智慧財產局日前揭曉「產業專利分析與布局競賽」獲獎團隊，並邀請財團法人專利檢索中心進行「智慧電網」專利分析報告。從智慧電網歷年專利申請趨勢可以發現，2010年是智慧電網發展關鍵的一年，智慧電網的專利數量從2011年開始穩定成長。美國拜登政府今（2021）年宣布將為電網建設項目提供80億美元融資，推測未來專利數量可望持續上升。

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智慧財產局日前揭曉「產業專利分析與布局競賽」獲獎團隊，並邀請財團法人專利檢索中心進行「智慧電網」專利分析報告。專利檢索中心針對截至2021年4月30日的4824件智慧電網專利進行資料分析，區域涵蓋美國/EPO/WIPO/ /EPO/WIPO//EPO/WIPO//EPO/WIPO/中國大陸/日本/韓國/台灣，企圖勾勒出智慧電網的資料應用趨勢。

圖一、智慧電網專利關鍵字與分類號

資料來源：財團法人專利檢索中心，黃昱綸簡報資料

智慧電網技術是將數位技術應用於電力之輸配電，也就是利用資通訊，電力電子與先進材料等進行電力基礎建設的現代化與最佳化。[1]財團法人專利檢索中心助理研究員黃昱綸指出，智慧電網與傳統電網最大不同在於，智慧電網能實現「雙向」的資訊服務溝通交流。為了達成永續、經濟且穩固的電力供應，智慧整合所有「將用戶連接到發電機及發電機連接到用戶」的電力網路。智慧電網在現有電力網路上結合通訊與控制系統，使其可監控、保護及優化其相互連接的所有元件，像是如終端設備、輸配電力控制系統、電動車輛、家電及其他家用設備。

智慧電網發展重要歷程

美國電力研究院（EPRI）早在2001年已經提出「Intelli Grid」的概念，美國能源部並在2003年發表「Grid 2030」報告，希望能透過資通訊技術，提升電力系統的運作效率。2009年，中國國家電網公司公布智慧電網的戰略目標，美國政府亦將智慧電網納入振興景氣方案。同年，韓國產業通商資源部在綠色成長委員會報告中，首次提議將智慧電網建設列為國家層級政策。

2010年，大陸發表智慧電網發展規劃綱要，2011年正式將「智慧電網」納入「十二五」計畫中；日本經濟產業省則公布投入55億日圓發展智慧電網。台灣在2010年核定「智慧型電表基礎建設推動方案」，做為智慧電網的基礎與發展開端。2016年，大陸進一步發布「電力發展十三五規劃」，以建設跨省電網的方式進行調度，並持續推動鄉村電網智慧化。黃昱綸指出，從智慧電網歷年專利申請趨勢可以發現，2010年是智慧電網發展關鍵的一年，此後智慧電網申請開始逐年成長。由於專利有18個月未公開期，因此2020～2021年專利數量尚不完整，不過美國拜登政府宣布將為電網建設項目提供80億美元融資，推測未來專利數量可望持續上升。

圖二、智慧電網歷年專利申請趨勢

資料來源：財團法人專利檢索中心，黃昱綸簡報資料

智慧電網前十大國際專利分類

分析智慧電網前十大國際專利分類（IPC），其中以「電力數據管理」的專利為最大宗，自動化與資訊化是智慧電網的核心課題，因此有大量專利都布局在電力數據管理（61%）。早期專利著重於變電所以及智慧電表的資料建置，後期重心漸漸轉移到數據管理上，變革相當大。而在大數據時代中，透過AI來改善智慧電網，將是未來趨勢。美國從2009年開始大規模推廣智慧電網，並召開一場國際高峰會，而從2011年開始，智慧電網的專利數量才呈現穩定成長。

圖三、國際智慧電網前十大國際專利分類（IPC）

資料來源：財團法人專利檢索中心，黃昱綸簡報資料

台灣在智慧電網佈局上剛好跟國際相反，是以「電力輸配電」為主（49%）、「數據管理」為輔（35%），黃昱綸分析，主因是台灣電網脆弱，2017年的815全台大停電，以及2021年的513大停電，都是因為電網管理品質的問題，電力輸配電的問題有待解決。此外，截至目前，台灣智慧電網在電動車的專利佈局偏少，只有與車用供電網路處理技術的有3件申請，可朝此方向加強。

台灣智慧電網申請的分水嶺同樣也是在2011年，當年發布了智慧電網的相關政策，從此開始有大量智慧電網專利投入。但台灣智慧電網專利前十大申請人中，幾乎都是大陸廠商或學研單位，中國國家電網公司是市場的領導者，業務範圍涵蓋全球。

