互联网+智能电表发展前景分析及市场容量预测

葛晓旭，张 钰

(东北农业大学 电气与信息学院，哈尔滨 150030)

0 引 言

在和平发展、绿色发展的国际形势下，各国都开始了对传统化石燃料的能源迭代计划，工业发展相对快速的国家都不约而同地瞄向了电力市场，而在电力系统新一轮的发展大潮中，扮演着智能电网双向终端角色的智能电表，即将迎来其行业发展的风口。

1 互联网+智能电表发展现状

从2000年至今，中国陆续研制并在全国范围内应用了电子式电表、预付费电能表等半智能电表。2009年，自英国首次在民用领域安装了依托于互联网进行数据实时同步的电表后，中国智能电网建设计划的国家电网便首次提出了“智能电表”的概念，并于同年下旬集中制定了智能电表一系列的行业技术规范。

相较于传统电表，现有标准的智能电表能够实现远程抄表及区域阶梯电价计价功能，对处于初建阶段的智能电网来说的确是质的飞跃，极大地节省了抄表以及后期计价收费的人力成本和时间成本。然而随着各国智能电网技术的飞速进步，智能电网承载的功能也日益增多，现阶段的智能电表已经无法应对多种数据的采集、显示和调控，若要保证未来智能电网的稳定持续运营，实现电能质量的提高与电力费用的下降，就需要不断地对智能电表进行升级[1]。

依托于物联网工程的发展，“万物联网”的愿景逐渐实现，智能电网作为物联网技术应用的一个重要领域，承载着其终端功能的智能电表也必将向网络化、信息化发展。而互联网+智能电表可由厂商开发出对应产品型号的APP配套提供给装机用户，实现数据的可视化与可控化。电力作为一种商品，因其在世界大多数国家的国家垄断式方式使得其商品属性较为特殊。用户作为消费者，与电力经销商在对产品的把控以及知情权方面处于一种极为不平等的地位。随着各国逐渐开放电力市场，鼓励国外及民间资本介入，电力市场必然会呈现竞争状态，而互联网+智能电表便可以将这种竞争直观地反应给用户，用户在相应的软件上便能对自己的用电情况、费用有更为清晰的了解，并能够实现线上实时查询、缴纳电费，根据电价和具体需求，制定个性化用电方案，实现节约电费、智能管控。互联网+智能电表也为电力企业与用户实现实时沟通搭建了桥梁，可以更为精准地了解各地区用户的用电情况，通过大数据分析，完善电力调度模式。各家电力企业也能通过智能电表的App，及时把针对不同特点用户制定的优惠方案、缴费提醒、季度用电量报告等信息推送到用户端，为电力买卖双方的实时沟通搭建平台，重新把决定权交还给消费者，使其可根据自身需求以及优惠方案对供电公司进行选择。随着电网与电力企业在用户的参与下，不断进行协调、沟通，电能质量的整体水平也会不断上升，互联网+智能电表则将以其高度智能性、交互性以及预留的极强的可开发性，实现与智能电网的完美匹配[2]。

2 互联网+智能电表市场前景分析及容量预测

据现阶段国际市场发展态势预测，2017年至2022年期间，全球智能电网投资将由208.3亿美元增至506.5亿美元，年均复合增长率为19.4%，增长趋势及预测数据如图1所示。

图1 2017年—2022年全球智能电网投资情况

智能电网在全球范围内的大力推进直接刺激了智能电表市场的发展，由中商产业研究院提供的数据显示，预计2020年全球智能电表安装量达7.8亿台，累计安装智能电表将达到20亿台，渗透率达60%。到2021年全球智能电表市场营收规模则将达到142.4亿美元，与2016年的88.4亿美元相比，年均复合增长率为10%[3]，营收及预测情况与全球智能电表总出货量分别如图2、图3所示。

图2 2017年—2022年全球智能电表营收及预测情况

图3 2016年—2023年全球智能电表总出货量与年增长率

随着全球智能电网的飞速发展和相关技术难题的不断攻克，世界各国逐步开始对国内现有电网进行智能化的建设与升级。智能电表的投入在整个智能电网的投资中占较大比例，其安装和使用是智能电网完整建立的保证，更是智能电网真正意义上智能化的展现。互联网+智能电表凭借数据采集、处理以及呈现的功能优势完美适应智能电网的特性，必将会受到电力系统以及用户的青睐，市场前景极为可观[4]。

2.1 中国

中国作为传统电力行业发展较为完善的国家之一，早有预见性地开始了电力改革，电网的产业升级更是在近几年进入到了高速发展期。

党的十九大对中国能源产业的改革提出了要求，清洁与高效是能源发展的主要方向，而在现有的技术背景下，电能以其清洁、高效、安全等优点成为现有新能源中替代化石燃料的最佳选择。为适应以电气为主体的新一轮能源迭代，中国开展了“中国智能电网2030”科技项目，充分利用国家对电力统一管控的优势，把中国的智能电网打造成能源互联网的核心配置平台。智能电网的建设过程中，国家与科研机构分别在政策与技术方面为其提供了强有力的支持。

