城市智能照明的前景分析
一、城市照明行業發展現狀
近年來,我國城市建設呈現高速增長的態勢。作為城市基礎建設的一部分,城市照明行業也得到了快速的發展。城市照明的快速發展,極大的改善了城市人居環境的質量,提高了城市公用服務的管理水平。同時,為相關從事城市照明行業的企業創造了良好的發展機遇。
1、城市道路照明發展現狀
作為城市照明的主體,城市道路照明伴隨我國城市建設的高速發展,獲得了快速的增長。國家統計局數據顯示,從2004-2013年十年間,我國城市道路照明路燈數量由1,053.13萬盞增加到2,199.55萬盞,年均增長率達到8.53%,城市道路照明行業保持持續快速健康發展。
2004-2013年我國城市道路照明燈盞數
數據來源:國家統計局
在城市道路照明路燈的使用類型方面,按道路照明路燈光源的不同,可以分為高壓鈉燈、LED路燈、節能路燈、新型氙氣路燈等。根據《“十二五”城市綠色照明規劃綱要》課題組對包括所有直轄市、省會城市、計劃單列市在內的81個重點城市的統計,截至2010年12月,高壓鈉燈是城市道路照明中最主要的燈具類型,占路燈總數的64%;其次是其他類燈具(主要是節能燈),占路燈總數的17%;再次是LED燈,占路燈總數的9%[1];城市道路照明中還沒有完全淘汰低能效照明產品,還存在一定數量的高壓汞燈和白熾燈,各占總數的3%和2%[2]。
數據來源:《“十二五”城市綠色照明規劃綱要》研究[3]
在城市道路照明控制方面,我國在城市綠色照明智能化控制方面已取得顯著成效。根據道路照明專業委員會的統計,在全國811座城市中已有263座城市的道路燈管控采用了“無線三遙(遙控、遙信、遙測)智能化控制系統”[4]。根據《“十二五”城市綠色照明規劃綱要》課題組對包括所有直轄市、省會城市、計劃單列市在內的81個重點城市的統計,智能監控儀的總數最多,已達21,826點,分別為時控、光控和防盜監控點的3倍、6.8倍和9.2倍。在城市道路照明監控系統使用情況中,“三遙”系統使用最為普遍,占64%;其次是“五遙”系統,占23%;“四遙”和GPRS系統分別占5%和8%。
道路照明控制系統情況統計圖
數據來源:《“十二五”城市綠色照明規劃綱要》研究[5]
2、城市景觀照明發展現狀
在“十一五”期間,我國城市景觀照明獲得了快速的發展。根據《“十二五”城市綠色照明規劃綱要》課題組統計,“十一五”期間,由政府投資的城市景觀照明項目約24,000項,總投資達102.23億元;景觀照明總投資占整個城市照明投資的比例為25%-35%,景觀照明耗電占整個城市照明耗電的25%-35%[6]。根據中國市政工程協會城市照明專業委員會(原中國市政工程協會道路照明專業委員會)的統計,截至2010年底,我國811座城市已有682萬盞景觀照明燈,總功率為28萬余千瓦[7]。
在各類型的景觀照明投資中,建筑物景觀照明的投資為19.6億元,占總投資數的19.17%;構筑物和特殊景觀元素的景觀照明投資為9.08億元,占總投資數的8.88%;商業步行街的景觀照明投資約為68.50億元,占總投資數的67.00%;廣場的景觀照明投資約為9,530萬元,占總投資的0.91%;公園的景觀照明投資約為41,040萬元,占總投資額的4.01%。具體如下圖所示:
數據來源:《“十二五”城市綠色照明規劃綱要》研究[8]
從城市景觀照明中的光源種類及占比方面來看,常用光源有金屬鹵化物等、高壓鈉燈、三基色直管熒光燈、自鎮流熒光燈及近些年大量推廣應用的LED燈。據統計,各類景觀照明光源中,LED燈所占比例最大,為57.1%;自鎮流熒光燈(節能燈)占15.5%,熒光燈占8.8%,金屬鹵化物燈占5.5%,高壓鈉燈占5.2%,白熾燈僅占不到0.2%[9]。
二、城市照明行業的行業特點
1、行業內企業眾多,市場集中度低
隨著我國城鎮化進程的不斷推進,城市照明行業發展十分迅速。由于傳統城市照明產品技術及資本門檻較低,整個城市照明行業表現出中小型企業數量較多、規模企業相對較少、市場集中度底、產品差異性弱等特點。只有以廣東勤上光電、四川華體照明、寧波燎原和浙江晶日等為代表的部分規模較大的企業憑借設計優勢、較高的產品質量和良好的市場聲譽,擁有較強實力。而絕大部分其他國內生產廠商總體規模偏小,市場競爭力較弱。
