第12版:科技·装备

中国能源报 2024年08月12日 星期一

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AI赋能全球能源转型

■本报记者 董梓童 《 中国能源报 》( 2024年08月12日   第 12 版)

  人工智能(AI)在能源领域的应用正在引起人们的关注。全球咨询机构Indigo Advisory统计数据显示,截至目前,AI在能源领域的潜在应用已经达到50余种。全球有上百家企业推出了“AI+能源”产品,相关投资超过130亿美元。

  国际能源署预测,到2026年,能源领域对AI的需求将较目前翻番。助力产业企业减少温室气体排放、实现碳中和将成为科技公司的重要业务。另据世界经济论坛估算,到2030年,AI将助力全球温室气体排放量减少5%至10%。如果到2050年,AI及相关数字技术实现大规模应用且运用得当,可助力能源、材料和交通产业减少20%的碳排放量。

  ■提升能源管理效率

  能源是温室气体排放量最高的领域,占全球总排放的30%左右。

  世界经济论坛能源与材料中心主任罗伯托·博卡指出:“当前,我们面临的是环境保护和经济发展如何平衡的困境。一方面,我们要加快步伐,发展商业和经济十分必要。另一方面,我们必须推进能源转型。要平衡这两个目标,就要提升能源的使用效率。”

  此前,为促进能源使用效率的提升,企业选择应用自动化、智能化设备,同时开发节能减排技术。近年来,随着AI等数字技术的兴起,能源转型工具需求开始从智能硬件转向软件。根据彭博新能源财经的预测,到2050年,为实现净零排放目标,能源领域将投入92万亿美元至173万亿美元。这将拉动以AI为代表的软件需求潜力。

  “在能源使用效率方面,AI是一个良方。AI可以在一个系统里面当好管家,通过收集实时数据,做好系统决策,从而完成能源管理工作。”罗伯托·博卡说。

  上述背景下,全球众多国家将AI在能源领域的应用列为重要研究方向。以6月上线的中国甘肃庆阳数据中心集群项目为例,作为“源网荷储”一体化项目,现已建成4栋楼,包括2.4万个机柜、20万千瓦的新能源装机,是囊括电源、电网、储能、数据的“数能融合”示范项目,同时具备能源优势和计算优势。

  ■降低高比例绿电运行风险

  新发展形势下,AI和可再生能源相结合发展已成为重要路径。

  据国际能源署数据,截至2023年底,可再生能源装机容量达到3.9太瓦,占全球装机总量的43%。未来5年,全球可再生能源装机将维持快速增长。

  众所周知,光伏发电不像火电一样平稳可靠。世界经济论坛在报告中指出,“靠天吃饭”是光伏的重要特点。天气对光伏的影响很大。沙尘暴、暴雪、暴雨等极端天气有可能导致光伏发电过程中断。而AI的分析算法可以精准预测气象,云成像技术能捕捉云运动以及大气运动的实时情况,最大限度规避风险,提高光伏电力输出。

  Indigo Advisory则称,AI本身就是可再生能源电力发展的解决方案。在气候目标下,未来全球市场对可再生能源的需求将保持高位增长。可再生能源电力要成为主力电源,还需要对电网友好,这就需要AI。

  世界经济论坛工业脱碳负责人埃莱尼·凯梅内强调,要实现经济活动的零净排放,电力网络的清洁、现代化和脱碳至关关键。AI有助于解决整合大量可再生能源到电网的问题。可再生能源发电存在波动,导致高峰期供电过剩,低谷期缺乏,引发资源浪费和电网不稳。通过分析天气模式和能源消耗趋势等数据,AI可精准预测发电量。促进作业排程和负载迁移,保障数据中心在可再生能源供电时有效利用能源,确保电网稳定高效运行,实现24小时可持续清洁电力供应。

  世界经济论坛总结,AI主要在两方面对可再生能源产业发展起到积极作用。一是提升设备发电效率。实时监测工具能快速掌握设备运行情况,同时精确算法、大数据等让设备保持最大出力,整个系统发电量更高。二是保障绿色电力平滑输送至电网。

  ■节约项目开发运维成本

  可再生能源应用场景的多样化促使可再生能源产业对AI的需求进一步增强。世界经济论坛举例称,未来,海洋是开发可再生能源发电站的重要场景。单纯依靠人工不仅无法完成海上可再生能源电站的开发建造,还可能会破坏海洋环境。因此,需要借助自动化、智能化机器以及AI技术。

  根据预测,未来10年,全球对海上可再生能源产业投资将超过160亿美元。其中包含AI的大量投资。随着相关技术的进步升级,AI将可以远程指挥自动化、智能化机器,节约开发建设和运维环节投入的资金、时间和人工成本,降低风险。

  针对运维环节,世界经济论坛也展示了一组直观数据:运用AI后,光伏发电站预测性维护效率可提升25%,故障率减少70%,运维成本降低了25%,能促使光伏组件运维效率大幅提升,明显节约相关成本支出。

  值得一提的是,AI的发展不仅利好可再生能源。埃莱尼·凯梅内透露,AI领域相关企业正在将研究拓展至其他能源,如利用核技术为设施供电,或采用氢气等能量储存技术。此外,不少企业还在投资新技术,包括碳捕捉等。