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智能燃气表行业技术水平及发展趋势(附报告目录)
发布日期:2021-11-16 07:15:49

智能燃气表行业技术水平及发展趋势(附报告目录)

1、燃气表行业发展概况

燃气表作为一种安全稳定性要求很高的精密计量仪器,其产生和发展与燃气的普及和科学技术的发展密切相关。燃气表诞生于19世纪的英国,经历了200多年的发展,从简单的旋转鼓轮式煤气表发展至今天业内技术领先的物联网智能燃气表。目前市场上主流的燃气表有两种,一种为传统的机械式膜式燃气表(基表),一种为智能燃气表。智能燃气表即在燃气基表上加入智能模块,实现数据采集、传输、控制等功能。智能燃气仪表从最初的只能实现预收费和控制功能发展到目前集数据感知、空中储值、查询、远程监控、实时预警等功能为一体;该过程一共经历了三个发展阶段——从IC卡式燃气表到远传式燃气表再到物联网燃气表。IC卡智能表时期,用户需提前去燃气公司缴费,给运营管理带来许多不便。到了物联网智能表时代,燃气公司可以直接利用软件平台和云计算技术实现远程APP缴费、用户燃气用量实时查询等功能,未来物联网领域的应用有望进一步扩展。目前国内外在智能燃气表技术上差距不大,均在物联网智能燃气表阶段发力布局,增强了燃气表的安全性、可靠性、智能性。

相关报告:北京普华有策信息咨询有限公司《中国智能燃气表行业市场调研及“十四五”发展趋势研究报告

全球燃气表市场空间广阔,亚太地区主导增长。全球燃气表市场中,欧美地区天然气渗透率高、燃气表基数大但是销售增长较为缓慢;亚太地区兼具较高燃气表基数与增速,是目前主要增长的市场;中东、非洲、拉丁美洲仍处于发展初级阶段,虽然增速高但是由于基数低导致增量规模较小。

在国内,城市燃气发展初期安装的燃气表绝大多数都是膜式燃气表,安装在室内且仅具有计量功能,用户先用气后付费,每月或每季度城市燃气运营商上门抄表,给燃气公司的日常管理和抄表工作带了极大的难度,同时由于燃气用户在付费上的滞后给燃气企业的资金管理带来诸多不便。上世纪90年代,为解决入户抄表等问题,以IC卡预付费系统为代表的智能燃气表技术研发开始兴起,成功实现了燃气终端计量的信息化和网络化,开启了燃气表智能化的第一步,并在此基础上利用智能控制技术、信息安全技术和信息服务技术实现了燃气表的智能控制和系统管理,逐渐替代传统的膜式燃气表。直至2005年,无线远传表实现了远程计费以及网上缴费,让用户实现足不出户就能缴纳燃气费,而且也省去了燃气公司建设缴费网点的麻烦,同时让燃气公司实现了数据收集以及阶梯定价等进阶功能。

目前主流无线远传表分为2G、LoRa与NB-IoT三种类型。2G远传表是三者中发展最为成熟的产品,其通信功能基于原本手机使用的GPRS蜂窝网络。其优点是可以利用现有运营商的网络基础设施,缺点是功耗高导致电池寿命短、信号覆盖范围小、以及三大运营商正在逐步退出2G网络运营的趋势。LoRa远传燃气表基于LoRa物联网通信协议,其优点是优秀的功耗表现以及信号覆盖范围较大,而且由于通信频段为非授权频段,因此无需向通信运营商缴纳通信费。缺点是需要自建通信网络,前期投入成本较大,并且后期需要不断对网络进行维护。NB-IoT远传燃气表基于NB-IoT物联网通信协议,其特点与LoRa远传表相近,但是由于使用的是通信运营商的网络,因此无需自建网络,只需缴纳通信费即可。在三大运营商均已实现大范围NB-IoT网络覆盖的情况下,NB-IoT物联网燃气表的应用范围更广。

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资料来源:普华有策整理

2、行业特有的经营模式

(1)招投标、订单式的产销模式

目前燃气表行业招投标主要采用具体实物招投标与框架式招投标,即燃气运营商在招标时综合考虑各厂商的情况,采用招投标的方式与进入合格供应商名录的企业签订合同,后续根据实际采购需求向燃气表企业发出订单。燃气表行业具有较强的专业性,通常整个合同的执行均需经过设计、物料采购、系统组装、测试、出厂检验、发货、验收等步骤。

