AI在气候转型中扮演什么角色,它又如何推动增长?

AI is able to boost wind energy optimization.
AI is able to boost wind energy optimization.Image: Pexels.
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  • 到2030年,气候转型每年需要至少4万亿美元的全球投资。

  • 在增长放缓之际,投资可以提高生产率、创造就业机会并推动包容性增长。

  • AI具有独特优势,能够通过扩大创新规模并推动深刻的系统性变革,加速这一转型。

  • 通过政府、科技和能源行业之间的合作,AI有潜力应对气候挑战,同时促进更加公平和可持续的全球未来。

全球经济正面临日益加剧的环境危机,包括气候变化、生物多样性丧失和污染,这些危机要求进行紧迫的系统性转型,并大幅增加气候和自然相关的投资。

这一转型需要大量投资——至少 到2030年全球每年需要4万亿美元,其中包括新兴市场和发展中经济体(EMDEs)的2.4万亿美元。这些地区的投资流量最低,但跨越传统技术实现跨越式发展的潜力最大。例如,非洲拥有全球60%的最佳太阳能资源 但在2023年,其获得的清洁能源投资不足2%。

与此同时,全球增长乏力,就业和生产率成为各地亟待解决的问题。面对可持续发展所需投资的紧迫性和规模,迅速作出回应,也将推动复苏以及强劲、高效和清洁的增长,并带来大量新机遇。因此,我们必须明确,净零转型不应被视为一种成本,而应能够促进创新、减少低效、改善健康并推动包容性增长。

人工智能(AI)作为一种新的、强大且充满活力的通用技术,具有独特优势,能够通过扩大创新规模并推动深刻的系统性变革,加速这一转型。尽管已有大量前景广阔的宏观概念分析,但量化AI对宏观经济增长和减排潜力的严谨研究仍然有限。鉴于紧迫性和潜力,显然有必要开展进一步探索。

AI对气候转型的五大关键影响领域

AI是应对气候变化的五大关键领域中的强大推动力:

1. 变革复杂系统

AI重新构想电力、交通、城市和土地利用等相互关联的系统。在电力系统中,它通过预测供需、协调时空安排以及高效整合可再生能源和储能,提高电网稳定性和生产率。例如,DeepMind的风能优化技术使可再生能源的经济价值提升了20%。这些益处在基础设施缺口较大、但具有跨越式发展至更清洁系统巨大潜力的新兴市场中尤为显著。

2. 加速发现与创新

实现净零目标不仅需要扩大现有解决方案的规模,还需要创造新技术。国际能源署(IEA)估计到2050年近一半的减排量 将来自尚未完全成熟的技术。AI加速了科学发现,DeepMind的AlphaFold便是例证,它已解析超过2亿个蛋白质结构,推动替代蛋白质和储能等领域的进步。数字化的速度正在为科学和技术注入活力。

3. 推动行为改变

AI使消费者能够通过量身定制的干预措施做出有利于气候的选择。例如,谷歌地图的环保路线规划利用AI推荐的路线,坡度较少、交通较少、车速恒定,且预计到达时间相同或相近。该功能已帮助每年减少超过100万吨二氧化碳排放 ,在其推广阶段于欧洲和美国的部分城市实施——相当于让20万辆汽车退出道路。

4. 改进气候与政策建模

AI提高了气候影响预测和政策评估的精度。IceNet和谷歌的FloodHub等工具实时处理海量数据集,为洪水和海冰变化提供预警。AI还能预测碳定价等政策将如何影响行为,帮助政策制定者设计更有效的干预措施。

5. 增强适应能力与韧性

AI通过改进长期适应策略,增强应对气候影响的韧性。例如,AI驱动的干旱预测结合冠层含水量评估,有助于识别脆弱地区。此类洞察使政府和社区能够更有效地投资并管理风险缓解,从而促进稳定与安全。

量化AI的气候影响

为了解上述因素如何有助于加速技术应用、实现减排并提高经济生产力,我们重点关注三大领域——电力、食品和交通。这三者合计占全球排放量的一半,并对应相应比例的全球产出。

我们利用基于特定行业、基于历史数据的技术采用曲线(S曲线),研究AI如何通过提高效率、推动低碳技术应用以及影响行为,加速关键低碳技术的S曲线:太阳能和风能、替代蛋白质以及电动汽车。

我们的发现是,AI可加速这些技术的应用,并到2035年将年排放量减少约30至60亿吨二氧化碳当量(GtCO2e)。

  • 电力行业:AI提高可再生能源效率,每年减排约18亿吨二氧化碳当量(1.8 GtCO2e)。

  • 食品行业:通过加速替代蛋白质的应用,AI可替代高达50%的肉类和乳制品消费,每年节省约30亿吨二氧化碳当量(GtCO2e)。

  • 交通行业:AI支持的共享交通和优化的电动汽车应用,每年可减排约6亿吨二氧化碳当量(0.6 GtCO2e)。

虽然这些估算聚焦于特定技术和行业,但并未考虑动态的跨行业效应或潜在的反弹影响。

AI还会因数据中心的能源需求增加而产生排放。根据现有最佳估算,我们预测到2035年,AI每年可能新增4亿至16亿吨二氧化碳当量(0.4–1.6 GtCO2e)的排放。因此,只要AI被有意用于加速低碳技术发展,其对排放的净影响仍然压倒性地是积极的。这些估算很可能大大低估了AI的影响,因为它们只涵盖了部分动态和系统性效应,且仅覆盖经济和排放的一部分。

科技、能源、政府与公民社会的合作伙伴关系

仅靠市场力量不太可能推动AI应用于气候行动。政府、科技公司和能源公司必须发挥积极作用,确保AI被有意、公平且可持续地使用。它们应共同:

  • 为AI部署创造有利条件,包括基础设施建设和技能发展,尤其是在新兴经济体。

  • 激励对具有最高社会和环境回报的AI应用进行投资。

  • 对AI进行监管以降低风险(如能源使用增加),同时推动由可再生能源供电的数据中心和高能效算法。

在公民社会的支持下,政府还应充当公平的守护者,确保全球南方从AI的变革潜力中受益,而不是被甩在后面。若缺乏有意识的行动,AI可能加剧全球不平等。AI带来的新机遇和挑战将重塑公共政策、促进互动,并改变国家的角色和运作方式。

对未来的展望

AI为应对气候危机和加速转型提供了独特机遇;通过这一过程,它将推动创新、增长和韧性。其增强、优化和重塑系统的能力,以及加速发现与创新的能力,有助于使全球经济与净零目标保持一致。然而,把握这一机遇需要政府、企业和公民社会与市场携手,采取紧急且协调一致的行动。

在有意识的引导下,AI可以缓解气候风险,建设更加公平和繁荣的世界。问题不再是AI能否为净零转型做出贡献,而是我们能否以足够的目标感和紧迫性果断行动,充分发挥其变革潜力。

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