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碳中和背景下的AI技术突围

发布日期:2021-09-29 09:32 来源:未知 点击:

文 | 周天财经

周天财经 原创出品

一场被称为「热穹顶」的异常高温天气在六月席卷了北美地区。

六月加拿大不列颠哥伦比亚省、美国华盛顿州的气温均创下了历史最高纪录。在这些高温地区的上空形成了热空气无法流散的「热穹顶」,导致北美多地连续高温,数百人由于高温极端天气突然死亡。

追根究底,这样的极端天气是全球气候变化的产物,《新气候战争》的作者迈克尔·曼恩博士认为,只要人类继续使用化石燃料和碳排放,未来还会有越来越多的极端天气发生。

在日益严峻的自然环境变化下,技术成为了能源转型的重要路径。

以我国电能运输为例,一般的高压线只能承载 200 千伏,随着技术的不断革新 1000 千伏的特高压电线开始被广泛商用。这产生的直接结果是电压提高一倍,电阻损耗下降 75%,最终降低电力传输的成本,为可再生绿色能源光伏产业的大规模崛起打好了运输基础。

除此之外,不少 IT 技术的行业大佬也将视角转向了新能源和材料技术,比如说盖茨在 2015 年就创办了「突破能源」投资基金,专门投资解决温室气体排放的能源技术。再比如微软也在两年前加大对太阳能(000591,股吧)的投资,与 Sunsea Group 合作改造微软新加坡数据中心。与此同时百度也已提出在数据中心、办公楼宇、碳抵消、智能交通、智能云、供应链六个方面,全面构建 2030 年碳中和目标的科学实现路径。

不过,成立一家基金、或者以公司为主体进行「可持续发展」并不能药到病除,盖茨就曾说:「必须要找到足够‘大’的技术,才有可能解决能源问题,最终抑制全球气候变化。」

那么,这个足够「大」的技术又会是什么?近日,国家电投集团东方新能源股份有限公司与百度智能云合作,共同以数字化 + 智能化的方式为资源领域进行技术升级,或许这便是问题的其中一解。

01   能源产业,一场百年未有之大变局

「能源是一切文明的基础,也是决定文明形态的天花板」,经济学家卓克为了解释这句话曾经举过例子:在使用燃煤时,火车最高运行速度 120 公里 \ 时,但当电力取代煤炭时,这个速度翻番,变成了 300 公里 \ 时。

换句话说,能源从来都是一个既关乎老百姓(603883,股吧)生活、又关乎国家战略发展的产业,但要想对能源产业进行升级换代却是头等难题。

为什么这样说呢?首先创新的命题一旦放入能源行业,就是缓慢而艰巨的过程。细数人类社会能源的更迭就会发现,已经经历了木材、煤炭、石油、天然气以及各类可再生能源的叠加发展,但每一次能源更迭的过渡时间都长达近百年。比如从 1839 第一次发现光伏现象到今天太阳能被大规模商用就花费了 160 多年。

其次,每一次能源转型背后的更新换代成本都很高,从技术研发到大规模更新基础设施建设都是一笔不小的花费。因此,目前传统的化石能源在全球能源消耗量中占比 85%,仍排名第一,而我国既是世界煤炭主要生产国,也是世界第一的煤炭进口国,每年的碳排放量占到了全球总排放量的 30%。

煤炭资源目前仍是我国能源发展的重要一环,但其产生的环境问题已经无法忽视。

因此,在第七十五届联合国大会中,习总书记表示中国将采取更加有力的政策和措施,二氧化碳的碳排放力争于 2030 年前达到峰值,努力争取到 2060 年前实现「碳中和」。

绿色、低碳成了中国社会未来四十年的重要命题。

在双碳目标的背景下,国内能源产业率先进入了百年未有之大变局。可以看到在能源生产侧,我国正在大规模建设光伏发电、风能发电,在运输侧则利用特高压电线进行低损耗传输,而在储能侧,一方面正在加紧开发有更长寿命的三元锂电池、改进传统磷酸铁锂电池,另一方面以宁德时代(300750,股吧)为代表的万亿市值储能公司走上舞台,加剧了国内能源产业的紧张变革节奏。

