面對氣候變遷、全球暖化日趨嚴重的現實壓力，全球正興起一場新能源革命，在此大環境下，發展“智慧節能”已成為世界趨勢，并開始延伸至家庭中。相較于傳統電力系統電業單向供電模式，將物聯網概念應用于家庭能源管理系統（Home Energy Management System，HEMS），可讓電力公司及消費者進行實時聯系與雙向互動，從而有效管理與控制居家能源使用，以實現節約能源目的。
電力需求持續增加，是現今全球電力公司共同面臨的問題，以中國為例，全社會用電量自2009年的36，430億千瓦時增長到2014年的55，233億千瓦時，復合增長率達8.68%。過去電力公司解決供電不足的方法，就是再蓋電廠，但近年面臨環保壓力，電力公司逐漸轉向由管理需求面來舒緩供電壓力。發展電力需求面管理（Demand Side Management，DSM）措施，成為電力公司和客戶端達到雙贏的新思維，而且推動重心已開始由工業與商業部門，推廣至家庭。
傳統的電力需求面管理，系指電力公司借助鼓勵和價格誘因措施，如高低峰電價差別費率，進而提高終端用戶用電效率、改變用電方式和抑低高峰電力需求所進行的管理活動。然而，家庭用戶具有“用電量少、用戶數多、組成復雜”之特性，使電力需求面管理措施不易推廣。對于電力公司而言，電力需求面管理不易實施且效益難以彰顯。另一方面，用戶只能在每個月收到電費賬單時得知用電量，即使有心要配合調整用電方式，在有限信息下也難以下手，再加上電力需求面管理方案內容復雜一般民眾難以了解，可節省的電費支出也有限，進而影響一般用戶參與意愿。
物聯網創造智能能源新價值
隨著家庭局域網絡及智能移動手機普及，加上物聯網應用快速發展，使得智能家庭能源管理產品變得更親民且功能更強大，大幅降低一般家庭參與電力需求面管理的進入門坎與成本。此外，在導入物聯網技術，以及配合云端運算及海量數據分析應用后，使能源管理產品將不只是數據的收集，更重要的是收集分析資料后，所能創造的應用價值。
智能電表即是物聯網在家庭能源管理應用的典范案例，與傳統電表相比，電表不再只是計算電費的工具，智能電表會密集紀錄用電信息，并將用電數據實時傳送給電力公司、用戶，甚至是能源服務業者。智能電表可協助電力公司更精確掌握電力需求動向，提高電網預測與調度能力；消費者則可掌握即實用電變化，并配合電價變動調整用電行為，使民眾從被動式能源消費者，轉為主動參與者，進而節省電費支出。
而完整的HEMS，可進一步結合智能電表、家庭局域網絡、智能插座、家庭能源網關、智能家電、再生能源與儲能等設備，通過能源管理應用平臺，分析家中哪些設備耗費情況提供節能建議、設定節能目標、提供能源預警等服務。也可協助用戶在兼顧舒適性下進行主動用電調，例如在電費較昂貴的高峰時段，自動關閉或調整高耗能電器，并將儲存之再生能源高價賣電給電力公司。
消費者意識是市場發展的最大阻礙
家庭能源管理產品市場發展阻礙有二：1.家庭設備間互通互連問題、2.消費者購買誘因不足。家庭設備間互通互連為當前智能家居發展的共通性問題，在此不予贅述。另一個阻礙來自于，消費者對于采用能源管理產品來進行節能，并沒有多大興趣，特別是在電價低廉的地方，消費者對投資能否通過所節省的電費回收產生質疑。
過去Google PowerMeter之所以失敗，主要其價值提供只有節能，因此即使軟件是免費提供，仍不足以吸引用戶主動上網使用，再加上與電力公司合作緊密度不足、缺乏利潤來源支持，最終面臨使用人數少須終止服務的局面，顯示商業模式有其不足之處。為了跨越此一市場障礙，目前能源管理廠商主要有兩大發展方向，包含“尋找其他人為消費者買單能源管理產品”，以及“結合其他應用創造新的價值訴求”。
尋找其他人為消費者買單能源管理產品，是目前許多公司確保利潤來源的主要模式，近期受到矚目的新創公司Opower、C3 Energy與Nest等，均朝此一方向發展。主要通過協助電力公司執行需量反應、進行能源數據分析或建構吸引消費者使用的能源管理平臺等服務，由電力公司付費，免費提供產品與服務給消費者使用。
