電業新趨勢：北美、歐洲與亞太地區數位轉型(上)

陳中舜* 吳威**

(中華經濟研究院副研究員* 輔佐研究員**)

壹、前言

　　電業數位化已成為全球電業發展的新趨勢，根據BNEF2023年及2024年上半年的調查數據顯示，2023年全球電業數位化專案與合作案共計210件，較2022年成長36%，創下歷史新高(如圖1)。全球電業的數位化投資重心已從傳統的發電側轉移至「電網側與需求端」。其中，分散式能源管理系統（DERMS）與虛擬電廠（Virtual Power Plants, VPPs）各占 22%，合計近半數之比重。這反映出電業正透過數位軟體將分散的資源（如屋頂太陽能、儲能系統）整合成可調度之「彈性資源」，以應對未來系統與市場可能之挑戰。

　　在2023 年全球電力數位化計畫中，約有三分之一與電網相關，這些技術對於強化電網韌性、調節尖峰負載至關重要，且成為應對極端天氣與高峰負荷的關鍵手段。2024 年上半年，開發資料分析軟體則成為企業投資最密集的領域，占所有電力數位化專案的32%，高於 2023年的25%。相關軟體應用包括建構電網數位孿生（Digital Twin）以優化管理，以及運用人工智慧（AI）模型預測電力需求、氣象條件與潛在的野火風險。

　　BNEF 預期，未來電業在資料分析軟體開發的占比將持續擴大。2024年啟動的歐洲 TwinEU 計畫即為具體代表，該計畫投入約2,740萬美元，目標是打造一套能統合歐洲電網的數位孿生系統，支撐電網的可視化、韌性與系統規劃，為歐洲電網邁向智慧化奠定根基。

　　目前數位化在各標竿電業中已逐漸深入至發、輸、配、售等各個環節，成為加強電網韌性與穩定、推動能源轉型的關鍵工具。隨著投資重點與法規要求轉向資料分析及智慧控制，未來電力產業的競爭力，將愈發取決於其數據整合與即時決策的能力。

  圖1  2023年電網數位化各技術占比
(資料來源：BNEF，本研究團隊整理)

貳、北美、歐洲與亞太地區的發展概述

一、北美發展概況

　　在電力數位化的區域分布上，北美 2023 年的占比位居全球之冠（45%），其次為歐洲（29%）與亞太地區（20%）。美國的計畫中有超過半數仍處於專案規劃、試點或研究階段，其主要由美國能源部（DOE）《電網韌性與創新夥伴計畫（GRIP）》所帶動。該計畫於 2023 年 10 月釋出首輪 35 億美元資金，促使 2023 年美國 30% 的電力數位化計畫獲得 GRIP 資助。例如，美國電力公司（AEP）即獲得 2,780 萬美元的補助，用於推動先進配電管理系統（ADMS）與 DERMS。

　　此外，北美在電網資安（占全球 60%）及感測器（占全球 50%）領域有龐大投入。其資安領先地位，主要歸因於政府積極制定關鍵基礎設施資安法規與國家標準。例如，美國 2023 年發布的《國家資安策略》重點包括保護關鍵設施、提供經濟誘因，並支持產學合作與人才發展 。

　　為因應電力需求的快速增加，川普政府於 2025年 4 月公布了《加強美國電網韌性與安全》行政命令。該命令規定，當營運商判斷有必要採取限電措施時，可允許程序簡化並立即實施。同時要求建立通用的備轉容量計算方法，在保證電網韌性的前提下提高發電資料的透明度 。在數位化實施路徑上，美國電力公司以往傾向購買現成軟體，但此情況正在改變（如圖2）。

　　如圖2所示，北美公用事業的數位化實施路徑正經歷由單純「外部技術採購」轉向「共同開發（Co-development）」的策略轉移 。受聯邦政府《電網韌性與創新夥伴計畫》（GRIP）的大規模資金挹注影響，數位化專案高度集中於強化電網韌性、資安防護與先進配電管理系統 。雖然有智慧型電表（AMI）等成熟技術，業者仍以引進外部廠商解決方案為主，但在人工智慧預測、虛擬電廠（VPP）與分散式能源管理系統（DERMS）等新興領域，電力公司傾向與微軟等科技巨頭或 AI 新創建立深度夥伴關係，藉此內化關鍵研發能力，確保電力系統的穩定性 。

