“在新能源领域,人工智能最早应用于数据预测,如利用新能源波动规律挖掘短期功率预测,误差可降至10%以下,且结合卫星和天气数据可进一步提升预测精度,助力调度决策。”在第十八届中国新能源国际论坛上,有业内人士向《中国能源报》记者介绍。
如今,人工智能(AI)大模型发展呈火爆状态。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“AI+能源”产品,相关投资超130亿美元。据国际能源署预测,到2026年,能源领域对AI的需求将较目前翻番。
那么,AI与能源结合,将碰撞出什么火花?“一定程度上,可以说AI正在重塑整个能源行业,推动能源生产与管理优化、效率提升、产业创新及转型。”国家气候中心气候变化影响适应室副研究员沈鹏珂告诉《中国能源报》记者。据一位能源领域院士预测,新能源革命的高潮将在2030年到来,届时新能源技术将面临更大挑战,而人工智能将在其中扮演至关重要的角色。
提升能源利用效率
“新能源1.0时代已经结束,我们正迎来新能源2.0时代,这个时代的特征是光伏、风电、储能、电动汽车和能源互联网的综合协同发展。”上述院士在论坛上说。
据了解,相比传统能源管理,AI与大数据技术融合后的智能化能源管理,能有效实现能源资源的自主化、智能化和高效化,被广泛应用到电力、燃气等多个领域。
据沈鹏珂介绍,利用AI技术,不仅可对智能监控能源资源的实时状态,基于机器学习算法对未来需求、供应关系变化进行精确预测,还能实时监控和分析,从而对能源消耗不断优化和控制,及时发现并解决能源浪费等问题。
“例如,可基于机器学习算法,分析能耗主导因素及其成因,针对其能耗排序制定最优化控制方案。”沈鹏珂给记者举例。
上海东渐数能技术集团有限公司董事长曹栋强分享了自己的心得:“在实践过程中,我们感受到AI能效提升的基本思路是‘能耗看得见、策略算得准、控制智能管’。”
如今,这一闭环策略通过“数据+算法+控制”实现了分钟级精细化控制,用系统全面替代人工,减少波动和浪费。该集团在算法策略端,运用“灰箱模型”“白箱模型”和“黑箱模型”,充分挖掘效能,从而实现能源及时调整。
促进节能减碳
与此同时,AI技术还为现代新能源产业革新与应用创造新的方向和发展机遇,助力实现“双碳”目标。
据了解,我国能源企业通过借鉴AI技术,开发出智能光伏发电系统,可实现光伏组件自动监控与实时分析、判断功能。此外,能源储存技术也是新能源行业的重要方面。尤其是2008年以来,国内相关能源企业已经成功把AI技术应用在能源存储系统,并提供机器学习及优化算法,以大幅度降低能源成本。
“AI在可再生能源生产管理中也可发挥关键作用。”沈鹏珂告诉记者,例如在太阳能领域,基于AI对数据分析、建模及预测,能有效促进太阳能电池性能及整体效率提升。有AI算法可准确预测太阳能发电量,从而改善电网管理,减少高峰期对非可再生能源的依赖;在风能领域,基于AI算法分析和预测局地风向风速变化,通过优化风电场布局及安装位置,以实现最佳风电生产;在水电领域,根据AI技术对河流及水库水态进行预测分析,进而达到优化水资源分配与能源输出的目的。
此外,AI还可以帮助降低能源消耗和碳排放。根据AI学习和适应性算法优化风、光、氢等新能源,为企业和消费者生成标准的碳足迹核算报告,以提高能源系统效率、优化能耗和降低碳足迹。
“未来,随着新一代AI技术不断开发,通过增加新能源电力在行业燃料中的使用率,或可在较大程度上降低碳排放。”沈鹏珂说。
仍需应对多重挑战
不过,随着AI技术的深入应用,其带来的各种风险挑战也日益凸显。
厦门大学中国能源政策研究院教授林伯强指出,AI性能的不确定性、数据孤岛与高质量数据不足、滥用与社会风险、先进算力不足以及AI自身的能源消耗等问题,都会给AI在新能源领域的应用带来挑战。
此外,AI的应用在助力减少全球碳足迹的同时,又因自身能耗增长而导致碳排放增加。据统计,当下全球运行半模型需要数百万个专用处理器,而处理器需被放置于配置强大冷却系统的专用数据中心。“因此,围绕AI发展及应用的相关决策,应充分考虑其可持续性,特别是应制定一套标准的AI驱动排放方案。”沈鹏珂说。
林伯强建议,采取多维度应对策略,包括推动数据标准化与共建共享、完善AI研发应用相关法律法规、保障数据安全和伦理规范、加大技术研发投入、优化算法模型以降低算力需求,并探索利用可再生能源支持AI基础设施的运营模式等。
据相关专家介绍,AI正经历从计算智能到感知智能,再到认知智能的演变,而大模型作为认知智能的代表,其强大的知识提取、推理和生成能力,将为能源行业带来前所未有的机遇。