融合创新的实践

平力群

摘 要：日本发展智能住宅产业是对融合创新的具体实践。ITC、能源、电机、汽车、住宅等产业的技术创新及其有机融合催生了智能住宅产业。智能住宅产业也把上述产业有机地整合到了一起。智能住宅产业不仅本身就是新兴产业，其发展就是创新的集大成。在其发展的过程中，所产生的新的需求又会进一步拉动创新，形成“创新”呼唤“创新”的良性循环。智能住宅产业在日本兴起的例子不仅表明了政府与企业的紧密而有效的合作是新兴产业得以发展的制度保障，也预示着决定未来产业竞争优势的是综合协作实力。

关键词：融合创新；智能住宅产业；新兴产业

中图分类号：F293 文献标识码：A 文章编号：1004-2458（2015）02-0009-10

DOI：10.1415/j.cnki.rbwtyj.2005.02.002

一、 引 言

随着日本进入超成熟社会，日本开始了从单纯重视技术间融合向重视产业间融合的转变，跨领域融合创新逐渐成为了日本产业创新的一个新特征（参见图1）。所谓跨领域，就是指参与合作的企业经营不同的业务。合作，指拥有不同技术的企业共同来开发新产品、新服务。在企业间跨领域合作的过程中，随着信息、技术的传播，使产业间、企业间的相互交流与融合进一步加强，进而孕育出新的产品、服务与产业。以IT产业为例，虽然IT产业的发展离不开半导体技术的进步，但IT产业能够取得风靡世界的商业网络的发展，则与计算机功能、通信功能的融合应用分不开。通过对这些新功能的不断挖掘，产生了对IT产业的广泛需求[1]。

智能型住宅产业的产生与发展可以说是技术突破与产业融合即融合创新的又一具有代表性的案例。所谓智能住宅是指在不影响居住舒适性的前提下，通过对能源的有效利用实现低碳化的住宅。光伏系统成本的下降、可再生能源固定价格购买制度（FIT）的实施，使更多的家庭开始安装住宅用光伏系统。随着燃料电池系统成本的快速下降，使用家庭用燃料电池系统的住宅也开始增加。房地产开发商也开始对住宅用光伏系统、燃料电池、家庭用蓄电池系统打包进行销售。可以预见安装家庭能源智能化管理系统（Home Energy Management System，HEMS）的智能型住宅将是未来住宅的发展趋势[2]12。

ITC、能源、电机、汽车、住宅等产业的技术创新及其有机融合催生了智能住宅产业。智能住宅产业也把网络通信、能源、电机、汽车、住宅等产业有机地整合到了一起。智能住宅产业不仅本身就是新兴产业，其发展就是创新的集大成，而且在其发展的过程中，所产生的新的需求又进一步拉动创新，形成“创新”呼唤“创新”的良性循环。智能住宅产业的发展不但推动了日本电机、房地产等产业的创新，为新能源车提供了充电设施，提高了使用的便利性，还为太阳能产业、蓄电池产业提供了更大的市场，从而有可能成为日本新兴产业发展、产业结构转型的起爆点与助推器。特别是智能住宅把节能、产能与储能三大功能融为一体，大大降低了人类为满足提高生活品质需要而对不可再生能源的消费量，为解决人类追求生活质量提高的无限性与能源、环境对消费的可承受的有限性之间的矛盾提供了一个具有可实施性的解决方案。

二、集成性：智能住宅产业产品结构的特征

在介绍智能住宅前有必要简单介绍一下能源管理系统。能源管理系统（Energy Management System，EMS），以下简称EMS，是指对能源产生、消费状况的可视化、储电系统、控制能源消费设备进行统一管理的能源管理系统。由于该管理系统的设计与安装是以区域的规模进行划分的，因此，家庭能源智能化管理系统（Home Energy Management System）被简称为HEMS，建筑能源智能化管理系统（Building Energy Management System）被简称为BEMS，特定区域能源智能化管理系统（Community Energy Management System）被简称为CEMS。安装了HEMS系统的住宅被称为智能住宅，安装了BEMS系统的建筑被称为智能建筑，安装了CEMS系统的区域被称为智能社区[3]。

可见，所谓智能住宅是指将传统建筑工程、新兴信息技术及节能技术相结合的产物。具体而言，就是通过家庭能源管理系统（Home Energy Management System，HEMS），对家电制品、太阳能发电系统等所使用、制造、储存的能源进行有效的管理，实现能源合理的使用与居住的舒适性。智能住宅的建设实质是一个系统集成的过程。在这个集成过程中，各有关技术、设备、材料在集成商的控制下最终形成符合要求的智能化系统（参见图2）。

