這是我的第340篇專欄文章。 在前兩篇文章《LPWAN獨(dú)角獸Helium參與推動(dòng)能源去中心化,DeGEN重塑能源生態(tài)系統(tǒng)》和《能源范式大遷移,AIoT與DeGEN攜手打造高效智慧能源系統(tǒng)》中，我們深入探討了去中心化能源網(wǎng)絡(luò)(Decentralized Generative Energy Network，簡稱DeGEN)這一新興領(lǐng)域。 目前DeGEN仍處于相對低調(diào)的發(fā)展階段，其潛力可能尚未被充分認(rèn)識(shí)和挖掘。 值得注意的是，DeGEN中的”Generative”與生成式人工智能(Generative AI)中的”Generative”含義有所不同。 DeGEN主要依托AIoT技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化的能源管理和優(yōu)化，而生成式AI則側(cè)重于利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行智能內(nèi)容創(chuàng)作。 然而，這一術(shù)語差異也暗示了DeGEN的發(fā)展離不開AI的參與。 事實(shí)上，AI不僅可能成為DeGEN的主要應(yīng)用場景之一，反過來，DeGEN也將為AI的發(fā)展提供重要支撐。 根據(jù)測算，支持AI快速發(fā)展所需的計(jì)算能力大約每100天翻一番。如果要實(shí)現(xiàn)AI模型效率的10倍提升，相應(yīng)的計(jì)算能力需求可能會(huì)激增10,000倍。隨之而來的是AI任務(wù)運(yùn)行所消耗的能源也在加速增長，年增長率在26%至36%之間。 這意味著到2028年，AI使用的電力可能會(huì)超過2021年整個(gè)冰島的用電量。這無疑將給已經(jīng)緊張的電網(wǎng)帶來越來越大的壓力。 在此背景下，分布式能源(Distributed Energy Resources，簡稱DER)和DeGEN有望獲得越來越廣泛的重視和應(yīng)用，成為確保全球能源供應(yīng)安全和實(shí)現(xiàn)2050年凈零排放目標(biāo)的關(guān)鍵舉措之一。這或許也是一些知名投資機(jī)構(gòu)布局DeGEN領(lǐng)域的重要原因。 另一方面，根據(jù)世界經(jīng)濟(jì)論壇的數(shù)據(jù)，到2030年，AI有潛力幫助減少5-10%的全球溫室氣體排放。 因此，找到AI能源消耗與節(jié)能減排之間的平衡，可能是我們及時(shí)解決能源問題的關(guān)鍵所在。 本文將聚焦AI與DeGEN之間的結(jié)合點(diǎn)，探討分布式能源網(wǎng)絡(luò)在各地的部署進(jìn)展，以及可能面臨的挑戰(zhàn)。 通過深入分析AI和DeGEN的互動(dòng)關(guān)系，希望能為能源領(lǐng)域的變革提供新的視角。 AI和去中心化物理基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)(DePIN)的發(fā)展，為重塑能源網(wǎng)絡(luò)提供了一個(gè)全新的架構(gòu)和范式。 DePIN如同能源網(wǎng)絡(luò)的”骨架”，通過區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建起分布式、安全、高效的能源網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施；而人工智能(AI)則如同一雙有力的”翅膀”，賦予DePIN以智慧和優(yōu)化能力，推動(dòng)能源網(wǎng)絡(luò)向更加靈活、智能、綠色的方向升級(jí)。 近年來，可再生能源的經(jīng)濟(jì)性不斷改善，許多清潔能源的成本已經(jīng)低于化石燃料，而且還有進(jìn)一步下降的趨勢。 如上圖所示，2010年至2022年間，陸上風(fēng)電成本從比最便宜的化石燃料高出95%下降到低52%。太陽能光伏發(fā)電的成本下降速度更為驚人—2010年，其成本比最便宜的化石燃料高出約8倍，但到2022年將比化石燃料便宜近1/3。 AI將在加速可再生能源經(jīng)濟(jì)性改善方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。 