AI賦能全球能源轉(zhuǎn)型

  

AI賦能全球能源轉(zhuǎn)型(圖1)

  人工智能(AI)在能源領(lǐng)域的應(yīng)用正在引起人們的關(guān)注。全球咨詢(xún)機(jī)構(gòu)IndigoAdvisory統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,截至目前,AI在能源領(lǐng)域的潛在應(yīng)用已經(jīng)達(dá)到50余種。全球有上百家企業(yè)推出了“AI+能源”產(chǎn)品,相關(guān)投資超過(guò)130億美元。

  國(guó)際能源署預(yù)測(cè),到2026年,能源領(lǐng)域?qū)I的需求將較目前翻番。助力產(chǎn)業(yè)企業(yè)減少溫室氣體排放、實(shí)現(xiàn)碳中和將成為科技公司的重要業(yè)務(wù)。另?yè)?jù)世界經(jīng)濟(jì)論壇估算,到2030年,AI將助力全球溫室氣體排放量減少5%至10%。如果到2050年,AI及相關(guān)數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用且運(yùn)用得當(dāng),可助力能源、材料和交通產(chǎn)業(yè)減少20%的碳排放量。

  世界經(jīng)濟(jì)論壇能源與材料中心主任羅伯托·博卡指出:“當(dāng)前,我們面臨的是環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展如何平衡的困境。一方面,我們要加快步伐,發(fā)展商業(yè)和經(jīng)濟(jì)十分必要。必贏官網(wǎng)首頁(yè)另一方面,我們必須推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型。要平衡這兩個(gè)目標(biāo),就要提升能源的使用效率?!?/a>

  此前,為促進(jìn)能源使用效率的提升,企業(yè)選擇應(yīng)用自動(dòng)化、智能化設(shè)備,同時(shí)開(kāi)發(fā)節(jié)能減排技術(shù)。近年來(lái),隨著AI等數(shù)字技術(shù)的興起,能源轉(zhuǎn)型工具需求開(kāi)始從智能硬件轉(zhuǎn)向軟件。根據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)的預(yù)測(cè),到2050年,為實(shí)現(xiàn)凈零排放目標(biāo),能源領(lǐng)域?qū)⑼度?2萬(wàn)億美元至173萬(wàn)億美元。這將拉動(dòng)以AI為代表的軟件需求潛力。

  “在能源使用效率方面,AI是一個(gè)良方。AI可以在一個(gè)系統(tǒng)里面當(dāng)好管家,通過(guò)收集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),做好系統(tǒng)決策,從而完成能源管理工作?!绷_伯托·博卡說(shuō)。

  上述背景下,全球眾多國(guó)家將AI在能源領(lǐng)域的應(yīng)用列為重要研究方向。以6月上線的中國(guó)甘肅慶陽(yáng)數(shù)據(jù)中心集群項(xiàng)目為例,作為“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”一體化項(xiàng)目,現(xiàn)已建成4棟樓,包括2.4萬(wàn)個(gè)機(jī)柜、20萬(wàn)千瓦的新能源裝機(jī),是囊括電源、電網(wǎng)、儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)的“數(shù)能融合”示范項(xiàng)目,同時(shí)具備能源優(yōu)勢(shì)和計(jì)算優(yōu)勢(shì)。

  據(jù)國(guó)際能源署數(shù)據(jù),截至2023年底,可再生能源裝機(jī)容量達(dá)到3.9太瓦,占全球裝機(jī)總量的43%。未來(lái)5年,全球可再生能源裝機(jī)將維持快速增長(zhǎng)。

  眾所周知,光伏發(fā)電不像火電一樣平穩(wěn)可靠。世界經(jīng)濟(jì)論壇在報(bào)告中指出,“靠天吃飯”是光伏的重要特點(diǎn)。天氣對(duì)光伏的影響很大。沙塵暴、必贏官網(wǎng)首頁(yè)暴雪、暴雨等極端天氣有可能導(dǎo)致光伏發(fā)電過(guò)程中斷。而AI的分析算法可以精準(zhǔn)預(yù)測(cè)氣象,云成像技術(shù)能捕捉云運(yùn)動(dòng)以及大氣運(yùn)動(dòng)的實(shí)時(shí)情況,最大限度規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),提高光伏電力輸出。

