智能家居能源管理系统的竞赛

VIEWPOINT 2024 RACETO SMARTHOMEENERGYMANAGEMENTSYSTEMS 为什么快速进入市场至关重要 在当今能源市场的不确定性和挑战中，家庭能源管理系统（HEMS）可以通过解决未满足的需求和新兴的痛点（例如能耗优化，自动化和能源账单的可负担性）为最终用户提供价值，同时允许公司多元化和/或增强其价值主张。后者已经激励 在这个观点中，我们解释了为什么公司现在必须采取行动说服客户HEMS的重要性，以及他们如何确保他们在价值链中的地位。 AUTHORS 佛罗伦萨CarlotNicolasLegrandNeleVandeVelde HEMS的增长与重要性 当今的家庭正面临着一个动荡的能源市场，其特点是价格高且不稳定，而电动汽车（EV）和热泵等电力密集型资产的采用正在增长。尽管自我生成资产在家庭中的渗透增加使得客户能够部分地满足他们自己的能源需求,但是发电和消费数据以及相关系统的可用性提供了进一步优化他们的消费的潜力。在这种情况下，HEMS可以帮助最终用户监控、控制和优化他们的能源产生、存储和消耗，具体取决于自产生的能源可用性和市场价格。具体而言，HEMS解决方案和基础用例根据平台与家庭内不同能源相关资产和设备的自动化程度和集成程度而有所不同，从单个设备监控到自动化灵活性货币化（见图1）。 如今，大多数HEMS解决方案都是非常基本的，用例通常仅限于远程控制设备，这使得主要的价值池在很大程度上尚未开发。Arthur表示，对能源相关设备进行全面优化可以将客户的每月能源账单减少多达30％ D.小（ADL）分析。 However,astechnologycontinuedthefastfewyears,HEMSareexpectedtoprogressthroughthedifferentmaturiumstage.Somesolutionshavegrownmoresopicated,asexamplebydevelopmentsfromtheUKandGermany.Players 例如OVOEnergy(UK)、OctopusEnergy(UK)和E.ON(德国)正在为智能HEMS解决方案铺平道路,这些解决方案可以在短期内为资产整合和灵活性货币化提供机会。例如,OVO正在实施智能恒温器,但也正在扩展到车辆到电网的试验,并在能源最环保时确保电动汽车充电。E.ON结合 具有互联能源生态系统（即光伏、电池、供暖系统和充电点）的智能家居应用，可节省资金、提高能源效率、使用更多绿色能源并减少二氧化碳排放。 本观点关注家庭的HEMS解决方案，但类似的解决方案也适用于企业，尤其是拥有大型车队的企业。 图1.HEMS成熟阶段 HEMS 成熟期 远程控制/监控单个设备 自我消费的优化 资产整合&灵活性货币化(智能HEMS) 功能 潜在用例 简单开/关/调节能力无优化消费手动调节或调度 （在终端或远程） 专注于单个设备和/或设备之间的协调 多个集成资产（例如，微发电、加热、电动汽车充电） 集成外部信息(例如，天气预报)与 用户消费模式 集成所有重要的负载设备 访问平台以实现灵活性货币化和/或社区能源计划 近实时监控 通过仪表板的消费 简单负载的远程控制:闪电、插座、加热 智能恒温器启用 定期和分区供暖 关联资产（例如，太阳能电池板，热泵，电池，EV充电器，能源枢纽）能源优化服务(例如，天气预报、动态资费、用户行为模式) DR和/或灵活性货币化在家庭层面支持能源社区作为社区VPP的一部分 010203 基本产品提供一些资产概念 DR=需求响应；VPP=虚拟发电厂来源：ArthurD.Little 解锁解决方案提供商的价值池 HEMS提供商的最终游戏并不是将HEMS解决方案向客户群货币化（通过订阅或从能源效率中降低成本的份额） ，因为这些解决方案应迅速实现商品化和免费，从而提供有限的可持续收入。