2015年国务院在文件中提出：在发电侧和售电侧放开市场准入，引入竞争机制。在中国智能电网建设的高速发展时期，民营企业、国外资本的进入，会和国资电企形成积极的竞争关系，用户切身感受到的将是电价下调和电能质量的提高。

2017年年底中国建成了世界上第一座具备虚拟同步机功能的新能源电站，为风力、光伏等不同发电形式在智能电网的调控下实现大规模友好并网提供了开创性的解决方案，实现了中国智能电网建设的关键技术突破。

2019年两会工作报告中提出了电价下调、增值税下调的指导要求，为智能电网的快速建设，实现电力市场资本的高效运作提出了要求。

由上述可见，中国正处于电力能源改革以及智能电网高速发展期，电力产业在未来几年甚至十几年内，都将处于由传统产业向朝阳产业的过渡时期，电力相关产业也将会受到这次发展大潮的福泽。

根据国家能源局公布的数据，中国全社会用电量持续增长，由2011年的46 928亿kW·h增长至2017年的63 077亿kW·h，年均复合增长率为5.05%。中国社会用电量在未来15年内将会稳步增长，预计2020年全社会用电量将达到8～8.81万亿kW·h，2013年到2017年中国全社会用电量变化趋势如图4所示。

图4 2013年—2017中国全社会用电量情况

中国社会用电量的逐年快速增长这一发展趋势极大地推动了智能电表产业的发展。中国自2009年制定智能电网发展计划以来，智能电表招标量逐年增加，覆盖率也随之增加，截至到2018年5月国网公司已累计安装超过4.57亿只智能电表，覆盖了电网服务区内99.57%的用户。而依据中国的电表更换计划，智能电表的更新周期为8年左右，即中国在2018年往后将逐渐迎来对现有电表的大规模的替换工作，预计“十三五”期间，国网公司将招标5.03亿台智能电表，其中作为更换需求的便有4.63亿台。互联网+智能电表可凭借其对未来智能电网的高度适应性，在全国范围内即将到来的大规模招标中赢得竞争优势，从而占据较大的市场份额。

2.2 欧美日韩型发达国家

此类国家都具有国内电气化程度高、用电量庞大的特点。欧美工业产业发展较早，现阶段即将迎来新一轮的电力系统技术及设备更新；日韩作为亚洲发达国家，但限于国家地域狭小，化石能源紧缺，急需进行能源改革，向多种新能源发电模式发展。此类型国家都处于电力系统改革期，电力相关产品市场极为广阔。

2.2.1 美国

美国从2001年开始布局智能电网，相继出台多条法案来保证项目的稳步推进，同时提供百亿美元为单位的财政拨款与项目贷款来进行智能电网基础设施的建设。由比尔·盖茨投资的美国智能电网初创公司Varentec，三轮融资共获得2 870万美元，美国能源部先进能源研究计划署也为其提供了500万美元的资金支持。Varentec公司的主营业务便是生产智能电网设备以及相关算法的开发。

据统计数据显示，美国在2015年到2016年间，在全国范围内大面积进行智能电表的更换，家庭覆盖率已超过60%，2018年安装量达8 723万台。在互联网技术的支持下，美国智能电表也将迎来下一波安装潮，预计2020年用户装机量将达到1.045亿台，到2023年累计安装量超2亿台。

2.2.2 日本

日本在智能电网建设的过程中，一直与美国保持着合作关系，于2009年宣布了新的太阳能发电目标，计划到2020年，其太阳能发电量增长20倍，并已在2010年便开始进行大规模的智能电网搭建实验。日本经济产业省以智能电网和蓄电池技术为研发核心，带动智能电网技术的开发，在2010年便在预算中申请55亿日元用于技术研发。日本东京电力公司已于2017年开始了目前全球规模最大的智能电网架设工作，计划于2020年落成，智能电表的采购数目预计达到3 000万台，并在这一计划实施的过程中逐步增加。

2.2.3 欧洲

欧洲智能电网的发展主要由欧盟进行政策制定与提供资金支持，旨在欧盟的可持续发展以及清洁能源的发展。“欧盟2020战略”中提出：二氧化碳排放量在1990年基础上削减20%，可再生能源占最终能耗来源的比重达到20%，能耗下降20%。明确了逐步减少化石燃料的使用，大力发展多种新能源发电并网的发展目标。

