人工智能及數(shù)字化技術(shù)如何提升能源效率？

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從油氣儲(chǔ)層中的傳感器到自動(dòng)駕駛汽車的興起，數(shù)字化對(duì)世界如何生產(chǎn)和消耗能源具有重大意義……

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隨著全球能源危機(jī)的加劇，也在推動(dòng)者能源使用與管理技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步。如今，各行各業(yè)的能源效率正在發(fā)生變化，得益于新的數(shù)字技術(shù)可實(shí)現(xiàn)更好的控制、優(yōu)化和分析。

首先，我們可以預(yù)見的是，數(shù)字化將改變?nèi)蚰茉聪到y(tǒng)，對(duì)能源需求和供應(yīng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

數(shù)字化描述了ICT在整個(gè)經(jīng)濟(jì)中的日益增長(zhǎng)的應(yīng)用，從而導(dǎo)致了數(shù)據(jù)量的增加，高級(jí)分析的快速進(jìn)步以及人、設(shè)備和機(jī)器(包括機(jī)器對(duì)機(jī)器)之間的更大規(guī)模的連接。

從油氣儲(chǔ)層中的傳感器到自動(dòng)駕駛汽車的興起，數(shù)字化對(duì)世界如何生產(chǎn)和消耗能源具有重大意義。

數(shù)字化對(duì)需求方的影響是復(fù)雜多面的。一方面，數(shù)字設(shè)備有可能為交通、建筑和工業(yè)部門帶來巨大的能源效率改善。另一方面，如果管理不當(dāng)，則越來越多的設(shè)備(以及用于容納它們產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的服務(wù)器)的普遍使用可能導(dǎo)致能源使用的凈增加量很大。

但是，數(shù)字化進(jìn)程不太可能停止。決策者面臨的主要挑戰(zhàn)是如何以化能源系統(tǒng)收益并最小化負(fù)面影響的方式進(jìn)行操縱。

考慮到這一點(diǎn)，IEA發(fā)起了一項(xiàng)跨機(jī)構(gòu)的計(jì)劃，以探索數(shù)字化提高能源效率的潛力，并為決策者提供建議。

數(shù)字化可以通過收集和分析數(shù)據(jù)以影響能源使用的實(shí)際變化的技術(shù)來提高能源效率。數(shù)字化技術(shù)可以通過收集和分析數(shù)據(jù)(在自動(dòng)或通過人工干預(yù))更改物理環(huán)境之前使用的技術(shù)來提高能源效率。

傳感器和智能電表等數(shù)據(jù)收集技術(shù)收集有關(guān)能源使用和其他影響能源使用(例如氣候)的條件的數(shù)據(jù)。通過諸如人工智能算法之類的數(shù)據(jù)分析技術(shù)將數(shù)據(jù)處理成有用的信息。最后，將處理后的信息發(fā)送到可以影響物理變化以優(yōu)化能耗的設(shè)備。某些設(shè)備需要人為操作才能優(yōu)化能源使用：例如，智能手機(jī)應(yīng)用可以建議一條節(jié)能途徑，但用戶必須根據(jù)該建議采取行動(dòng)。其他設(shè)備能夠更自主地優(yōu)化能源效率：例如，建筑物冷卻系統(tǒng)中的開關(guān)或生產(chǎn)線中的機(jī)器人。

下圖簡(jiǎn)單展示了數(shù)字化如何通過技術(shù)融合提高效率。

數(shù)字技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于所有能源最終用途領(lǐng)域。越來越多的住宅和商業(yè)建筑都配備了智能電器和智能能源管理系統(tǒng)。在工業(yè)領(lǐng)域，先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)和3D打印正在成為標(biāo)準(zhǔn)做法。自動(dòng)、互聯(lián)、電動(dòng)和共享(ACES)移動(dòng)性之間的相互作用將影響交通部門未來的能源消耗。

此外，數(shù)字技術(shù)還擴(kuò)展了我們對(duì)能源效率的看法：從最終使用效率到系統(tǒng)效率。

數(shù)字技術(shù)具有優(yōu)化用于許多能源消耗活動(dòng)的能源的潛力：從構(gòu)造工業(yè)產(chǎn)品到為房屋制冷。這代表了傳統(tǒng)上定義的能源效率的提高：減少每單位活動(dòng)所使用的能源。最終使用效率的提高仍然是全球能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵因素，在發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體和新興經(jīng)濟(jì)體中均受益。

但是，數(shù)字化的連通性優(yōu)勢(shì)使數(shù)字技術(shù)既可以提高最終使用效率，又可以提高整個(gè)能源系統(tǒng)的效率。

世界的能源系統(tǒng)正在經(jīng)歷著巨大的變革：集中式和分散式可變可再生能源繼續(xù)被添加到電網(wǎng)中，能源消耗的電氣化正在增加，而“產(chǎn)消者”(既生產(chǎn)又消費(fèi)能源的人)正在興起。在這種情況下，需求方的靈活性對(duì)于確保能源系統(tǒng)盡可能高效地運(yùn)行，在需要時(shí)提供能量以及在可用時(shí)消耗能量而言越來越重要。

數(shù)字化使“智能”建筑、車輛和工業(yè)設(shè)施能夠?yàn)槟茉聪到y(tǒng)提供新的靈活負(fù)載來源，這有助于減少供應(yīng)方的可再生能源削減，并支持社區(qū)更好地消耗自己生產(chǎn)的能源。隨著系統(tǒng)中可再生能源的增加以及社區(qū)的本身消耗，最終結(jié)果是能源系統(tǒng)效率更高，這要?dú)w功于減少了與生產(chǎn)和分配能源有關(guān)的損失。

數(shù)字技術(shù)能夠同時(shí)提高最終用戶使用效率和系統(tǒng)效率，最終通過避免對(duì)能源基礎(chǔ)設(shè)施(例如調(diào)峰廠)的投資，改善可再生能源的整合以及增強(qiáng)能源安全等，最終使整個(gè)能源系統(tǒng)受益。

通過下圖，我看可以看到數(shù)字化可能如何改變傳統(tǒng)的能源效率和需求方靈活性概念。

通過提供最終用戶使用和系統(tǒng)效率方面的好處，數(shù)字化還迫使我們重新審視人們認(rèn)為能源效率和需求響應(yīng)是分開的或沖突的; 數(shù)字化表明，需要從全系統(tǒng)的角度全面了解能源效率，包括傳統(tǒng)的最終使用效率和需求方靈活性。(Source：iea.org 編譯/蒙光偉)

《千家話智能》系列公開課

當(dāng)前標(biāo)題：人工智能及數(shù)字化技術(shù)如何提升能源效率？
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