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2020年中國智能水表市場規模及未來發展趨勢分析[圖]

2020年03月23日 13:52:40字號:T|T

    1、智能水表解決供水企業面臨的痛點

国产三级农村妇女在线    長期以來,供水行業再運營管理中存在許多痛點,如漏損問題、貿易結算問題、運營人工成本等。2015年603個建制市供水企業平均產銷差率20.72%。產銷差主要來自于物理漏損、表觀漏損以及免費和非法用水。貿易結算上存在水表故障和人工抄錄數據錯誤等情況。人工抄表上,存在人工成本上升和人工抄錄周期長等問題。因此,越來越多的供水企業開始使用智能水表。采用智能水表后,除了智能抄表外,管網監控、水泵站監控、分區管理DMA、水質檢測、大數據分析等高級應用也可在供水公司行業推廣。

供水企業面臨痛點

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智能水表業務應用

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    智研咨詢發布的《2020-2026年中國智能水表產業運營現狀及發展戰略研究報告》數據顯示:目前我國存量計量表主要以普通機械式計量表為主,其次是IC卡智能表,雖然IC卡智能表一定程度上解決了抄表難的問題,但已無法滿足當今時代對信息化建設和數字化運營的需求,物聯網智能表集計量與數據采集功能于一體,實現了企業、設備、人的信息暢通,更好地服務于公用事業企業經營的需求,近幾年,物聯網智能表發展迅猛,未來,物聯網智能表將逐步替代IC卡智能表及傳統的機械表。

    2、智能水表處在滲透率快速提升階段,帶動行業規模增大

    智能水表行業進入加速上升期,智能水表產銷量復合增速21%左右,明顯快于機械水表。城鎮化建設提升了水表總體需求并提高了水表智能化比例,智慧城市建設和階梯水價政策加速推動了智能水表替換機械水表。2016年我國智能水表產銷量分別為1925萬臺、1907萬臺,銷售量同比增長18.83%,實現銷售額約為43.1億元,同比增長約為17.76%。回顧2010年至2016年,國內水表產量年均增長9.3%,其中普通水表年均增長7.3%,智能水表年均增長21.1%;國內水表市場需求量年均增長9.8%,其中普通水表年均增長6.9%,智能水表年均增長21.5%。

国产三级农村妇女在线    從銷量滲透率來看,滲透率已從2010年的10.7%提升至2016年的20.7%,2020目標超過40%,預計2019年我國智能水表需求量將超過3000萬臺,以單臺200-250元的價格測算,僅智能水表市場空間達到60-70億元,并且有望保持每年20%左右增速增長,滲透率仍將繼續提升。根據中國計量協會水表工作委員會在制定“水表行業十三五發展規劃綱要”時設定的目標,到2020年末智能水表的行業滲透率應達到40%以上。

我國水表市場規模分析預測情況(單位:億元)

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    3、智能水表解決行業痛點,產品升級大勢所趨

    智能水表相對于人工抄表而言成本低、數據更準確、信息上報及時。智能水表可實現遠程抄讀和實時抄讀,數據客觀、準確,既可實時讀取、實時監控表具的運行狀況,又可加載水質、水壓等監測數據,方便水務公司進行數據分析和加強用水管理,還可以提供智能收費等管理和服務,解決了機械水表人工抄讀效率低、抄錄數據誤差大、自來水公司長期墊資運營等狀況。

    以抄錄數據誤差為例,每年可為水務公司減少損失百億元。目前,由于漏水、計量精度低以及管理上的漏洞,國內水務公司的產銷差損失比較大,而如果在主要節點上安裝智能水表,就可以很大程度上節約水資源,降低產銷差。按照2018年國家統計局公布的全國水的生產和供應業營業收入2658億元計算,假設經過智能水表改造可降低5%左右的產銷差率,則可以每年為水務公司減少133億的誤差損失。此外,現階段我國智能水表總體智能化水平不高,主要以低端的IC卡水表為主,無線遠傳智能水表僅占整個智能水表市場的不到20%。隨著智能水表滲透率逐步提高以及水務需求的提升,無線遠傳水表所占比重也將逐步提高,進一步減少人工抄讀帶來的人工費用和抄錄延時。