2、市場區域區分較為明顯
城市照明行業產品運輸成本較高,行業內的市場區域區分較為明顯。從區域分布來看,我國照明企業主要集中于江蘇、浙江、廣東等省份,并且以上述省份為中心形成了明顯的產業聚集區,而且這些省份城市本身的市政工程興建和改造項目規模較大,直接決定了其占據全國大部分的市場份額。
在中西部地區,城市照明企業數量較少,相對于整個中西部地區持續擴大的市場,缺少大規模城市照明企業。隨著企業市場布局的推進,諸如四川華體照明等西部城市照明企業營銷網絡和供應商已逐步向全國覆蓋,該公司綜合實力和行業影響力持續擴大,由此奠定其在行業的領先地位,“華體照明”成為我國西部城市照明領先品牌,四川華體照明也成為我國西部地區最大的城市照明企業。但是,城市照明市場分布仍會以沿海地區為主,而中西部地區的需求也將逐漸擴大,城市照明的地域性特征將逐漸降低。
3、大部分企業產業鏈整合能力較弱
城市照明行業包括方案規劃設計、產品研發制造、工程項目施工和后期的管理維護服務等諸多環節。由于人才、資金和技術限制,企業規模較小,許多企業甚至還停留在“夫妻店”、“父子店”、“前店后廠”的手工作坊式經營階段,沒有穩定的人工、技術團隊。受此制約,行業內絕大多數企業僅僅從事產業鏈的某一環節,甚至某一環節的部分加工階段。
代表行業發展方向的個性化定制、LED和智能控制系統的大規模推廣以及照明管理服務外包、EMC模式的廣泛采用都需要大量的人才、資本和技術儲備。也只有部分領軍企業才有實力為客戶提供城市照明完整產業鏈的全過程服務,推進產業鏈技術革新,各環節之間相互促進,協同發展。而廣大的中小型同行業企業則逐漸被邊緣化,市場空間進一步壓縮。
三、城市照明行業市場前景及市場容量
1、城市照明行業市場前景
(1)城鎮化進程加速推進,促進城市照明行業持續增長
作為城市公共市政建設的一部分,城鎮化的建設將直接推動城市照明行業的發展。近年來,我國城鎮化進程快速推進,城鎮化率逐步提高,在2005-2014年10年間,我國的城鎮人口已從5.62億增長到7.49億,城鎮化率從42.97%增長到54.75%[10],年均增長1.18個百分點。
2005-2014年我國城鎮化率變化情況
數據來源:國家統計局
目前,我國城鎮化率已與世界平均水平相當,但與發達國家70%的城鎮化率平均水平仍有較大差距。伴隨著城鎮化的不斷推進,我國城鎮化率仍將繼續提高,城鎮人口也將繼續增長。根據預測,到2020年我國城鎮化率將達到60%左右,2030年將進一步達到66%左右,屆時將新增3億城鎮居民[11]。在城鎮化快速推進的背景下,國家對于城市照明等市政基礎設施建設投入將持續增長。隨著國家繼續加大城鎮化建設的投入,城市照明行業將繼續保持快速增長。
(2)城市道路建設與改造、升級不斷增加,直接帶動城市照明行業發展
城市照明工程屬于城市基礎設施建設,是需要由國家投資的公共設施建設的一部分。國家對于城市道路建設的投入對城市照明行業的市場變化趨勢有重要影響,而城市道路建設長度及面積將會直接決定城市照明的市場需求。近些年來,隨著國家對于道路建設的持續投入,我國城市年末實有道路長度和面積已連續多年增加。國家統計局的數據顯示,2004年,我國年末城市實有道路長度只有22.3萬公里,到2013年已達33.6萬公里,年均增長率4.66%;年末實有道路面積從2004年的35.30億平方米上升到2013年的64.42億平方米,年均增長率為6.91%。
實有道路長度和道路面積的持續增加,直接帶動了每年城市道路照明路燈數量的增加。與此同時,隨著城市車輛與人口的增加,越來越多的城市進行大規模道路改造拓寬工程,并進行城市風貌改善,以提升城市景觀品味。城市照明作為彰顯城市文化特征,改善人民居住環境的重要手段,將隨著城市的建設獲得更大的發展。
(3)節能環保型城市照明代替傳統照明將成為行業新的增長點
