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行业风向

行业风向||智能水表3.0世代 水务转型的重要关键钥匙

作者:立东智慧云发布时间:2024-03-05

一、从智能水表 1.0 到智能水表 3.0

       智慧水务是通过数采仪、无线网络、水质水压表等在线监测设备实时感知城市供排水系统的运行状态,并采 用可视化的方式有机整合水务管理部门与供排水设施,形成“城市水务物联网”,通过 AI 赋能,可将海量 水务信息进行及时分析与处理,以更加精细和动态的方式管理水务系统的整个生产、管理和服务流程,做出 相应的处理结果辅助决策建议,从而达到“智慧”的状态。其中,“智能水表”在整个智慧水务系统中扮演 着的“眼睛”的角色,是实现智慧水务的基石。如鹰潭市,在全域应用安装了 13 万块智能水表,实现了用 水实时计量和漏损实时报警,成功将管网漏损率从 20%下降到 12%,年节水 240 万吨。

     水表的种类可以通过计量原理来划分,常见的类型有:

     a)机械式水表:测量传感器、计算器和指示装置均为机械原理和结构的水表,主要有速度式水表(以 测量水流速度而间接计量用水量,推理法)和容积式水表(以测量实际流体体积进行计量,直接法)。机械 式水表是最为传统的水表,最大的缺点是需要人工抄表,随着人力成本的提升和水务精细化管理的需要,未 来将逐渐被智能水表所替代。

     b)智能水表 1.0:配备电子装置的机械式水表,即以结构完整的机械式水表为基表,在此基础上加装电 子装置的水表,常见的类型包括预付费 IC 卡水表、光电直读远传水表、无线远传水表(LoRa/NB-loT)。智 能水表 1.0 已无需人工抄表,智能水表替代传统水表是大势所趋,而其中,政策支持+标准统一物联网 NB-loT 无线远传水表将占据主导地位。

     c)智能水表 2.0:基于电和电子原理的水表,常见的类型包括超声波水表、电磁远传水表、射流水表等。电子水表利用电磁、超声波等先进测流技术达到精确计量水量的目的,相较机械原理水表,具有较高的精度 和较低的始动流量,缺点是价格较高,更适用于精度需求较高的工业过程计量等应用领域。

     d)智能水表 3.0:目前正处于商用化研发阶段,除了包含现有智能水表的基本功能外,还可进行管网综 合水参数的测量,向供水企业提供在线一体化的高性价比管网综合大数据感知装置(包括:水量、水压、水 质、漏渗、水温等参数),为智慧供水新业务及水务信息化云平台提供海量数据支撑,使供水企业能尽早的 在全域空间范围内全面、准确地开展管网压力与水量调控及节能降耗、管网末梢在线水质监测及预警与报警、 管网漏渗状态监测及准确定位等亟需的新业务。

       目前,国内水表行业处于机械式水表,以预付费 IC 卡水表、光电直读远传水表、无线远传水表为代表的智 能水表 1.0 和以超声波水表、电磁水表为代表的智能水表 2.0 产品共存的局面,机械式水表仍占据重要份额, 智能水表的比重逐年增加。其中,智能水表也经历了预付费 IC 卡水表、有线远传水表到无线远传水表的升 级过程。17 年,随着工信部政策引导下,配套趋于完善的 NB-IoT 市场空间加速释放,驱动 NB-IoT 水表加 速推广,预计未来五年 NB-IoT 水表仍将快速渗透,人工抄表的地区将大幅减少。中期随着管网漏损治理、 水务运营降本增效、智慧运营的需要,智能水表将进一步升级,具有管网综合水参数的测量功能的 3.0 智能 水表有望登上舞台。

智能超声波液位 的图像结果


二、政策+需求+技术,三驾马车驱动智能水表渗透率提升

       电力、燃气、供水,是我国三个规模较大的表计应用市场,都有不同类型的智能化需求。目前,智能电表的 渗透率最高,是最为成熟的市场,份额接近 90%;智能燃气表经过多年推广渗透率也已超 50%;智能水表 近几年增长迅速,但整体渗透率仍然较低,仅占 30%左右。

       智能电表与智能气表的推广从“十二五”期间就开始发力,而智能水表在 17 年之前推广进程都慢于电表和 气表,主要是受多方面的因素影响:

       水表下游客户分散。相比燃气和电力行业的龙头都是大型国企,市场集中度高,水表行业的下游客户是全 国 4000 多家自来水厂,行业非常分散且下游客户的地域性强,造成较大的推广难度。