例如，AI可以輔助開發(fā)用于清潔能源技術(shù)的新材料，優(yōu)化太陽能和風(fēng)力發(fā)電場的布局和運(yùn)營策略。此外，AI還可以顯著提升能源存儲(chǔ)系統(tǒng)的效率，改進(jìn)碳捕獲過程，提高氣候和天氣預(yù)測的精度，為能源規(guī)劃提供更加可靠的決策依據(jù)。AI技術(shù)甚至有望催化核聚變等前沿綠色能源領(lǐng)域的突破性進(jìn)展。 當(dāng)前，AI與能源領(lǐng)域的融合正在催生眾多令人振奮的創(chuàng)新成果。提高能源效率是減少不可再生能源使用的最直接、最有效的途徑之一。 如上圖所示，通過提高能源效率，我們可以在滿足社會(huì)用能需求的同時(shí)，最小化對有限化石能源的依賴，從而顯著降低未來可再生能源的裝機(jī)容量需求，這意味著建設(shè)新的可再生能源項(xiàng)目將耗費(fèi)更少的資源，經(jīng)濟(jì)效益更加顯著。 AI還可以為能源網(wǎng)絡(luò)用戶提供個(gè)性化的能源定制和增值服務(wù)。 例如，基于用戶的能源消費(fèi)數(shù)據(jù)和偏好，AI可以提供量身定制的能源套餐、優(yōu)惠促銷等服務(wù)，有效提高用戶滿意度和粘性。此外，AI還可以與智能家居、電動(dòng)汽車等其他領(lǐng)域深度結(jié)合，為用戶提供更加全面和便捷的一站式能源方案。 DePIN的出現(xiàn)為從底層架構(gòu)重構(gòu)能源網(wǎng)絡(luò)提供了新的可能。 傳統(tǒng)的能源網(wǎng)絡(luò)存在諸多痛點(diǎn)，如集中式架構(gòu)、能源損耗大、靈活性差、缺乏智能化手段等。DePIN通過深度融合區(qū)塊鏈技術(shù)和AI，構(gòu)建了一個(gè)去中心化、高效、靈活、智能的新型能源網(wǎng)絡(luò)。 DePIN支持多種能源形式(如電、熱、氣、氫等)的協(xié)同優(yōu)化和綜合利用，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的“多能互補(bǔ)”。通過構(gòu)建“多能流”耦合的能源網(wǎng)絡(luò)，DePIN實(shí)現(xiàn)了不同能源品種間的相互轉(zhuǎn)化和互濟(jì)，大幅提升了能源系統(tǒng)的整體效率和經(jīng)濟(jì)性。 在DePIN架構(gòu)下，分布式能源資源(如光伏發(fā)電、儲(chǔ)能設(shè)備、電動(dòng)汽車等)可以實(shí)現(xiàn)即插即用的靈活接入和智能調(diào)度，顯著提高能源利用效率和可再生能源滲透率，并且為網(wǎng)絡(luò)中的能源交易和結(jié)算提供一個(gè)安全、透明、高效的平臺(tái)。 DePIN借助智能合約和數(shù)字加密技術(shù)，能源交易可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化執(zhí)行和實(shí)時(shí)結(jié)算，大幅減少人工干預(yù)和差錯(cuò)，顯著提升交易效率。同時(shí)，AI還可以為能源交易提供實(shí)時(shí)的價(jià)格和供需信息，幫助用戶做出最優(yōu)決策。 總之，DePIN與AI的融合發(fā)展，正在開啟能源網(wǎng)絡(luò)的全新進(jìn)化之路，讓其煥發(fā)出前所未有的智慧與活力。 根據(jù)安永的最新報(bào)告，全球范圍內(nèi)，無論是北美、亞太還是歐洲，從集中式電網(wǎng)向分散式分布式能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變正在加速。 微電網(wǎng)、小型可再生能源、熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)施、分布式儲(chǔ)能和可控負(fù)載等多樣化的選擇方案正在不斷涌現(xiàn)，為能源系統(tǒng)的重構(gòu)提供了新的可能性。 這一轉(zhuǎn)變的主要驅(qū)動(dòng)力來自于市場實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)的迫切需求，以及加強(qiáng)能源安全的強(qiáng)烈愿望。 