　　隨著數位化成為策略核心，企業開始培養內部能力並與科技公司共同開發技術。例如 2023 年，太平洋瓦斯與電力（PG&E）、施耐德電機與微軟合作開發並部署雲端 DERMS，提升了分散式能源( DERs) 的可視化、併網程序及車輛到電網（V2G）的協調效率。2024 年 6 月， AES電力與 AI Fund 合作成立 AI 新創企業，初期將開發可預測再生能源與儲能輸出的模型，支援調度模擬。

綜上所述，近期北美電業數位化重點如下：

(一)政策資金引導投資：受 GRIP 計畫帶動，推升先進配電與分散式資源計畫。

(二)重視資安與韌性：透過資安策略與 2025 年行政命令，強化基礎設施保護與資料透明度。

(三)由外部採購轉向共同開發：建立內部數位團隊並與科技巨頭或 AI 新創建立夥伴關係。

圖2  2024上半年北美公用事業數位化進程
(資料來源：BNEF，本研究團隊整理)

二、歐洲發展概況

　　歐洲 2023 年的計畫數量較 2022 年成長 60%，達 60 件。資料分析軟體為其發展重點（占 28%），包含電網數位孿生與 AI 預測。例如挪威 Elvia 與西門子合作建立數位孿生系統，強化監控與停電管理。

　　歐洲亦重視數位基礎設施，特別是區塊鏈於資料交換的應用 。例如比利時 Elia Group 與 Powerledger 合作點對點電力交易（P2P）試點，探索提升電網靈活性的技術潛力。這些技術有助於英、法、荷、瑞、義等國解決負載限制問題。

　　歐洲電力公司近年積極自主開發系統，並藉此成立數位子公司（如圖3），如德國 E.ON 的 EON One 與義大利 Enel 的 Gridspertise。儘管電網數位孿生仍面臨數據與感測器建模的挑戰，但歐盟已透過 TwinEU 計畫與《能源系統數位化行動計畫》推動相關進展。內部能力的提升也支撐了更複雜技術的研發，例如法國 Engie 設有專屬實驗室，開發可偵測風力葉片缺陷的無人機與機器人。

　　如圖3所示亦反映了歐洲電業以「系統重構與商業輸出」為核心的發展樣態。相較於其他區域，歐洲公用事業展現出極高的技術自主性，領先電業在數位孿生、預測性維護及電網控制等核心領域，高度採取內部自行開發模式。此策略不僅旨在提升內部營運效率，更進一步將研發成果商品化，透過成立專屬數位子公司對外輸出技術服務 。此外，歐洲亦結合區塊鏈技術推動點對點電力交易（P2P）試點，將數位化視為推動跨國電網整合與能源轉型市場機制創新的基礎建設。

綜上所述，歐洲電業數位化發展重點如下：

(一)聚焦資料分析與通訊基礎：側重數位孿生、AI 預測及區塊鏈 P2P 交易。

(二)成立專屬數位子公司：將自研技術轉化為商業動能。

(三)進階技術內部研發：投入無人機巡檢與自動化運維。

圖3  2024上半年歐洲公用事業數位化進程
(資料來源：BNEF，本研究團隊整理)

三、北美與歐洲的發展比較

　　綜觀來看，北美與歐洲在電業數位化的推動邏輯上呈現明顯差異。北美以聯邦政策資金與電網韌性為核心驅動，透過補助與法規引導公用事業加速導入先進配電管理、DERMS 與資安防護，重點在於確保電網在極端氣候與需求快速成長下的穩定性與安全性；其數位化多半圍繞「既有電網的強化與防護」。相較之下，歐洲則更強調系統重構與跨國整合，數位化不僅是輔助工具，而被視為能源轉型的基礎設施之一，特別重視電網數位孿生、資料互通與市場機制創新，並透過成立數位子公司將內部研發成果轉化為商業模式。

　　簡而言之，北美偏向「政策驅動下的韌性與安全導向」，歐洲則走向「制度與技術並進的系統性轉型導向」，反映兩地在能源治理與市場結構上的根本差異。

(待續)