欧盟为确保其节能减排计划的顺利实施，要求其成员国必须在2020年之前完成国内智能电表的升级工作。此次电网升级改造工作在欧盟各国的推动下，预计总投入达3 000亿欧元。预计到2020年欧洲智能电表的累计市场规模将突破160亿美元。且得益于欧盟国家易于制定统一的技术标准，使得电表的研发与适配成本大大降低。欧洲的智能电表市场将随着欧盟统一发展的智能电网的建设而逐渐达到繁荣阶段[5]。2016年到2023年欧洲地区智能电表安装量及预测如图5所示。

图5 2016年—2023年欧洲地区智能电表安装量及预测

2.2.4 韩国

韩国的智能电网建设计划与中国较为相似，都是依托于现有电网，结合信息通信技术从而实现智能电网的搭建。发展理念则相仿于欧洲，致力于解决国内环境问题，减少碳排放量，推进清洁能源的大范围应用。截至到2016年，韩国智能电表已超过1 000万户，覆盖率也已在50%以上，预计至2020年智能电表数量将陆续增加至1 700万户，市场规模可达5.4兆韩元。介于韩国的人口数量以及电力系统规模，在国内实现电网升级相较中国的体量较为容易，所以韩国的战略主要是智能电网系统的出口，并开放电力市场，鼓励民间资本进入，实现技术输出、产业升级。

2.3 印度中东型待发展国家

此类国家大都即将进入经济高速发展期，如印度的劳动力优势、中东地区的经济优势等，但都存在一个共同的问题，即国内工业发展相较于经济较为滞后。随着全球电力产业的飞速发展，此类国家有望实现技术跳跃，化基础设施的劣势为发展优势，直接步入智能电网建设的快车道。

2.3.1 印度

印度分别在2008年和2012年出现两次全国范围内的大停电，损失惨重。基础设施残缺，部门职能分割严重，使得印度电网效能与稳定性极低，随着国内人口的不断增长以及生产生活对电能质量要求的不断提高，电力供求失衡问题愈发严重，根据印度政府的统计，国内24个邦的与电力相关的技术和商业损失平均为21%。印度国内大部分地区电气设备老旧落后，大多无法在原有基础上进行智能化改造，但据相关研究机构的报告预测，印度国内经济发展势头良好，依托生产力优势，经济仍将保持年均5.2%的增长速度并持续到2025年，这也成为印度得以进行大规模电网改造的基础。

印度政府为使得智能电网计划得以顺利推进，制定了加速电力发展与改革的重组计划，致力于对电力系统进行大规模革新。印度电力部曾于2014年表示，印度智能电网改造过程将持续15年到20年，并将创造规模达400亿美元的庞大市场，并将在2019年底前为大约3 500万用户安装智能电表，考虑到目前智能电表安装量已经达到了100～200万台。介于印度本土的技术与经济制约，印度的智能电网的建设大半都会承包给国外电力企业，又因印度电网基础极为薄弱，重建损失较小，可直接采用国际最先进的智能电网搭建技术，而互联网+智能电表作为传统智能电表的升级产品，符合未来智能电网的发展趋势，市场极为可观。

2.3.2 中东

中东地区多为资源大国，其传统能源充足，并借资源出口使得经济飞速发展，但各国经济模式较为单一，工业产业较为落后。据世界能源理事会提供的数据显示，到2020年，仅海湾地区新增电力需求便将达到100 TW，年均增长7.7%。到2025年，中东地区人口规模将达到5亿，再加上中东地区正借助经济优势实现工业的快速发展，用电量的需求极为庞大。中东毗邻欧洲，在欧洲以清洁能源为主要发展方向的电网改造计划的影响下，中东各国政府也已经意识到需要逐渐脱离对传统燃料的依赖，通过建设智能电网，同时发展多种清洁发电模式，各国也相继实施补贴政策，鼓励国内外电力企业入驻，加速智能电网的建设。据统计，沙特阿拉伯将成为中东地区最大的智能电网市场，计划于2027年前完成基础设施建设规划中830万智能电表的安装量，预计其智能电网市场容量将达36亿美元，成为各国电力设备供应商的必争之地。

东南亚与非洲虽然近几年经济发展势头较好，城市化建设也逐渐提速，但电力产业基础薄弱，且因人口基数、工业基础等原因，缺少电网革新的原动力，智能电网的发展预计要落后第一梯队5～10年左右，故暂不作分析。

3 结 语

在能源过渡的大潮中，电力产业将会依托于各国的智能电网的快速建设计划而成为资本的新宠。互联网+智能电表作为在电网建设中不可或缺的终端产品，在现有的智能电表的基础上，开拓了智能性、交互性以及用户可参与性，更切合未来智能电网的发展理念。电力市场的设备革新所创造的将是一个极为庞大的市场，各国无一例外都把发展智能电网作为能源转换计划中最为重要的一环。由于现阶段各国经济发展情况及国内电力产业基础各不相同，在未来的10年，乃至20年，在国家政策支持和资本的不断投入下，全球的互联网+智能电表产业将一直保持发展活力，市场利润极为可观。