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概要：

全球能源系統脫碳的努力正在導致能源系統日益一體化和電氣化，電力、交通、工業和建筑部門之間的互動更加頻繁。能源供應脫碳的舉措也導致電力部門的高度分散化。這將需要所有行業參與者（包括消費者）更高水平的協調和靈活性，以管理這個日益復雜的系統并對其進行優化，以最大限度地減少溫室氣體排放。

人工智能在支持和加速可靠且成本最低的能源轉型方面具有巨大潛力，其潛在應用范圍包括優化和有效地將可變的可再生能源整合到電網中，支持主動和自主的配電系統，以及開辟新的收入流的需求側靈活性。人工智能還可以成為尋找支持下一代清潔能源和存儲技術的高性能材料的關鍵加速器。然而，盡管它有希望，但人工智能在能源領域的使用是有限的，它主要部署在用于預測性資產維護的試點項目中。雖然它在那里很有用，但人工智能在幫助加速全球能源轉型方面存在比目前意識到的更大的機會。

九項“人工智能能源轉型”原則（見下文）旨在就能源部門釋放人工智能潛力所需的條件以及如何安全、負責任地采用人工智能加速能源轉型達成共識。這些原則分為三個領域：管理人工智能使用的原則，幫助設計人工智能以適應目的的原則，以及支持人工智能部署并旨在幫助創建協作行業和政策實踐的原則。

一、為什么能源轉型需要人工智能

全球能源系統目前正在經歷一場巨大的變革，在未來的幾十年里，它將繼續變得更加分散、數字化和脫碳。為了實現在 2015 年《巴黎協定》下做出的承諾——將全球氣溫上升限制在遠低于 2°C 的范圍內——這種轉變必須加速。近年來，能源部門的數字化程度越來越高，很明顯，進一步的數字化將成為能源轉型的一個關鍵特征，也是該部門朝著雄心勃勃的氣候目標邁進的重要驅動力。

全球能源系統正在轉型，幾個關鍵趨勢正在推動人工智能加速能源轉型的潛力。

• 1、能源轉型必須迅速而協調;數字化需要作為一種推動者

• 2、電力部門脫碳是全系統脫碳的起點

• 3、轉型需要大量的投資

• 4、未來的電力系統看起來高度分散

• 5、電力系統管理的復雜性將顯著增加

• 6、人工智能可以在很大程度上加速能源轉型

圖：全球電力系統的轉型

二、人工智能在能源轉型中的應用

人工智能是一種強大的工具，可以管理全球能源轉型的復雜性，實現更高的系統效率，從而降低成本，提高轉型速度。

• 1、可再生能源發電量及需求預測

隨著可再生能源發電量的增長，無論是絕對值還是占電力供應的份額，更好地預測太陽能和風能發電、提高太陽能和風能發電廠的容量因素和生產正常運行時間以及準確預測電力都將變得至關重要要求。從電廠選址和設計到電力調度和調度，人工智能都可以發揮作用。

• 2、電網運行與優化

當前計劃到本世紀中葉實現凈零發電意味著在相對較短的時間內大幅增加可再生能源發電能力和擴大輸電基礎設施。由于規劃和調試新輸電基礎設施的準備時間很長（據報道，美國新輸電線路的準備時間長達十年），新輸電容量的部署可能成為瓶頸。使用人工智能優化電網運行，提高現有輸配電線路的容量，以及延長現有設備的使用壽命，將是支持能源轉型的關鍵。此外，在一個集成和分散的能源系統中，系統優化的責任發生在更高和更低的電壓級別，配電網變得更加重要，維護電網穩定和確保供應安全變得更加復雜。通過延長昂貴電網設備的使用壽命并保持整個電網系統穩定，即使整合了更多可再生能源，人工智能也有助于電網規劃以優化基礎設施建設。

• 3、能源需求和分布式資源的管理

人工智能可以幫助增加分布式可再生能源的滲透和使用，并有可能顯著加速其部署。它還被有效地用于提高建筑物、工廠和數據中心的能源效率。能夠減少、管理、匯總和操縱能源需求將是能源部門如何有效和廉價地脫碳的一個重要因素。

