面對(duì)氣候變遷、全球暖化日趨嚴(yán)重的現(xiàn)實(shí)壓力，全球正興起一場(chǎng)新能源革命，在此大環(huán)境下，發(fā)展“智慧節(jié)能”已成為世界趨勢(shì)，并開(kāi)始延伸至家庭中。相較于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)電業(yè)單向供電模式，將物聯(lián)網(wǎng)概念應(yīng)用于家庭能源管理系統(tǒng)（Home Energy Management System，HEMS），可讓電力公司及消費(fèi)者進(jìn)行實(shí)時(shí)聯(lián)系與雙向互動(dòng)，從而有效管理與控制居家能源使用，以實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源目的。
電力需求持續(xù)增加，是現(xiàn)今全球電力公司共同面臨的問(wèn)題，以中國(guó)為例，全社會(huì)用電量自2009年的36，430億千瓦時(shí)增長(zhǎng)到2014年的55，233億千瓦時(shí)，復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)8.68%。過(guò)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(huán)保壓力，電力公司逐漸轉(zhuǎn)向由管理需求面來(lái)舒緩供電壓力。發(fā)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(dá)到雙贏的新思維，而且推動(dòng)重心已開(kāi)始由工業(yè)與商業(yè)部門，推廣至家庭。
傳統(tǒng)的電力需求面管理，系指電力公司借助鼓勵(lì)和價(jià)格誘因措施，如高低峰電價(jià)差別費(fèi)率，進(jìn)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(jìn)行的管理活動(dòng)。然而，家庭用戶具有“用電量少、用戶數(shù)多、組成復(fù)雜”之特性，使電力需求面管理措施不易推廣。對(duì)于電力公司而言，電力需求面管理不易實(shí)施且效益難以彰顯。另一方面，用戶只能在每個(gè)月收到電費(fèi)賬單時(shí)得知用電量，即使有心要配合調(diào)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(nèi)容復(fù)雜一般民眾難以了解，可節(jié)省的電費(fèi)支出也有限，進(jìn)而影響一般用戶參與意愿。
物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造智能能源新價(jià)值
隨著家庭局域網(wǎng)絡(luò)及智能移動(dòng)手機(jī)普及，加上物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用快速發(fā)展，使得智能家庭能源管理產(chǎn)品變得更親民且功能更強(qiáng)大，大幅降低一般家庭參與電力需求面管理的進(jìn)入門坎與成本。此外，在導(dǎo)入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以及配合云端運(yùn)算及海量數(shù)據(jù)分析應(yīng)用后，使能源管理產(chǎn)品將不只是數(shù)據(jù)的收集，更重要的是收集分析資料后，所能創(chuàng)造的應(yīng)用價(jià)值。
智能電表即是物聯(lián)網(wǎng)在家庭能源管理應(yīng)用的典范案例，與傳統(tǒng)電表相比，電表不再只是計(jì)算電費(fèi)的工具，智能電表會(huì)密集紀(jì)錄用電信息，并將用電數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送給電力公司、用戶，甚至是能源服務(wù)業(yè)者。智能電表可協(xié)助電力公司更精確掌握電力需求動(dòng)向，提高電網(wǎng)預(yù)測(cè)與調(diào)度能力；消費(fèi)者則可掌握即實(shí)用電變化，并配合電價(jià)變動(dòng)調(diào)整用電行為，使民眾從被動(dòng)式能源消費(fèi)者，轉(zhuǎn)為主動(dòng)參與者，進(jìn)而節(jié)省電費(fèi)支出。
而完整的HEMS，可進(jìn)一步結(jié)合智能電表、家庭局域網(wǎng)絡(luò)、智能插座、家庭能源網(wǎng)關(guān)、智能家電、再生能源與儲(chǔ)能等設(shè)備，通過(guò)能源管理應(yīng)用平臺(tái)，分析家中哪些設(shè)備耗費(fèi)情況提供節(jié)能建議、設(shè)定節(jié)能目標(biāo)、提供能源預(yù)警等服務(wù)。也可協(xié)助用戶在兼顧舒適性下進(jìn)行主動(dòng)用電調(diào)，例如在電費(fèi)較昂貴的高峰時(shí)段，自動(dòng)關(guān)閉或調(diào)整高耗能電器，并將儲(chǔ)存之再生能源高價(jià)賣電給電力公司。
