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物聯網掀起家庭能源管理革命

信陽啟航?2016-09-28?經驗之談?

面對氣候變遷、全球暖化日趨嚴重的現實壓力,全球正興起一場新能源革命,在此大環境下,發展“智慧節能”已成為世界趨勢,并開始延伸至家庭中。相較于傳統電力系統電業單向供電模式,將物聯網概念應用于家庭能源管理系統(Home Energy Management System,HEMS),可讓電力公司及消費者進行實時聯系與雙向互動,從而有效管理與控制居家能源使用,以實現節約能源目的。
       電力需求持續增加,是現今全球電力公司共同面臨的問題,以中國為例,全社會用電量自2009年的36,430億千瓦時增長到2014年的55,233億千瓦時,復合增長率達8.68%。過去電力公司解決供電不足的方法,就是再蓋電廠,但近年面臨環保壓力,電力公司逐漸轉向由管理需求面來舒緩供電壓力。發展電力需求面管理(Demand Side Management,DSM)措施,成為電力公司和客戶端達到雙贏的新思維,而且推動重心已開始由工業與商業部門,推廣至家庭。
       傳統的電力需求面管理,系指電力公司借助鼓勵和價格誘因措施,如高低峰電價差別費率,進而提高終端用戶用電效率、改變用電方式和抑低高峰電力需求所進行的管理活動。然而,家庭用戶具有“用電量少、用戶數多、組成復雜”之特性,使電力需求面管理措施不易推廣。對于電力公司而言,電力需求面管理不易實施且效益難以彰顯。另一方面,用戶只能在每個月收到電費賬單時得知用電量,即使有心要配合調整用電方式,在有限信息下也難以下手,再加上電力需求面管理方案內容復雜一般民眾難以了解,可節省的電費支出也有限,進而影響一般用戶參與意愿。

物聯網創造智能能源新價值
       隨著家庭局域網絡及智能移動手機普及,加上物聯網應用快速發展,使得智能家庭能源管理產品變得更親民且功能更強大,大幅降低一般家庭參與電力需求面管理的進入門坎與成本。此外,在導入物聯網技術,以及配合云端運算及海量數據分析應用后,使能源管理產品將不只是數據的收集,更重要的是收集分析資料后,所能創造的應用價值。
       智能電表即是物聯網在家庭能源管理應用的典范案例,與傳統電表相比,電表不再只是計算電費的工具,智能電表會密集紀錄用電信息,并將用電數據實時傳送給電力公司、用戶,甚至是能源服務業者。智能電表可協助電力公司更精確掌握電力需求動向,提高電網預測與調度能力;消費者則可掌握即實用電變化,并配合電價變動調整用電行為,使民眾從被動式能源消費者,轉為主動參與者,進而節省電費支出。
       而完整的HEMS,可進一步結合智能電表、家庭局域網絡、智能插座、家庭能源網關、智能家電、再生能源與儲能等設備,通過能源管理應用平臺,分析家中哪些設備耗費情況提供節能建議、設定節能目標、提供能源預警等服務。也可協助用戶在兼顧舒適性下進行主動用電調,例如在電費較昂貴的高峰時段,自動關閉或調整高耗能電器,并將儲存之再生能源高價賣電給電力公司。

消費者意識是市場發展的最大阻礙
       家庭能源管理產品市場發展阻礙有二:1.家庭設備間互通互連問題、2.消費者購買誘因不足。家庭設備間互通互連為當前智能家居發展的共通性問題,在此不予贅述。另一個阻礙來自于,消費者對于采用能源管理產品來進行節能,并沒有多大興趣,特別是在電價低廉的地方,消費者對投資能否通過所節省的電費回收產生質疑。
       過去Google PowerMeter之所以失敗,主要其價值提供只有節能,因此即使軟件是免費提供,仍不足以吸引用戶主動上網使用,再加上與電力公司合作緊密度不足、缺乏利潤來源支持,最終面臨使用人數少須終止服務的局面,顯示商業模式有其不足之處。為了跨越此一市場障礙,目前能源管理廠商主要有兩大發展方向,包含“尋找其他人為消費者買單能源管理產品”,以及“結合其他應用創造新的價值訴求”。
       尋找其他人為消費者買單能源管理產品,是目前許多公司確保利潤來源的主要模式,近期受到矚目的新創公司Opower、C3 Energy與Nest等,均朝此一方向發展。主要通過協助電力公司執行需量反應、進行能源數據分析或建構吸引消費者使用的能源管理平臺等服務,由電力公司付費,免費提供產品與服務給消費者使用。
       家庭能源管理產品與其他消費者需求鏈結共創價值,為另一個發展思維,目前主要整合領域包含居家安全、健康、影音娛樂三大方向。例如在施耐德與安保業者Alarm.com合作,將其Wiser HEMS整合Alarm.com的Connected Home平臺,進行住宅發電、負載控制能源管理;日本積水房屋結合HEMS與健康傳感器提供健康管理功能;美國大型有線電視服務公司Comcast與能源管理解決方案公司EcoFactor合作切入家庭能源管理市場等。