• 4、材料發現與創新

開發用于清潔能源生產和儲存的高性能、低成本材料已被認為是能源轉型的優先事項。然而，發現、開發和部署需要滿足復雜性能規格的先進材料的過程是高度資本密集型的??，通常需要數年才能完成。

圖：人工智能在能源轉型方面的應用，按數據類型分類

三、 “人工智能能源轉型”原則

我們需要共同的指導原則來釋放人工智能在能源轉型中的全部潛力。

在前面的部分中，我們總結了人工智能為加速能源轉型提供的巨大潛力。但是，如果沒有多方利益相關者的一致行動，這種潛力將無法實現。在 2021 年 3 月至 2021 年 5 月期間與領先的人工智能和能源行業專家舉行的圓桌會議系列中，與會者強調了一些阻礙人工智能在行業中迅速被大規模采用的交叉問題。基于這些討論，我們制定了以下九項“人工智能能源轉型”原則，如果能源行業、技術開發人員和政策制定者采納這些關鍵共識原則，將加速為能源服務的人工智能解決方案的采用過渡。以下原則旨在就在能源部門釋放人工智能潛力所需的條件以及如何安全、負責任地采用人工智能來加速能源轉型達成共識。我們希望這些原則能夠激發圍繞人工智能發展能源轉型的協作產業和政策環境。

圖：“人工智能能源轉型”原則

• 原則1:自動化——設計生成設備和網格操作，實現自動化和提高AI的自主性

• 原則2:可持續性——采用最節能的基礎設施和圍繞可持續計算的最佳實踐，以限制人工智能的碳足跡

• 原則3:以設計為重點的AI開發，注重可用性和可解釋性

• 原則4:數據——建立數據標準、數據共享機制和平臺，以提高數據的可用性和質量

• 原則5:激勵——創造市場設計和監管框架，允許人工智能用例捕捉它們所創造的價值

• 原則6:教育——以人為本的人工智能方法增強消費者和能源勞動力的能力，并投資于教育，以匹配技術和技能發展

• 原則7:風險管理——就管理人工智能風險的通用技術和教育方法達成一致

• 原則8:標準——實現兼容的軟件標準和可互操作的接口

• 原則9:責任——確保人工智能的道德規范和負責任的使用是人工智能開發和部署的核心

四、建議與展望

企業和決策者必須以負責任的方式在管理和塑造人工智能在能源領域的使用方面發揮積極作用，并創造有利的環境來釋放人工智能的全部潛力。

基于“人工智能能源轉型”原則: 接下來需要發生什么?如何將這些原則付諸實施，誰需要采取行動?

• 能源行業，將受益于以積極和協作的方式進行與人工智能相關的技術治理。未來幾年對于鼓勵這一領域的創新和在整個能源系統中普及新的低碳技術至關重要。作為實現這一點以及更廣泛的數字化的先決條件，該行業將不得不采用通用數據標準，如果尚未采用的話。能源部門參與者之間加強合作可能包括研發合作、分享實施人工智能原則的最佳實踐方法以及展示用例。合作還有助于在人工智能技術的開發人員和用戶之間以及與人工智能系統交互的消費者和監管機構之間建立信任。

• 能源公司/公用事業主管，需要考慮他們是否以及如何利用人工智能（例如人工智能可以幫助解決哪些挑戰，因此哪些流程、產品和服務將從中受益最大）。公司領導層需要了解本白皮書前面確立的人工智能原則以及任何相關法規對其組織的意義，以及他們如何將其轉化為具體的產品設計、日常運營和決策-制作過程。公司可以從探索已知用例的最佳實踐開始。對于公司而言，是通過從外部供應商處采購人工智能解決方案還是在內部開發必要的能力和解決方案來采用人工智能解決方案，這將是一個戰略決策。無論哪種情況，公司都需要投資于能力建設，以確保員工能夠管理人工智能系統的集成并實現其全部價值。隨著電網的管理和運營變得越來越復雜，特別是在配電網層面，電網監管機構和運營商必須審查一系列數字技術（例如機器學習、量子計算、區塊鏈技術等）的潛力，以增強網格的運行方式。隨著電力系統的脫碳和分散化，需要重新考慮電網管理，并有機會考慮新的、更加分散的架構來進行電網接入、運營和管理決策。建議包括從傳統的手動命令和控制管理方法（使用中央系統操作員）轉向技術支持的分散決策，這將允許更快的決策和自動將較小的分布式資產添加到電網中（例如使用區塊鏈、數字身份和智能合約）。