家庭住宅能源管理系统HEMS，包括具有对家用电器运行进行最合适的控制系统，照明的开、关，太阳能发电系统、燃料电池系统的发电情况的时时可视的设备。具体功能，包括：（1）HEMS可以精确把握空调、照明等的耗电情况，并通过对室内温度、湿度、及照明情况的综合把控与分析对空调、照明进行控制；（2）对安装的太阳能设备、城市液化气、燃料电池所产生的电力、热进行统一管理。把剩余电能对蓄电池进行充电，给热水器加温，以满足高峰时的用量；（3）HEMS在对过去能源消费实际情况分析的基础上，综合考虑天气变化所引起的发电量的变化，对家庭能源消费实现最合理的控制。

可见，智能住宅是由HEMS、太阳能发电系统、蓄电池系统、节能照明系统、太阳能利用系统、燃料电池系统、热泵系统、电动汽车充电器、智能家电等所共同构成的。智能住宅产业横跨了建筑公司、HEMS综合能源管理控制公司、太阳能相关企业、蓄电池相关企业、节能照明相关企业、太阳能利用设备相关公司、燃料电池相关公司、热泵企业、电动汽车充电器企业、智能家电企业等众多行业（参见图3）。可以说，智能住宅产业是以技术突破、技术高度融合为前提，各企业跨行业合作下诞生的新产业。

三、智能住宅产业在日本兴起的原因

据预测，与智能住宅产业相关的系统、设备的全球市场份额到2020年将达到12兆日元，而日本市场将占据30%的份额[4]92。新兴产业在一个国家的兴起与发展离不开政府的支持与企业自身的努力。日本也不例外。因此，为了解日本智能住宅产业为什么能走到世界的前列，需要从政府与企业两个方面进行考察。

（一）政府方面

面对新兴经济体的发展和精密加工等日本优势技术的极限，日本政府早已对仅以汽车产业和家电产业构成的支柱产业结构表示出了担心，并希望尽快通过发展新兴产业及产业间融合来改变这种脆弱的产业结构[5]。因为，日本政府意识到以电视为代表的数字家电类产品不但生产技术非常容易被模仿，而且通过采购高技术、高品质的零部件经过组装就能完成高品质的最终制品，因此，日本产品与其它国家的产品很难实现差别化竞争。而且，随着先进国家从工业经济时代向知识经济时代的迈进，国际市场竞争方式正在悄然发生着改变。利润不再仅来自产品的质量、性能与价格优势，文化、标准、服务已经成为利润更深、更广的源泉。为此，日本政府试图通过制定未来产业结构发展远景，制定各种技术路线图引导企业、产业发展方向；通过修改法律，放松规制来促进企业重组、产业间合作，鼓励企业进入新领域；还通过各种财政补贴、税收优惠等政策促进企业研发，特别是跨行业合作，以支持符合时代发展的新产业的形成与发展。日本政府对智能住宅产业的支持就是其中的一个比较有典型的例子。

1. 从国家层面确立智能住宅产业的地位。早在2004年日本经济产业省在其制定的“新兴产业创出战略”中，就把燃料电池、信息家电、机器人、内容、与健康福利有关的机器服务、与环境能源有关的机器服务及商业支持服务定为了七大重点领域。支持重点领域的政策与日本政府为实施环境能源大国战略、健康大国战略和科学、技术、信息通讯立国战略的配套方案相互影响、相互支持共同促进了智能住宅产业相关产业的发展，为智能住宅产业在日本的形成打下了基础。

智能电网可以被视为智能住宅的基础设施。日本政府把发展智能电网作为重点产业之一，为智能住宅产业的发展提供了基础。2010年3月经济产业省发表“产业结构展望2010”。同年6月18日日本政府通过“新成长战略—恢复日本活力”战略。“产业结构展望2010”的五大战略领域之一就是环境能源问题解决产业，其中就包括智能电网。同样在“新成长战略”的七大战略中（在该战略中强调绿色创新、生活创新，把环境能源、健康、亚洲战略、旅游观光地区活力化、科学技术信息通讯、就业人才和金融定位为战略性领域）的绿色创新推动环境能源大国战略中明确指出，通过信息系统对电力供给方与电力需求方的连接所建立的日本型智能电网实现电力需求与供给的效率化，唤起对家庭相关设备产品的新需求，实现产业的振兴[6]。进而开拓海外市场。希望利用日本企业在环境、能源方面的技术优势及丰富的基础设施建设经验，加快日本企业对海外基础设施建设方面的投入，获取土木建筑、城市交通、水处理、能源利用（提高能效、新能源开发等）等方面的巨大的海外商机[7]。为此，政府给予了预算支出。

另外，日本政府还制定了以2030年实现太阳能发电成本降到7日元/kW·h为目标的光伏技术开发路线图。为了实现这一目标，各厂家正在积极开发薄膜太阳能电池技术以代替现在的结晶硅技术[8]。夏普公司投资了1 000亿日元建立了生产薄膜太阳能电池的工厂[9]。

