首先,我們可以預見的是,數(shù)字化將改變?nèi)蚰茉聪到y(tǒng),對能源需求和供應產(chǎn)生深遠影響。
數(shù)字化描述了ICT在整個經(jīng)濟中的日益增長的應用,從而導致了數(shù)據(jù)量的增加,高級分析的快速進步以及人、設備和機器(包括機器對機器)之間的更大規(guī)模的連接。
從油氣儲層中的傳感器到自動駕駛汽車的興起,數(shù)字化對世界如何生產(chǎn)和消耗能源具有重大意義。
數(shù)字化對需求方的影響是復雜多面的。一方面,數(shù)字設備有可能為交通、建筑和工業(yè)部門帶來巨大的能源效率改善。另一方面,如果管理不當,則越來越多的設備(以及用于容納它們產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的服務器)的普遍使用可能導致能源使用的凈增加量很大。
但是,數(shù)字化進程不太可能停止。決策者面臨的主要挑戰(zhàn)是如何以最大化能源系統(tǒng)收益并最小化負面影響的方式進行操縱。
考慮到這一點,IEA發(fā)起了一項跨機構(gòu)的計劃,以探索數(shù)字化提高能源效率的潛力,并為決策者提供建議。
數(shù)字化可以通過收集和分析數(shù)據(jù)以影響能源使用的實際變化的技術(shù)來提高能源效率。數(shù)字化技術(shù)可以通過收集和分析數(shù)據(jù)(在自動或通過人工干預)更改物理環(huán)境之前使用的技術(shù)來提高能源效率。
傳感器和智能電表等數(shù)據(jù)收集技術(shù)收集有關(guān)能源使用和其他影響能源使用(例如氣候)的條件的數(shù)據(jù)。通過諸如人工智能算法之類的數(shù)據(jù)分析技術(shù)將數(shù)據(jù)處理成有用的信息。最后,將處理后的信息發(fā)送到可以影響物理變化以優(yōu)化能耗的設備。某些設備需要人為操作才能優(yōu)化能源使用:例如,智能手機應用可以建議一條節(jié)能途徑,但用戶必須根據(jù)該建議采取行動。其他設備能夠更自主地優(yōu)化能源效率:例如,建筑物冷卻系統(tǒng)中的開關(guān)或生產(chǎn)線中的機器人。
下圖簡單展示了數(shù)字化如何通過技術(shù)融合提高效率。
數(shù)字技術(shù)已經(jīng)廣泛應用于所有能源最終用途領(lǐng)域。越來越多的住宅和商業(yè)建筑都配備了智能電器和智能能源管理系統(tǒng)。在工業(yè)領(lǐng)域,先進的機器人技術(shù)和3D打印正在成為標準做法。自動、互聯(lián)、電動和共享(ACES)移動性之間的相互作用將影響交通部門未來的能源消耗。
此外,數(shù)字技術(shù)還擴展了我們對能源效率的看法:從最終使用效率到系統(tǒng)效率。
數(shù)字技術(shù)具有優(yōu)化用于許多能源消耗活動的能源的潛力:從構(gòu)造工業(yè)產(chǎn)品到為房屋制冷。這代表了傳統(tǒng)上定義的能源效率的提高:減少每單位活動所使用的能源。最終使用效率的提高仍然是全球能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵因素,在發(fā)達經(jīng)濟體和新興經(jīng)濟體中均受益。
但是,數(shù)字化的連通性優(yōu)勢使數(shù)字技術(shù)既可以提高最終使用效率,又可以提高整個能源系統(tǒng)的效率。
世界的能源系統(tǒng)正在經(jīng)歷著巨大的變革:集中式和分散式可變可再生能源繼續(xù)被添加到電網(wǎng)中,能源消耗的電氣化正在增加,而“產(chǎn)消者”(既生產(chǎn)又消費能源的人)正在興起。在這種情況下,需求方的靈活性對于確保能源系統(tǒng)盡可能高效地運行,在需要時提供能量以及在可用時消耗能量而言越來越重要。
數(shù)字化使“智能”建筑、車輛和工業(yè)設施能夠為能源系統(tǒng)提供新的靈活負載來源,這有助于減少供應方的可再生能源削減,并支持社區(qū)更好地消耗自己生產(chǎn)的能源。隨著系統(tǒng)中可再生能源的增加以及社區(qū)的本身消耗,最終結(jié)果是能源系統(tǒng)效率更高,這要歸功于減少了與生產(chǎn)和分配能源有關(guān)的損失。
數(shù)字技術(shù)能夠同時提高最終用戶使用效率和系統(tǒng)效率,最終通過避免對能源基礎(chǔ)設施(例如調(diào)峰廠)的投資,改善可再生能源的整合以及增強能源安全等,最終使整個能源系統(tǒng)受益。
通過下圖,我看可以看到數(shù)字化可能如何改變傳統(tǒng)的能源效率和需求方靈活性概念。
通過提供最終用戶使用和系統(tǒng)效率方面的好處,數(shù)字化還迫使我們重新審視人們認為能源效率和需求響應是分開的或沖突的; 數(shù)字化表明,需要從全系統(tǒng)的角度全面了解能源效率,包括傳統(tǒng)的最終使用效率和需求方靈活性。