DER具有提高電網(wǎng)靈活性的巨大潛力，在增強(qiáng)能源系統(tǒng)韌性方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，使市場能夠更好地適應(yīng)不斷變化的內(nèi)外部條件，并能夠從各類中斷和沖擊中迅速恢復(fù)。 根據(jù)國際能源署的數(shù)據(jù)，加速部署可再生能源將需要每年將電網(wǎng)投資增加近三倍，到2020年代末達(dá)到近8000億美元。與此同時(shí)，數(shù)字化資產(chǎn)投資也需要增加8倍。 助力消化如此大額的投資壓力，在這個(gè)向分布式能源系統(tǒng)加速轉(zhuǎn)型的過程中，去中心化能源生成網(wǎng)絡(luò)(DeGEN)將發(fā)揮至關(guān)重要的作用。 在DeGEN架構(gòu)下，海量的分布式能源設(shè)備，如光伏電站、儲(chǔ)能電池、電動(dòng)汽車等，可以實(shí)現(xiàn)“即插即用”的靈活接入，成為能源網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。區(qū)塊鏈技術(shù)為這些分布式能源節(jié)點(diǎn)提供了安全可信的身份認(rèn)證和數(shù)據(jù)交互機(jī)制，確保了能源數(shù)據(jù)的真實(shí)性和不可篡改性，為能源交易和結(jié)算提供了透明、高效的平臺(tái)。 同時(shí)，DeGEN利用人工智能技術(shù)對能源網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全局感知和智能優(yōu)化。通過對能源產(chǎn)消數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)、用戶行為等海量信息的實(shí)時(shí)分析，AI算法可以精準(zhǔn)預(yù)測能源需求，優(yōu)化能源資源配置，提高能源利用效率。 DeGEN還引入智能合約和激勵(lì)機(jī)制，鼓勵(lì)分布式能源用戶參與電網(wǎng)調(diào)頻、需求響應(yīng)等輔助服務(wù)，提高了電網(wǎng)的靈活性和穩(wěn)定性。 此外，DeGEN還為分布式能源的投資和運(yùn)營提供了創(chuàng)新的商業(yè)模式。通過資產(chǎn)數(shù)字化和通證化，DeGEN允許普通用戶以較低的門檻參與分布式能源項(xiàng)目的投資，并基于智能合約實(shí)現(xiàn)收益的自動(dòng)分配。這種共享經(jīng)濟(jì)模式將極大地激發(fā)社會(huì)資本參與能源轉(zhuǎn)型的積極性，加速分布式能源的規(guī)?；l(fā)展。 隨著DeGEN在全球范圍內(nèi)的加速落地和推廣，它將成為分布式能源時(shí)代的重要底層基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)平臺(tái)，助力實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的集中式能源系統(tǒng)向分布式、數(shù)字化、智能化能源系統(tǒng)的歷史性轉(zhuǎn)變。 DeGEN的發(fā)展之路雖然前景光明，但也不會(huì)一帆風(fēng)順，將會(huì)面臨諸多挑戰(zhàn)，其中網(wǎng)絡(luò)安全方面的難題尤為突出。 近年來，在發(fā)生一系列網(wǎng)絡(luò)攻擊事件之后，確保能源基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)安全一直是業(yè)界和社會(huì)高度關(guān)注的焦點(diǎn)。其中最引人注目的一次是2021年5月發(fā)生的針對美國最大燃油管道Colonial的勒索軟件攻擊。 隨著能源行業(yè)向分布式的過渡和智能電網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，只會(huì)進(jìn)一步凸顯網(wǎng)絡(luò)安全的重要性。 能源系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，從發(fā)電廠、電網(wǎng)到管道和云系統(tǒng)，都容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊的威脅。