(2)产品进入市场需经过强制检定

智能计量仪表生产企业均须取得《计量器具型式批准证书》,并且产品都已列入《中华人民共和国强制检定的工作计量器具明细目录》,由计量主管部门执行定点定期检定。这些产品除了在安装使用前均应实行首次强制检定外,还应该根据《检定规程》要求,实行周期强制检定,部分产品如燃气表要求定期更换新表。燃气表生产制造主要涉及的国家标准和行业标准有GB/T6968-2019《膜式燃气表》、国家计量检定规程JJG577-2012《膜式燃气表》、JG/T162-2017《民用建筑远传抄表系统》、CJ/T449-2014《切断型膜式燃气表》、CJ/T112-2008《IC卡膜式燃气表》等标准。

3、行业竞争情况

智能燃气表行业具有一定的准入条件,需要同时兼备燃气表计量和软件开发的硬件及软件能力。燃气表行业的市场化程度较高,随着行业的整体发展,低端智能燃气表的竞争日趋激烈,市场逐渐饱和,而高端智能燃气表由于要求较高的技术实力呈现出低密度竞争态势。

我国燃气表生产企业主要包括两类:一类为传统膜式燃气表生产商,一方面生产并向燃气公司销售膜式燃气表,另一方面向智能燃气表生产商提供基表。另一类以金卡智能、威星智能等为代表,主要研发燃气表智能控制装置,向膜式燃气表生产商采购基表用于生产智能燃气表。

4、技术水平及特点

燃气表行业经历了从传统膜式燃气表、IC卡智能燃气表、远传智能燃气表到物联智能燃气表的发展历程。“互联网+”和“两化融合”政策助力智慧城市和智慧能源建设进程不断推进,相关产业智慧化节奏不断加快。燃气运营商需求相应变化,从传统独立燃气计量和人工燃气费抄收的分散型业务模式向以系统集成化、信息网络化、数据海量化为特征的智慧燃气业务模式转变。

同时,燃气表本身对安全性和稳定的要求较高,由于燃气的特殊性,细微的疏漏都将引发严重后果,需要具有防尘、防水、防爆等特殊性能。计量行政机构、制造单位、供气企业都非常重视燃气表的产品质量。随着燃气工业设施的日益复杂,客户对产品的功能、技术先进性、计量精确性、运行稳定性等要求将越来越高,对供应商结构设计、材料选择、零件精度、检测手段、质保体系等能力提出较高要求。

4、行业未来发展趋势

(1)气源保障促进气化率提升,燃气表需求预期增长

随着能源结构的调整,全球天然气能源开发应用步入快速发展期,城市气化率将逐渐升高,燃气表在未来的国内外市场有着远大的发展前景。根据BP(英国石油公司)最新发布的2021年《世界能源统计年鉴》,中国目前已经成为世界第一大能源消费国,能源消费总量占全球的26.13%,但中国2020年消费量最高的能源仍为煤炭,煤炭消费占全国能源总消费的56.56%,而天然气消费量仅占8.18%,远低于世界平均水平24.72%。智能燃气表作为燃气系统重要组成部分,其市场需求与天然气供气总量及用气人口数量存在紧密联系。伴随低碳经济发展、能源结构调整及政策驱动,中国天然气供气总量、用气人口均呈逐年上涨的趋势。

据中国石油集团经济技术研究院编写的《2020年国内外油气行业发展报告》预计,到2021年,我国天然气消费量将达到3,542亿立方米,同比增长8.6%。其中,城市燃气、工业燃料、发电和化工用气增速分别为8.6%、9.8%、8.6%和4.5%。中期来看,“十四五”期间,我国天然气行业仍处于快速发展期,但需求增速逐步放缓,预计到2025年我国天然气消费量将达到4,300亿立方米,年均增量达210亿立方米,年均增速为5.7%。由此,中国天然气供气总量及用气人口规模将进一步扩大,为智能燃气表行业发展奠定良好基础。

