這是我的(de)第340篇(pian)專(zhuan)欄文章。 在前兩篇文(wen)章和中，我(wo)們深入(ru)探討了去(qu)中心化能(neng)源(yuan)網絡(Decentralized Generative Energy Network，簡稱DeGEN)這一(yi)新興領域。 目前DeGEN仍處于相對低調的發展階段，其潛力可能尚未被充分認識和挖掘。 值得注意的是，DeGEN中的”Generative”與生成式人工智能(Generative AI)中(zhong)的”Generative”含義有所不同。 DeGEN主(zhu)要(yao)依托AIoT技術實現智能化的能源(yuan)管理和優化，而生成式AI則側重于利用機器(qi)學習算法進行智能內容創作。 然而，這一(yi)術(shu)語差異也暗示(shi)了DeGEN的發展離不(bu)開AI的參與。 事實上，AI不僅可能成為DeGEN的主要應用場景之一，反過來，DeGEN也將為AI的發展提供重要支撐。 根(gen)據(ju)測算，支持(chi)AI快速發展所需的計(ji)算能力大(da)約每100天翻一(yi)番。如果要實現AI模型效率的10倍提升(sheng)，相(xiang)應的計(ji)算能力需求(qiu)可(ke)能會(hui)激增10,000倍。隨之(zhi)而來的是AI任務(wu)運行所消耗的能源(yuan)也在加速增長，年增長率在26%至(zhi)36%之(zhi)間。 這意味著到2028年(nian)(nian)，AI使用的(de)(de)電(dian)力(li)(li)可(ke)能會超過2021年(nian)(nian)整個冰島的(de)(de)用電(dian)量。這無疑將給已經(jing)緊張的(de)(de)電(dian)網(wang)帶來(lai)越來(lai)越大的(de)(de)壓力(li)(li)。 在此背景下，分(fen)布(bu)式能源(Distributed Energy Resources，簡稱DER)和DeGEN有(you)望獲得越(yue)來越(yue)廣泛的(de)重(zhong)視和應用(yong)，成(cheng)為確保全球能源供(gong)應安全和實(shi)現2050年凈零排放目標的(de)關鍵舉措之一。這或許也是一些知名投資機構布(bu)局DeGEN領域(yu)的(de)重(zhong)要原(yuan)因。 另一方(fang)面(mian)，根據(ju)世界經(jing)濟(ji)論壇的(de)數據(ju)，到2030年(nian)，AI有(you)潛(qian)力幫助減少5-10%的(de)全(quan)球溫(wen)室氣體排放(fang)。 因此，找到AI能(neng)源(yuan)消耗與(yu)節(jie)能(neng)減排之間的(de)平衡(heng)，可能(neng)是我們及時解決能(neng)源(yuan)問題的(de)關(guan)鍵所在。 本文將聚焦AI與DeGEN之間(jian)的結合點，探討分布式能(neng)源(yuan)網絡在各地(di)的部署進展，以及可能(neng)面臨的挑戰。 通過深入分析AI和DeGEN的(de)互(hu)動(dong)關系，希(xi)望能(neng)為能(neng)源領域的(de)變革提(ti)供(gong)新的(de)視(shi)角。 AI和去中心化物理(li)基礎設施網(wang)絡(DePIN)的發展(zhan)，為重塑能源網(wang)絡提(ti)供了一個全新的架構(gou)和范式。 DePIN如同能源網絡的”骨架”，通過區塊鏈技術構建起分布式、安全、高效的能源網絡基礎設施；而人工智能(AI)則如同一雙有力的”翅膀”，賦予DePIN以智慧和優化能力，推動能源網絡向更加靈活、智能、綠色的方向升級。 近(jin)年來，可(ke)再(zai)生能源的經濟性(xing)不斷(duan)改善，許多清潔能源的成(cheng)本已經低于(yu)化石燃(ran)料(liao)，而且還有進一(yi)步下降的趨勢。 如上圖所示，2010年(nian)(nian)至2022年(nian)(nian)間，陸上風電成(cheng)本(ben)從(cong)比最(zui)(zui)便(bian)(bian)宜的化(hua)石燃(ran)(ran)料高出(chu)95%下(xia)降到(dao)低52%。