这些新科技，是能源行业的未来

虽然人类在能源行业的科技创新方面已经取得了诸多进展，但很多挑战仍悬而未决。未来，AI有望在这个领域发挥越来越重要的作用——其能提供一套独特的工具和技术，为实现更智能、更环保的能源利用铺平道路。

能源行业的科技发展日新月异，首先让我们来看看部分2023年最新的科技创新成果：

• 大规模电力系统电磁暂态仿真平台

规模化电磁暂态仿真是掌握复杂大电网特性的重要手段。该项成果建立了大型电力系统基础仿真理论，实现了万节点级大型电力系统仿真从毫秒级到微秒级的突破，解决了海量电力电子设备微秒级响应下系统稳定特性暂态仿真难题。

• 高温气冷堆核电成套技术装备

高温气冷堆具有固有安全性好、发电效率高、环境适应性强等优势。该项成果形成了电磁轴承结构大功率主氦风机、高温气冷堆螺旋管式直流蒸汽发生器、球形燃料元件生产线等高温气冷堆关键技术装备。

• 16兆瓦及以上超大容量海上风电机组成套装备

机组大型化是海上风电发展的显著趋势。该项成果攻克了16~18兆瓦海上风电机组超长柔性叶片、大型主轴轴承、高功率密度发电机等一系列关键技术难题。

• 12000米特深井自动化钻机

万米级钻机是超深层油气勘探开发的核心装备。该项成果攻克了万米特深井自动化钻井核心技术，解决了“超深井深、超高泵压、超大负荷”钻井工程难题。

• 特大型煤矿全矿井智能化建设关键技术装备

智能化是破解煤矿用人多、效率低、管理粗放等问题的关键手段。该项成果在智能采煤、智能掘进、井下5G传输覆盖、煤矿机器人等领域取得关键技术突破，并于2023年6月应用于大海则煤矿，实现了煤矿井下采掘工作面无人、少人化操作，固定场所全面无人值守，煤矿灾害全面监测预警等，对解决煤矿安全生产问题、提高生产效率、降低人力成本具有重要意义。

• 300兆瓦压缩空气储能系统压缩机和膨胀机

压缩空气储能是大规模、长寿命、高安全的新型储能技术，应用前景广阔。该项成果突破了300兆瓦先进压缩空气储能系统压缩机、膨胀机全套关键核心技术，研制出300兆瓦级“轴流+离心”压缩机、300兆瓦级大流量多级宽负荷膨胀机。

虽然在科技创新方面已经取得了诸多的进展，但能源行业仍然面临着各种挑战，如不断增长的能源需求、波动的价格以及减缓气候变化的迫切需求等。未来，AI有望在能源领域发挥越来越重要的作用——AI能提供一套独特的工具和技术，有效应对挑战，进而为实现更智能、更环保的能源利用铺平道路。

接下来，我们将从能源管理的几方面出发，简单聊聊AI将如何改变我们生产、分配和消费能源的方式。

AI+能源效率

AI在能源效率方面的主要优势之一是能够改善能源消耗。AI可以收集和分析来自智能电表、传感器和其他物联网设备的数据，从而深入了解能源使用模式。通过识别低效和异常情形，AI可以优化系统的能源消耗，并提出减少浪费的建议，从而帮助企业和家庭主动管理并选择更高效的能源方案。

根据行业统计，AI能源管理系统可以实现高达15%的能源节约，从而大大降低企业和个人的成本。

AI在能效领域带来新机遇的另一个领域是预测性维护和优化。通过分析实时数据和模式，AI算法可以预测设备故障、防止停机并优化维护计划。这种主动管理的方法可以最大限度减少因低效运行或突发故障造成的能源浪费，降低设备故障率和维护成本，提高资产性能和使用寿命，增强能源系统可靠性。

研究表明，通过AI算法做预测性维护可将维护成本降低高达40％，同时停机时间减少高达50％。这些可观的提升能帮助企业优化其运营并更有效地分配资源。

此外，AI通过优化可再生能源、与现有电网整合，在克服各类挑战方面发挥着至关重要的作用。AI可以预测天气模式、系统需求和能源供应，提升规划和管理效率，从而实现向更可持续、更可靠的能源基础设施的无缝过渡。

行业统计数据表明，AI驱动的可再生能源整合可将能源利用率提高30%，减少碳排放和对不可再生资源的依赖。

AI+能源节约

除了提高能源利用效率外，AI在能源节约领域也有着重大的影响。上文中我们提到，AI通过智能管理系统预测监控能源消耗、识别高耗能或存在能源浪费的情况并提出改进策略；AI可以提供能源预测，帮助企业规划和优化能源使用、减少资源浪费，除此之外，AI还有诸多协同效用，帮助人类实现能源节约。

•能源网优化。通过分析来自智能电表、天气预报和能源市场等各种来源的数据，由AI驱动的系统可以调整能源分配、检测故障并适应需求变化。此外，AI有助于有效地将可再生能源并入电网，从而向更绿色的能源组合过渡。也就是说，AI驱动下的高效能源网，可提高可再生能源的稳定性和集成度。

•楼宇自动化。AI可以通过与物联网设备和传感器集成来增强楼宇自动化系统。这样就可以根据实时数据和使用模式，对供暖、制冷和照明系统进行更智能的自动控制。 这样，既能够提高人体的舒适度，又能够提升能源效率，还能够减少碳足迹。

• 能源储存和需求响应。AI可以推动建立有效的储能系统和需求响应计划。通过监测能源使用模式，AI算法可以优化能源储存，并在高需求时段释放能源。这不仅能减轻电网压力，还能让消费者更好地享受错峰定价的优惠。

当然，尽管AI在能源效率领域的潜力巨大，但也存在挑战： 数据的收集和处理需要大量的成本投入，同时也对数据安全和隐私保护提出了更高要求。 此外，AI系统的设计和实施需要跨学科的知识和技能，这对人才培养提出了新的要求。

总之，AI在能源效率领域的应用正逐步改变我们获取和使用能源的方式。它不仅有助于降低成本和减少环境影响，还能提高能源系统的可靠性和韧性。随着技术的进步和应用的深入，AI有望帮助我们实现更加绿色、智能和高效的能源未来。

本文来自微信公众号“红杉汇”（ID：Sequoiacap），作者：洪杉，36氪经授权发布。

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