家庭能源管理產品與其他消費者需求鏈結共創價值，為另一個發展思維，目前主要整合領域包含居家安全、健康、影音娛樂三大方向。例如在施耐德與安保業者Alarm.com合作，將其Wiser HEMS整合Alarm.com的Connected Home平臺，進行住宅發電、負載控制能源管理；日本積水房屋結合HEMS與健康傳感器提供健康管理功能；美國大型有線電視服務公司Comcast與能源管理解決方案公司EcoFactor合作切入家庭能源管理市場等。
Opower通過分析智能電表數據提供個人化節能建議
美國能源管理軟件公司Opower是近年少數在美國IPO的能源管理新創公司，客戶主要以電力公司為主，目前全球已有95家電力公司客戶，含蓋超過5，000個企業與家庭用戶。Opower借助分析電力公司所提供之龐大能源使用與客戶數據，協助電力公司促進用戶執行節能行為以及提升客戶服務品質，例如Opower會利用多種溝通管道例如電子郵件、手機、紙本等，發送個人化警示訊息與具體節電建議，協助公用事業驅使消費者使用時間電價費率方案。
增加與消費者之間的黏著度，是Opowe與公用事業客戶維持合作關系的關鍵，為此Opower結合海量數據分析與行為科學強化服務內容。Opower的所有產品都建立在海量數據分析上，為了以客制化方式將能源使用者分類，Opower采用Apache Hadoop架構來結合數百萬電力客戶的數據、溫控器、天氣等數據，利用數據庫進行信息儲存、分析與互動功能，提供消費者最適費率計劃、最佳能源效率水平等消費者洞察解決方案。
另外，有鑒于能源用戶并非可統一定義的群組，必須了解不同特性的用戶，利用多種溝通管道，進行不同方式的營銷手法，Opower首創行為科學技術應用于能源管理市場，Opower以行為科學的角度，通過影響消費者心理的非價格誘因，來帶動消費者改變行為。例如通過行為科學研究發現競爭是激勵團體最好的方式，于是Opower將環保意識和游戲結合，通過和鄰居比賽相互激勵和影響，改變消費者使用能源的方式。
日本企業結盟共創HEMS新商業模式
日本在311地震后加速推動智能電表與HEMS普及。有鑒于HEMS推廣仍面臨不符合成本效益的發展障礙，日本經產省投入40億日圓，推動“大規模HEMS情報基盤整備事業”。計劃自2014年9月起在1.4萬戶家庭進行示范，以建立信息傳遞標準化檢討、隱私保護機制等HEMS數據活用技術基礎，以及挖掘HEMS數據商業化應用方向。
為了解決數據應用互操作性問題，該計劃由NTT東日本、KDDI、Softbank與Panasonic 4家業者主導，正在建立統一的應用程序編程接口(ApplicaTIon Programming Interface，API)，與共通數據處理平臺，為核心企業。在商業模式發展上，考慮日本未來邁向分布式電力系統發展，與高齡化人口結構的兩大社會需求，目前已在福岡縣美山市等地示范HEMS新商業模式。包含以HEMS數據為基礎預測該地區PV使用剩余電力進行余電收購預測、水電瓦斯節能診斷、時間電價規劃優惠，以及通過HEMS數據掌握高齡者健康狀況確保居家安全等4項服務。
對中國物聯網產業發展的意義
一、能源管理產品必須串聯其他服務共創價值
如何讓使用者產生需求以及愿意付費，找到可行之商業模式，為未來能源管理產業急待解決之問題。單以節能為訴求難以吸引消費者購買，能源管理產品要能與其他服務串連使用，才能創造更多附加價值。另外，各區域市場家庭結構與文化背景之差異，往往形成不同的市場需求，深入了解各別市場需求找出當地特色的應用，將是廠商必須面對的課題。
二、找尋愿意吸收能源管理服務成本的第三方廠商
用戶購買產品不用付費，相關成本由第三方廠商吸收，為家庭能源管理市場較具可行性的商業模式。我國目前電價相對較低，且需求面管理措施尚未普及至家庭，對于HEMS產品需求有限。但借助能源管理產品所匯集的龐大的數據，卻可能為電力公司、建筑商、再生能源系統商、安保等第三方廠商，提供更多的附加價值，對于我國廠商而言將是較佳的合作與銷售對象。
三、我國能源管理市場發展環境仍有待建立
電業市場環境自由化程度、電力需求面管理推動力度、再生能源普及程度、電費價格，以及是否有政府補助等，都是培育家庭能源管理市場發展的重要條件。若要讓我國能源管理產業能茁壯起飛，能源政策與電力市場大環境的配合也相當重要。