2019年中国EMS（能源管理系统）行业概览.pdf

1 报告编码19RI0772 高级分析师 头豹研究院 | 工业互联网系列行业概览 400-072-5588 2019 年 中国 EMS（能源管理系统）行业概览 报告摘要 工业团队 自“十一五”规划明确了节能减排的目标和总体要求 后，电力、钢铁、有色、建材、石油加工、化工六大 高能耗、高污染行业积极开展节能减排，各行业节 能投入明显增加。数据显示，在节能减排政策的驱 动以及中国节能环保行业蓬勃发展影响下，中国能 源管理系统行业发展迅速，市场规模由 2014 年的 514.0 亿元增长至 2018 年的 979.6 亿元，年复合增 长率为 17.5%。 随着企业节能环保意识提高， 能源管 理系统将会更加普及，中国能源管理系统行业仍具 备较大放量空间。预计未来五年，中国能源管理系 统行业将以 15.0%的速率保持平稳增长， 到 2023 年， 中国能源系统行业的市场规模有望达到 1,970.3 亿 元。 热点一：节能减排是中国能源发展的基本国策 热点二：工业互联网平台推广有利于扩大能源管理系 统应用范围 节能减排是中国能源发展的基本国策，实施目的是减少 能源浪费和降低废气排放。2006 年起，中国开始强制实 施节能减排政策。此后，围绕着节能减排开展的技术创 新得到了有序推进，中国低碳产业体系不断发展壮大。 节能减排是一项长期的战略任务，为建立节能减排长效 机制，中国正不断加强政策引导和扶持，完善并落实相 关政策措施，为节能服务行业的细分行业能源管理系 统行业创造了良好的发展环境，有利于促进能源管理系 统的不断普及。 能源管理系统属于生产控制类工业软件，可实现各类能 源信息连接、互通，打破信息隔离，帮助管理者监控能 源消耗情况、 分析能源使用特征， 更好地实现节能目标。 工业互联网平台的推广建立，能够对工业软件应用产生 强大驱动力，从而带动能源管理系统的应用扩大升级。 庄林楠 文晗 分析师 邮箱：csleadleo 行业走势图 相关热点报告 工业互联网系列深度研究 精品报告_2020 年中国 5G 工业互联网精品报告 工业互联网系列行业概览 2020 年工业自动化在新能 源行业的应用概览 工业互联网系列行业概览 2019 年中国 SCADA （数据 采集与监控系统）行业概览 工业互联网系列企业研究 工业富联企业研究报告 1 报告编号19RI0772 目录 1 方法论 . 4 1.1 研究方法 . 4 1.2 名词解释 . 5 2 中国 EMS（能源管理系统）行业市场综述 . 8 2.1 中国 EMS（能源管理系统）行业定义及分类 . 8 2.2 中国能源管理系统行业发展历程 . 9 2.3 中国能源管理系统行业产业链 . 11 2.3.1 上游分析 . 11 2.3.2 中游分析 . 12 2.3.3 下游分析 . 14 2.4 中国能源管理系统行业市场规模 . 14 3 中国能源管理系统行业驱动与制约因素 . 15 3.1 驱动因素 . 1 5 3.1.1 节能减排是中国能源发展的基本国策 . 15 3.1.2 工业互联网平台推广有利于扩大能源管理系统应用范围 . 17 3.2 制约因素 . 1 8 3.2.1 企业普遍对管理节能的认知不足 . 18 3.2.2 能源管理系统开发难度大 . 19 4 中国能源管理系统行业政策分析 . 22 5 中国能源管理系统行业市场趋势 . 24 5.1 能源管理精益化 . 24 2 报告编号19RI0772 5.2 能源管理系统应用广度将持续提高 . 25 6 中国能源管理系统行业竞争格局分析 . 26 6.1 中国能源管理系统行业竞争格局概述 . 26 6.2 中国能源管理系统行业投资推荐企业 . 28 6.2.1 浙江中控技术股份有限公司 . 28 6.2.2 湖北三环发展股份有限公司 . 30 6.2.3 山东力创科技股份有限公司 . 31 3 报告编号19RI0772 图表目录 图 2-1 能源管理系统架构 . 