全球能源行业正面临发电、售电和配电方式的根本性转变。减排压力日益增大,因此必须找到办法管理不断增加、依赖天气且难以预测的可再生能源,这些能源以吉瓦计,并持续输入电网。电价也是一大隐忧,不仅消费者关心,希望赢得选民支持的各国政府同样关注。
简言之,全球对清洁、廉价、可靠的能源有着迫切需求,人工智能(AI)正日益被用于满足这一需求。推动低碳绿色电力的增长是人工智能的一项应用,具有潜在的巨大长期影响。
可再生电力正逐步取代传统的燃煤和燃气发电厂。一个可再生电力的关键问题在于其不稳定性。阴天或连续数个无风的下午都会减少发电量,并可能造成电力短缺。反之,发电量也可能过剩;例如,今年3月,阳光充足、风力强劲的葡萄牙所产生的可再生电力就超过了其消耗量。
目前,这意味着需要使用可迅速启动的备用电源(通常是高污染的柴油发电机或燃煤电厂)来平抑发电低谷,同时还需要成本高昂的储能方案来应对过剩发电的高峰。
利用人工智能进行预测并做出节能决策
伦敦大学学院能源与人工智能研究负责人艾丹·奥沙利文表示,利用人工智能创建“电力需求、发电量和天气的预测”,“可以减少对这些备用机制的需求”,其方式是预测并管理发电量的波动。
他表示,人工智能研究也在探索决策问题,其“规模和复杂性开始超出人类操作员的管理能力”。例如,人工智能可用于通过短暂切断整个社区或地区的用电需求来应对电力短缺。“这可能涉及数千台家中的冰箱,或工业工厂等大型用电场所,”他解释道,“这项任务的速度和复杂性需要先进的人工智能。”
将家庭控制权交给远程人工智能,听起来或许像科幻小说的情节,但人工智能与家用电器的融合已经在进行中。例如,人工智能正被用于管理我们大多数人每天都在使用的设备——手机的能耗。谷歌安卓手机操作系统的最新版本包含一项功能,可研究用户的应用使用习惯,确保电池仅供用户最常用的应用使用。与此同时,以往在后台耗电运行的极少使用的应用则会被关闭。
人工智能现在还能计算出家中每台电器的用电量。英国初创公司Verv利用人工智能,通过电表数据识别每台电器的“指纹”。家电制造商将面临越来越大的压力,需要生产节能产品。消费者一旦能准确了解运行一台洗碗机或电视的具体成本,就可能迅速对耗电大户产生反感。
让消费者洞悉自身能源使用状况
奥沙利文博士表示,家中虚拟助手的普及,加上此类数据,可能从根本上改变我们购买和使用电力的方式。“将能源数据与Alexa和谷歌Home等产品整合,可能会催生人工智能家庭能源管理系统,例如,您无需亲自启动洗衣机,而是可以预约其在电价较低时运行。”
企业同样可以从这些进步中受益。英国人工智能开发商Grid Edge开发出一项技术,使企业能够控制建筑物的能源使用,充分利用低需求、电价较低的供电时段。因此,企业可因在高峰时段减轻电网负荷而获得国家电网的补偿。首席执行官汤姆·安德森表示:“人工智能的应用,就我们而言是预测性机器学习算法,首次让消费者能够洞悉自身的能源使用状况。”
这意味着能源供应商可能发现自己正在努力追赶日益精明的客户,供应商与消费者之间的权力格局也随之改变。安德森先生表示,人工智能与能源的下一个前沿将是“重塑消费者与供应商之间的关系”。他预测,用于电力共享的点对点市场以及“产消者”模式(即消费者自行发电并出售电力)将大量涌现。
依赖人工智能可能使能源网络易受网络攻击
将能源网络的控制权交给人工智能,意味着新的风险可能随之出现。奥沙利文博士警告说:“随着电网自动化程度的提高,它也变得更容易受到网络攻击。我们感兴趣的一个领域是利用人工智能保护电网,并将定向攻击造成的损失降到最低。”
另一风险在于客户数据可能被泄露。例如,谷歌安卓应用的算法将根据用户的行为模式构建数据集,不过谷歌表示,这些信息将仅存储在用户的设备上。
奥沙利文博士承认,数据隐私是一大重要隐忧。“人们有可能从能源数据中推断出各种信息,从职业规律乃至宗教信仰,”他表示,“除此之外,还存在社会经济层面的担忧:这项技术可能只惠及那些负担得起的人,并使负担不起的人陷入成本更高的能源体系之中。”
“人工智能的应用首次让消费者能够洞悉自身的能源使用状况”
尽管存在这些风险,安德森先生对人工智能与能源的未来持积极态度。他表示,此类技术提供的数据将赋能而非限制电力用户。他认为,人工智能使公民能够质疑并判断“从舒适度、碳排放和成本角度来看,什么对我最有利”。通过这种积极主动的方式,消费者能够开始获得更充分的信息,并在如何参与周边更广泛的能源体系方面获得更大的自主权。