太陽能光伏發電的成(cheng)本(ben)下(xia)降速度更(geng)為驚人—2010年(nian)(nian)，其成(cheng)本(ben)比最(zui)(zui)便(bian)(bian)宜的化(hua)石燃(ran)(ran)料高出(chu)約8倍，但到(dao)2022年(nian)(nian)將比化(hua)石燃(ran)(ran)料便(bian)(bian)宜近1/3。 AI將在加(jia)速可再生能(neng)源經濟性改善方面發揮了(le)關鍵作用(yong)。 例如，AI可以輔(fu)助開發用于清潔能源(yuan)技(ji)術(shu)(shu)的(de)新材料，優化太(tai)陽(yang)能和風力發電場(chang)的(de)布局和運(yun)營策(ce)(ce)略。此外(wai)，AI還可以顯(xian)著(zhu)提升能源(yuan)存儲(chu)系統的(de)效率，改進碳(tan)捕獲過程，提高氣候和天氣預測的(de)精度(du)，為(wei)能源(yuan)規(gui)劃提供更加可靠的(de)決策(ce)(ce)依據(ju)。AI技(ji)術(shu)(shu)甚(shen)至有望催化核聚(ju)變等前沿(yan)綠色(se)能源(yuan)領域(yu)的(de)突破(po)性(xing)進展。 當前，AI與能(neng)源領域的融合正在催(cui)生(sheng)眾多令人振(zhen)奮的創新成果(guo)。提高能(neng)源效率是減少不可再生(sheng)能(neng)源使用的最直接(jie)、最有效的途徑之(zhi)一。 如(ru)上圖所示，通過提(ti)高能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)效率，我(wo)們可以在滿(man)足社會用能(neng)(neng)需求的(de)(de)同時，最小(xiao)化(hua)對有(you)限化(hua)石能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)依賴，從而顯(xian)著(zhu)降低未來可再(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)裝機容量(liang)需求，這意味著(zhu)建(jian)設新的(de)(de)可再(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)項目將耗費更少的(de)(de)資源(yuan)(yuan)(yuan)，經濟效益更加顯(xian)著(zhu)。 AI還可以為能源(yuan)網絡用戶提供個性(xing)化的能源(yuan)定制和增值服務。 例如，基于用戶的能源消費數據和偏好，AI可以提供量身定制的能源套餐、優惠促銷等服務，有效提高用戶滿意度和粘性。此外，AI還可以與智能家居、電動汽(qi)車等其他領域深度結合，為(wei)用戶提供更加全面和便捷的(de)一站式(shi)能源方案。 DePIN的出現為從底層架構重構能源網絡提供了新的可能。 傳統的能(neng)源網絡存在諸多(duo)痛點，如集中式(shi)架(jia)構(gou)、能(neng)源損耗大、靈活(huo)性差、缺(que)乏智(zhi)能(neng)化手段等。DePIN通過深度(du)融合區塊鏈技術(shu)和AI，構(gou)建了(le)一個(ge)去中心化、高效、靈活(huo)、智(zhi)能(neng)的新型(xing)能(neng)源網絡。 DePIN支持多種能源(yuan)(yuan)形式(shi)(如電、熱、氣、氫等)的(de)(de)協同(tong)優(you)化和(he)綜合利用，實現了真正意義上的(de)(de)“多能互(hu)補(bu)”。通過(guo)構建“多能流”耦合的(de)(de)能源(yuan)(yuan)網絡，DePIN實現了不同(tong)能源(yuan)(yuan)品種間的(de)(de)相互(hu)轉(zhuan)化和(he)互(hu)濟(ji)，大(da)幅提升了能源(yuan)(yuan)系統的(de)(de)整(zheng)體效率和(he)經濟(ji)性。 