8 图 2-2 中国能源管理系统行业发展历程 . 10 图 2-3 中国能源管理系统行业产业链分析 . 11 图 2-4 能源管理系统行业上游相关 IT 设备 . 12 图 2-5 合众慧能 Energy View 能源管理平台 . 13 图 2-6 中国能源管理系统行业市场规模（按销售总量计） ，2014-2023 年预测 . 15 图 3-1 “十三五”节能减排综合工作方案提出加强重点领域节能 . 16 图 3-2 工业互联网平台推广有利于节能降耗 . 17 图 3-3 节能手段主要分为三大类 . 18 图 3-4 医院能源管理系统开发需遵循三大原则 . 19 图 4-1 中国 EMS 行业相关政策 . 23 图 5-1 能源管理存在问题与改变措施 . 24 图 5-2 未来能源管理系统应用将更加广阔 . 25 图 6-1 中国 EMS 能源管理系统行业代表企业 . 27 图 6-2 浙江中控业务介绍 . 29 图 6-3 湖北三环业务类型 . 30 图 6-4 山东力创解决方案 . 32 4 报告编号19RI0772 1 方法论 1.1 研究方法 头豹研究院布局中国市场， 深入研究 10 大行业， 54 个垂直行业的市场变化， 已经积累 了近 50 万行业研究样本，完成近 10,000 多个独立的研究咨询项目。 研究院依托中国活跃的经济环境，从节能环保、工业、建筑、医疗等领域着手，研 究内容覆盖整个行业的发展周期，伴随着行业中企业的创立，发展，扩张，到企业 走向上市及上市后的成熟期， 研究院的各行业研究员探索和评估行业中多变的产业 模式，企业的商业模式和运营模式，以专业的视野解读行业的沿革。 研究院融合传统与新型的研究方法， 采用自主研发的算法， 结合行业交叉的大数据， 以多元化的调研方法， 挖掘定量数据背后的逻辑， 分析定性内容背后的观点， 客观 和真实地阐述行业的现状， 前瞻性地预测行业未来的发展趋势， 在研究院的每一份 研究报告中，完整地呈现行业的过去，现在和未来。 研究院密切关注行业发展最新动向，报告内容及数据会随着行业发展、技术革新、 竞争格局变化、政策法规颁布、市场调研深入，保持不断更新与优化。 研究院秉承匠心研究， 砥砺前行的宗旨， 从战略的角度分析行业， 从执行的层面阅 读行业，为每一个行业的报告阅读者提供值得品鉴的研究报告。 头豹研究院本次研究于 2019 年 10 月完成。 5 报告编号19RI0772 1.2 名词解释 接口：同一计算机不同功能层之间的通信规则。 通信管理机： DPU， 其具有多个下行通讯接口及一个或者多个上行网络接口， 相当于前 置机即监控计算机，用于将一个变电所内所有的智能监控/保护装置的通讯数据整理汇 总后，实时上送上级主站系统（监控中心后台机和 DCS） ，完成遥信、遥测功能。 故障录波：一种基于故障录波信息的调度端电网故障诊断系统。 Dashboard：商业智能仪表盘，是一般商业智能都拥有的实现数据可视化的模块，是 向企业展示度量信息和关键业务指标（KPI）现状的数据虚拟化工具。 OPC：OLE for Process Control，为了给工业控制系统应用程序之间的通信建立一个 接口标准，在工业控制设备与控制软件之间建立统一的数据存取规范。 Modbus： 一种串行通信协议， 已经成为工业领域通信协议的业界标准， 并且现在是工 业电子设备之间常用的连接方式。 TCP/IP：Transmission Control Protocol/Internet Protocol 的缩写，中文名称为传 输控制协议/网际协议，指能在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。 RTU：Remote Terminal Unit，中文名称为远程终端控制系统，是一种远端测控单元 装置，负责对现场信号、工业设备的监测和控制。 