• 政策制定者和系統運營商，將需要審查現有的市場設計并創建先進的電力市場，以獎勵可變的低碳發電以及靈活的需求。要做到這一點，需要為分布式發電與更大規模的發電單元建立一個真正公平的競爭環境，并消除監管障礙。由于能源領域的許多人工智能用例都與小規模分布式能源相關，因此這些用例需要不受限制地進入能源市場和相應的價值池，例如市場人工智能輔助的靈活性。

• 在區域和國家能源系統建模和基礎設施規劃中，規劃者應考慮支持人工智能的智能分布式能源可以發揮的作用。迄今為止，能源建模經常忽略配電網，并忽略它們作為電網靈活性來源和成為電網管理過程中有價值的參與者的潛力。整合這些資源并更好地了解它們如何支持過渡，可以導致對基礎設施投資做出更明智的決策，例如電網擴展和現代化，或部署新的集中式發電機組。

• 各國政府，應考慮為能源數據制定更明確的法規（例如，如何保護它以及誰有權使用它），并確保對這些數據的訪問是公平和公平的。如果數據要成為能源轉型的商品，那么政府應該制定清晰簡單的設計規則，使其能夠快速收集、安全存儲、易于使用和公平分配。在設計新法規時，重要的是要考慮由此增加的官僚主義程度，因為這可能會給初創企業和小型企業造成重大的進入障礙。作為數據公平分配的一部分，政府可以指導或激勵行業組織和公共實體管理和資助行業數據的中央數據庫。當安全、匿名和聚合時，這些數據集將支持 AI 算法訓練，并有可能減少通常由質量差或數據數量有限導致的算法偏差。

隨著中國“2030年前碳達峰和2060年前碳中和”目標的提出，各行業都在積極制定“雙碳”目標實現路徑及時間表。商用車溫室氣體排放占國內終端總排放量的約6-7%，其減碳進程對“雙碳”目標實現意義重大。本研究系統梳理了中國商用車電動化現狀及發展潛力，通過情景分析探討了商用車車隊實現碳排放達峰和終端凈零排放的時間節點及路徑，并在此基礎上提出了商用車減碳發展的政策建議。

本次給大家分享的資料是**《中國能源企業低碳轉型白皮書》**，由埃森哲推出。全文共56頁，本白皮書分析了隨著碳達峰、碳中和目標的正式提出，中國首次在國家層面為各行業低碳化發展指明了方向，企業也紛紛將“雙碳”目標納入發展規劃和頂層設計。作為重要的碳排行業之一，能源行業的轉型將對中國實現低碳發展的道路產生深遠影響。當下，中國不斷推進著能源行業改革，能源生產和利用方式正在發生重大、深刻、積極的變化：我們的能源生產和消費結構不斷優化，能源利用效率顯著提高，生產、生活用能條件明顯改善，能源安全保障能力也在持續增強。然而，隨著經濟發展和人民生活水平的提高，我國能源消耗和碳排放量也在不斷攀升。目前，中國碳排總額已占到全球的三分之一，而中國提出的碳達峰目標，實現年限比歐美足足少了10年。中國實現“雙碳”目標，任重而道遠。其中，能源行業是核心關鍵，亟需向低碳化乃至無碳化轉型，朝凈零排放的目標邁進。

摘要

《中國能源企業低碳轉型白皮書》-埃森哲![] (//cdn.zhuanzhi.ai/vfiles/a8f10b59139a7d343010ec83324551c0)

內容預覽

IRENA 報告，全球能源轉型：2050 路線圖，確定了政策和決策者需要采取行動的六個 焦點領域：

1. 挖掘能源效率和可再生能源之間強大的協同作用。這應該成為能源政策設計的重中之重， 因為到 2050 年，二者的聯合效應可以利用成本效益的方式實現大部分與能源相關的脫碳 需求。