能源产业技术变革的命题刻不容缓,这种紧张感也落在了光伏发电全球第一的国家电投集团身上,而东方能源(000958,股吧)作为国家电投集团清洁能源发展第一主力梯队成员,清洁能源占比已达到 85% 以上,同时也作为京津冀区域清洁能源的领军企业,推动清洁能源发展更是责无旁贷。

在整个能源产业面临基础 AI 能力建设不足、难以全面规模化推行的难题之下,东方能源的创新使命更加艰巨。东方能源科技创新部主任王志洁就表示:「面临系统性的变革,仅仅用新能源代替化石能源还不够,必须要同时转变生活方式和消费模式。」

在此背景下,智能精密的 AI 技术介入能源产业成了大势所趋。于是东方能源开始寻找智能解决方案,它们找到百度智能云,两者从产业互联网+ 消费互联网的视角出发,开始了一场通过 AI 技术对能源产业的赋能改造之旅。

具体来说,在产业互联网层面,百度智能云依托人工智能、大数据、物联网等科技为东方能源提供了一套智慧数字热网解决方案,将城市供热产业赛道改造成技术支撑的「新赛道」,而在消费互联网层面,两者在供热服务、民生服务、社区服务的基础需求上创新出「能源网、社群网、政务网」三网融合的创新商业模式,构建企业 - 平台 - 用户三方助力双碳目标的实现。

02   产业、消费互联的数据融通

当打通产业互联网与消费互联网壁垒,形成智慧数字热网为基础的三网融合之后,究竟会为能源产业带来什么样的示范性?这就需要从具体的技术能力及应用场景说起。

首先来看智慧数字热网,仅从字面意思理解就是将数字化技术嵌入供热系统中形成的智慧平台,但实际上其背后应用的百度智能云物联网、人工智能技术是跨越式的。

以前在供热领域,一直面临着数据无法统一管理导致的超额采购压力以及供暖质量不稳定等问题。但百度智能云为东方能源打造的这套智慧数字热网是由度能的智慧热能管理平台与智能调度模型,以及时空数据管理套件的「GIS+BIM」热网一张图系统组成的。前者在热网系统中可以实现一网水力压力平衡、首站热量预测、换热站负荷预测等功能。

东方能源供热总网图

以换热站负荷预测来说,由于每一个供热站所能承载热负荷由供回水温度及压力、换热站设备的高压值、流量大小决定,不确定因素高,一旦超负荷运转就会引起局部供热不足,无法达到理想供热效果。那么智慧数字热网的智能分析系统就可以通过大数据运算,准确预测换热站负荷量,从而避免居民家庭出现「暖气不暖」的问题。

后者「GIS+BIM」热网一张图,简单来说就是将一张覆盖供热系统全网的二维电子地图和一张标记热源、换热站、住宅的三维建筑信息模型图融为一体,将热网数据汇聚并进行可视化处理。

而这一举措产生的直接影响就是,把链接在这张热网的设备集中在一个平台在线调控,并最终打破数据分割化的「数字竖井」状态,实现热力全网调度的智能化。「我们经过测算,数据热网的建设会使我们整个热网节能达到 3% 到 5%,」王志洁说道。

以上仅仅只是能源网的基本内容,而能源网的技术升级仅仅是从企业角度入局三网融合中的重要一环,百度智能云与东方能源的合作创新还不止于此。

想要彻底降本增效,进入低碳可持续发展,不仅需要企业的参与,更需要将政府、用户纳入,形成新生态系统模型。

换个角度理解就是,利用信息技术实现以能源网为核心的产业互联网,与线上线下居民生活相关的消费互联网的数据融合,最终实现的是 C 端需求调动前端生产、供给的绿色生态模式。

因此在以数字化、智能化能源网的基础上,百度智能云与东方能源又打造社群网、政务网进一步形成一站式智慧生活平台。

其中,「社群网」提供用能服务、智慧家居、电子商务等社区居民所需的便民服务,实现「卖产品、带服务、拓电商」模式创新,为企业带来新的价值增长点;而「政务网」通过社会服务、社会治理两大板块,为居民提供社保、公积金等政务服务信息,以及物业管理、防疫提示等社区治理信息,服务政务民生需要,助力社区服务管理。

三网融合生态模型

社群网、政务网、能源网进行线上线下联动后,也将为居民、政府和企业带来巨大影响。

从居民角度来讲,能够在线缴纳供暖费,甚至联系地暖维修,方便了家居及社区生活;从政府和企业角度来讲,则实现了政企联动,在为企业创造新的价值增长的同时也利用数字化技术提高效能、减污降碳,解决了热能供应不稳定问题,为探索智慧能源(600869,股吧)和家庭用户节能的发展发生提供新的可能性。