BacNet：用于智能建筑的通信协议，主要针对智能建筑及控制系统的应用所设计的通 信， 可用在暖通空调系统 （HVAC， 包括暖气、 通风、 空气调节） ， 也可以用在照明控制、 门禁系统、火警侦测系统及其相关的设备。 Lonworks： 局部操作网， 由美国 Echelon 公司 1991 年推出的一种全面的现场总线测 控网络。 DDC 控制器：Direct Digital Control，中文名称为直接数字控制。DDC 系统的组成通 6 报告编号19RI0772 常包括中央控制设备（集中控制电脑、彩色监视器、键盘、打印机、不间断电源、通讯 接口等） 、现场 DDC 控制器、通讯网络，以及相应的传感器、执行器、调节阀等元器 件。 粗放式发展： 地区经济的快速发展， 在很大程度上靠能源资源的高投入、 高消耗来拉动， 甚至是以牺牲环境为代价的发展方式。 单位 GDP 能耗：一次能源供应总量与国内生产总值（GDP）的比率，是反映能源消费 水平和节能降耗状况的主要指标， 也是一个能源利用效率指标。 该指标说明一个国家经 济活动中对能源的利用程度，反映经济结构和能源利用效率的变化。 MES 系统：Manufacturing Execution System， 中文名称为制造执行系统，能够帮助 企业实现生产计划管理、生产过程控制、产品质量管理、车间库存管理、项目看板管理 等，提高企业制造执行能力。 CCR：Central Control Room，中文名称为中央控制室，是工厂中对厂内所有设备、 工作区域进行整体监控的场所， 即所有的现场信号通过环网、 控制总线等方式于中控室 汇集，可在此对厂内设备的运行信息进行监控。 变频器： 应用变频技术与微电子技术， 通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动 机的电力控制设备。 无功补偿装置： 用于改善电能质量， 可提供感性负载所消耗的无功功率， 减少了电网电 源向感性负荷提供、 由线路输送的无功功率， 由于减少了无功功率在电网中的流动， 因 此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗。 有源滤波器： 一种用于动态抑制谐波、 补偿无功的新型电力电子装置， 它能够对大小和 频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。 绿色建筑： 一种在建设期间不破坏环境基本生态平衡条件， 在生存期间所消耗的物质和能源 7 报告编号19RI0772 明显少于传统建筑的一种新型建筑。 8 报告编号19RI0772 2 中国 EMS（能源管理系统）行业市场综述 2.1 中国 EMS（能源管理系统）行业定义及分类 EMS 全称为 Energy Management System，中文名称为能源管理系统，是运用自动 化、信息化等专业技术，对企业能源供应、存储、输送和消耗等环节实施集中扁平化的动态 监控和数字化管理，从而实现能源预测、平衡、优化和系统节能降耗的管控一体化系统。中 国 EMS（能源管理系统）行业以下简称中国能源管理系统行业。 按功能划分，能源管理系统架构可分为五层：现场设备层、网络通讯层、数据集成层、 应用层和可视化层（见图 2-1） 。 图 2-1 能源管理系统架构 来源：头豹研究院编辑整理 （1） 现场设备层：主要任务为运用各类传感器、测量计、节能终端等设备自动采集能源 9 报告编号19RI0772 数据。传感器性能直接决定能源管理系统的可靠性，因此及时发现与排除传感器故 障，是能源管理系统日常运行必不可少的一项任务。