第一節
第一節 第一節 產業簡介 產業簡介 產業簡介 產業簡介
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壹壹、、、、產業背景產業背景產業背景產業背景
石油是現代工業社會最重要、最具戰略性的能源與基礎原料，由於 1970 年 代兩次石油危機，導致油價暴漲並重創了各國經濟，因此開發新能源成為全球各 國能源政策的重點。此外，在能源逐漸缺乏、以及氣候劇烈變化的現代，如何經 由有效之系統監控與管理以減少能源消耗，已經成為未來的趨勢；故從 1980 年 開始，ICT 技術開始被廣泛的發展及應用，各國政府及國際組織亦開始結合 ICT 技術，建立節能的政策及規範並應用於家庭能源管理系統（HEMS）。
自 1990 年代以來，日本、歐洲以及美國的政府與企業，曾各自發展過其 HEMS 產業與產品；日本的東芝、松下、夏普以及美國的 Control4 等公司，亦發 展過以智慧家庭為主要概念的家庭自動化系統，此系統主要的內容包括了便利舒 適、健康照護、安全監測以及家庭能源管理系統等四大主軸；但時日至今，整個 智慧家庭的概念與家庭自動化系統產業皆尚未發展起來，其主要原因包括了家庭 通訊網路的尚未普及、產品價格太高以及缺乏政策的推動等。2009 年，美國歐 巴馬政府上台，發布了智慧電網（Smart grid）建設的相關政策，進而帶動了與 整個智慧電網相關產業的發展；作為智慧電網的最終用戶端平台，家庭能源管理 系統產業亦隨之發展起來。自 2009 年起，許多與智慧電網或是能源管理相關的 廠商皆紛紛的湧入此一產業，包括了家電大廠松下電器（Panasonic）、科技大廠 Google、Microsoft 以及汽車大廠豐田汽車（Toyota）等，皆紛紛的投入此一產業，
進而促使了家庭能源管理系統產業，於世界各國的發展。
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貳貳、、、、產業產業產業產業定義定義定義定義
根據Energy Star的定義，所謂的家庭能源管理系統，為一種在住宅之中，將 相互連結的裝置，整合成一個具備報表、控制、以及監測能源使用狀況功能的系 統。一個典型的家庭能源管理系統，是透過一組控制器與多組的伺服器，連結到
家庭區域網路（HAN）上，並且再經由其他的伺服器連結到網際網路上。所謂 的控制器，可能包含了嵌入式的能源管理軟體、或是已進行設定之電腦或遠端伺 服器等。除了控制器之外，家庭能源管理系統之相關硬體裝置則可能另外包含了 諸如用電資訊顯示器（In Home Display, IHD）、可編程通信溫控器（Programmable Communicating Thermostats, PCTs）、直接載入控制中繼器（direct load control relays）、定址的燈光轉換器（addressable light switches）、電表以及家電模組等。
一般來說，這些裝置可能會分別具有以下的幾種功能：負載控制功能、量測功能、
以及顯示／使用者介面功能。簡而言之，所謂的家庭能源管理系統，即是透過相 互連結的裝置，收集能源的使用資料，以賦與用戶所需的用電資訊，旨在激勵減 少能源的使用；此外，家庭能源管理系統也可幫助用戶得知如何降低能源的使用 成本，以提高住宅的能源使用效率。（Energy Star, 2009）
根據Greentech Media Inc.的定義，所謂的家庭能源管理系統，指的是提供顧 客直接的操作介面，以了解其能源使用之相關資料（包括電力消耗的選擇與偏好，
以及銷售用戶其自行生產或儲存之電力）。（Greentech Media Inc., 2009）
故根據以上不同機構與組織對家庭能源管理系統的定義，本研究將家庭能源 管理系統產業定義為：涵蓋所有整合家庭能源管理所需之軟、硬體，透過家庭區 域網路，與家中所有電器裝置、發電裝置與儲電裝置相連結，並且透過網際網路，
與外部電網分享用電資訊，提供家庭使用者得以監測與管控家中之能源使用狀況，
以達到減少家庭能源之使用，以及提高住宅能源使用效率的目標。
第二節 第二節
第二節 第二節 產業 產業 產業發展歷程與趨勢 產業 發展歷程與趨勢 發展歷程與趨勢 發展歷程與趨勢
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壹壹、、、、產業發展歷程產業發展歷程產業發展歷程產業發展歷程
家庭能源管理系統（HEMS）為能源管理系統（EMS）的一部份，能源管理 系統的發展已有多年的歷史，從 20 世紀 30 年代以固定的系統模擬調度中心，到 現代電力系統中廣泛應用的 SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）、
EMS 等，能源管理系統已經發展成為電力系統調度營運中不可或缺的組成部分。
但由於技術和觀念的限制，在電力系統中一直將家庭用戶看成是單純的電力消耗 者，而用戶本身也並不關心自己的實時用電情況，亦沒有對自身用電進行規劃和
管理的意識。
在智慧電網的概念下，家庭用戶可以從電網中得到包含電價在內的更多實時 訊息，使得用戶有了管理自身用電情況的動力和願望；同時，智慧電表、高級量 測技術以及智慧家電的快速發展，也使得家庭能源管理系統的技術壁壘被打破。
和能源管理系統主要面向電網調度的不同，家庭能源管理系統所面向的對象主要 為用戶端，其可透過合理調整用戶端之用電設備的負荷以及用戶自身裝設的儲能 設備的充放電，來適應電網的負荷和電價的變化，以達到節約能源、減少家庭用 戶電費支出的目的。家庭能源管理系統更可進一步與電網的需求端管理系統進行 連結，以提高電網穩定性和安全性。