在DePIN架構下，分布(bu)式能(neng)源(yuan)(yuan)資(zi)源(yuan)(yuan)(如光伏發(fa)電、儲能(neng)設備、電動汽車等)可以實(shi)現即插(cha)即用的(de)(de)靈活接入和智能(neng)調度，顯(xian)著提高能(neng)源(yuan)(yuan)利用效率和可再生(sheng)能(neng)源(yuan)(yuan)滲透率，并且為(wei)網(wang)絡中的(de)(de)能(neng)源(yuan)(yuan)交易和結算提供一個安全、透明、高效的(de)(de)平(ping)臺。 DePIN借助智能(neng)合約和數字加密技(ji)術，能(neng)源(yuan)交易可以(yi)實現自動化執行和實時(shi)結算，大幅減少人工干預(yu)和差錯，顯著提(ti)升交易效率。同時(shi)，AI還可以(yi)為能(neng)源(yuan)交易提(ti)供(gong)(gong)實時(shi)的價格和供(gong)(gong)需信(xin)息，幫助用戶(hu)做出最優決策。 總(zong)之(zhi)，DePIN與AI的(de)融合發(fa)(fa)展(zhan)，正(zheng)在開啟(qi)能源網絡的(de)全新進化(hua)之(zhi)路(lu)，讓其煥發(fa)(fa)出前(qian)所未(wei)有的(de)智(zhi)慧與活力。 根據安永的(de)(de)最(zui)新(xin)報告，全球(qiu)范圍(wei)內，無論是(shi)北美、亞太還是(shi)歐(ou)洲，從(cong)集(ji)中式電網向(xiang)分散式分布式能源系(xi)統的(de)(de)轉變正在加速。 微(wei)電(dian)網、小型可(ke)再生(sheng)能(neng)源(yuan)、熱電(dian)聯(lian)產設施、分布(bu)式儲能(neng)和可(ke)控負載等多樣化(hua)的(de)選擇方案正在不(bu)斷涌現(xian)，為能(neng)源(yuan)系統的(de)重構(gou)提供了(le)新的(de)可(ke)能(neng)性(xing)。 這(zhe)一轉(zhuan)變的(de)主(zhu)要(yao)驅(qu)動(dong)力(li)來自于市場實現脫碳目標(biao)的(de)迫切(qie)需(xu)求，以及(ji)加強能源安(an)全的(de)強烈愿望。 DER具有提高電網靈活(huo)性的巨大潛力，在增強能(neng)源(yuan)系統韌(ren)性方面(mian)發揮著關鍵(jian)作用，使(shi)市場能(neng)夠更好地(di)適應(ying)不(bu)斷(duan)變化的內外部條件，并能(neng)夠從各(ge)類中斷(duan)和沖擊(ji)中迅速(su)恢復(fu)。 根據國際能源署的數據，加速部署可再生能源將需要每年將電網投資增加近三倍，到2020年代末達到近8000億美元。與此同時，數字化資產投資也需要增加8倍。 助力消化如此大額的投資壓力，在這個向分布式能源系統加速轉型的過程中，去中心化能源生成網絡(DeGEN)將發揮至關重要的作用。 在DeGEN架構下(xia)，海量的(de)分布式(shi)能(neng)(neng)源(yuan)設備，如(ru)光(guang)伏電站、儲能(neng)(neng)電池、電動(dong)汽車等(deng)，可(ke)以實現“即插即用”的(de)靈活接入，成為(wei)能(neng)(neng)源(yuan)網絡的(de)重要組成部分。區塊鏈(lian)技(ji)術為(wei)這些分布式(shi)能(neng)(neng)源(yuan)節點提供了安全可(ke)信的(de)身份認證和(he)數據交互機制，確保了能(neng)(neng)源(yuan)數據的(de)真實性和(he)不(bu)可(ke)篡改(gai)性，為(wei)能(neng)(neng)源(yuan)交易(yi)和(he)結算提供了透明、高效的(de)平臺(tai)。 