水的生產和供應業營業收入及增速

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国产三级农村妇女在线    政策層面,國家目前大力推行節水政策,工業用水計量、農業用水計量、企事業單位用水計量都會被納入節水與科學用水管理范圍。一方面,隨著國家“兩化融合”的政策推動,智慧城市項下智慧水務及智能水表技術逐漸成熟,存在自上而下的推動力;另一方面,2019年國家出臺的《國家節水行動方案》加強節水控制和推進精細化用水計量工作,明確了到2020年,全國公共供水管網漏損率要控制在10%以內的主要目標,。隨著管網漏損考核的日趨嚴格,水司的管理要求也在不斷提高,同時對水表六年一更換的執行力度也不斷加強。水司面臨較大的考核壓力,持續加大改進力度以提升管控水平。未來水表企業服務的對象雖然仍是水務公司,但服務內容將有所變化,逐漸向智慧水務領域拓展,屆時提供的水務系統,附加值將會更大。

国产三级农村妇女在线    復盤行業發展歷程,推動較大的政策還包括“一戶一表”政策。2013年發改委、住建部在2013年12月發布《關于加快建立完善城鎮居民用水階梯價格制度的指導意見》,要求充分發揮階梯價格機制的調節作用,促進節約用水,提高水資源利用效率。意見中強調推進“一戶一表”改造是實行階梯水價制度的重要基礎。“一戶一表”政策的實施,使得中國在短時期內形成了全球最大的獨立水表市場。政策實施初,全國共有家庭戶4.3億戶,而當時我國城市、縣城和鎮的用水普及率分別為97.6%、88.1%和81.7%,另外據水利部數據農村自來水普及率為76%。如果按照自來水供應實行“一戶一表”制度,國內家庭水表保有量將不低于3.3億只,對當時的水表行業形成了較為明顯的拉動作用。

推動水表行業發展的重要政策

推動水表行業發展的重要政策
政策
部門
時間
說明
《關于加快建立完善城鎮居民用水階梯價格制度的指導意見》
發改委、住建部
2013.12
加快建立完善居民階梯水價制度,要以保障居民基本生活用水需求為前提,以改革居民用水計價方式為抓手,通過健全制度、落實責任、加大投入、完善保障等措施,充分發揮階梯價格機制的調節作用,促進節約用水,提高水資源利用效率。實行階梯水價后增加的收入,應用于供水企業實施戶表改造、彌補供水成本上漲和保持第一級水價相對穩定等。推進"一戶一表"改造是實行階梯水價制度的重要基礎。國家對戶表改造資金實行支持政策,各地列入全國城鎮供水設施改造與建設十二五規劃的管網改造項目,可將戶表改造工作納入項目建設內容;地方也要加大力度,通過增加財政投入、發行企業債券等多渠道籌集資金,限期完成"一戶一表"改造。
《水污染防治行動計劃》
國務院
2015.04
禁止生產、銷售不符合節水標準的產品、設備。公共建筑必須采用節水器具,限期淘汰公共建筑中不符合節水標準的水嘴、便器水箱等生活用水器具。鼓勵居民家庭選用節水器具。對使用超過50年和材質落后的供水管網進行更新改造,到2017年,全國公共供水管網漏損率控制在12%以內;到2020年,控制在10%以內。
《全國農村經濟發展"十三五"規劃》
發改委
2016.1
實施農村飲水安全鞏固提升工程,綜合采取改造、配套、升級、聯網等方式,進一步提高城鎮供水設施覆蓋行政村比率、農村集中供水率、自來水普及率、供水保證率、水質達標率,加強農村飲用水水源保護和水質檢測能力建設。
《信息化和工業化融合發展規劃(2016-2020)》
工信部
2016.1
加快網絡、控制系統、管理軟件和數據平臺的縱向集成,促進研發設計、智能裝備、生產制造、檢驗驗證、經營管理、市場營銷等環節的無縫銜接和綜合集成,實現全流程信息共享和業務協同。推動企業間研發設計、客戶關系管理、供應鏈管理和營銷服務等系統的橫向集成,推進協同制造平臺建設,提升產業鏈上下游企業間設計、制造、商務和資源協同能力。
《"十三五"國家戰略新興產業發展規劃》
國務院
2016.12
深化制造業與互聯網融合發展,推動"中國制造+互聯網"取得實質性突破,發展面向制造業的信息技術服務,構筑核心工業軟硬件、工業云、智能服務平臺等制造新基礎,大力推廣智能制造、網絡化協同、個性化定制、服務化延伸等新業態、新模式。拓展生活及公共服務領域的"互聯網+"應用。拓展新型智慧城市應用,推動基于互聯網的公共服務模式創新。
我國水表行業"十三五"發展規劃綱要
中國計量協會水表工作委員會
2016.02
加強高性能超聲水表、電磁水表、射流水表等產品的設計、工藝、裝備、測量技術與可靠性試驗方法的研究和開發。加大基礎研究與技術攻關力度,保證智能水表2.0產品的性能指標和長期工作穩定性與可靠性,滿足用戶使用的要求。開展智能水表無線通信及網絡接入技術的應用和研發,應重點關注并做好以下幾方面的工作:①自組無線局域網(WLAN)、無線廣域網(如LoRa技術)和無線蜂窩網(如NB-IoT技術)等互聯網接入技術的應用與研發:②開展數據傳輸過程中,低功耗、可靠性、安全性等方面的研究。開展"互聯網智能水表"技術的綜合應用和研究。有條件企業可以規劃以智能終端(水表與相關傳感器)大數據、云計算、無線數據遠傳、管網測控理論等技術為特征的"智能水表管網測控與信息化互聯網應用"的研究,選好試點工程。提高高性能葉輪式機械水表性能。