对此,王志洁也给出了比较中肯的评价:「百度智能云提供了先进的物联网、人工智能等技术支持,助力实现多元数据时空融合共享、构建数字城市热网,而针对绿动生活管理系统的开发,也将有助于绿色共享低碳生态圈的建设。」

03   云智一体,助力双碳目标实现

与东方能源的合作仅仅是百度智能云深入产业,在物联网方面能力的具体展现,但其背后的核心仍是百度智能云 IoT 与 AI 技术的释放。

众所周知,百度起身于搜索引擎,而这一段历史起源就注定了百度与技术不可分割的联系。伴随着百度技术积累和产业实践,百度智能云从下至上已经有了较为清晰的布局。

百度智能云的底层是从基础算力、数据技术到语音、计算机视觉等感知、认知技术,而技术的上层便是以飞桨深度学习开源开放平台等全面布局。在这其中联通技术下端和平台上端的就是云智一体发展战略。

借用 2021 百度云智峰会上对云智一体战略的描述:以云为基础的数字化转型,以 AI 为引擎的智能化升级,赋能千行百业。云智一体,转型升级一步到位。那么具体来说,云智一体的「云」是安全稳定的数字化底座,而「智」就是智能化引擎,为技术的升级提供领先的共性平台。

基于新战略,百度智能云发布了云智一体的百度智能云架构 2.0,包含「数字化底座、智能化引擎和全场景应用」。这也就能理解百度智能云与东方能源合作在能源行业进行的数字化、智能化升级改造并不是简单的企业合作,其根本内涵是技术与行业场景的实验性碰撞。

以能源板块来讲,随着国家碳达峰、碳中和战略的推进,百度智能云一方面与能源企业合作推动绿色共享低碳生活圈的建设,另一方面也在为企业提供碳足迹追踪及自动碳核算服务。而这些服务目前都依靠百度智能云所研发的度能综合能源服务平台。

据悉,度能依托百万级的设备节点和数亿级的数据支撑,可以快速接入用能设备,为工业企业和用能园区提供丰富的能源数字应用与高效智能的交互方式。

百度副总裁马杰曾经就举过一个例子,当度能接入供热企业,通过传感器获取数据之后就能达到高质量的节能和减排,具体来说度能可以精确计算出供热系统所需的合理水流、水压数据,在用户和企业层面进行资源协调,在不浪费企业、国家资源的情况下又能保证用户理想的温度,最终利用节能减排的方式实现双碳目标。

因此,凭借度能进行低碳运营实践的百度,也成功入选 2021 年联合国机构发布的全面指导企业实现碳中和的《企业碳中和路径图》报告,成为数字信息产业案例代表。

04   结语

如果仅以企业的角度来看,百度智能云的数字化升级是具体的,但是拉大视角来看,百度智能云所代表的智能化 + 数字化技术参与资源领域改造,将从国家战略层面产生深刻意义。

回望美国历史就会发现,在 19 世纪下半叶美国围绕原油打造了能源大三角,在这其中,洛克菲勒创办的标准石油公司通过建设大量传输管道垄断了石油的生产端及运输端,在消费端以福特汽车为首的汽车制造业开始蓬勃发展,最终形成美国原油产业的运转飞轮,使得工业文明迅速升级。

走入当代中国,在「3060」计划、以及以百度智能云为代表的数字化、智能化技术入局的背景中,中国正上演着一场技术入局能源产业的百年未有之大变局。

可以预见,随着数字技术的渗透,能源产业的制造业属性将会越来越高。也就是说,技术赋能后将会提升资源利用的效率、迭代速度,从而解决千年来能源领域能源产业「更迭慢、成本高」的传统属性。

而百度智能云「以云为底座,飞桨为核,生态为翼」的姿态,也将同样被移植在能源产业,以数字技术供给者的角色成为能源产业升级变革的关键一环、基础一环。

罗振宇曾经在一次公开演讲中提到「煤炭时代成就了大英帝国,油气时代成就了美利坚」,那么接下来的碳中和时代呢?我们有理由相信,命运之轮已经暗中把好运交给了把握科技战略制高点的那一方。

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