為適應節能環保需要,國家連續出臺政策推動更為節能環保的新型燈具的使用,先后發布了《中國逐步淘汰白熾燈路線圖》、《“十城萬盞”半導體照明應用城市方案》、《半導體照明科技發展“十二五”規劃》等政策。這些政策都先后提出,未來幾年要逐步用節能環保型燈具代替傳統的高耗能燈具等目標,用節能環保型燈具替代傳統燈具也將成為城市照明行業新的增長點。
目前,在城市道路照明中占主導地位的仍是高壓鈉燈光源。為了提高節能環保型燈具的應用比例,國家已經出臺了相應的財政補貼政策,同時,國內各大城市也相繼提出了“十二五”路燈LED改造規劃。未來幾年,在政府政策支持的大背景下,節能環保型城市照明替代傳統照明將成為城市照明行業新的增長點。
2、行業市場容量預測
(1)城市道路照明市場容量預測
根據《中國城市建設統計年鑒》數據,我國安裝路燈道路長度從2007年的154,933公里,增長到2012年的235,389公里,年均增長率達到8.72%。如果未來五年我國安裝路燈道路長度仍按照此增長率,到2017年我國安裝路燈道路長度將達到357,625.43公里,2017年我國新增安裝路燈道路長度為28,677.44公里,具體如下表:
按照《城市道路設計規范》(CJJ37-2012)規定,城市道路平均25米需安裝一套路燈,考慮馬路兩側,則一公里道路需安裝80套路燈。預計到2017年,我國新增路燈道路將安裝路燈2,294,195套。因我國道路路燈平均8年更換一次路燈,則到2017年我國道路更換路燈的數量為1,838,440套,未來五年我國新增道路照明路燈數量具體如下表:
如果按照每套路燈平均10,000元的價格,則到2017年我國城市道路照明的市場容量將達到413.26億元,未來五年城市道路照明具體市場規模如下圖:
(2)城市景觀照明市場容量預測
由于在我國城市照明投資中,城市照明路燈占65%,景觀照明占35%。按照此比例,到2017年我國城市景觀照明的市場容量將達到253.29億元,未來五年城市景觀照明具體市場規模如下圖:
四、行業發展趨勢
(1)城市照明方案設計中更加注重城市文化特征的體現
“城市文化照明”概念由四川華體照明李代雄教授首次提出并推廣,旨在將城市的地域文化與功能性照明有機結合,通過提取能夠代表當地人文特征和地域特色的文化元素,并將其用于照明方案的設計,實現城市照明功能性和藝術性的完美結合,使城市照明設施不僅體現鮮明的地方色彩而且有力地增強了當地市民的民族文化自豪感。
隨著國民經濟的發展與人民生活水平的提高,城市照明已不再是簡單的照亮物體的過程,優秀的城市照明方案必須能夠通過照明將藝術、技術與城市文化特征融為一體,使城市特色在夜晚得以重塑和再現,表現出城市夜晚特有的景色。城市照明更加需要能夠貫穿歷史,體現時代文化特征且具有較高審美價值的照明設計方案。促進科技與藝術的結合,利用自然與人文因素來再現城市特色,將在越來越多的城市照明方案中得以體現。
(2)節能環保更受重視,LED照明應用繼續保持高速增長
近年來,我國城市照明發展迅速,對完善城市功能、改善城市環境、提高人民生活水平發揮了重要的作用。但城市照明的過快發展也加大了能源的需求和消耗,根據相關資料顯示,我國照明用電量大約占全社會用電總量12%,而城市照明則在照明耗電中占30%左右。為此國家提出實施“城市綠色照明工程”,通過科學的照明規劃與設計,采用節能、環保、安全和性能穩定的照明產品,實施高效的運行維護與管理,提升城市的品質,創造安全、舒適、經濟、健康的夜環境,體現現代文明。
作為一種新型照明技術,LED照明具有效率高、能耗低、安全可靠、方便管理、使用壽命長等諸多優點。隨著城市照明節能環保更受重視,LED照明獲得了快速發展,在城市照明中已經占據了重要的地位。按照《半導體照明節能產業規劃》,到2015年 LED照明節能產業產值將達到4,500億元,其中LED照明應用產品1,800億元[12]。預計在多重因素的驅動下,到2015年前,LED路燈市場將維持80%左右的年復合增長率,到2015年在路燈市場占據接近50%的市場份額[13]。
