家庭能源管理正夯 HEMS發展加速

HEMS是家庭能源管理的核心平台，目前各國均已積極推動，透過HEMS，用戶與電力公司將可精準掌握電力的需量反應，制定完善的供電與用電策略。

能源議題延燒已久，在能源短缺與環保意識的影響下，節能技術的熱度一直不減，近年來智慧綠建築概念興起，不但結合了之前發展的節能技術，更發展專為家庭打造的能源管理系統(Home Energy Management System；HEMS)，工研院IEK研究員黃雅琪指出，用電即時管理會是未來電網的設計重點，透過物聯網架構，使用者將可即時、精確的掌握用電資訊。

就發展趨勢來看，未來的電網架構會有三個需求，包括：1.大量分散式電力併網；2.區域內能源地產地消，配電網複雜度提高；3.電力公司以需求面管理(需量反應)替代蓋電廠。作為未來電網主架構的物聯網，也將透過三個特色解決上述需求，包括：1.即時：掌握即時監測資料；2.預測：智慧預測電力供需；3.控制：遠端最適化控制用電。

這些需求與解決方式放到家庭環境中，會因應用不同而有差異，目前建築用電的整體架構大致可分為三層，包括電力公司、管理平台(雲端能源管理平台、需量反應服務平台)、HEMS，其運作方式是電力公司將電源傳送至家庭，家中各用電端均與HEMS互聯，用以作為情報蒐集，並制定決策與執行設備指令，HEMS與該戶的區域管理平台鏈接並提供用電資訊，管理平台接收到用電資訊後，再行彙整傳送給電力公司，電力公司依據各區電力需量調節電源供應，電力公司、管理平台、HEMS三方平台的相互串連，可讓用電資訊可視化，並自動反應各區的電量需求，透過這些數據彙集而成的需量反應，電力公司將可制定電價策略，促使用戶改變用電行為，以抑低尖峰和均衡離峰負載，電力公司並可和緩供電壓力並提升營運效率。

全球致力推動HEMS策略

目前全球的家庭能源管理的基礎環境已漸趨完備，主要是整合智慧電錶、HEMS、需量反應平台，並透過示範計畫了解用戶反應參與意願、需求、效益，找到商業模式，在全球市場中，北美、歐洲、亞太是HEMS的三大發展主力，市調機構Market&Market指出，此三個地區在2014年的市場比例分別為41.9%、35.2%、15%，未來3年歐洲成長將會超過北美，在2018年達到38.8%，美國為34.3%，至於亞太則動作會較慢，僅有17%，歐美市場發展之所以會較快，原因在於歐美國家經濟相對富裕，家庭HVAC(Heating, Ventilation and Air Conditioning，暖通空調)的安裝相當普及，空調需求大、使用時間長，安裝智慧溫控器以節省能源支出的情況相當普遍，近年歐美國家政府與電力公司積極推動建築節能政策與需量反應措施，促成市場成長。

在北美市場中，美國是推動需量反應最積極的國家，已由工商業逐步往住宅用戶推廣，在2003年至2012年的10年間，住宅部門佔需量反應尖峰抑低量達36%，另外歐洲面各國近年也大力推動需量反應措施，法國、瑞士、比利時、英國、愛爾蘭是發展最快的國家。

亞洲部份以大陸和日本的動作最快，大陸則在北京、上海、銀川、南昌進行共486戶時間電價示範，日本則是在311後積極推動節能，陸續提出加速智慧電錶建置，補助HEMS購買等利多政策，帶動市場快速成長，日本的家庭節能政策由經產省推動，規劃智慧電錶與HEMS互連，並推動HEMS補助，日本的計畫分為兩階段，第一階段是從2012年開始，為期3年的能源管理系統促進事業補助金，此一計畫針對住戶與租賃公司，定額補助7萬日圓，總預算為300億日圓，第二階段則從2014年3月至9月，補助對象是住宅所有人購買SII指定的HEMS產品，補助金額為購入金額的1/3，總預算為50億日圓，不過在補助結束後，目前市場成長已開始趨緩。

再從產業面來看，HEMS架構主要可分為硬體與軟體兩大部份，其中硬體產值佔市場80%以上，而硬體設備市場中，又以智慧溫控器市場規模最大，2014年約佔市場45%，主因在於空調佔住宅能源消耗最大宗，致使智慧調溫器在HEMS市場的發展較快，根據市調機構Market&Market的資料顯示，2014年全球HEMS市場規模已超過20億美元，預估2018年將成長至80億美元，年複合成長率高達40%，而家庭網路與智慧電錶普及、電力公司推動時間電價的驅動下，市場需求將逐步浮現，短期內硬體設備的市場接受度會較快，不過軟硬整合的系統，才會創造出服務價值。

家庭能源管理四大趨勢

談到服務價值，可從市場發展態勢觀察到四個家庭能源管理的趨勢，首先是跨業合作建構生態系統，目前市場跨業合作的模式相當多，例如Google與Nest、ALARM.COM與EnergyHub…等，其中Google與NEST的軟硬整合最為知名，Google在2014年併購Nest後，就開始積極將家庭中的各類IT與自動化設備納入系統，去年推出的「Works With Nest」開發者計畫，就提供開發者軟體開發套件(SDK)，以Nest產品為核心，打造完美智慧家庭系統，「Works With Nest」平台開放了Nest Weave通訊協定與Nest雲端API，前者可讓第三方開發者研發自己的物聯網裝置，讓智慧產品能有共同語言互動，後者則可讓開發者透過Nest產品採集的數據，開發創新應用。

第二個趨勢是銷售通路的多元發展，以往電力產品安裝需要一定的專業知識，因此其銷售多為專業店家，安裝與銷售一起完成，新世代的家庭能源設備除了具有智慧化功能外，簡易安裝也是訴求之一，在此態勢下，銷售通路開始多元，包括直接銷售、電力公司/能源零售商/能源設備商、大型服務提供商(電信、保全、第四台等)，都已是平台業者的銷售管道。

第三個趨勢是Open Data的開創新應用，過去電力系統都由單一設備蒐集資料，在HEMS體系中，可匯集多方資料如天氣、使用行為、社群資料比較，各方的資料匯集成Big Data，將可創新服務價值，日本就從之前HEMS計畫所匯集的1萬4,000戶資料中，以資料採礦技術發掘出新的商業應用，另外美國在2011年的智慧電錶普及政策，有一項Green Button計畫，此計畫中，電力公司將智慧取得之資料轉為標準化統一格式，用戶可至電力公司網站下載自身的能源使用資料，此外用戶也可授權將資料提供給第三方服務商(如App開發商、能源平台服務商)，用以開發出更多服務模式。

第四個趨勢是鏈結其他應用共創價值，智慧家庭系統除節能外，娛樂、健康、安全也是系統設計重點，目前已有系統整合商將這些功能結合，例如CIEVA以電子相框作為IHD(In-Home Display；室內顯示器)，讓生活訊息與資訊結合，日本SHARP則在神奈川進行HEMS與看護服務結合，安全應用部份，除前述ALARM.COM與EnergyHub整合外，台灣的中興與新光保全也都從安全端跨入能源監控管理，從這些案例來看，HEMS系統未來將會朝高整合方向發展，唯有高附加價值的平台產品，方能在市場立足。