Opower通過分析智能電表數據提供個人化節能建議
       美國能源管理軟件公司Opower是近年少數在美國IPO的能源管理新創公司,客戶主要以電力公司為主,目前全球已有95家電力公司客戶,含蓋超過5,000個企業與家庭用戶。Opower借助分析電力公司所提供之龐大能源使用與客戶數據,協助電力公司促進用戶執行節能行為以及提升客戶服務品質,例如Opower會利用多種溝通管道例如電子郵件、手機、紙本等,發送個人化警示訊息與具體節電建議,協助公用事業驅使消費者使用時間電價費率方案。
       增加與消費者之間的黏著度,是Opowe與公用事業客戶維持合作關系的關鍵,為此Opower結合海量數據分析與行為科學強化服務內容。Opower的所有產品都建立在海量數據分析上,為了以客制化方式將能源使用者分類,Opower采用Apache Hadoop架構來結合數百萬電力客戶的數據、溫控器、天氣等數據,利用數據庫進行信息儲存、分析與互動功能,提供消費者最適費率計劃、最佳能源效率水平等消費者洞察解決方案。
       另外,有鑒于能源用戶并非可統一定義的群組,必須了解不同特性的用戶,利用多種溝通管道,進行不同方式的營銷手法,Opower首創行為科學技術應用于能源管理市場,Opower以行為科學的角度,通過影響消費者心理的非價格誘因,來帶動消費者改變行為。例如通過行為科學研究發現競爭是激勵團體最好的方式,于是Opower將環保意識和游戲結合,通過和鄰居比賽相互激勵和影響,改變消費者使用能源的方式。

日本企業結盟共創HEMS新商業模式
       日本在311地震后加速推動智能電表與HEMS普及。有鑒于HEMS推廣仍面臨不符合成本效益的發展障礙,日本經產省投入40億日圓,推動“大規模HEMS情報基盤整備事業”。計劃自2014年9月起在1.4萬戶家庭進行示范,以建立信息傳遞標準化檢討、隱私保護機制等HEMS數據活用技術基礎,以及挖掘HEMS數據商業化應用方向。
       為了解決數據應用互操作性問題,該計劃由NTT東日本、KDDI、Softbank與Panasonic 4家業者主導,正在建立統一的應用程序編程接口(Application Programming Interface,API),與共通數據處理平臺,為核心企業。在商業模式發展上,考慮日本未來邁向分布式電力系統發展,與高齡化人口結構的兩大社會需求,目前已在福岡縣美山市等地示范HEMS新商業模式。包含以HEMS數據為基礎預測該地區PV使用剩余電力進行余電收購預測、水電瓦斯節能診斷、時間電價規劃優惠,以及通過HEMS數據掌握高齡者健康狀況確保居家安全等4項服務。

對中國物聯網產業發展的意義

一、能源管理產品必須串聯其他服務共創價值
       如何讓使用者產生需求以及愿意付費,找到可行之商業模式,為未來能源管理產業急待解決之問題。單以節能為訴求難以吸引消費者購買,能源管理產品要能與其他服務串連使用,才能創造更多附加價值。另外,各區域市場家庭結構與文化背景之差異,往往形成不同的市場需求,深入了解各別市場需求找出當地特色的應用,將是廠商必須面對的課題。

二、找尋愿意吸收能源管理服務成本的第三方廠商
       用戶購買產品不用付費,相關成本由第三方廠商吸收,為家庭能源管理市場較具可行性的商業模式。我國目前電價相對較低,且需求面管理措施尚未普及至家庭,對于HEMS產品需求有限。但借助能源管理產品所匯集的龐大的數據,卻可能為電力公司、建筑商、再生能源系統商、安保等第三方廠商,提供更多的附加價值,對于我國廠商而言將是較佳的合作與銷售對象。

三、我國能源管理市場發展環境仍有待建
       電業市場環境自由化程度、電力需求面管理推動力度、再生能源普及程度、電費價格,以及是否有政府補助等,都是培育家庭能源管理市場發展的重要條件。若要讓我國能源管理產業能茁壯起飛,能源政策與電力市場大環境的配合也相當重要。

 

文章來源于IoTNews

文章關鍵詞
物聯網
能源管理
節能
第3世纪电子