(2)智能燃气表渗透速度加快,政策力推与产业上游协同发力

随着物联网、云计算、大数据等新技术的不断涌现,燃气运营商纷纷借力新技术推动企业持续发展,通过信息化来提升企业工作效率并优化业务运作模式,为客户提供更高质量的服务。中大型燃气公司基本均建立了主要的业务信息系统,包括管网远程采集及控制系统、燃气管网地理信息系统、生产设备管理、呼叫中心、移动安检、移动维修、人力资源、工程项目管理、营收系统、客户服务等信息化子系统。但各信息化系统在不同时期建设,相对独立,数据不能共享,更无法实现数据分析、综合管理、应急调度,因此国内很多燃气公司也在考虑如何建立统一的管理平台,解决燃气企业信息化建设中各异构系统普遍存在信息孤岛、数据“沉睡”的问题,使异构系统在统一平台基础上实现数据共享与挖掘,帮助企业实现统一的调度管理与业务创新。中小型燃气公司信息化建设相对薄弱,在构建核心业务系统的同时,也正在探索采用SaaS服务模式快速构建业务应用系统。技术革新推动着智能燃气的发展。

目前我国智能燃气表存量渗透率约为50%,仍有一半市场被传统膜式燃气表所占据。但近年来我国智能燃气表占燃气表总需求量的比例持续扩大,由2015年的55.92%增加至2020年的93.48%。智能燃气表的广泛应用,有助于促进企业业务的繁荣。因此,智能燃气表市场空间广阔,需求量整体呈现上升态势。

2017年6月,工信部发布《关于全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》,要求加快推进网络部署,构建NB-IoT网络基础设施。到2020年,NB-IoT网络实现全国普遍覆盖,面向室内、交通路网、地下管网等应用场景实现深度覆盖,基站规模达到150万个。

(3)燃气表定期更新需求稳定,市场容量将持续提升

安全用气是保障社会民生的基础,是燃气公司运营及服务的生命线。由于燃气表开发及应用周期长,燃气管网建设早,整体智能化改造工程成本高、难度大,目前机械表和IC卡表依然是我国燃气行业使用的主要表具。燃气管网及计量表具老化,行业智能化水平有待提高,增加了行业安全作业、安全运营、安全用气风险。根据国家计量检定规程JJG577-2012《膜式燃气表》,使用天然气为介质的燃气表使用年限一般不超过10年,因此每年存在约10%保有量对燃气表有稳定的更新需求。且随着我国燃气表存量的提升而上升。西气东输等大型民生工程的天然气用户逐渐开始进入换表期。并随着整体存量用户的增长,到期更换表具的需求也会有较为稳定的增长。

5、行业面临的机遇

(1)产业政策的支持

根据《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》和《战略性新兴产业分类(2018)》,智能燃气表属于战略性新兴产业中智能测控装备制造的重点产品,符合国家能源结构优化、智慧城市建设和环境保护的战略。《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》提出了到2030年,战略性新兴产业发展成为推动我国经济持续健康发展的主导力量,我国成为世界战略性新兴产业重要的制造中心和创新中心,形成一批具有全球影响力和主导地位的创新型领军企业的发展目标。随着物联网技术的渗透融合,燃气表智能化水平持续提升,符合国家的战略需要。

(2)城镇化与能源结构变化

城市燃气作为城市基础设施的重要组成部分,在城市现代化中起着极其重要的作用。国内经济持续稳定发展,城镇化建设稳步推进,城镇化率呈现上升趋势,为燃气表行业提供了有利的市场环境。根据国家统计局相关数据,自2001年到2019年,城镇化率从37.7%持续上升到60.60%。根据摩根士丹利发布的蓝皮书报告《中国城市化2.0:超级都市圈》,预计到2030年中国城镇化率将达到75%左右。城市化进程的稳步发展为燃气表市场提供了稳定的增量市场空间。城镇化人口是城市用气人口增长的重要驱动力之一,协同煤改气等燃气政策,为燃气表市场的增长奠定了基础。

(3)天然气行业发展,释放对燃气表的需求

根据《中国天然气发展报告2020》,当前世界天然气供需格局正面临深度调整。天然气资源供应进一步宽松,市场竞争加剧,国际贸易方式更加灵活,价格持续下降。2017年6月,国家发改委发布《天然气发展十三五规划》,明确提出到2020年,天然气占一次能源消费比例提升至8.3%-10%,实现城镇人口天然气气化率57%,气化人口4.7亿。中国天然气市场渗透率大幅低于世界水平,政策引导未来产业的持续发展。

