在歐美智慧用能

本刊 | 張雪偉

語音助手Alexa播報章魚能源的分時電價信息

萬物互聯，賦予萬物感知、認知，以實現人類對周圍環境的預知和控制，這是人類一直以來所追求的。在歐美國家，物聯網在能源領域的應用已經滲透到了各個方面，有給終端用戶提供的分時電價應用，有大學或企業降低能耗所用的物聯網平臺，還有為優化城市生活空間、提升居民生活質量而建的智慧城市項目。

章魚小機靈

亞馬遜的語音助手Alexa在智能家居中“神通廣大”，它可以調暗燈光、鎖門、調節供暖、操作智能家電和設備等。在此之外，它還獲得了一項新技能——報電價。你只需要說，“Alexa，問問章魚，‘今天什么時候電價最便宜？’”便可以得到精準的電價信息。

2018年，英國一能源公司章魚能源（Octopus Energy）推出了一款分時電價應用，叫作“章魚小機靈”（Agile Octopus），供客戶訪問能源批發價格的動態半小時費率。每天下午4點，章魚小機靈會更新當天晚上11點至第二天上午11點的能源半小時費率表。將章魚小機靈連接到語音助手Alexa上，人們就可以非常方便地隨時問問Alexa，什么時間電價最便宜，什么時間最貴，當前價格幾何，或者當天某個特定時間的電價如何，你已經花了多少電費，甚至還能與智能產品連接，獲取便宜、清潔、可自動控制的能源。

使終端消費者獲取峰谷電價信息，可以說章魚小機靈平臺是邁向更智能能源傳輸的關鍵一步。比如，對使用電動汽車、電蓄熱器，或者任何能避開下午4點至7點之間用電高峰的人來說，他們可以獲得比常規電價低很多的電價。這不僅可以每年為他們省下一大筆錢，也有助于降低電網負荷，減少電網全面檢修的開支。

通過這種方式，章魚小機靈還帶動了可再生能源的消納。在電價尤其低（通常是由于可再生能源發電量較高）的時候，章魚小機靈會特別提醒這類消費者來用電。據介紹，章魚能源受到德國、丹麥等國家負電價的啟發，想到“如果消費者能夠認識到可再生能源發電可以帶來超低電價，就會選擇消納可再生能源”。

實際上，能源物聯網技術在歐洲電力市場交易中已經越來越多地被應用，并且是作用在終端消費者身上。據北歐電力市場（Nord Pool）咨詢公司CEO Hans-Arild Bredesen介紹，歐洲一些公司開始利用互聯網及AI技術為電動汽車用戶提供智能充電解決方案，根據用戶的用車時間來優化充電過程。比如，當天下班后，可設定第二天早上7點半給電動汽車充到80%的電。在保證電價低時充電消費、電價高時賣電賺錢的基礎上，開發每個車主的個性化需求，智能充電解決方案發展空間巨大。Bredesen相信，在能源物聯網的加持下，能源行業將會被極大地影響，電力市場交易效率會越來越高。

降低至凈零能耗

谷歌希望降低能耗，夏威夷大學希望建立凈零能耗校園，他們都選擇了以物聯網方式來實現。

利用物聯網及人工智能技術，谷歌已經使其數據中心的能耗降低了30%。這個項目意義重大：2017年《氣候變化新聞》（Climate Change News）的一份報告顯示，到2025年，數據中心及世界通信業將會消耗世界電量的20%。

2016年，谷歌與人工智能公司DeepMind聯手開發了一款人工智能驅動的推薦系統，幫助提升數據中心的能源利用效率。后來，DeepMind的人工智能平臺直接獨立控制了數據中心建筑內的冷卻系統。該人工智能平臺每五分鐘即會通過數以千計的傳感器對冷卻系統進行一次快照，隨即傳輸至DeepMind的深度神經網絡，這里可預測出潛在活動的不同組合會對未來能源消耗產生怎樣的影響。然后，該人工智能平臺會識別出，在滿足正常的安全條件前提下，哪些活動組合將使能源消耗最小化。篩選后的活動組合會被送回到各個數據中心，經當地控制系統驗證后投入應用，降低能耗。

數據中心的服務器穩定高效運行對谷歌的日常運營來說至關重要，而服務器夜以繼日地運行會產生大量的熱量，冷卻系統必不可少。因此，在保障安全的基礎上，谷歌非常看重降低冷卻系統的能耗。

夏威夷大學致力于構建“智慧能源大學”，計劃到2035年建成凈零能耗大學系統。這套系統集成電力變電站監控、75個高層建筑電表、30個建筑自動化系統、44個太陽能光伏系統及光伏逆變器。

夏威夷大學利用能源物聯網平臺，訪問其十個校園30多座高耗能建筑的實時能源數據，并進行分析，優化管理，提高能源利用效率，也可擴大其可再生能源利用率。該平臺每秒鐘收集2600多個新的數據點，節省了人工月檢、讀表及數據輸入的時間。夏威夷大學能源管理可持續發展辦公室主任Miles Topping表示，“掌握數據是戰略性能源管理的第一步，是夏威夷大學可持續發展及節能的轉折點。”

當城市可感知

到2040年，世界上大約三分之二的人口將會集中在城市中心。人口的不斷集聚和城市的不斷擴張導致“大城市病”逐漸凸顯。智慧城市則可以緩解這一癥狀，提升城市資源利用效率、優化城市管理和服務、改善居民生活質量。

未來，城市中的一切將被集中式數據庫和高度互聯的基礎設施所激活，城市會變得具有感知能力，人們的生活體驗也將完全被重塑。當前，全球已有1000個試點智慧城市在建設中，或處于最終規劃階段。

加州在采用電動汽車方面走在前端，但是“在哪里充電”是一個讓人頭疼的問題。對此，加州城市圣地亞哥在其動物園啟動了一項“從太陽能到電動汽車”項目，用太陽能發電直接給電動汽車充電，并將多余電量接入電網。這一項目共包含5個充電點和10個太陽能棚（solar canopies），可以儲備供應59戶人家的電量，是圣地亞哥市、GE公司、加州大學圣地亞哥分校，以及CleanTech公司政企合作的一部分。圣地亞哥還安裝了3000個自適應調節的LED路燈，并將安裝3200個智能傳感器來追蹤空氣質量和交通，欲打造世界上最大的物聯網平臺。

大多數城市的電網供電較貴。比如，安大略省的一個城市路燈電費從2005 年到2019年急劇增長了14倍，嚴重的電力開支給城市帶來一系列問題。有著類似問題的多倫多則轉向使用太陽能智慧城市路燈，其中布魯爾西大街(Bloor Street West)安裝了太陽能智慧城市LED路燈，并配備Wi-Fi熱點功能，以及其他物聯網設備。這些路燈100%由太陽能供電，無需連接到電網，可節省大約140萬加元的相關費用。