2. 規劃可再生能源作為高份額能源提供方的電力領域。全球能源轉型要求構思和運作能源系 統的方式進行重大轉變。這反過來需要長期規劃能源系統，并在地區和國家之間轉向更全 面的政策制定和更協調的方法。這對電力領域至關重要，及時部署基礎設施和重新設計行業規 章制度是成本高效的大規模集成太陽能和風力發電的必要條件。這些能源將在 2050 年成為電力 系統的支柱。

3. 增加交通、建筑和工業用電。城市規劃、建筑法規和其他計劃政策必須一體化設計，特別 是通過電氣化，使交通和供熱領域深化成本高效的脫碳。不過，可再生電力只是這些領域 的部分解決方案。對于運輸、工業和建筑領域能源中服務無法電氣化的情況，需要部署其他可 再生解決方案，包括現代生物能源、太陽熱能和地熱。為加快這些解決方案的部署，有效的政 策框架將是必不可少的。

4. 推進系統級創新。正如過去新技術發展對推進可再生能源發展起到了關鍵作用，未來需要 繼續進行技術創新，以實現全球能源的成功轉型。創新必須涵蓋技術的全部生命周期，包 括示范、部署和商業化。但創新遠比技術研發（R&D）涉及的面更為廣泛。它應該包括運作能源 體系和市場的新方法，并包含新的商業模式。實現能源轉型所需的創新將需要各國政府、國際 行為體和私營機構更多深入、集中和協調一致的行動。

5. 整合能源轉型與社會經濟結構和投資。為實現社會經濟體系和轉型的整合，需要使用綜合 且全面的方法。能源轉型的實現需要大量投資，這增加了適應氣候變化所需的費用。實 現能源轉型的時間越短，適應氣候變化的成本就越低，對社會經濟的破壞就越小。金融體系應 符合更廣泛的可持續性和能源轉型要求。如今做出的投資決策決定了未來幾十年的能源體系。 資本流動迫切需要重新分配為低碳解決方案，以免經濟受困于碳密集型能源系統，同時使資產 擱置最小化。必須盡快建立規章制度和政策框架，這給所有利益攸關方提供了明確并長期的保 證：能源體系轉型是為了實現氣候目標，同時提供充分反映化石燃料的環境成本和社會成本的 經濟刺激，并移除低碳解決方案加速部署的障礙。推進并激勵機構投資方和社區金融更多地參 與到能源轉型中來。分散投資需求（能源效率和分布式發電）的特殊性也應予以考慮并解決。

6. 確保轉型成本和收益公平分配。能源轉型需要整個社會共同協作才能實現。為實現各方有 效參與，能源轉型成本和收益應公平共享，且轉型本身的實施也應保持公正。通用能源接 入是公平公正轉型的關鍵環節。除了能源接入，目前在不同地區可用的能源服務也存在巨大差 異。只有當能源服務在所有地區融合并趨于一致時，能源轉型過程才會完成。轉型方案和規劃 應將能源接入和融合納入考慮范圍。應推進并鼓勵由個人、社區、國家和地區為實現具體轉型 做出貢獻和義務的社會核算框架。應進一步定義并實施轉型成本的公平分擔，推動并促進制定 公平分配轉型效益的結構。在一開始就應從微觀和宏觀兩個層面明確公平能源轉型所需的各方 面考慮，創造結構化能源體系，使受困于化石燃料的個人和地區能從轉型中受益。

工業革命至今人類總計排放約2.4萬億噸溫室氣體，地表氣溫正以前所未有的速度上升，極端天氣事件頻發，應對氣候變化已成為國際社會共識。自2015年全球近兩百個國家通過《巴黎協定》以來，世界各國的減排承諾和實際行動距離氣候目標實現仍有較大差距，零碳轉型亟需加速。

全球一半以上的溫室氣體排放來自能源行業，要實現社會經濟綠色可持續發展，能源生產和消費模式將發生深刻變革。能源結構由化石能源向可再生能源轉型，通過多能互補互濟，全面提升能源利用效率；各行業通過電能替代及電氣化改造，推行用能領域多能協同和綜合梯次利用，實現節能減排和能效提升。面向碳中和目標，未來能源系統將面臨高比例新能源接入、高靈活能源調度、綜合化能源需求、多元化能源交易等諸多挑戰，能源轉型任務艱巨。