综合预测结果显示,2020年全国天然气消费量约为3,200亿立方米,比2019年增加约130亿立方米。预计全国天然气(含非常规气)新增探明地质储量约8,000亿立方米;国产气量(含非常规气)为1,890亿立方米(不包括煤制气),同比增长约9%,总体保持较快增长态势。进口天然气约1,400亿立方米,与2019年基本持平或略有增长,预计进口管道气500亿立方米,进口液化天然气约900亿立方米。由此,中国天然气供气总量及用气人口规模将进一步扩大,为智能燃气表行业发展奠定良好基础。

(4)物联网技术发展推动智能燃气表产品升级

目前我国智能燃气表市场处在物联网智能燃气表替代IC卡智能燃气表的阶段。根据中国计量协会燃气委员会发布的相关数据,国内现存的智能燃气表中,仍以IC卡智能燃气表为主。IC卡智能燃气表一定程度上解决了抄表难的问题,但已无法满足当前智慧城市和信息化建设的要求。燃气表作为信息化的传感器,是智慧燃气的第一步。根据2017年工信部印发《关于全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》,通知强调“发展基于NB-IoT技术的应用,加快NB-IoT技术在智能家居、可穿戴设备及消费电子等产品中的应用,加强商业模式创新,增强消费类NB-IoT产品供给能力,服务人民多彩生活,促进信息消费”。由此,在智慧城市、物联网建设、产品升级的大背景下,2018年我国物联网智能燃气表开始进入规模化商业应用阶段,后续成为智能燃气表产品中的重要组成部分。

2019年4月1日,中国城市燃气协会批准发布《基于窄带物联网(NB-IoT)技术的智能燃气抄表系统》,该标准于2019年5月1日起实施。此前,基于NB-IoT的智能燃气抄表系统的相关标准在行业内仍然处于空白状态,此次标准的发布将进一步指导燃气行业基于NB-IoT技术的标准化和规范化应用,助力NB-IoT燃气表快速发展。

2020年4月,发改委发布《我国新型智慧城市发展现状、形势与政策建议》提出,完善新型数字基础设施,推动5G、NB-IoT等下一代网络技术不断演进,加快推进基础设施智能化;促进市政设施智慧化,加速建立城市部件物联网感知体系。

2020年5月,工信部发布《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》指出,到2020年底,NB-IoT网络实现县级以上城市主城区普遍覆盖,重点区域深度覆盖;移动物联网连接数达到12亿;推动NB-IoT模组价格与2G模组趋同。

2020年6月,工业互联网专项工作组办公室《工业互联网专项工作组2020年工作计划》提出,开展5G工业互联网专网频率使用兼容性试验,规范物联网、工业互联网频率使用。

6、行业面临的挑战

(1)高端技术人才的紧缺

随着燃气表智能化的加速推行,产品更新的频率逐渐加快。因此,从产品的研发、生产、销售、配套服务都需要有高端技术人才的加入。与此同时,智能燃气表的研发生产涉及计算机技术、通信技术、自动控制技术、新材料技术等多领域技术,从事相关产品设计生产的人员,不但要具有上述技术、技能,而且要将这些方面的知识融会贯通,需要长时间的经验积累,导致行业高端技术人才相对缺乏,限制了行业的发展。

(2)行业竞争日趋激烈

面对智能燃气表所处行业的特殊性,要求行业企业必须保证产品的计量准确、使用安全可靠,需要不断研发新产品和新的计量技术;随着智慧城市的建设,智能燃气表生产企业需要开发智能化水平更高的管理服务平台,满足燃气企业、终端用户智能化、信息化的要求;智能燃气表技术升级,IC卡智能燃气表向远传/远控智能燃气表过渡,再向物联网智能燃气表升级,智能燃气表生产企业为应对竞争、抢占市场,适当降低原有产品的价格,并加大研发投入,研发新产品及新技术,对智能燃气表企业的生产效率、产品质量、成本控制提出了更高的要求;行业企业若没有足够的技术研究开发能力、匹配的产品生产制造工艺和技术服务能力,容易在激烈的市场竞争中落后甚至被淘汰。