全球向可再生能源的转型将需要人工智能(AI)技术来管理分散式电网。
人工智能可以实时平衡电力供需,优化能源使用和储存,以降低成本。
需要技术治理来实现获取的普惠化、鼓励创新,并确保电力来源具有韧性。
在历史性的致命冬季风暴让数百万德克萨斯人断电一个月后,许多能源专家、政界人士和评论人士纷纷呼吁大规模投资于与电网相关的基础设施升级。美国及其他地区的基础设施改善早已刻不容缓,但现在是时候探索更好的方案,以确保可靠、低碳的电力供应了。
呼吁政府投资电网基础设施,以升级来自集中式发电源的长距离输电线路,这是在用过去的技术解决今天的问题。现已存在一种更具前瞻性的更优替代方案:利用分散式可再生能源发电的人工智能(AI)。
可再生能源增加了复杂性
随着我们迈向日益电气化的世界,更多的能源将由分散式可再生能源产生。例如微电网、风电场、私人太阳能板和电池。
从可持续发展的角度看,这些固然值得欢迎,但它们将增加全球能源电网的复杂性。在未来10至15年内,电动汽车的日益普及、供暖系统的电气化,以及风力涡轮机和太阳能板等分布式能源资源(DER)的大量涌现,将需要精细的平衡操作,以在不使电网崩溃的前提下匹配供需。
以澳大利亚为例。彭博新能源财经预测到2030年,太阳能将覆盖该国30%的住宅、商业和工业建筑,到2050年将达到60%。
世界许多其他地区也正在出现类似情况:企业、政府和住宅用户日益通过太阳能板自行发电,将电能储存于电池和电动汽车中,或将电能回馈电网。根据我们的预测(见下图),2025年欧洲将有约3600万个太阳能板、电动汽车和储能设备等资产接入电网,到2030年将达到8900万个。数百万个单独设备上传和下载电力,可能会给电网造成混乱。

换言之,依赖中央公用事业公司发电和输电的模式正在消退,公用事业公司需要转变其商业模式。不久之后,它们将不再是唯一的能源来源,但仍需要维持电网平衡,调度来自不同来源和储能系统的电能,从而以秒为单位,无缝地将能源输送到所需之处。
人工智能将平衡电网上数百万个资产
借助人工智能软件,分散式能源来源可以将其产生的任何多余电力输送到电网,而公用事业公司则将这些电力引导至需要之处。同样,工业设施、办公楼、住宅和汽车中的储能设备可以在需求较低时储存多余能源,而当发电不足或无法发电时,人工智能则可调度这些电力。
要保持电网平衡,需要协调、预测和优化许多相互关联的环节。如果把分布式能源资源比作独立的音乐家,那么公用事业公司就是指挥家,使乐团保持同步,而人工智能则实时谱写交响乐。
这使得以人工智能为核心的系统成为潜在的变革者。从依赖大量基础设施的系统转向以人工智能为核心的系统,能够以秒而非天为单位进行预测和控制,从而使电网在发生不可预见的事件时更具韧性和灵活性。
这一切意味着,公用事业公司、政策制定者和监管机构需要开始思考,在分散式能源资源方面希望扮演何种角色。分散式能源生产者的零散格局将依赖协调与管理。公用事业公司可以在此发挥引领作用,因为随着越来越多的家庭和企业借助屋顶太阳能板等设备成为能源生产者,购电客户群正在缩小。目前,欧洲中位数发电厂的规模已从2012年的800兆瓦降至2020年的562兆瓦,而彭博新能源财经预测到2050年,这一规模将骤降至32兆瓦。
世界经济论坛在能源可持续发展方面有哪些举措?
公用事业公司需要决定是否与软件公司合作,或者是否希望自行成为软件公司。这些进步需要思维方式的转变:从对少数大型发电资产进行资本投资的传统模式,转向管理数量呈指数级增长的私有资产的需求,同时还要保护客户数据和隐私,并确保电网管理的网络安全。
国家和地方政府还必须加快并重新思考其基础设施投资方式,尤其是能源发电和输电基础设施的投资方式。
维持电网稳定的基础设施解决方案需要数年的规划和建设,以及数十亿美元的投资。当前的经济背景以及美国等地预计将出现的冗长政治辩论,可能会减缓所需投资的步伐,但气候变化将持续带来全球各地更多的极端天气,因此没有时间可以浪费。
投资于集中式电网(其长线路和变压器系统)是错误的方向:相反,各国政府需要规划一种电网,使社区和建筑能够自行发电,并由软件实时管理。
政策制定者应考虑为可再生能源发电提供公共融资,并为家庭和私营企业增加分布式发电提供激励。我们还需要建立全球公认的人工智能软件治理框架,以确保整个能源领域的互操作性、透明度和平等获取。
得克萨斯州的事件暴露了我们现有电网的脆弱性。正如我们不应试图打造更好的内燃机一样,我们也无法承受重建过去电网的代价。人工智能和软件是实现更可持续、全面电气化世界的关键,也是未来电网的解决方案。