       没有统一的技术路线和标准,质量服务参差不齐,导致前期应用效果不佳。全国水务系统非常分散,缺乏 统一管理的类似国家电网的企业机构,技术力量不如电力行业“强势”,因此标准体系及制度的修订工作只 能由水表行业协会来负责。相比于电表有入网证,每个电表的通信都会受到监测的完善体制,水表的入网 无人负责,集中器也无处监测。

      自来水厂大多属于事业单位性质,盈利能力不如燃气公司与电力企业,且水厂需要承担巨额的管道运维成 本,用于水表改造资金较为紧张。

       17 年开始,在政策引导、需求放量、技术成熟等因素作用下,智能水表渗透明显提速。

       政策引导: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》,通知中 明确提到,以水、电、气表智能计量、公共停车管理、环保监测等领域为切入点,加快发展 NB-IoT 在城 市公共服务和公共管理中的应用。2017 年 7 月 17 日, NB-IoT 网络正式商用,政策引导下, 基础设施及配套逐渐完善,NB-IoT 智能水表得以大放异彩。

       需求放量:多年来,供水行业存在诸多管理痛点,一方面,人工抄表随着人力成本上升,面临越来越高的 运营成本压力,同时人工抄表也存在结算周期长、易出差错的缺陷。另一方面,我国的供水企业漏损率居 高不下,根据《城市供水统计年鉴》,2015 年 603 个建制市供水企业平均产销差率为 20.7%。2017 年 1 月,《城镇供水管网分区计量管理工作指南—供水管网漏损管控体系构建(试行)》提出:到 2020 年,全国 城镇公共供水管网漏损率控制在 10%以内。政策的出台使得漏损治理的需求更加迫切。而使用智能水表一 方面可通过取代人工抄表、提升运营效率,另一方面也是供水企业开展管网漏损治理的基础。此外,2017 年 3 月,全球首个 NB-IoT 物联网智慧水务商用项目发布,1200 余只 NB-IoT 智能水表在深圳市盐田区和 福田区的多个小区完成部署;成功的示范案例也打消了行业顾虑,加速了智能水表需求的释放。

       技术成熟:NB-IoT 物联网远传水表具有技术覆盖广、成本低、功耗低、连接多、速率低的特点,与有线 远传水表相比,NB-IoT 水表具有布线、线路维护的方便,无需提前布置,节约了安装和维护成本;与其 他无线远传水表相比,NB-loT 水表采用授权频谱,选用了技术成熟的窄带物联网技术,解决了其他无线 水表通信基站用户容量小、功耗高、信号差、安全性差的特点。

       我国的水表行业在智能水表渗透率提升的大背景,当前仍处于快速发展期。19 年,中国水表行业市场规模约 111 亿,根据调研统计,Lora 智能水表约 260 元,NB-IoT 智能水表约 280-350 元,传统机械水表的平均单价 为 77 元,物联网水表价格是传统机械水表 3 倍以上。目前智能水表的渗透率约为 30%,其中物联网水表占智 能水表的比重仅为 3 成,随着单价更高的 NB-IoT 等物联网水表渗透率提升,预计未来三年水表行业整体仍 有 15-20%的增速,其中智能水表市场规模增速将达 25%-30%。

       水表行业集中度的演变也经历了“高-低-高”的过程。由于生产企业数量增加,14-17 年,水表行业竞争明 显加剧,行业陷入价格战,牺牲品质的低价产品逐渐抢占龙头企业的市场份额。此后随着低价产品的质量问 题暴露,加上 17 年 NB-IoT 智能水表加速推广,下游客户对品牌的重视度增加,行业回归良性竞争,集中度 再度回升。智能水表具有软硬件结合的特点,技术门槛相对较高,且客户使用后也有后续运维、技术升级、 软件更新等服务需求,大型水表企业具有更加快速响应的售后服务,我们认为未来随着智能水表的渗透率提 升和智慧水务的推广,龙头企业将受益于行业集中度提升。

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三、投资策略

      我国的水表行业在智能水表渗透率提升的大背景,当前仍处于快速发展期。19 年,中国水表行业市场规模约 111 亿,目前智能水表的渗透率约为 30%,其中物联网水表占智能水表的比重仅为 3 成,随着单价更高的 NB-IoT 等物联网水表渗透率提升,预计未来三年水表行业整体仍有 15-20%的增速,其中智能水表市场规模增速将达 25%-30%。

        水表行业纯硬件的市场规模较小,龙头要突破市值天花板,必须向下游智慧水务平台延伸,或是在其他相关 领域构建第二增长曲线。未来水表企业的竞争当中,拥有品牌、渠道、软硬结合、智慧水务综合解决方案提 供能力的企业有望进一步扩大自身在水表领域的市场份额,同时拥有水表以外第二增长点的公司有望在长期 获得持续的增长动力。