同時，DeGEN利用人工智(zhi)能(neng)(neng)技術對能(neng)(neng)源(yuan)網絡進行全局感知和智(zhi)能(neng)(neng)優化。通過對能(neng)(neng)源(yuan)產消數據、設備狀(zhuang)態、用戶行為(wei)等海量信息(xi)的(de)實時分析，AI算法可以(yi)精準預測(ce)能(neng)(neng)源(yuan)需求(qiu)，優化能(neng)(neng)源(yuan)資源(yuan)配置，提高能(neng)(neng)源(yuan)利用效率。 DeGEN還引入(ru)智能合(he)約和(he)激勵機制，鼓(gu)勵分(fen)布式能源用戶參與電網(wang)調頻(pin)、需求響應等(deng)輔助(zhu)服務(wu)，提高了電網(wang)的(de)靈活性和(he)穩定性。 此外，DeGEN還為分布(bu)式(shi)(shi)能源的投(tou)(tou)資(zi)和(he)運營提(ti)供(gong)了創新的商業模(mo)式(shi)(shi)。通過資(zi)產數字化(hua)和(he)通證化(hua)，DeGEN允許普通用(yong)戶(hu)以較低的門檻參與分布(bu)式(shi)(shi)能源項(xiang)目的投(tou)(tou)資(zi)，并基于(yu)智能合約實現收益的自動(dong)分配(pei)。這種共(gong)享(xiang)經(jing)濟(ji)模(mo)式(shi)(shi)將極大地激(ji)發社(she)會資(zi)本參與能源轉(zhuan)型的積極性，加(jia)速分布(bu)式(shi)(shi)能源的規模(mo)化(hua)發展。 隨(sui)著DeGEN在(zai)全球(qiu)范圍內的(de)(de)加(jia)速落地(di)和推廣，它將成(cheng)為分布式能源時(shi)代的(de)(de)重要底層(ceng)基礎設施和服務平臺(tai)，助(zhu)力實(shi)現(xian)從傳統(tong)(tong)的(de)(de)集(ji)中式能源系統(tong)(tong)向分布式、數字化、智能化能源系統(tong)(tong)的(de)(de)歷(li)史(shi)性轉變。 DeGEN的發展之路雖(sui)然前景光(guang)明(ming)，但(dan)也不會一帆風順(shun)，將會面臨諸多挑戰，其中網(wang)絡安全方面的難(nan)題尤為突出。 近(jin)年來，在(zai)發生一系列網絡攻擊(ji)事件之(zhi)后，確(que)保能源(yuan)基礎設施的(de)(de)網絡安全一直是業(ye)界和(he)社會高度(du)關(guan)注(zhu)的(de)(de)焦點(dian)。其中最(zui)引人注(zhu)目(mu)的(de)(de)一次是2021年5月發生的(de)(de)針對(dui)美(mei)國最(zui)大燃油管道(dao)Colonial的(de)(de)勒(le)索軟件攻擊(ji)。 隨著能源行業向分布式的過渡和智能電網技術的廣泛應用，只會進一步凸顯網絡安全的重要性。 能(neng)(neng)源系(xi)統(tong)中的關鍵設(she)備(bei)，從(cong)發(fa)電(dian)廠、電(dian)網到管道和云系(xi)統(tong)，都(dou)容易受到網絡(luo)攻(gong)擊的威脅(xie)。隨著新技術越來越依賴智能(neng)(neng)物聯(lian)網(AIoT)和工業物聯(lian)網(IIoT)的連接(jie)，保(bao)護這些設(she)備(bei)的難(nan)度(du)也在不斷加(jia)大。 使(shi)用(yong)智能電(dian)表(biao)等物聯網設(she)備會(hui)顯著增加(jia)潛在的(de)(de)(de)攻擊面。由于(yu)許多此類設(she)備沒有完(wan)整的(de)(de)(de)操(cao)作系統，配(pei)置不當，有時甚至使(shi)用(yong)硬(ying)編(bian)碼(ma)密碼(ma)，因(yin)此還會(hui)帶來額外(wai)的(de)(de)(de)安全隱患。