消費(fèi)者意識(shí)是市場(chǎng)發(fā)展的最大阻礙
家庭能源管理產(chǎn)品市場(chǎng)發(fā)展阻礙有二：1.家庭設(shè)備間互通互連問(wèn)題、2.消費(fèi)者購(gòu)買誘因不足。家庭設(shè)備間互通互連為當(dāng)前智能家居發(fā)展的共通性問(wèn)題，在此不予贅述。另一個(gè)阻礙來(lái)自于，消費(fèi)者對(duì)于采用能源管理產(chǎn)品來(lái)進(jìn)行節(jié)能，并沒(méi)有多大興趣，特別是在電價(jià)低廉的地方，消費(fèi)者對(duì)投資能否通過(guò)所節(jié)省的電費(fèi)回收產(chǎn)生質(zhì)疑。
過(guò)去Google PowerMeter之所以失敗，主要其價(jià)值提供只有節(jié)能，因此即使軟件是免費(fèi)提供，仍不足以吸引用戶主動(dòng)上網(wǎng)使用，再加上與電力公司合作緊密度不足、缺乏利潤(rùn)來(lái)源支持，最終面臨使用人數(shù)少須終止服務(wù)的局面，顯示商業(yè)模式有其不足之處。為了跨越此一市場(chǎng)障礙，目前能源管理廠商主要有兩大發(fā)展方向，包含“尋找其他人為消費(fèi)者買單能源管理產(chǎn)品”，以及“結(jié)合其他應(yīng)用創(chuàng)造新的價(jià)值訴求”。
尋找其他人為消費(fèi)者買單能源管理產(chǎn)品，是目前許多公司確保利潤(rùn)來(lái)源的主要模式，近期受到矚目的新創(chuàng)公司Opower、C3 Energy與Nest等，均朝此一方向發(fā)展。主要通過(guò)協(xié)助電力公司執(zhí)行需量反應(yīng)、進(jìn)行能源數(shù)據(jù)分析或建構(gòu)吸引消費(fèi)者使用的能源管理平臺(tái)等服務(wù)，由電力公司付費(fèi)，免費(fèi)提供產(chǎn)品與服務(wù)給消費(fèi)者使用。
家庭能源管理產(chǎn)品與其他消費(fèi)者需求鏈結(jié)共創(chuàng)價(jià)值，為另一個(gè)發(fā)展思維，目前主要整合領(lǐng)域包含居家安全、健康、影音娛樂(lè)三大方向。例如在施耐德與安保業(yè)者Alarm.com合作，將其Wiser HEMS整合Alarm.com的Connected Home平臺(tái)，進(jìn)行住宅發(fā)電、負(fù)載控制能源管理；日本積水房屋結(jié)合HEMS與健康傳感器提供健康管理功能；美國(guó)大型有線電視服務(wù)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(chǎng)等。
Opower通過(guò)分析智能電表數(shù)據(jù)提供個(gè)人化節(jié)能建議
美國(guó)能源管理軟件公司Opower是近年少數(shù)在美國(guó)IPO的能源管理新創(chuàng)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(guò)5，000個(gè)企業(yè)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(shù)據(jù)，協(xié)助電力公司促進(jìn)用戶執(zhí)行節(jié)能行為以及提升客戶服務(wù)品質(zhì)，例如Opower會(huì)利用多種溝通管道例如電子郵件、手機(jī)、紙本等，發(fā)送個(gè)人化警示訊息與具體節(jié)電建議，協(xié)助公用事業(yè)驅(qū)使消費(fèi)者使用時(shí)間電價(jià)費(fèi)率方案。
增加與消費(fèi)者之間的黏著度，是Opowe與公用事業(yè)客戶維持合作關(guān)系的關(guān)鍵，為此Opower結(jié)合海量數(shù)據(jù)分析與行為科學(xué)強(qiáng)化服務(wù)內(nèi)容。Opower的所有產(chǎn)品都建立在海量數(shù)據(jù)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(gòu)來(lái)結(jié)合數(shù)百萬(wàn)電力客戶的數(shù)據(jù)、溫控器、天氣等數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行信息儲(chǔ)存、分析與互動(dòng)功能，提供消費(fèi)者最適費(fèi)率計(jì)劃、最佳能源效率水平等消費(fèi)者洞察解決方案。