智慧電網的概念被提出之前，早期的家庭能源管理系統的出現與發展，大致 可依國家或區域的不同而有所不同，主要的發展國家與區域則以美國、歐洲以及 日本以及為主，其分述如下：
在美國，美國能源局（U.S. Department of Energy）、環保署（U.S. Environmental Protection Agency）及加州能源委員會（California Berkeley National Laboratory）
於 1996 年建立了一個名為 Home Energy Saver 的網站，用於家庭用戶對其用電情 況進行診斷分析，並提供針對性的改進策略。該系統並不涉及硬件製造，僅是針 對用電情況進行分析。
在歐洲，法國、比利時、德國、義大利、葡萄牙及英國等六個歐盟國家在 2006 年 1 月開始了名為 Econ’Home Project 的計畫，該計畫主要的目的也是降低 用戶電力消耗，其以問卷的方式了解用戶用電方式，然後由專家給出相應的建議，
建議的內容則包括了改變用電習慣、更換節能電器以及改善建築結構或外型等。
在日本，松下、日立、東芝、夏普、三菱電機、東京電力等公司於 1997 年 成立 ECHONET（Energy Conservation and Home NETwork）組織，發展以電力線 及低功率無線電通信等相關網絡通信技術標準。應用 ECHONET 技術，日本各 個公司合作所開發的家庭能源管理系統，可對無人區域的空調及照明系統進行控 制，並對用戶用電訊息進行採集，使用戶詳細了解其電力使用情況並給出和其他 用戶的比較。該系統曾在關西地區（300 戶）、廣島縣廣島市（100 戶）、關東地 區（20 戶）、香山線高松近郊（116 戶）、北海道札幌市（40 戶）等地區進行測
約 13%。
圖4
資料來源：整理自智能電網基礎
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貳貳、、、、產業趨勢產業趨勢產業趨勢產業趨勢
根據OnSmart Technology
動車之充電功能以及多餘能源的儲存功能
OnSmart Technology（2009）所提出，家庭能源管理系統未來 多餘能源的儲存功能，整合到家庭能源管理系統之中 為主要監測與操作設備，原因為電視機是最貼近家庭用戶
所以透過遙控裝置來操作電視裡的能源管理系統，將會成為未來發展趨
（Generic Electric）在2009年所提出之「零耗能住家 未來的家庭能源管理系統，也將會將智慧家電與可再生能源設備
發電系統與風力發電系統所生產的電力，當需求多於供給時，則會透過智慧電網 取得所需的額外電力；反之，若有多餘的電力，則可透過智慧電網，將電力賣到 整個智慧電網系統之中；而家中的儲電裝置，亦可儲存自行生產之電力以及離峰 時的電力，以待電力需求增加時使用；而電動車充電裝置，亦可在電力供過於求 或是離峰時進行運作。
第三節 第三節
第三節 第三節 產業結構 產業結構 產業結構 產業結構
產業魚骨圖 產業魚骨圖 產業魚骨圖 產業魚骨圖
本研究將依據組成家庭能源管理系統產業的各個要素，繪製家庭能源管理系 統展業之魚骨圖如圖 4-1。在能源管理顯是軟體方面，主要是提供使用者一個操 作介面、或是入口網站，提供使用者一個可以監測、控制與管理家中之各設備的 能源使用狀況的一平台，主要廠商包括 Silver Spring Networks、Google、Microsoft、
Tendril、Control4、EnergyHub、Intel、GE、Onzo、Cisco、以及 4Home 等；在家 庭管理硬體設備方面，主要為生產家用能源管理系統所需之硬體裝置，包括各式 感測器、顯示器、電表讀取器、訊號發射器、訊號中繼器、能源監測與整流器、
以及可程式通訊恆溫器等；主要廠商包括 AlertMe、EnergyHub、The Energy Detective、以及 4Home 等；在智慧電表方面，智慧電表為先進讀表基礎建設的 一部分，廠商主要為研發、生產智慧電表，將其取代傳統電表，主要廠商包括 GE、Itorn、Silver Spring Networks、Echelon、Elster；在智慧家電方面，主要是 提供具連網型之家電產品，使用者可透過智慧家電達到家庭能源管理自動化，以 及透過智慧家電，例如智慧型電視機、智慧冰箱等，操作家庭能源管理系統，主 要廠商包括 Panasonic、Generic Electric、Sharp、Hitachi、LG、Samsung 等；在 家庭區域網路方面，主要是提供家庭能源管理系統與智慧電表、智慧電表與智慧 家電等的資訊傳遞的功能，目前主要被用於家庭能源管理系統的相關區域網路包 括無線區域網路中的 Zigbee、Z-Wave，以及電力線網路的 Lonworks、Insteon 等；
再生能源方面，主要為安裝在住宅中，可將太陽能轉為電力，或是將風能轉換為 電力等的再生能源系統，其所生產之電力，可透過家庭能源管理系統，進行電力 的使用與賣出的行為。
圖
資料來源：整理自Greentech Media Inc.
第四節 第四節
第四節 第四節 產業競爭分析 產業競爭分析 產業競爭分析 產業競爭分析
根據 D.Mowery 與R.Nelson 業的競爭優勢來源與產業領先條件
根據 D.Mowery 與R.Nelson 業的競爭優勢來源與產業領先條件