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數字化技術推動:能源需求和成本將降低20%-30%

2018-09-06 08:48:14 21世紀經濟報道 作者:綦宇  點擊量: 評論 (0)
在物聯網的影響下,能源行業正在經歷著又一場變革,有人稱之為繼蒸汽、電氣和自動化革命之后的“第四次工業革命”。

在物聯網的影響下,能源行業正在經歷著又一場變革,有人稱之為繼蒸汽、電氣和自動化革命之后的“第四次工業革命”。

時隔三年,在9月4日下午召開的第二版《BP技術展望》報告發布會上,BP首席技術官DavidEyton表達了上述結論。他表示,隨著物聯網技術的深入,以及各類開采技術的不斷演進,可開采的油氣資源總量還會不斷上升。

“目前全球已發現的油氣資源為55萬億桶油當量。據此,我們預計通過當今的技術,可對其中的十分之一進行開采,即4.9萬億桶油當量。”大衛˙艾頓說。

到了2050年,油氣資源的可開采總量將增加約三分之一,達到7.3萬億桶油當量,足以滿足至2050年全世界的預計需求,即1.8至2.5萬億桶油當量。這還不包括煤炭、太陽能、風能、生物質能等等,人類技術可采的能源總和已經遠遠大于潛在需求的數量。

即便如此,無論是政府還是企業,對于能源技術持續關注和投資仍然有其必要性,“因為這些關注和投資,能夠發掘出比現有資源更加經濟、環境足跡更低的資源選項。”大衛˙艾頓說。

技術驅動可持續發展

一直以來,用于能源生產和消費的技術不僅能夠促進能源本身的革命,還可以推動社會生產力的變化。面向未來,無論是對能源本身,還是經濟、社會和環境的影響,能源還將扮演最重要的角色。

18世紀末,從瓦特成功改良蒸汽機開始,工業革命依托蒸汽機、內燃機和電力等能源技術,實現了一個又一個的生產力革命,進而開啟了一段史無前例的人口增長時代。其間,世界人口增長至八倍,人類預期壽命也翻了一倍。

但是,人口的快速增加,對于能源的消費從煤炭到石油、天然氣,帶來的問題也與日俱增。如溫室氣體排放、城市過度擁擠和空氣、水以及土壤的污染等,能源的使用也給人類社會帶來了許多的問題。

這也是當今世界,全球社會面臨的雙重挑戰——既要滿足日益增長的能源需求,也要同時減少溫室氣體排放。空氣質量和水污染等其他問題也有待解決。

大衛˙艾頓表示,這一困境可以通過以下方式得到解決:盡可能高效地利用能源進而減少能源總消費,即節能;向低碳、零碳甚至負碳能源過渡,即能源轉型。

“能源轉型包括使用可再生能源或核能,也包括在發電領域用天然氣替代煤炭,因為天然氣發電的碳排放量僅為燃煤發電的一半。在以下這兩大領域,技術均可扮演關鍵角色:提高能源使用效率,提升低碳能源的可負擔性和可用性。”

實際上,在能源效率的提升方面,盡管人們為了開發和改進能源轉換技術付出了諸多努力,但是能源系統在整體上仍十分低效。在《報告》中顯示,早期人類在運用熱力學理論和簡單工程模擬的極限,是全球一次能源需求可以降低85%,不過,最新的研究表明,這一估計或許“過于理想”。

在劍橋大學工程系和BP的最新研究中,技術手段提升能源效率的極限,是能源消費量總量降低40%。在此情景下,煤炭、石油、天然氣和生物質能的需求將分別降低31%、47%、40%和40%,每年能減排135億噸二氧化碳。包括電力、供熱、交通等諸多方面,都有非常大的節能潛力。

如果這一模式在未來的運行中,被認為是經濟可行,將會影響能源供應體系的方方面面,無論是政府還是企業,在面對未來做出能源供應決策時,應對這一模式足夠重視。

數字化改變能源體系

在未來所有可能的技術革命中,無論是油氣、可再生能源還是氫能、核能,都無法脫離數字化帶來的影響。

報告預計,隨著數字工具(包括傳感器、超級計算、數據分析、自動化、人工智能等)依托“云”網絡而得到應用,到2050年能源系統內各分支的一次能源需求和成本將降低20%-30%。

能源行業數字化的構成要素包括了各類傳感器,它們收集數據流,通過監測諸如石油鉆機、煉油廠、車輛和發電系統等機械系統,為其提供數字化表達。“大數據”軟件對傳感器網絡所生成的海量數據加以迅速處理和分析,使人們能夠在作業前和作業期間進行模擬,進而對結果進行建模和優化。

數字技術的演化被《報告》描述為“四個視域”,而每一個視域都對能源行業具有深刻影響。能源行業目前已經跨越第一視域,基礎機器學習和增強/虛擬現實等技術,目前已經在能源行業得到了比較廣泛的應用。

以油氣行業為例,將智能傳感器裝在鉆頭上,它可對鉆頭的剩余壽命加以管理;利用人工智能對下游領域的油輪進行追蹤,有助于交易員進行更加明智的決策。

在第二視域,則已經有先進的成像系統、互聯網汽車和先進的3D掃描等技術,對能源及其周邊行業進行影響。

而在更廣泛的前景中,對能源行業的AI前景而言,認知系統將有一席之地。它能夠更智能、更流暢地與人類專家互動,并提供明確的解釋和答案。

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責任編輯:仁德財

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