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AI如何驱动可持续能源的未来

世界渴求能源。能源不仅能满足我们使用手机及家庭用电的需求,它更是推动经济增长、提升人类生活品质必不可少的要素。能源与联合国的可持续发展目标有着密切关系,但是,我们要如何满足人类的能源需求,同时应对全球变暖和气候变化的挑战?

稳定供应可再生能源

在2023年第28届联合国气候变化大会上,世界各国领袖认识到,要将全球升温幅度控制在2°C以内,就必须在2030年之前大幅增加可再生能源的使用。然而,要将全球变暖控制在1.5°C以内,还需要将可再生能源发电量提高三倍,并将全球年均能源利用效率提升一倍,从每年约2%提高到4%以上。

随着我们向低碳和可持续、可再生能源过渡,提供可靠且公平的电力供应是各地政策制定者和企业面临的难题。为此,他们日益关注人工智能的变革潜力,将其作为实现目标以及优化能源生产、管理和消耗的有效工具。

在腾讯研究院撰写的《AI与可持续发展展望》报告中,我们探讨了人工智能在其中扮演的重要角色。

应对多重挑战

当下的能源系统必须经过变革,才能满足多重目标:

  • 提升效率,降低成本:能源系统必须以经济高效的方式提供电力,以可持续的方式支持不断增长的经济和人口。
  • 向低碳能源过渡:为了应对气候变化,我们必须减少对化石燃料的依赖,采用风能、太阳能和其他可再生能源等更清洁的替代能源。
  • 提高能源安全:气候事件、网络威胁和市场波动都会给能源供应带来风险。现代能源系统必须足够强大,以抵御这些挑战的影响。

人工智能的作用

人工智能正在帮助能源行业克服复杂的挑战,让能源系统变得更智能、更安全、适应性更强。

优化能源生产

人工智能通过分析数据大大提高效率、降低成本、增加产出,从而增强能源生产能力,对可再生能源和传统能源行业产生影响。例如:

  • 准确预测风能和太阳能等可再生能源的发电量,优化发电厂选址和运营规划。
  • 对风能和光伏发电设备进行智能控制,在故障发生前及时检测,并调整系统参数,保持最高效率运行。

保障能源供应

能源生产出来后必须输送到所需之处。人工智能在保障能源输送的过程中发挥关键作用:

  • 利用传感器和摄像头数据主动监测和维护管道,检测管道表面有无腐蚀或裂缝等问题,以便及时维修。
  • 通过实时数据分析改善应对紧急情况,调整能源输送路线,确保管道系统的安全和稳定运行。

通过预测潜在问题和管理能源输送,人工智能可增强基础设施的修复能力,将能源输送中断的风险降至最低。

增强能源消耗管理

人工智能驱动的能源消耗管理有助于平衡供需,防止浪费,这是确保能源系统高效稳定运行需要解决的关键挑战。人工智能通过以下方式实现这一目标:

  • 预测智能电网中的用电需求,帮助平衡供需,实现高效的电力分配。
  • 预测能源消耗需求,优化石油、天然气和煤炭行业的库存和供应链,从而降低成本,避免库存过剩。
  • 煤炭消耗管理可帮助企业调整运营,节约资源并响应市场需求。

向低碳清洁能源过渡

向低碳能源过渡必须与降本增效同步进行。人工智能能够辅助发现新型的能源材料,增加能源市场的灵活性。

寻找新型能源材料对于降低生产成本、提高能源系统的灵活性和效率至关重要。人工智能正在加快这一进程,帮助能源公司更快、更经济地开发创新解决方案:

  • 挖掘材料特性数据,包括科学文献,辅助发现潜在的新材料和应用。
  • 以虚拟方式预测、设计和测试新材料,确定材料强度或导电性等特性,减少试验次数。

推动能源交易市场化

人工智能,特别是借助大型语言模型,有助于打造更灵活、更高效的市场环境,帮助市场参与者快速适应市场波动:

  • 提供关于能源需求、价格变动和政策变化等趋势的实时市场数据和分析见解,帮助企业迅速调整市场战略。
  • 通过模拟不同政策和经济环境下的交易行为,优化能源交易市场设计。

塑造可持续的能源未来

向低碳经济过渡不是一个一蹴而就的过程。技术,尤其是人工智能,已经成为能源转型不可或缺的一部分,它可以优化能源生产、保障能源输送、平衡能源供需。随着人工智能不断进步,人工智能在材料发现、实时预测和预测性维护方面的应用将变得更加重要,有助于塑造灵活、低碳、高效的能源市场。人工智能可以帮助企业做出更明智的决策,增强市场灵活性,进而在继续满足人类能源需求的同时,为我们的子孙后代创造一个可持续的社会。