圖四、台灣智慧電網前十大國際專利分類（IPC）

資料來源：財團法人專利檢索中心，黃昱綸簡報資料

智慧電網專利申請的地區趨勢

截至2020年，全球智慧電網專利申請的前五大地區，分別為大陸、美國、WIPO、歐盟、日本，台灣排名第11位。各國在申請智慧電網時，都有不同的戰略考量。值得關注的是，大陸在2005年時位居全球智慧電網專利申請的第五名，從2015年躍升第一至今，主要是大陸政府要將AI、大數據應用於智慧電網上，因此大陸有許多AI廠商投入到智慧電網的領域。

圖五、智慧電網專利申請之地區趨勢（2005～2020）

資料來源：財團法人專利檢索中心，黃昱綸簡報資料

黃昱綸以地區別說明智慧電網的技術矩陣分析，中國未來著重在電力物聯網以及電力區塊鏈上的布局。美國主要以電網保護、智慧調度以及能源管理（監控）平台作為切入點；日本雖然專利數量上不及美國的一半，但是日本日立公司在2020年收購全球最大的電力業者ABB公司，有望成為全球最大的電網公司，未來的發展性不容小覷。歐洲與台灣則是近年來重視再生能源比例，因此專利申請著重在智慧調度上。台灣致力於智慧電網的數位轉型，並在今年3月成立全台第一個區塊鏈綠電交易平台，將分散式的電力加以整合，以維持電網的穩定性。韓國方面，為因應政府2018年宣布要以「電力交易市場」為核心目標，預期韓國未來智慧電網布局的重心將轉移到電力區塊鏈上。

圖六、智慧電網地區別技術矩陣分析

資料來源：財團法人專利檢索中心，黃昱綸簡報資料

智慧電網之申請人分析

整體來看，五大專利局的智慧電網專利中，以「電子科技」所占比例最高，接下來是「能源科技」，主要是因為要讓智慧電網提供最佳的能源分配和使用效率，靠的是資通訊技術，而資通訊技術被電子科技所掌握。其中，韓國專利局申請數量最多的全數為韓國申請人，與韓國推動數位新政、綠色新政，要投入新台幣1兆元扶植自家企業有關。

圖七、五大專利局之智慧電網十大申請人分析

資料來源：財團法人專利檢索中心，黃昱綸簡報資料

相較之下，台灣以「能源科技」所占比例較高（44%），當中布局最多的是核能研究所，主要申請AI在智慧電網上的應用。台灣專利局以台灣申請人最多（83%），共有52件，其中21件來自學研單位，可見國內學研單位已有一定研發成果，廠商可以思考與國內學研單位合作，降低研發門檻、加速佈局。

圖八、台灣智慧電網專利之申請人分析

資料來源：財團法人專利檢索中心，黃昱綸簡報資料

智慧電網的技術分類與核心專利

若將所有智慧電網專利按照技術特徵進行分類，總共可歸納為「電網管理」、「智慧調度與發電」、「智慧用電」、「資訊處理與安全」，雖然「電網管理」和「智慧調度與發電」這兩項佔比較高，值得特別注意的是智慧用電中的「電力區塊鏈」，屬於一種比較創新的技術，可讓供電方與用電方直接進行交易，有助降低能源儲存及電網擴充的成本需求，被視為智慧電網發展中的明日之星。

圖九、智慧電網技術分類趨勢

資料來源：財團法人專利檢索中心，黃昱綸簡報資料

進一步加入時間軸來看智慧電網關鍵技術的核心專利變遷，早期電網設備過於老舊，專利申請主要著重在電網保護和運轉監測，後來因為再生能源的加入，電網變得越來越複雜，加上能源開始轉型，為了建置智慧建築和發展智慧電動車，產生大量的供電需求，相關技術轉向智慧調度、新能源發電預測與併網。2016年之後，智慧電網商業化成為未來趨勢，利用加密技術提升電網資料的安全性，變得日益重要。從時間軸觀察，智慧電網產業的技術一直在改變，相對也催生了新的商業模式與新機會。

圖十、智慧電網資料處理關鍵技術的核心專利

資料來源：財團法人專利檢索中心，黃昱綸簡報資料

黃昱綸認為，整體趨勢而言，各國未來都以區塊鏈作為電力交易的技術，但分析中並未發現擁有大量專利的龍頭廠商存在，因此專利布局仍可朝電力交易的方向切入。

資料來源：

1. 2021/11/5，經濟部智慧財產局「產業專利分析與布局競賽」頒獎典禮暨新興科技產業專利布局分析報告發表，黃昱綸簡報

備註：

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