长期价值 将可能通过货币化的灵活性产生，而能源交易和不平衡成本规避应带来增量价值： -灵活性货币化。高级HEMS 解决方案可以释放灵活性，通过储能和注入实现 由家庭，因此支持输电系统运营商（TSO）和配电系统运营商（DSO）保持电网平衡。为了避免供需失衡，TSO和DSO已经开发了多种机制 市场(例如,频率限制储备和自动频率恢复储备),其允许灵活性提供商将其电力出售给系统运营商。HEMS提供商可以通过组合来自多个家庭的家庭能量存储和发电资产,以及通过在一天中的某些关键时刻转移、增加或减少能量消耗来聚合该能量。 -在批发市场上交易。来自聚合分布式资产的灵活性(例如，墙 存储)可以在批发市场上交易，以利用价格波动。 -成本规避失衡。平衡 责任方（BRP），例如能源零售商，必须补偿TSO由于预测的能源消耗和供应之间的差距而在电网上产生的任何不平衡。通过利用HEMS客户群提供的灵活性，BRP可以部分减轻不平衡成本。 不仅仅是为了能源玩家 来自不同行业的观察者将HEMS价值链视为其当前活动的自然延伸。他们的关注来自HEMS位于多个价值链的十字路口，包括能源零售商，电信和科技巨头，石油和天然气公司，甚至汽车OEM（见图2）。因此 ，来自不同行业的公司有进入这个市场的合法性和利益 ： -能源零售商。他们的最终目标是 加强客户忠诚度，同时从商品业务中多样化。能源零售商有来自其大型B2C和B2B客户群的竞争优势 ，这些客户群已经习惯了他们的做法。 图2.进入HEMS价值链的公司类型 能源零售商 汽车OEM 大型B2C/B2B客户群 能力和可信度 大众市场计费 现有安装和服务网络 通过汽车销售获得庞大的全球客户群 最高的客户忠诚度 获得租赁客户 能源管理 o@ home 石油和天然气 电信和科技巨头 全球影响力 移动性服务能力 根据现有加油卡业务获取租赁客户 相邻智能家居解决方案 在平台建设方面具有较高的竞争力 IoT能力和可信度 直接访问最终客户 来源：ArthurD.Little - 电信和科技巨头。他们的目标是利用他们的核心业务扩展到 能源行业。这种趋势是通过提供智能家居解决方案来实现的。亚马逊通过与OctopsEergy的合作进入市场，允许消费者使用Alexa调整能源使用并获取市场信息；OctopsEergy的见解软件完全基于AmazoWebServices（AWS）。电信和科技巨头具有直接接触终端客户的优势，而他们的连接和平台建设能力提供了优于能源零售商的竞争优势。 -石油和天然气公司。他们多样化 通过增加更多可持续的产品和服务。近年来，他们转向电动汽车，在公共场所和家庭中安装充电点。 HEMS通过帮助优化和引导充电，为充电业务提供了扩展。为了吸引大量HEMS受众，石油和天然气公司可以尝试通过租赁客户招揽家庭 - 他们现有的加油卡业务。 汽车原始设备制造商。采用电动汽车和插电式混合动力汽车(PHEV)，这 与内燃机车辆相比，通常产生较低的利润率，有 汽车原始设备制造商可以通过其EV和PHEV客户群与HEMS最终用户联系,并利用其相对较高的忠诚度这个客户群。 进入HEMS价值链的公司不一定需要提供相同的服务。定位和价值主张将由他们的能力决定。公司可以决定只参与价值的一部分 链，作为硬件提供商、平台开发人员或服务提供商（图3 中的角色1、2和3）。 然后，他们可以选择解决一个特定的资产类型、多个资产类型或所有资产类型。 另一种方法是垂直整合的参与者，它只关注一种资产 ，同时覆盖整个价值链（角色4）。最后,生态系统编排器跨多个用例(角色5)向最终客户提供端到端智能HEMS解决方案。通过创建和管理HEMS生态系统内的所有利益相关者（从制造商到服务提供商 ），同时“拥有房屋”（i.Procedres.，是家庭中的核心参与者)。 图3.整个价值链中的角色 设备、设备和资产 平台和软件 安装 马努. 