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    4、我國智能水表通信接入基本確立走NB-IoT技術路線

    智能水表是實現智慧水務、智慧城市的硬件基礎。2018年排名前五的物聯網應用領域分別是智慧城市(23%)、工業互聯網(17%)、智能樓宇(12%)、車聯網(11%)以及智慧能源(10%)。智慧城市的范疇通常包括智慧交通、智慧水務、智慧燃氣、智慧環衛、智慧停車、智能樓宇、智慧照明等。2018年中國智慧城市相關投資將達到208億美元,并在2016-2021年保持19.3%的復合增長。到2021年,中國智慧城市市場規模有望達到346億美元。

2018Top物聯網項目排名

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    物聯網接入技術包括LPWAN(NB-IoT、eMTC、LoRa、Sigfox等)、藍牙、Zigbee、Wifi、2G/3G/4G/5G這幾大類。不同接入技術之間在通信速度和覆蓋范圍方面有顯著差異。在近距離的物聯網通信中,主要應用藍牙、Wifi、NFC、Zigbee、ETC等近場通信技術;在廣域網領域,高速率的業務采用3G/4G/5G(eMBB)等,低速率的業務通過LPWA技術來降低成本和延長續航時間。

不同無線物聯網接入技術對比

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国产三级农村妇女在线    可以說,LPWAN是一種適合物聯網中遠距離通信和低功耗需求的通信技術。LPWAN技術可分為兩類:一是授權頻段的廣域網技術,以3GPP定義的NB-IoT、eMTC等為代表;另一類是非授權頻段的廣域網技術,包括LoRa、Sigfox、PRMA等技術。不同的LPWAN技術在其部署方式,產業鏈成熟程度,主導商等方面各有不同。

    1)NB-IoT(NarrowBandInternetofThings,窄帶物聯網)具備低功耗、廣覆蓋、大連接等LPWAN的全部特征,最重要的是擁有授權頻段,在穩定性上獨領風騷。