除接受自动采集数据之外，对 于不具备自动采集的计量数据，可通过人工定期录入的方式采集； （2） 网络通讯层：主要任务为将传感器采集完成的数据以一定格式传输给各类接口，网 络通讯层既是能源信息网络的连接工具，也是实现能源数字化管理的基础； （3） 数据集成层：主要任务为把不同来源、格式、特点性质的能源数据按照企业需求集 中起来，从而为企业提供全面的数据共享，为管理者提供决策支持； （4） 应用层：主要任务为导入、维护、发布、分析数据，其中最重要的功能是分析能源 信息，包括能源运行监视、数据进行追踪、能耗数据分析、关键绩效分析、节能目 标评定、对标额定管理等，将一个时间段内能源运行情况进行多维度分析对比、对 标，再将分析结果进行分类统计； （5） 可视化层：主要任务为将企业能源运行情况用饼图、柱状图、线图、区域图等各种 图形展示出来，直观地反映能源消耗数据的数值、趋势和分布状况，以便管理者做 出科学决策。 2.2 中国能源管理系统行业发展历程 中国能源管理系统行业起步较晚，现仍处于发展初期（见图 2-2） 。 10 报告编号19RI0772 图 2-2 中国能源管理系统行业发展历程 来源：头豹研究院编辑整理 能源管理系统概念于 20 世纪 90 年代被提出，由于当时互联网技术还未成熟，能源管 理系统开发推进速度较慢。 在城市化发展过程中， 中国环境问题愈加严重， 人与环境的矛盾 愈加尖锐。2006 年 3 月，第十届全国人民代表大会第四次会议审议通过了国民经济和社 会发展第十一个五年规划纲要 ，首次提出“节能减排”政策，把节能减排作为调整经济结 构、转变经济发展方式的突破口。针对节约能源这一问题， “十一五”规划纲要提出三个实 现： （1）通过优化产业结构特别是降低高耗能产业比重，实现结构节能； （2）通过开发推广 节能技术，实现技术节能； （3）通过加强能源生产、运输、消费各环节的制度建设和监管， 实现管理节能。 在实现管理节能层面， 能源管理系统作为一种科学的管理节能措施可产生更 佳的节能效果，中国能源管理系统行业由此正式拉开序幕。 能源管理系统行业是节能环保行业的分支， 是典型的政策驱动型行业， 节能环保政策发 展趋势对能源管理系统行业的发展而言至关重要。 2006 年后， 在环保政策的推动下， 钢铁、 水泥、 电力等高耗能行业开始引进能源管理系统， 通过能源管理系统对能源用量情况进行监 测和管理， 对采集的数据进行统计和分析， 生成各类数据和报表， 为能源管理的决策提供科 学依据。在中国，电力能源是主力能源，而且电力能源易于测量，因此能源管理系统最早应 用在电力监控上。2010 年后，得益于能源管理行业良好的发展前景，包括专业软件开发平 11 报告编号19RI0772 台、 自动化公司在内的企业， 如合众慧能、 广州智光等开始通过自主研发系统或集成现有软 件的方式参与市场竞争。2011-2018 年期间，中国持续加强在节能环保基础设施领域的补 短板力度，严控高耗能、高排放行业，中国能源管理系统行业经历了一段快速发展期。 2.3 中国能源管理系统行业产业链 中国能源管理系统行业产业链由上至下依次可分为上游 IT 设备制造与系统软件开发、 中游能源管理系统服务、下游应用领域（见图 2-3） 。 图 2-3 中国能源管理系统行业产业链分析 来源：企业官网，头豹研究院编辑整理 2.3.1 上游分析 中国能源管理系统行业上游为 IT 设备制造与系统软件开发，参与主体为计算机硬件、 网络设备等 IT 设备制造商与软件开发商。当前，中国国内的计算机、网络设备等设备制造 12 报告编号19RI0772 行业发展处于稳定阶段， IT 设备制造商数量众多， 货源供应充足。 能源管理系统主要由信息 采集终端、通信管理机、系统软件、系统平台硬件构成（见图 2-4） 。 图 2-4 能源管理系统行业上游主要 IT 设备 来源：合众慧能官网，头豹研究院编辑整理 （1） 信息采集终端主要用于实现信号采集、 自动控制、 故障录波等， 可采集水、 电、 气、 冷、热量等信息。根据能源类型的不同，能源计量工具也有所不同。目前中国在电力监控设 备领域的发展已相当成熟，相关设备价格便宜。