2011年3月11日东日本大地震发生后，为加速普及智能住宅，日本政府制定了“智能建筑促进对策事业”，并拨付90.5亿日元予以支持（2013年度预算）。同时把商务信息政策局的信息经济科与资源能源厅的节能对策科作为政策推广机构[10]。

2. 制度准备。首先，通过修订公司法为企业跨产业合作进行了制度方面的准备。智能住宅产业不仅是跨行业、跨产业企业的合作成果，而且属于集成型产业。因此，需要法律来支持跨行业企业的合作。经济产业省在2010年3月修改的“能源基本计划”中明确指出：“为了迎接能源大竞争时代的到来，应完善电力公司、石油天然气公司、能源公司与家电厂家的合作与产业间重组的环境，以建立综合能源服务”[11]。作为安倍经济政策的第三只箭—成长战略的具体化的产业支持政策的法律依据—“产业竞争力强化法案”中特别强调了促进产业的新陈代谢。其中明确了为促进企业重组与激励大企业对风险企业的支持，国家可以为这些企业提供减税与补贴的多种优惠政策。

另外，智能住宅的发电（分步式电源）只有接入电网，才能实现发电的功能，所以国家、地区层面的智能电网建设与电力系统改革，直接影响到智能住宅的普及。2011 年12 月27 日，日本经济产业省提出了日本新一轮电力改革的4条基本思路，其中一条明确指出要构建需求侧参与管理的下一代智能电力系统[12]38。日本智能电网建设与电力系统改革，为智能住宅的普及提供了必要的基础设施。

3. 示范项目的引导。由政府牵头并提供资金支持的实证试验为民间资本进入智能住宅产业提供了示范机制。日本经济产业省于2009 年11 月成立了内部跨部门项目团队“新时代能源和社会系统委员会”。2010 年1 月，该团队发表了关于新一代能源流通和社会体系的阶段性报告，并在此报告的基础上，以探索日本智能电网及智能城市的未来形态为目标，公开招募智能城市示范区[12]。政府对新一代能源社会系统实证事业提供了182亿日元的预算支持。2010年选定横滨市、丰田市、京阪学研市和北九州市等4个地区为中心开展符合各地方特性的住民构成、能源供给结构等的示范性实证实验。重电、能源相关、汽车、家电等80多家民间企业参与了该项目[13]。

4. 组建联盟。为企业构建合作平台，形成官产研合作的产业推广机制。2010年4月成立了官民合作的“智能社区联盟（JSCA）”，以商讨获取智能社区市场的整体战略。该联盟以NEDO为事务局，设有总务会、企划委员会，并有500多个企业团体参加（参见图4）。

日本政府之所以大力支持发展包括智能住宅产业的智能城市项目的发展，一是日本作为能源小国，发展智能住宅产业可以降低对石化能源的需求，有利于实现国家能源供给安全；二是日本政府意识到，能源问题不仅只困扰着日本，这一问题将是世界各国共同面临的问题。只不过日本是先于其他各国更早地受到了这一个问题的困扰。如果日本能够率先发现解决方案，就会具有先发优势。因此，日本政府在支持国内普及智能住宅的同时，还积极组织相关机构和人员制定相关设备与产业标准，为拓展国际市场做准备。

（二）企业方面

日本传统优势产品不断受到新兴国家产品的挑战，日本企业为保持竞争优势、甚或摆脱亏损而急于转型。在新能源技术进步推动下，太阳能系统设备、蓄电池系统设备成本的大幅度降低，为民用化提供了可能，也使日本企业发现了新的商机。虽然汽车产品与智能产品的产品功能不同，但智能住宅产品的结构与汽车产品的结构又具有某些相似之处，都属于集成型。而集成型产品的生产又属于日本企业的强项。因此，日本各大企业都纷纷进军智能住宅产业。

1. 企业自身转型的需求。虽然日本企业很早就开始了跨行业合作，但直到20世纪末跨行业合作的重要性才得到广泛重视，特别是在2008年由美国次贷危机引发的世界经济危机对日本经济的强烈冲击下，日本支柱产业之一的日本综合电机企业大面积经营陷入困境，并出现了巨额亏损后，日本企业更是大大地加快了企业间跨行业合作的步伐。试图通过电力与石油、能源与家电，内容与制造、制造与服务等处于不同领域、产业间的合作，提升产品的附加价值，寻找、发现并创出新的市场与利润点，占领产业的制高点，保持企业竞争优势。

如，位于日本镰仓的东丽“先端融合研究所”，2003年5月开所之前，前田会长指出要在名字中加入“融合”二字，为此还紧急更换了已经做好了的招牌。现在该所以纤维为核心，融合了生物和医疗技术等不同技术的研究正在逐步展开。先端融合研究所是一个开放的平台，虽然其常驻研究者仅有100人，但对大学等外部研究机构的研究者一直保持开放[14]。