能源轉型和零碳發展是復雜的系統性工程，應兼顧社會經濟發展、能源供應安全與碳中和目標實現，涉及到能源戰略調整、能源結構轉變、能源體系優化、能源業務變革及節能減排行動，需數字化全面支撐。能源數字化轉型需方法論先行，體系化構建能力，實現數字技術和能源技術深度融合，為零碳轉型和能源轉型鋪設一條“數字之路”。

本白皮書通過對能源轉型及零碳發展的現狀和趨勢分析，描繪了未來能源發展的方向，即構建包括“三個目標、一張藍圖、五大特征、三元轉型、四流融合”的零碳智慧能源體系，提出電力、油氣和煤炭行業的能源轉型路徑；通過構建能源數字化轉型方法論、能力框架及支撐體系，打造零碳智慧園區場景化解決方案，為踐行綠色可持續發展提供有價值的參考與建議。

白皮書核心觀點

1、當前全球氣候變化形勢越來越嚴峻，走向碳中和已成為全球應對氣候變化的共識。我國提出碳達峰、碳中和目標具有重要意義，但也面臨十分嚴峻的挑戰，時間緊任務重，需要統籌有序扎實推進碳達峰碳中和重點工作。

2、現有研究表明數字技術在助力全球應對氣候變化進程中扮演著重要角色。國際上已經開始借力數字技術應對氣候變化的探索。ICT推動我國經濟部門深度減排的力度在逐步加強，數字賦能碳減排的潛力巨大。

3、數字技術能夠與電力、工業、建筑、交通等重點碳排放領域深度融合，減少能源與資源消耗，促進傳統產業能源優化、成本優化、風險預知及決策控制，整體上實現節能降本增效提質，數字化正成為我國實現碳中和的重要路徑。

4、數字化轉型的加速會驅動信息通信業能源需求和碳排放的增長。信息通信業碳排放總量小增速快，存在結構性差異。雙碳目標下數字基建重點用能領域節能降碳提速，多方發力助推信息通信業綠色低碳發展。

5、建議強化數字賦能技術供給，綜合運用標準、數據、技術、人才、資金、試點等一攬子政策工具，從政府、行業和企業多維度推動數字技術賦能碳達峰、碳中和。

工業革命至今人類總計排放約2.4萬億噸溫室氣體，地表氣溫正以前所未有的速度上升，極端天氣事件頻發，應對氣候變化已成為國際社會共識。自2015年全球近兩百個國家通過《巴黎協定》以來，世界各國的減排承諾和實際行動距離氣候目標實現仍有較大差距，零碳轉型亟需加速。

全球一半以上的溫室氣體排放來自能源行業，要實現社會經濟綠色可持續發展，能源生產和消費模式將發生深刻變革。能源結構由化石能源向可再生能源轉型，通過多能互補互濟，全面提升能源利用效率；各行業通過電能替代及電氣化改造，推行用能領域多能協同和綜合梯次利用，實現節能減排和能效提升。面向碳中和目標，未來能源系統將面臨高比例新能源接入、高靈活能源調度、綜合化能源需求、多元化能源交易等諸多挑戰，能源轉型任務艱巨。

能源轉型和零碳發展是復雜的系統性工程，應兼顧社會經濟發展、能源供應安全與碳中和目標實現，涉及到能源戰略調整、能源結構轉變、能源體系優化、能源業務變革及節能減排行動，需數字化全面支撐。能源數字化轉型需方法論先行，體系化構建能力，實現數字技術和能源技術深度融合，為零碳轉型和能源轉型鋪設一條“數字之路”。

本白皮書通過對能源轉型及零碳發展的現狀和趨勢分析，描繪了未來能源發展的方向，即構建包括“三個目標、一張藍圖、五大特征、三元轉型、四流融合”的零碳智慧能源體系，提出電力、油氣和煤炭行業的能源轉型路徑；通過構建能源數字化轉型方法論、能力框架及支撐體系，打造零碳智慧園區場景化解決方案，為踐行綠色可持續發展提供有價值的參考與建議。