但在压力流量计、特殊流量计上，国外品牌 仍占据优势地位； （2） 通信管理机主要用于实现整个系统各种设备与管理系统之间的信息转换和传递； （3） 系统软件是具备监控功能和能源管理功能的软件， 技术含量高、 开发难度大， 技术 壁垒较高，要求软件开发商拥有技术创新能力和丰富项目经验，此类软件开发商以西门子、 施耐德为代表； （4） 系统平台硬件是支撑系统运行的核心基础设备，主要包括服务器、存储器和网络。 从成本结构来看， 能源管理系统成本主要由硬件成本和人工成本构成。 数据显示， 硬件 成本在能源管理系统总成本的占比不超过 50%，核心成本主要集中在人员支出方面。 2.3.2 中游分析 中国能源管理系统行业中游的参与主体为能源管理服务提供商。 在中国能源管理系统行 业发展的起步阶段， 直接开发能源管理软件的内资企业较少， 购买外资企业的能源管理软件 13 报告编号19RI0772 进行二次开发的系统集成商较多。 随着行业前景逐渐明朗， 上游软件开发商及部分工业自动 化企业也开始为某个行业或多个行业提供能源管理解决方案和节能服务。 以合众慧能公司为例，其Energy View能源管理平台是集能源采集与数据挖掘系统、 能源管理系统、专家诊断分析系统、环境监测与节能改造、能源信息发布系统为一体的平 台（见错误!未找到引用源。 ） ，主要服务于公共机构、综合建筑、数据中心、智慧园区及电 网公司等，可提供基于行业能源应用的大数据模型与分析体系，提供能源效率利用、优化 运营托管等智慧能源服务。 图 2-5 合众慧能 Energy View 能源管理平台 来源：合众慧能官网，头豹研究院编辑整理 在行业利好政策的鼓励下， 参与竞争的企业类型逐渐由民营企业延伸至国企、 央企、 外 企，能源管理系统应用覆盖领域逐渐由传统高耗能行业拓展至医院、高等院校、政府平台。 中国可提供能源管理服务的企业以民营企业为主， 但央企与国企的客户优势巨大， 外资企业 技术能力领先，因此民营企业在资金规模、客户资源、技术创新能力、人才投入等方面受到 一定制约。 能源管理系统价格取决于企业实际管理需求， 通常一套能源管理解决方案包括前 期设计、安装、后期服务在内的价格在几万元到几百万元之间不等。数据显示，中国能源管 理系统行业中游能源管理服务提供商的整体利润率在 30%-40%之间，处于较高水平，能源 14 报告编号19RI0772 管理服务提供商在整个产业链中的议价能力处于较强地位。 2.3.3 下游分析 中国能源管理系统行业的下游应用广泛，涉及领域众多，主要涵盖工业、综合建筑、 医院、高等院校、政府平台等领域。总体上看，中国工业尚未摆脱高投入、高消耗、高排 放的发展方式，资源能源消耗量大。从工业内部结构看，工业战略新兴产业、高技术制造 业仍处于起步阶段，传统高耗能行业在工业内部比重依然偏高。从响应程度来看，以电 力、钢铁、水泥等为代表的高耗能、高排放行业对能源管理系统的需求程度比较强烈，倾 向于在中游能源管理系统服务商的帮助下建立能源管理体系，以实现节能目标。但由于能 源管理系统的节能效果不容易量化，企业对投入回报保有疑问，目前普及度并不高，核心 问题围绕着下游企业用户大多数还未形成管理节能意识、能源管理系统市场需求还未集中 爆发两个方面。从议价能力来看，下游企业用户在整个产业链中占据主导地位。 2.4 中国能源管理系统行业市场规模 自“十一五”规划明确了节能减排的目标和总体要求后，电力、钢铁、有色、建材、石 油加工、化工六大高能耗、高污染行业积极开展节能减排，各行业节能投入明显增加。数据 显示， 在节能减排政策的驱动以及中国节能环保行业蓬勃发展影响下， 中国能源管理系统行 业发展迅速， 市场规模 （按销售总量统计） 由 2014 年的 514.0 亿元增长至 2018 年的 979.6 亿元，年复合增长率为 17.5%（见图 2-6） 。随着企业节能环保意识提高，能源管理系统将 会更加普及， 中国能源管理系统行业仍具备较大的放量空间。 