另外，有鑒于能源用戶并非可統(tǒng)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(jìn)行不同方式的營(yíng)銷手法，Opower首創(chuàng)行為科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于能源管理市場(chǎng)，Opower以行為科學(xué)的角度，通過(guò)影響消費(fèi)者心理的非價(jià)格誘因，來(lái)帶動(dòng)消費(fèi)者改變行為。例如通過(guò)行為科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)是激勵(lì)團(tuán)體最好的方式，于是Opower將環(huán)保意識(shí)和游戲結(jié)合，通過(guò)和鄰居比賽相互激勵(lì)和影響，改變消費(fèi)者使用能源的方式。
日本企業(yè)結(jié)盟共創(chuàng)HEMS新商業(yè)模式
日本在311地震后加速推動(dòng)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(fā)展障礙，日本經(jīng)產(chǎn)省投入40億日?qǐng)A，推動(dòng)“大規(guī)模HEMS情報(bào)基盤整備事業(yè)”。計(jì)劃自2014年9月起在1.4萬(wàn)戶家庭進(jìn)行示范，以建立信息傳遞標(biāo)準(zhǔn)化檢討、隱私保護(hù)機(jī)制等HEMS數(shù)據(jù)活用技術(shù)基礎(chǔ)，以及挖掘HEMS數(shù)據(jù)商業(yè)化應(yīng)用方向。
為了解決數(shù)據(jù)應(yīng)用互操作性問(wèn)題，該計(jì)劃由NTT東日本、KDDI、Softbank與Panasonic 4家業(yè)者主導(dǎo)，正在建立統(tǒng)一的應(yīng)用程序編程接口(Application Programming Interface，API)，與共通數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，為核心企業(yè)。在商業(yè)模式發(fā)展上，考慮日本未來(lái)邁向分布式電力系統(tǒng)發(fā)展，與高齡化人口結(jié)構(gòu)的兩大社會(huì)需求，目前已在福岡縣美山市等地示范HEMS新商業(yè)模式。包含以HEMS數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)預(yù)測(cè)該地區(qū)PV使用剩余電力進(jìn)行余電收購(gòu)預(yù)測(cè)、水電瓦斯節(jié)能診斷、時(shí)間電價(jià)規(guī)劃優(yōu)惠，以及通過(guò)HEMS數(shù)據(jù)掌握高齡者健康狀況確保居家安全等4項(xiàng)服務(wù)。
對(duì)中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意義
一、能源管理產(chǎn)品必須串聯(lián)其他服務(wù)共創(chuàng)價(jià)值
如何讓使用者產(chǎn)生需求以及愿意付費(fèi)，找到可行之商業(yè)模式，為未來(lái)能源管理產(chǎn)業(yè)急待解決之問(wèn)題。單以節(jié)能為訴求難以吸引消費(fèi)者購(gòu)買，能源管理產(chǎn)品要能與其他服務(wù)串連使用，才能創(chuàng)造更多附加價(jià)值。另外，各區(qū)域市場(chǎng)家庭結(jié)構(gòu)與文化背景之差異，往往形成不同的市場(chǎng)需求，深入了解各別市場(chǎng)需求找出當(dāng)?shù)靥厣膽?yīng)用，將是廠商必須面對(duì)的課題。
二、找尋愿意吸收能源管理服務(wù)成本的第三方廠商
用戶購(gòu)買產(chǎn)品不用付費(fèi)，相關(guān)成本由第三方廠商吸收，為家庭能源管理市場(chǎng)較具可行性的商業(yè)模式。我國(guó)目前電價(jià)相對(duì)較低，且需求面管理措施尚未普及至家庭，對(duì)于HEMS產(chǎn)品需求有限。但借助能源管理產(chǎn)品所匯集的龐大的數(shù)據(jù)，卻可能為電力公司、建筑商、再生能源系統(tǒng)商、安保等第三方廠商，提供更多的附加價(jià)值，對(duì)于我國(guó)廠商而言將是較佳的合作與銷售對(duì)象。
三、我國(guó)能源管理市場(chǎng)發(fā)展環(huán)境仍有待建立
電業(yè)市場(chǎng)環(huán)境自由化程度、電力需求面管理推動(dòng)力度、再生能源普及程度、電費(fèi)價(jià)格，以及是否有政府補(bǔ)助等，都是培育家庭能源管理市場(chǎng)發(fā)展的重要條件。若要讓我國(guó)能源管理產(chǎn)業(yè)能茁壯起飛，能源政策與電力市場(chǎng)大環(huán)境的配合也相當(dāng)重要。
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