這些設(she)備通(tong)常(chang)價格低(di)廉，因(yin)此經(jing)常(chang)被(bei)遺(yi)忘，長(chang)期處于(yu)無人(ren)管(guan)理的(de)(de)(de)連(lian)接(jie)狀(zhuang)態。 設備(bei)監控也面臨(lin)諸多障礙，如日志(zhi)生成不完整(zheng)等(deng)。這(zhe)些(xie)設備(bei)在配置和設計上(shang)趨于相(xiang)似，這(zhe)意味著它們更(geng)容易受到威脅者(zhe)入侵(qin)或攻(gong)擊的影響。由(you)于許(xu)多設備(bei)使用(yong)相(xiang)同的硬(ying)編碼密碼，一次成功的攻(gong)擊就可(ke)能在短時間內接管大量設備(bei)。 面對快速變化的網絡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(yao)從架構設計之(zhi)初(chu)就(jiu)將(jiang)網(wang)絡(luo)安(an)全(quan)(quan)視為核心要(yao)務(wu)。這意味著在DeGEN的(de)各個組成(cheng)部分(fen)，包括物聯網(wang)設備、通信協議、數據存儲、智能合約等方面，都要(yao)充分(fen)考(kao)慮和植入安(an)全(quan)(quan)機(ji)制(zhi)，提高系統本身的(de)安(an)全(quan)(quan)性。 其次，DeGEN可(ke)以積極利(li)用區(qu)塊鏈技(ji)術(shu)的安全優(you)勢，構建一個分布式、不(bu)可(ke)篡(cuan)改的能(neng)(neng)源(yuan)交易和數據(ju)共享網絡。通過將區(qu)塊鏈技(ji)術(shu)與物聯網、人(ren)工智能(neng)(neng)等技(ji)術(shu)深度融合，DeGEN可(ke)以在(zai)確保(bao)安全可(ke)信的前提(ti)下(xia)，實現能(neng)(neng)源(yuan)系(xi)統的高(gao)效(xiao)協同和智能(neng)(neng)優(you)化。 最后，DeGEN項目需(xu)要廣泛吸納(na)和匯聚(ju)各(ge)方(fang)力(li)量，攜手共建共治共享的能(neng)源網(wang)絡安全體系。只有在能(neng)源企(qi)業、設備廠商、安全公司、用(yong)戶等各(ge)方(fang)密(mi)切(qie)協作、攜手并(bing)進的合力(li)下，我們才能(neng)真(zhen)正構筑起DeGEN堅實的安全防(fang)線。 未(wei)來(lai)(lai)，網絡(luo)安全(quan)可能(neng)會成為DeGEN能(neng)否行(xing)穩(wen)致遠的關鍵因(yin)素。在DeGEN與(yu)網絡(luo)安全(quan)的協同(tong)進化中，一個更加智慧、綠色、安全(quan)、包(bao)容的能(neng)源(yuan)未(wei)來(lai)(lai)正在悄然而(er)至。 隨(sui)著AI、DePIN和(he)DeGEN的不(bu)斷(duan)融合發展(zhan)，我們有(you)理由相(xiang)信，一場能源領域的革命正在悄然興起(qi)。 這場革命不(bu)僅將重(zhong)塑我(wo)們的能(neng)(neng)源(yuan)系(xi)統，更將深刻(ke)影響我(wo)們的生活方式(shi)和(he)社會(hui)運行模式(shi)。在(zai)這個過程(cheng)中，我(wo)們需要審慎應(ying)對技(ji)術帶來(lai)的機遇和(he)挑戰，在(zai)革新與安全之(zhi)間尋(xun)求平衡(heng)。只(zhi)有這樣，我(wo)們才能(neng)(neng)真正(zheng)實現能(neng)(neng)源(yuan)的可持續發(fa)展。 參考資料：DePIN為骨，AI為翼，開啟能源網絡新架構
全球能源格局加速轉型：分布式成為必選項
DeGEN發展之路：網絡安全將成為關鍵議題
寫在最后
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