预计未来五年， 中国能源管理 系统行业还将以 15.0%的速率保持平稳增长， 到 2023 年， 中国能源系统行业的市场规模有 望达到 1,970.3 亿元。 15 报告编号19RI0772 图 2-6 中国能源管理系统行业市场规模（按销售总量计） ，2014-2023 年预测 来源：头豹研究院编辑整理 3 中国能源管理系统行业驱动与制约因素 3.1 驱动因素 3.1.1 节能减排是中国能源发展的基本国策 节能减排是中国能源发展的基本国策， 实施目的是减少能源浪费和降低废气排放。 2006 年起， 中国开始强制实施节能减排政策。 此后， 围绕着节能减排开展的技术创新得到了有序 推进，中国低碳产业体系不断发展壮大。与发达国家相比，中国面临着能源利用率不高、能 源浪费严重的问题。根据中国工信部披露，2013 年中国总体能源利用率只有 33%左右，低 于世界平均水平，与世界先进水平相差约 10 个百分点。中国经济多年来一直保持粗放式发 展，单位 GDP 能耗水平较高。 为扭转这一局势，中国政府按照“十一五” 、 “十二五” 、 “十三五”三个阶段制定了单位 GDP 能耗降低目标。尤其“十三五”时期是全面建成小康社会的决胜阶段，中国政府对经 济健康发展的重视程度更甚。2016 年 12 月，国务院正式发布 “十三五”节能减排综合工 16 报告编号19RI0772 作方案 ，提出加强重点领域节能（见图 3-1） ： 图 3-1 “十三五”节能减排综合工作方案提出加强重点领域节能 来源：头豹研究院编辑整理 （1） 加强工业节能： 加强高能耗行业能耗管控， 推广工业智能化用能监测和诊断技术。 到 2020 年， 工业能源利用效率和清洁化水平显著提高， 规模以上工业企业单位增加值能耗 比 2015 年降低 18%以上，电力、钢铁、有色、建材、石油石化、化工等重点耗能行业能源 利用效率达到或接近世界先进水平。 推进新一代信息技术与制造技术融合发展， 提升工业生 产效率和能耗效率； （2）强化建筑节能：实施建筑节能先进标准领跑行动，开展超低能耗及 近零能耗建筑建设试点； （3）加强公共机构节能：公共机构率先执行绿色建筑标准，新建建 筑全部达到绿色建筑标准； （4） 强化重点用能单位节能管理： 重点用能单位要围绕能耗总量 控制和能效目标， 对用能实行年度预算管理。 按标准要求配备能源计量器具， 进一步完善能 源计量体系。 节能减排是一项长期的战略任务， 为建立节能减排长效机制， 中国正不断加强政策引导 和扶持， 完善并落实相关政策措施， 为节能服务行业的细分行业能源管理系统行业创造了 17 报告编号19RI0772 良好的发展环境，有利于促进能源管理系统的不断普及。 3.1.2 工业互联网平台推广有利于扩大能源管理系统应用范围 当前，互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术与制造业的联系日趋紧密。工业互 联是工业资源配置的核心， 是一种新型产业生态体系， 其发展有利于实现工业资源的泛在连 接、弹性供给和高效配置。2018 年 7 月，中国工信部正式印发了工业互联网平台建设及 推广指南 ，以下简称指南 ，旨在加快建立工业互联网平台体系，加速工业互联网平台推 广。 指南点明中国工业体系存在大量高资源消耗、低利用效率的工业设备及企业业务系 统“信息孤岛”的问题，提出推动高耗能流程行业设备、通用动力设备、新能源设备以及智 能化设备上云， 可实现节能降耗、 精准运维、 高效发电和效益提升。 工业企业上云在设备层、 应用层、企业层等多个纬度有赖于工业软件的支撑。 图 3-2 工业互联网平台推广有利于节能降耗 来源：头豹研究院编辑整理 能源管理系统属于生产控制类工业软件， 可实现各类能源信息连接、 互通， 打破信息隔 离，帮助管理者监控能源消耗情况、分析能源使用特征，更好地实现节能目标。工业互联网 平台的推广建立， 能够对工业软件应用产生强大驱动力， 从而带动能源管理系统的应用扩大 升级。