通信平台用户界 面 微生成 存储EV 充电器 热水器热泵 HVAC Appliances 4 2 5 1 服务提供 1硬件提供商 设计、制造和分销资产 已执行的活动 平台开发人员 2提供通信平台，允许第三方设备之间的互操作性 服务提供商 3提供能源服务，通过智能控制优化能耗 垂直集成播放器 4利用分层服务生产和分发资产/设备 生态系统编排器 5管理第三方资产，以跨多个用例将端到端能源解决方案货币化 资产类型 来源：ArthurD.Little Theecosystemorchestratorrolehasnotfullyappearedyet,asonlyafewspeciallycompaniescurrentlyofferafullyfunctionalservice,whichtypeofcompanyisbest placetoofferit.Lookingatthe玩的权利and获胜的权利 在每个参与者中（见图4），考虑到能源零售商和电信 /科技巨头的关键独特能力，能源零售商和电信/科技巨头似乎是作为生态系统编排者发挥核心作用的最佳位置，也是最合法的， 大型客户群，以及家庭内部的强大存在。然而，能源零售商可能有 领先，因为他们有更多的损失和收益，并且似乎是将整个收入流货币化的最佳位置（即灵活性货币化，在批发市场上进行交易以及避免不平衡的成本）。 因为HEMS可能会成为家庭能源生态系统中的核心服务 ，无法提供 可能会实质性地恶化能源参与者的长期价值主张。相反 ，电信公司不太容易对其核心业务产生直接的负面影响 。尽管交易能力可能缺失，但电信公司有机会进入市场的动机 扩展他们的家庭服务，利用灵活性货币化来释放新的收入来源，提高他们的价值主张，并实现差异化。 电动汽车：游戏的变化 HEMS市场的主要切入点是通过EV用户，与哪些参与者选择进入无关(见图5)。EV是最大的柔性能源池。当汽车接入电网时，它可以更快或更慢地充电、放电或推迟充电 sessiontoofferflexibilitytothegrid.ThenumberofEVhasstronglyincreasedrecentlyandisexpectedtocontinueitstransportinthefuture: -根据Statzon的数据，570万辆电动汽车 2022年在欧盟的道路上。 -ACEA的预测假设这个数字 到2025年将增加一倍以上，达到1560万，到 2030年将达到4280万(分别， 2022年至2025年之间的复合年增长率为40％，2022年至2030年之间的复合年增长率为29％）。强劲的增长主要是由于公司汽车强制采用电池电动汽车（BEV）和PHEV以及一些欧洲国家更严格的排放规范。 因此，来自多个来源的数据显示，欧盟的电动汽车产能可能会增加到 到2030年约为4,300GWh（2022年为250GWh），从而可能为欧盟的灵活性服务提供650GWh的电动汽车容量。 图4.比赛和获胜的权利 ROLES 关键成功因素 玩的权利获胜的权利 硬件提供商 按比例制造 建立分销渠道和安装程序网络 品牌识别 平台开发人员 确保与各种资产和服务的互操作性 大规模采用平台 服务提供商 交付服务的附加值 客户关系 访问客户数据 例制造玩家 有效货币化垂直集成按比 既定分布 通道和安装程序网络 扩展通信和UI平台 生态系统编排器 高度的互操作性 大规模的终端消费者访问 能源零售商 电信/技术巨人 OEM 油&气体 来源：ArthurD.Little 没有权利强大的权利 （假设50％的家庭愿意安装HEMS，并且30％的电池容量可用于灵活性目的。）相比之下，这将是欧盟2022年公用事业规模电池存储容量的70-80倍。 市场速度至关重要- 但不足 速度对于愿意抓住HEMS提供的机会的玩家至关重要： 1.由于电动汽车和 在潜在的灵活性方面，HEMS提供商应