“能源互聯(lián)網(wǎng)”可助全球能源加速轉(zhuǎn)型
網(wǎng)大為(David Wallerstein)作為騰訊首席探索官,在過去幾年間與眾多科學(xué)家、研究機構(gòu)、行業(yè)和組織廣泛合作,專注于促進可持續(xù)發(fā)展,加快能源轉(zhuǎn)型,努力實現(xiàn)碳中和。
近期,網(wǎng)大為受邀出席“國際能源變革對話”,并就如何發(fā)揮包括云、軟件、數(shù)據(jù)、人工智能和機器學(xué)習(xí)等互聯(lián)網(wǎng)先進科技在能源轉(zhuǎn)型中的重要作用,分享了前瞻性的觀點。
“國際能源變革對話”由中國國家能源局和國際可再生能源署共同主辦。參會嘉賓包括:國際能源署署長Fatih Birol博士、國際可再生能源署總干事弗朗西斯科·拉卡梅拉(Francesco La Camera)先生,以及其他致力推動可持續(xù)發(fā)展的領(lǐng)袖和專家。
下文摘自網(wǎng)大為的論壇演講,部分內(nèi)容略有刪改。
觀看演講視頻了解更多關(guān)于能源轉(zhuǎn)型的概念性框架。
隨著能源生產(chǎn)和存儲的大幅增加與分布化,以及電力消費者的增長,我們面臨著更加復(fù)雜和嚴峻的挑戰(zhàn)。然而,這亦是提升能效,優(yōu)先消納綠色能源的重要機遇。
我們可以重構(gòu)市場,激勵最有效的策略,通過降低電力需求、平衡峰值,減少整體資源浪費并提高生產(chǎn)力。
我相信我們面臨一個重大的機遇,可以借助軟件、數(shù)據(jù)、云計算和人工智能(AI),重構(gòu)能源生態(tài)系統(tǒng)。我們甚至可以稱之為“能源互聯(lián)網(wǎng)”(IoE),不久的將來,這個概念就能變成現(xiàn)實。
多年來,人們一直在探討“軟件層”對能源市場的創(chuàng)新潛力。軟件層既涉及市場規(guī)則,如定價和稅收,也包括貫穿整個能源系統(tǒng)的軟件,它們能夠分析和預(yù)測,甚至完成智能操控水泵或空調(diào)系統(tǒng)等任務(wù)。
軟件、AI和其他能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新使這一切成為可能。
軟件匯聚一切力量
讓我們暫時遠離混亂的現(xiàn)實世界,畢竟解決實際問題十分復(fù)雜,而且耗費心神。
我們可以試想一下:能源價格是完全動態(tài)的、實時的,對增量參與者開放,他們可以將自己的能源出售給電網(wǎng)。此類能源的定價可以準確反映出其“綠色度”(即二氧化碳份額)、能源生產(chǎn)的效率和充裕程度。假設(shè)某天,某地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電機組滿負荷運行,就可以推測出當(dāng)天的風(fēng)電價格達到低點,而火電價格則達到頂點。
如果我們能夠建立這種透明的市場定價制度,我們就可以為不同場景和行業(yè)中AI驅(qū)動的第三方能源優(yōu)化程序創(chuàng)造一個生態(tài)系統(tǒng)。
以軟件解決方案優(yōu)化能源生態(tài)系統(tǒng)
每個客戶,從海水淡化廠到電動車車主,都可以在優(yōu)化的電價機制中平等受益,這反過來也會反映出能源的綠色度、豐富度、邊際成本等其他因素。
讓我們更進一步,設(shè)想一下這個激動人心的場景:未來能聯(lián)網(wǎng)的各種能源消費設(shè)備,可以推動用電需求與能源目標和價格相同步。試想,建筑冷卻系統(tǒng)與綠色發(fā)電系統(tǒng)協(xié)調(diào)同步;農(nóng)田里的水泵、甚至電動車、熱水器或空調(diào),都能夠與電網(wǎng)協(xié)同工作,滿足供暖、冷卻和充電需求。這種方式不僅可以優(yōu)化電價,還可以減少浪費和排放,有助于最大限度地發(fā)揮現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的價值。
我們也不要忘記,在某些情況下,能源消費者也有可能成為能源供應(yīng)者。當(dāng)需要儲存能源時,未來的電動車也能以合適的價格向電網(wǎng)供電。
為速度而生的“能源互聯(lián)網(wǎng)”
隨著能源轉(zhuǎn)型加速,我們需要考慮如何更多地利用能源互聯(lián)網(wǎng)。關(guān)鍵的挑戰(zhàn)在于找到并啟動正確的項目,以及協(xié)同所有參與者以加快進展。
在過去的幾十年里,我們認識到軟件的運行速度堪比光速。它可以高效運行,快速驅(qū)動生產(chǎn)力,幫助我們每天不斷探索和進步。
就緊迫性而言,我們能源生態(tài)系統(tǒng)中的這個“軟件層”可以與現(xiàn)有硬件(如工廠和設(shè)備)一起工作,此外配備傳感器的數(shù)據(jù)流和執(zhí)行元件或許還可以降低成本。因此我相信,這些AI解決方案能夠比新建基礎(chǔ)設(shè)施或進行硬件升級更迅捷?;谶@一點,我們又可以利用越來越多的軟件驅(qū)動途徑來加速能源轉(zhuǎn)型。
能源存在于廣泛的生態(tài)系統(tǒng)中,以滿足人類的基本需求。電力行業(yè)是水資源密集型產(chǎn)業(yè)。農(nóng)業(yè)亦是完全依賴水資源。在美國等大型發(fā)達國家,農(nóng)業(yè)耗水量約占40%,另外還有40%用于電力系統(tǒng)。
透過“FEW”看問題
如果從食物、能源和水(FEW)這三個方面來解決我們的能源轉(zhuǎn)型需求,實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型將更有希望。
通常情況下,升級為光伏或風(fēng)電可以減少對水資源的依賴。對于水資源緊張的地區(qū),這可以啟發(fā)人們思考改善水資源利用的新途徑。
AI有助于實現(xiàn)高效的水資源利用策略。對于室外農(nóng)業(yè),一些AI策略可以節(jié)省高達40%的用水量,同時通過精準、智能的方式促進農(nóng)作物健康和產(chǎn)量。同時,抽水需要耗費大量能源,因此只需改善作物健康狀況,我們就可以節(jié)省大量能源和水資源。
反之,即使在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用可再生能源,也不代表我們可以把大量的水抽取到農(nóng)田中。AI可以幫我們反復(fù)確認優(yōu)化方向,例如作物健康,AI能幫助我們找到節(jié)省寶貴的FEW資源的策略。
前述幾項IoE驅(qū)動的策略結(jié)合采納效用最大。在未來,透過軟件和數(shù)據(jù),許多優(yōu)化系統(tǒng)可以相互交流,協(xié)同工作以最大限度地提高效率和實現(xiàn)優(yōu)化。AI、軟件和云技術(shù)將協(xié)助我們節(jié)約能源,最大限度地利用綠色能源,節(jié)約用水,提高農(nóng)業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)力。
但最重要的,是在充滿挑戰(zhàn)的情況下提高人類的生活質(zhì)量。
我們希望能夠與大家多多交流,繼續(xù)探索這一問題,共同創(chuàng)造更美好的能源未來,合作應(yīng)對關(guān)鍵挑戰(zhàn)。