突飛猛進的人工智能(AI)技術,正在以洶涌澎湃的創(chuàng)新動能,叩響著各個行業(yè)的變革之門。與此同時,在“雙碳”目標背景下備受關注的能源轉型,也在數(shù)字化技術的賦能下日新月異。受益于更加全面、精準的數(shù)據(jù)計量和采集手段,能源數(shù)據(jù)日益豐富完善,這使得企業(yè)的節(jié)能、減排、降耗有了重要的決策依據(jù),也為人工智能在能源轉型中的應用夯實了數(shù)據(jù)基礎。
那么,在能源轉型的過程中,人工智能扮演怎樣的角色?全球能源管理與自動化領域的數(shù)字化轉型專家施耐德電氣展望了這一創(chuàng)新方向的發(fā)展趨勢。
三箭齊發(fā),人工智能推動能源轉型加速
作為長期深耕數(shù)字化轉型的領先企業(yè),施耐德電氣一直緊密關注AI等新興技術在能源變革進程中起到的積極作用。在2024年世界人工智能大會上,施耐德電氣副總裁、數(shù)字化創(chuàng)新業(yè)務中國區(qū)負責人,施耐德電氣(中國)軟件研發(fā)中心負責人張磊表示:“當前,人工智能已經成為發(fā)展新質生產力、推動能源轉型的重要驅動,并在減少碳排放、能源需求優(yōu)化以及提高運營效率這三大方面發(fā)揮著重要作用。”
施耐德電氣副總裁、數(shù)字化創(chuàng)新業(yè)務中國區(qū)負責人,施耐德電氣(中國)軟件研發(fā)中心負責人張磊在世界人工智能大會上接受媒體采訪
首先,在減少碳排放方面,人工智能可以優(yōu)化工業(yè)制造、建筑樓宇、交通運輸?shù)饶茉疵芗彤a業(yè)的運作流程,實現(xiàn)節(jié)能減碳效果。例如,一家供暖公司的公共服務設施,通過使用施耐德電氣的區(qū)域能源系統(tǒng)與人工智能負荷,能夠有效預測供暖需求,從而優(yōu)化能源使用,降低運營和維護成本,并有效減少碳排放。
其次,在能源需求優(yōu)化方面,人工智能可以通過對微電網和電動車充電站的管理優(yōu)化,確保能源使用的高效性,并巧妙地避開高峰需求時段。在這方面,施耐德電氣的人工智能算法可以不斷分析來自發(fā)電機、電動汽車充電站、電池、備用發(fā)電機、暖通空調系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)、聯(lián)合發(fā)電與供熱系統(tǒng)和效能計量的數(shù)據(jù),以動態(tài)優(yōu)化能源供應和需求。
最后,在提高運營效率方面,人工智能可以通過幫助企業(yè)進行數(shù)據(jù)分析、預測維護、流程優(yōu)化,以減少故障發(fā)生,并顯著提升設備性能和能源效率。比如,施耐德電氣利用人工智能算法尋找企業(yè)生產工藝中的規(guī)律,可以在滿足生產安全的前提下,尋找到生產工藝中全局設備組合和參數(shù)的最優(yōu)解,進而幫助企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能降耗與效率提升。
助力需求側轉型,讓AI建模“事半功倍”
伴隨著新型能源體系建設的不斷深入,特別是在需求側,終端用能清潔化、低碳化的進程日新月異,AI技術勢必成為推動能源轉型不可或缺的支撐。
一個重要的原因是,大多數(shù)產生能耗的工藝過程,無論是制造流程等工業(yè)過程,還是樓宇的供暖、制冷等過程,都需要通過建模和持續(xù)優(yōu)化,來實現(xiàn)能耗的降低,即只有建立了過程模型,才能從原理上剖析出能耗的關鍵影響因素,發(fā)現(xiàn)并修復能耗異常現(xiàn)象,并制定出有針對性的應對方案,從而有效減少能源需求。
然而,在許多情況下,由于過程的復雜性,單純基于物理基本定律來構建模型已變得不切實際。以樓宇行業(yè)為例,要構建完整的建筑能耗模型,不僅動輒需要一支龐大的專家團隊,需要考慮的細節(jié)因素更是浩如煙海。
而面對這類棘手的建模問題,人工智能則能夠“另辟蹊徑”,提供更加高效的解決之道。例如,使用人工智能范疇內的機器學習技術,就可以從測量的數(shù)據(jù)入手,通過學習構建出預測模型,從而實現(xiàn)“事半功倍”的效果。
張磊指出,當前,利用AI技術降低能耗的應用已經廣泛應用在了樓宇供暖與制冷、海水淡化、家庭能源優(yōu)化或區(qū)域供暖系統(tǒng)等各類工業(yè)場景中。假以時日,這類應用在能源轉型中的作用和效應,勢必得到更加廣泛和顯著的發(fā)揮。
踐行與賦能并重,以創(chuàng)新推動可持續(xù)發(fā)展
坐而論道,不如起而行之。張磊介紹,如今,人工智能已經成為施耐德電氣業(yè)務的重要增長點。無論是在中國乃至全球廣泛鋪就的AI研發(fā)布局,還是與各行業(yè)生態(tài)合作伙伴共同展開的融合創(chuàng)新,都讓施耐德電氣得以盡早地將AI技術與廣泛的應用場景深度融合起來,率先化身為以AI技術推動能源轉型的“踐行者”和“賦能者”。
一個鮮活的實例是,施耐德電氣無錫工廠通過數(shù)字化轉型,成為世界級的“端到端燈塔工廠”。項目中采用的EcoStruxure微網能源顧問,正是基于智能AI算法大幅度提升了能源調度的性能,實現(xiàn)了對能源消費和本地生產的日前預測能力。在這一因素的助力下,該燈塔工廠在確保系統(tǒng)100%安全可靠運行的基礎下,實現(xiàn)了100%綠電消費,工廠運營階段平均度電成本降低7%。
施耐德電氣無錫零碳燈塔制造示范園
與此同時,施耐德電氣還積極扮演“賦能者”的角色,以人工智能積極助力行業(yè)用戶應對能效挑戰(zhàn)。以太古地產與施耐德電氣的合作為例,在單純依靠傳統(tǒng)樓宇自控系統(tǒng)已面臨節(jié)能瓶頸的情況下,施耐德電氣基于數(shù)字化能源管理平臺,利用AI算法,幫助太古地產進行了冷熱負荷預測、冷站啟停策略優(yōu)化以及海水群控策略優(yōu)化,將預測準確性提升至95%以上,并實現(xiàn)超過5%的能源節(jié)約。
再如,在大連銀行數(shù)據(jù)中心的暖通節(jié)能改造項目上,施耐德電氣基于AI算法與機器學習,對機房內的末端精密空調進行了優(yōu)化,使其根據(jù)實際需求進行動態(tài)制冷輸出,同時對冷站控制系統(tǒng)進行全局改進,最終實現(xiàn)末端空調系統(tǒng)節(jié)省31%電力消耗,冷站制冷效率預計提升20%的良好效果。
展望未來,伴隨著方興未艾的技術迭代創(chuàng)新和應用深化,AI技術必將以更加深入的筆觸,在綠色可持續(xù)發(fā)展的篇章中書寫下濃墨重彩的一筆。而施耐德電氣也將更加緊密地攜手來自各個產業(yè)的生態(tài)伙伴,以人工智能技術為強勁引擎,持續(xù)為推動全社會的能源轉型和可持續(xù)發(fā)展注入澎湃動力。