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AI如何驅動可持續能源的未來

世界渴求能源。能源不僅能滿足我們使用手機及家庭用電的需求,它對推動經濟增長、提升人類生活質素更是不可或缺。能源與聯合國的可持續發展目標有著密切關係,但是,我們要如何滿足人類的能源需求,才能同時應對全球變暖和氣候變化的挑戰?

穩定供應可再生能源

在2023年第28屆聯合國氣候變化大會上,世界各國領袖認識到,要將全球升溫幅度控制在2°C以內,就必須在2030年之前大幅增加可再生能源的使用。然而,要將全球變暖控制在1.5°C以內,還需要將可再生能源發電量提高三倍,並將全球年均能源利用效率提升一倍,從每年約2%提高到4%以上。

隨著我們向低碳和可持續、可再生能源過渡,提供可靠且公平的電力供應是各地政策制定者和企業面臨的難題。為此,他們日益關注人工智能(AI)的變革潛力,將其作為實現目標以及優化能源生產、管理和消耗的有效工具。

在騰訊研究院撰寫的《AI與可持續發展展望》報告中,我們探討了AI在其中扮演的重要角色。

應對多重挑戰

當下的能源系統必須經過變革,才能滿足多重目標: 

  • 提升效率,降低成本:能源系統必須以經濟高效的方式提供電力,以可持續的方式支持不斷增長的經濟和人口。
  • 向低碳能源過渡:為了應對氣候變化,我們必須減少對化石燃料的依賴,採用風能、太陽能和其他可再生能源等更清潔的替代能源。
  • 提高能源安全:氣候事件、網絡威脅和市場波動都會給能源供應帶來風險。現代能源系統必須足夠強大,以抵禦這些挑戰的影響。

AI的作用

AI正在幫助能源行業克服複雜的挑戰,讓能源系統變得更智能、更安全、適應性更強。

優化能源生產

AI通過分析數據大大提高效率、降低成本、增加產出,從而增強能源生產能力,對可再生能源和傳統能源行業產生影響。例如:

  • 準確預測風能和太陽能等可再生能源的發電量,優化發電廠選址和營運規劃。
  • 對風能和光伏發電設備進行智能控制,在故障發生前及時檢測,並調整系統參數,保持最高效率運行。
  • 通過智能儲量評估來優化開採策略和生產效率,從而提高石油和天然氣產量。

保障能源供應

能源生產出來後必須輸送到所需之處。AI在保障能源輸送的過程中發揮關鍵作用:

  • 利用傳感器和攝像頭數據主動監測和維護管道,檢測管道表面有無腐蝕或裂縫等問題,以便及時維修。
  • 通過即時數據分析改善應對緊急情況,調整能源輸送路線,確保管道系統的安全和穩定運行。

通過預測潛在問題和管理能源輸送,AI可增強基礎設施的修復能力,將能源輸送中斷的風險降至最低。

增強能源消耗管理

需要解決的關鍵挑戰。AI通過以下方式實現這一目標:

  • 預測智能電網中的用電需求,幫助平衡供需,實現高效的電力分配。
  • 預測能源消耗需求,優化石油、天然氣和煤炭行業的庫存和供應鏈,從而降低成本,避免庫存過剩。
  • 煤炭消耗管理可幫助企業調整運營,節約資源並響應市場需求。

向低碳清潔能源過渡 

向低碳能源過渡必須與降本增效同步進行。AI能夠輔助發現新型的能源材料,增加能源市場的靈活性。

尋找新型能源材料對於降低生產成本、提高能源系統的靈活性和效率至關重要。AI正在加快這一進程,幫助能源公司更快、更具經濟效益地開發創新解決方案:

  • 挖掘材料特性數據,包括科學文獻,輔助發現潛在的新材料和應用。
  • 以虛擬方式預測、設計和測試新材料,確定材料強度或導電性等特性,減少試驗次數。

推動能源交易市場化

AI,特別是借助大型語言模型,有助於打造更靈活、更高效的市場環境,幫助市場參與者快速適應市場波動:

  • 提供關於能源需求、價格變動和政策變化等趨勢的即時市場數據和分析見解,幫助企業迅速調整市場戰略。
  • 通過模擬不同政策和經濟環境下的交易行為,優化能源交易市場設計。

塑造可持續的能源未來

向低碳經濟過渡不是一個一蹴而就的過程。技術,尤其是AI,已經成為能源轉型不可或缺的一部分,它可以優化能源生產、保障能源輸送、平衡能源供需。隨著AI不斷進步,它在材料發現、即時預測和預測性維護方面的應用將變得更加重要,有助於塑造靈活、低碳、高效的能源市場。AI可以幫助企業做出更明智的決策,增強市場靈活性,進而在繼續滿足人類能源需求的同時,為我們的子孫後代創造一個可持續的未來。