竟能够降低多少尚不可知。温室气体减排效果究竟有多少就更难说。
对于电子厂商而言,这一系列动向中最为重要的是智能仪表等硬件商机、以及家中出现的新网络渠道。电力商将配合电表的更换时间,逐步向家庭内导入支持OpenHAN的先进仪表。仪表的更换不会产生用户的成本负担。配备网络控制功能的电表将逐渐向消费者家庭普及。
空调、照明、安全装置、白色家电的开发厂商不会不利用这些基础设备。这样“遵循OpenHAN标准”就有望成为电器的附加值。如果在北美的普及速度加快,那么,支持OpenHAN甚至可能成为白色家电等产品的必备功能。
除电力商外,该网络估计还会对外开放。电力商希望各网络服务商提供面向家庭的新服务。例如家中电器的远程控制服务和安全服务等。当此类服务的使用得到普及后,电力商就可以作为基础设施供应商扩大收益。
网络风险公司开始出现
美国已经出现了多家以利用上述基础设施为前提的服务公司。其中最受关注的是由开发Web内容编辑工具行业标准“Flash”的技术人员在加利福尼亚州创建的风险公司Greenbox Technology。
该公司提供的是面向家庭用户、基于Web的能源管理系统。该系统能够以图形的形式,在Web图像中显示家中各电器的电力使用情况,实时显示每个电器的电费。而且,使用该系统后,用户可以轻松掌握“空调温度设定提高2℃可以使每月节省多少电费”等情况。
而且,根据电力使用值换算的温室气体排放量、周边地区的平均用电量与用户家庭用电量的对比也能够实现。
白色家电将成为连接对象
在此之前,家中的电器网络一般以音乐和视频内容的交换为中心,主要面向AV电器。而智能仪表网络化的中心是空调、冰箱等此前为家庭网络化大潮所遗漏的白色家电。白色家电的网络化虽然还面临诸多疑问,但随着智能仪表的问世,其可行性有望得到飞升。“在外出时掌握冰箱内的情况”、“通过手机操作切断忘记关闭的照明器具电源”等用途将借助智能仪表得到实现。
把家中的电器设施与电表无线连接需要无线收发IC。其市场将达到电表数量的n倍规模。如果安装范围扩大到空调、冰箱、各类传感器、照明器具,那么其市场规模将十分庞大。甚至有看法认为:“仅美国就会产生数量超过10亿的无线IC市场”(某无线通信用IC厂商负责人)
不仅限于美国
通过嵌入无线功能等方式实现仪表先进化的动向不仅限于美国。虽然先进程度不及美国,但全球各地对于嵌入广域无线连接功能、远程读取仪表数值等功能的需求正在上升。
以欧洲为例,很多国家都广泛使用了远程自动读取功能。其目的是提高仪表读取效率。“AMI除了在美国普及程度较高外,在欧洲地区也备受关注,相关动态日趋活跃”(松下Home Appliance公司信息元件业务单元业务推进部商品企划组组长西井元一)。在欧洲、中国、澳大利亚等地区,AMI相关的业务也在如火如荼地开展。
时至今日,日本也出现了积极的举动。关西电力于2008年宣布,该公司将把辖区内1200万台电表陆续更换为配备无线功能的智能型。除远程自动读取仪表统计值外,还将统计家中电器的能源使用费,向用户提供能源使用咨询服务。这也是日本国内电力商首次明确发布如此大规模的先进仪表导入计划。
关西电力将把辖区内的1200万台电表陆续更换为名为“新计量系统”的新型仪表。该公司已开始使用3000台这种仪表进行实验。但更换1200万台的年限没有公开。对于普通电表,机械式的使用年限为30年,而电子式为10年。假如更换在10年内全部完成,那么仅关西电力每年就会产生120万台配备无线功能的电表的需求。