随着全球能源危机的加剧,也在推动着能源利用和管理技术的不断发展和进步。如今,由于新的数字技术可以更好地控制、优化和分析,各行各业的能源效率正在发生变化。首先,我们可以预见,数字化将改变全球能源体系,对能源供需产生深远影响。数字化描述了ICT在整个经济中的使用越来越多,导致数据量增加,高级分析技术快速发展,人、设备和机器(包括机器对机器)之间的连接性更强。从石油和天然气储层中的传感器到自动驾驶汽车的兴起,数字化对世界生产和消费能源的方式产生了重大影响。数字化对需求方的影响是复杂和多方面的。一方面,数字设备有可能为交通、建筑和工业部门带来巨大的能效提升。另一方面,如果管理不当,越来越多的设备(以及存储它们生成的数据的服务器)的普遍使用会导致能源使用量净增加。然而,数字化进程不太可能停止。政策制定者面临的主要挑战是如何以最大化收益和最小化负面影响的方式操纵能源系统。考虑到这一点,IEA启动了一项跨机构计划,以探索数字化在提高能源效率方面的潜力,并为政策制定者提供建议。数字化可以通过收集和分析数据以影响能源使用的实际变化的技术来提高能源效率。数字化可以通过收集和分析数据来提高能源效率(在技术用于自动或通过人工干预改变物理环境之前)。传感器和智能电表等数据收集技术收集有关能源使用和影响能源使用的其他条件(如气候)的数据。通过人工智能算法等数据分析技术,将数据处理成有用的信息。最后,处理后的信息被发送到可以影响物理变化的设备,以优化能源消耗。有些设备需要人为干预来优化能源使用:例如,智能手机应用程序可以建议一种节能方法,但用户必须按照该建议采取行动。其他设备更自主地优化能源效率:例如,建筑物冷却系统中的开关或生产线中的机器人。下图简单展示了数字化如何通过技术融合提高效率。数字技术已经广泛应用于所有能源终端使用领域。越来越多的住宅和商业建筑配备了智能电器和智能能源管理系统。在工业中,先进的机器人技术和3D打印正在成为标准做法。自主、互联、电动和共享(ACES)移动之间的相互作用将影响交通部门未来的能源消耗。此外,数字技术扩展了我们对能源效率的看法:从终端使用效率到系统效率。数字技术有可能优化用于许多能源消耗活动的能源:从建造工业产品到冷却房屋。这代表了传统定义的能源效率的提高:减少每单位活动的能源使用量。提高终端使用效率仍然是全球能源转型的关键因素,发达经济体和新兴经济体都从中受益。然而,数字化的连通性优势使数字技术能够提高终端使用和整体能源系统的效率。世界能源系统正在经历巨大变革:集中式和分散式可变可再生能源不断加入电网,能源消费的电气化程度不断提高,“产消者”(生产和消费能源的人)正在增加。在这种情况下,需求方的灵活性对于确保能源系统尽可能高效地运行、在需要时提供能源并在可用时消耗能源变得越来越重要。数字化使“智能”建筑、车辆和工业设施能够为能源系统提供新的灵活负载来源,这有助于减少供应方的可再生能源削减,并支持社区更好地消费他们生产的能源。随着系统中更多的可再生能源和社区自身的消耗,最终的结果是一个更高效的能源系统,这要归功于与生产和分配能源相关的损失减少。数字技术可以同时提高终端用户效率和系统效率,通过避免对能源基础设施(如调峰电厂)的投资、提高可再生能源的并网和增强能源安全,最终使整个能源系统受益。看看下图,我可以看出数字化如何改变能源效率和需求侧灵活性的传统概念。通过在最终用户使用和系统效率方面带来好处,数字化还迫使我们重新审视对能源效率和需求响应的看法是相互独立或相互冲突的;数字化表明需要从系统范围的角度全面了解能源效率,包括传统的使用效率和需求侧灵活性。