    2)LoRa具備功耗低、傳輸距離廣、信號穿透性強、靈敏度高等特點,總體來說與NB-IoT差異不明顯。

    3)Sigfox采用超窄帶通信,每個數據流只容納12個bit;并因此獲得更廣的覆蓋范圍和更低功耗,適合對成本要求較高的低數據量應用。

    4)eMTC的上下行速率可以達到1Mbit/s,對具有移動性、中速率的應用場景比較適合,時延在100ms級,具體的應用場景主要在智能手表、語音等一些應用需求上。

    相比同為LPWAN技術的LoRa,NB-loT在政策層面明顯得到更大支持。2017年6月,工業和信息化部辦公廳發布《關于全面推進移動物聯網(NB-IoT)建設發展的通知》,通知指出“加快推進網絡部署,構建NB-IoT網絡基礎設施。基礎電信企業要加大NB-IoT網絡部署力度,提供良好的網絡覆蓋和服務質量,全面增強NB-IoT接入支撐能力。到2017年末,實現NB-IoT網絡覆蓋直轄市、省會城市等主要城市,基站規模達到40萬個。到2020年,NB-IoT網絡實現全國普遍覆蓋,面向室內、交通路網、地下管網等應用場景實現深度覆蓋,基站規模達到150萬個。”、“推廣NB-IoT在公共服務領域的應用,推進智慧城市建設。以水、電、氣表智能計量、公共停車管理、環保監測等領域為切入點,結合智慧城市建設,加快發展NB-IoT在城市公共服務和公共管理中的應用,助力公共服務能力不斷提升。

LPWAN接入技術對比

LPWAN接入技術對比
-
NB-IoT
LoRa
Sigfox
信道帶寬
200kHz
7.8-500kHz
100Hz
峰值速率
<200kbit/s
幾百kbit/s
600bit/s
覆蓋MCL
164dB(+20dB)
157dB(+13dB)
146dB
網絡部署
與現有蜂窩基站復用
獨立建網
獨立建網
最大節點數
50k+
200-300k
百萬
移動性
低速或靜止
低速或靜止
低速或靜止
電池壽命
>10年
>10年
20年
模組成本
4-5美元
2美元
1美元
頻譜安全性
授權頻段GUL牌照波段,有基于成熟的核心網認證鑒權機制,安全性高
無牌照波段,用戶認證鑒權由應用層完成,安全性低
適用業務類型
低速、低時延特征業務
低速、低時延、安全性要求不高的特征業務

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国产三级农村妇女在线    智能水表無線通信技術目前主要采用的也是LoRa技術與NB-IoT技術。由于LoRa技術為美國公司的私有標準技術,需要自行組網、技術升級和日常管理,長期維護成本相對較高,且在某種程度上存在有不可控的因素與風險;NB-IoT技術是國際3GPP標準,也是目前國內相關部門的主推的物聯網無線接入技術,具有諸多優良特性,包括支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接等,并有專業運營商進行組網與管理,非常適合水表等表計自動抄表系統的應用。2019年又被作為超廣連接候選標準列入5G標準系列,可以認為是一個“改良版”的LTE網絡。

NB-IoT技術的應用優勢

NB-IoT技術的應用優勢
優勢
說明
廣/深覆蓋
廣覆蓋能最大化物聯網價值,把原來難以聯網的偏遠位置物品也進行連接,獲取最多的信息。通過增強上行功率譜密度17dB,重傳次數(2-16次)和編碼增益3-4dB,達到比GPRS覆蓋增強20dB+,相當于提升了100倍區域覆蓋能力。
低功耗
人類的手機、電腦,每天充電尚可接受。物聯網應用中有大量的物體,經常性地更換電池或充電是不切實際的,因此低功耗地完成既定任務是物聯網的根本要求。NB-IoT通過eDRX(ExtendedDiscontinuousReception,不連續接收)和PSM(PowerSavingMode,省電模式)設計可達到長達十年的電池壽命。
低成本
經濟性毫無疑問極其重要,只有當物體通信的收益大于成本時物體聯網才有意義。NB-IoT通過簡化射頻硬件(采用單天線和FDD半雙工模式)、簡化協議和減小基帶復雜度從而降低模組成本。目前模塊成本小于5美元,2020年目標2-3美元。
大連接
NB-IoT通過高效頻譜、小包數據和極低的終端激活比,可在一個扇區支持5萬個連接,比現有無線技術提供50-100倍的接入數。

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国产三级农村妇女在线    NB-IoT技術在國內接受度高,需求呈爆發趨勢。從市場接受度來看,目前采用LoRa技術的智能水表總體數量趨于平穩,但所占比例不高,主要用在無線蜂窩網絡信號覆蓋不好等區域。2019年采用NB-IoT技術的智能水表總體數量呈爆發式增長態勢,可以預計NB-IoT技術將成為未來智能水表自動抄表技術的主流網絡接入技術。

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