日立公司也正在通过努力摆脱“综合电机”业务的制约，把注意力集中到铁路、电力等社会基础设施与信息通讯技术融合的“社会创新事业”领域，以实现V字型盈利。日立公司开发的输出功率为第1的新型车用锂离子电池于2013年实现了量产。

大阪天然气公司的社长在2010年4月上旬召开的记者恳谈会上表示：“希望能跨越行业的界限，与电力公司进行合作，实现合作经营。”东京天然气公司的冈本毅社长也表示，为了促进燃料电池的开发、生产，非常有必要进行跨行业的合作。而属于电力行业的J能源公司已经开始了同石油行业的公司合作以加大对新型电源的开发力度[11]。为加速智能住宅的普及，在2013年11月第43界“SMART MOBILITY CITY”展会上综合电机业的东芝、汽车业的本田与建筑业的SEKISUI HOUSE提出了合作共同进行智能住宅实证试验的计划[15]。

2. 优势技术的储备。由互联网技术与可再生能源开发技术的相互融合，是智能住宅产业得以出现的基础。在日本政府与企业长期努力下，日本不仅在互联网技术与可再生能源开发技术方面占有明显的优势，而且与智能住宅相关的技术已经进入了实用化阶段。以家庭用燃料电池为例，燃料电池形成市场化的只有日本。以1981年月光计划为契机，政府在燃料电池的技术开发上进行了大量的投入，从而促进了技术水平的不断提高，2005年开始了小规模生产。在国家对大规模实证试验的支持下，2009年终于实现了商品化。产品价格也从2005年的每台800万日元下降到200万日元。产业界预计2016年的销售价格可以降低到70万日元～80万日元，这样即使国家不提供补贴，消费者10年也可以收回成本[2]155。

3. 具有发展集成型产业的优势。根据产品构建学理论，智能住宅产业与汽车产业具有高度的相似性，都具有集成型的特征。而日本企业在集成型产品上保持着明显的竞争优势。从图3构筑智能住宅的系统、设备与部件示意图可以看出，智能住宅是由光伏发电系统、蓄电池、燃料电池、照明、智能仪表等集成型关键部件组成的。而日本制造业的创新系统在支持这些关键集成部件的研究、开发、设计与生产过程中表现出了良好的绩效，这也是日本产业在关键材料与零部件领域、在汽车、机器人产业具有竞争力的制度层面的支撑。

综上所述，智能住宅产业之所以能在日本社会悄然兴起，不能忽视日本民众普遍所具有的环保意识。环保意识是现阶段日本市场对智能住宅需求的社会基础。日本资源匮乏，石油长期依赖进口，特别是2011年3月11日发生的东日本大地震，使全体国民更加深刻地体会到电力不足对生活、工作影响的深刻性，从而产生了对具有节能、产能与储能功能的智能住宅的需求。

社会的转型、技术的进步、环境能源的制约、竞争方式的变化，推动了以产品销售型为中心的商业模式向以服务为中心的商业模式的转变，以信息服务为依托的智能住宅产业正是在这一背景下在日本悄然兴起。以2011年度第3次补充预算中所创立的对智能住宅的补贴制度为契机，智能住宅规模开始扩大，2012年HEMS的市场规模超过了20亿日元，并预测未来可以达到100亿日元[2]15。由日本大和HOUSE工业于2012年12月承建的日本国内首个智能环保住宅小区“SMA×ECO TOWN晴美台” 2013年3月开始销售。该住宅小区位于大阪府堺市，占地面积约1万7000平米，共有65户独栋住宅，每户住宅配备有太阳能发电系统，家用锂离子蓄电电池以及家用能源管理系统（HEMS），电量基本能够实现自给自足。开发公司还表示，今后将以大阪府堺市为开端，逐步向神奈川县、埼玉县以及茨城县等地区展开智能住宅业务[16]。

四、“创新”呼唤“创新”——智能住宅产业的辐射作用

智能住宅产业不仅本身作为新兴产业，其本身的发展就是创新的集大成，而在其发展的过程中，所产生的新的需求又进一步拉动创新，形成了“创新”呼唤“创新”的良性循环。因为，智能住宅产业的发展，不仅有利于信息服务、电池、电池板、蓄电池等生产厂家，而且由于该产业把设备制造、玻璃窑业、住宅建造、工业燃气、化工、硅原料、铝合金框架、计量测量设备等产业部门都囊括在内，所以具有广泛的产业辐射作用。可以说，是融合孕育了创新，而创新又进一步提高了这些产业间的融合度，并在融合中取得了共同的发展。