  IndigoAdvisory則稱(chēng),AI本身就是可再生能源電力發(fā)展的解決方案。在氣候目標(biāo)下,未來(lái)全球市場(chǎng)對(duì)可再生能源的需求將保持高位增長(zhǎng)??稍偕茉措娏σ蔀橹髁﹄娫?,還需要對(duì)電網(wǎng)友好,這就需要AI。

  世界經(jīng)濟(jì)論壇工業(yè)脫碳負(fù)責(zé)人埃萊尼·凱梅內(nèi)強(qiáng)調(diào),要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的零凈排放,電力網(wǎng)絡(luò)的清潔、現(xiàn)代化和脫碳至關(guān)關(guān)鍵。AI有助于解決整合大量可再生能源到電網(wǎng)的問(wèn)題。可再生能源發(fā)電存在波動(dòng),導(dǎo)致高峰期供電過(guò)剩,低谷期缺乏,引發(fā)資源浪費(fèi)和電網(wǎng)不穩(wěn)。通過(guò)分析天氣模式和能源消耗趨勢(shì)等數(shù)據(jù),AI可精準(zhǔn)預(yù)測(cè)發(fā)電量。促進(jìn)作業(yè)排程和負(fù)載遷移,保障數(shù)據(jù)中心在可再生能源供電時(shí)有效利用能源,確保電網(wǎng)穩(wěn)定高效運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)24小時(shí)可持續(xù)清潔電力供應(yīng)。

  世界經(jīng)濟(jì)論壇總結(jié),AI主要在兩方面對(duì)可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到積極作用。一是提升設(shè)備發(fā)電效率。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工具能快速掌握設(shè)備運(yùn)行情況,同時(shí)精確算法、大數(shù)據(jù)等讓設(shè)備保持最大出力,整個(gè)系統(tǒng)發(fā)電量更高。二是保障綠色電力平滑輸送至電網(wǎng)。

  可再生能源應(yīng)用場(chǎng)景的多樣化促使可再生能源產(chǎn)業(yè)對(duì)AI的需求進(jìn)一步增強(qiáng)。世界經(jīng)濟(jì)論壇舉例稱(chēng),未來(lái),海洋是開(kāi)發(fā)可再生能源發(fā)電站的重要場(chǎng)景。單純依靠人工不僅無(wú)法完成海上可再生能源電站的開(kāi)發(fā)建造,還可能會(huì)破壞海洋環(huán)境。因此,需要借助自動(dòng)化、智能化機(jī)器以及AI技術(shù)。

  根據(jù)預(yù)測(cè),未來(lái)10年,全球?qū)I峡稍偕茉串a(chǎn)業(yè)投資將超過(guò)160億美元。其中包含AI的大量投資。隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步升級(jí),AI將可以遠(yuǎn)程指揮自動(dòng)化、智能化機(jī)器,節(jié)約開(kāi)發(fā)建設(shè)和運(yùn)維環(huán)節(jié)投入的資金、時(shí)間和人工成本,降低風(fēng)險(xiǎn)。

  針對(duì)運(yùn)維環(huán)節(jié),世界經(jīng)濟(jì)論壇也展示了一組直觀數(shù)據(jù):運(yùn)用AI后,光伏發(fā)電站預(yù)測(cè)性維護(hù)效率可提升25%,故障率減少70%,運(yùn)維成本降低了25%,能促使光伏組件運(yùn)維效率大幅提升,明顯節(jié)約相關(guān)成本支出。

  值得一提的是,AI的發(fā)展不僅利好可再生能源。埃萊尼·凱梅內(nèi)透露,AI領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)正在將研究拓展至其他能源,如利用核技術(shù)為設(shè)施供電,或采用氫氣等能量?jī)?chǔ)存技術(shù)。此外,不少企業(yè)還在投資新技術(shù),包括碳捕捉等。