(3)物聯網、智能控制等新技術在城市照明管理維護中得到更多運用
城市化的快速推進,城市照明設施大幅增長。根據相關數據測算,從2013年至2017年的五年間,我國平均每年需新建和更換路燈數量達300多萬套。城市照明路燈數量巨大且快速增長,使城市照明管理難度也不斷增加。如何充分利用地理信息技術、3G/4G通信技術、大數據、云計算、物聯網技術等高科技手段解決城市照明管理中存在的矛盾也就成為當前城市照明管理維護領域一個重要的課題。
目前,在原有“三遙”、“五遙”系統基礎上進行提升和完善,以地理信息系統(GIS)平臺為基礎,融合了大數據、云計算、物聯網技術的動態智能化綜合管理系統已開始進入城市照明領域。智能照明管理系統可將整個城市的路燈信息(包括燈桿、燈具、光源、電纜、配電柜等信息)進行錄入統計,采取靈活智能的控制方式,根據道路行人和車流量的變化,在滿足市民生活需求和保證社會治安需求的前提下,通過自動降低照明亮度或采用隔一亮一、單側亮燈自由組合的路燈控制方式,實現按需照明、節能降耗,大幅提升城市照明管理水平,降低運行維護成本。
此外,智能照明管理系統采用電力線載波通訊方式,無需增加額外通信費用,與現有城市照明數字化綜合管理平臺無縫銜接,無需進行系統改造。與目前整條路段一個開關的控制方式相比,智能照明管理系統在減少管護人員的情況下,可對管轄的照明設施實現智能監控、篩選,定位故障燈具,及時發現路燈故障、老化、短路及斷路等問題,全面真實的監測亮燈率、故障燈率等數據,對城市道路照明實現精細化動態管理,將徹底改變城市照明管理傳統的人工巡查模式,減少人員、車輛外出巡查次數,大大減輕維護人員的勞動強度,并有效地降低維護成本。目前,國內已有多座城市開始智能照明管理系統的試點工作,截至2011年底,采取城市照明管理系統的城市已達263個,覆蓋率達32.42%[14]。隨著城市照明行業的持續發展,將有更多的城市采用城市照明智能化控制系統。
(4)合同能源管理成為城市照明工程新的經營模式
一直以來,降低城市照明能耗,提高城市照明管理水平都是我國城市照明管理工作的重點。而合同能源管理作為發達國家普遍推行的、運用市場手段促進節能服務機制,能夠以減少的能源費用來支付節能項目全部成本。這種經營模式應用在城市照明工程中,允許城市照明管理部門用未來的節能收益實施城市照明工程,以降低當前的運行成本;或者節能服務公司以承諾城市照明工程項目的節能效益、或承包整體能源費用的方式提供城市照明工程施工與管理維護服務。
近幾年,我國政府出臺了一系列政策鼓勵在城市照明工程中運用合同能源管理模式。2008年7月23日,國務院第18次常務會議通過的《公共機構節能條例》指出“公共機構可以采用合同能源管理方式,委托節能服務機構進行節能診斷、設計、融資、改造和運行管理”。2009年9月22日,國家發展改革委、科技部、工業和信息化部、財政部、住房城鄉建設部、國家質檢總局聯合制定并印發的《半導體照明節能產業發展意見》指出“鼓勵開展節能診斷、咨詢評價、產品推廣、宣傳培訓等服務;推廣合同能源管理、需求側管理等節能服務新機制”。2010年5月27日,中華人民共和國城鄉建設部發布的《城市照明管理規定》指出“城市照明可以采取合同能源管理的方式,選擇專業性能源管理公司管理城市照明設施”。在政策的引導和支持下,我國一些城市的城市照明工程中已開始逐步采用合同能源管理模式。隨著合同能源管理的優點被更多的認識,合同能源管理將在城市照明行業將得到更廣泛應用,成為我國實現城市綠色照明的重要手段。
五、結論
伴隨著國內城鎮化的推進以及隨之而來的道路交通改造升級和城市市容市貌的改造,城市道路照明及城市景觀照明行業取得了快速的發展,其市場規模也將在現有的基礎上進一步擴大。此外,城市文化照明也將因其兼具文化藝術體驗和功能照明技藝結合的多重優勢而成為城市照明發展趨勢所在。同時,LED光源以及照明設施的智能管理和維護也將得到更加廣泛的應用。
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