隨著新技術(shù)越來越依賴智能物聯(lián)網(wǎng)(AIoT)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)的連接，保護(hù)這些設(shè)備的難度也在不斷加大。 使用智能電表等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備會(huì)顯著增加潛在的攻擊面。由于許多此類設(shè)備沒有完整的操作系統(tǒng)，配置不當(dāng)，有時(shí)甚至使用硬編碼密碼，因此還會(huì)帶來額外的安全隱患。這些設(shè)備通常價(jià)格低廉，因此經(jīng)常被遺忘，長期處于無人管理的連接狀態(tài)。 設(shè)備監(jiān)控也面臨諸多障礙，如日志生成不完整等。這些設(shè)備在配置和設(shè)計(jì)上趨于相似，這意味著它們更容易受到威脅者入侵或攻擊的影響。由于許多設(shè)備使用相同的硬編碼密碼，一次成功的攻擊就可能在短時(shí)間內(nèi)接管大量設(shè)備。 面對快速變化的網(wǎng)絡(luò)安全形勢和日益老練的黑客，DeGEN的安全策略需要多管齊下。 首先，DeGEN需要從架構(gòu)設(shè)計(jì)之初就將網(wǎng)絡(luò)安全視為核心要?jiǎng)?wù)。這意味著在DeGEN的各個(gè)組成部分，包括物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、智能合約等方面，都要充分考慮和植入安全機(jī)制，提高系統(tǒng)本身的安全性。 其次，DeGEN可以積極利用區(qū)塊鏈技術(shù)的安全優(yōu)勢，構(gòu)建一個(gè)分布式、不可篡改的能源交易和數(shù)據(jù)共享網(wǎng)絡(luò)。通過將區(qū)塊鏈技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)深度融合，DeGEN可以在確保安全可信的前提下，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的高效協(xié)同和智能優(yōu)化。 最后，DeGEN項(xiàng)目需要廣泛吸納和匯聚各方力量，攜手共建共治共享的能源網(wǎng)絡(luò)安全體系。只有在能源企業(yè)、設(shè)備廠商、安全公司、用戶等各方密切協(xié)作、攜手并進(jìn)的合力下，我們才能真正構(gòu)筑起DeGEN堅(jiān)實(shí)的安全防線。 未來，網(wǎng)絡(luò)安全可能會(huì)成為DeGEN能否行穩(wěn)致遠(yuǎn)的關(guān)鍵因素。在DeGEN與網(wǎng)絡(luò)安全的協(xié)同進(jìn)化中，一個(gè)更加智慧、綠色、安全、包容的能源未來正在悄然而至。 隨著AI、DePIN和DeGEN的不斷融合發(fā)展，我們有理由相信，一場能源領(lǐng)域的革命正在悄然興起。 這場革命不僅將重塑我們的能源系統(tǒng)，更將深刻影響我們的生活方式和社會(huì)運(yùn)行模式。在這個(gè)過程中，我們需要審慎應(yīng)對技術(shù)帶來的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，在革新與安全之間尋求平衡。只有這樣，我們才能真正實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展。 參考資料：DePIN為骨，AI為翼，開啟能源網(wǎng)絡(luò)新架構(gòu)
全球能源格局加速轉(zhuǎn)型：分布式成為必選項(xiàng)
DeGEN發(fā)展之路：網(wǎng)絡(luò)安全將成為關(guān)鍵議題
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Can decentralized energy get good enough, fast enough? 作者：Arnaud de Giovanni，Ben Warren，來源：Ernst & Young LLP
How to manage AI’s energy demand - today, tomorrow and in the future，作者：Beena Ammanath，來源：weforum.org
