張宇：AI助力“零碳成長(cháng)”科技賦能綠色轉型

編者按：2021年7月8日，以“碳中和與未來(lái)能源”為主題的“第三屆未來(lái)能源大會(huì )”在北京召開(kāi)，本次大會(huì )由中國能源研究會(huì )與中國能源網(wǎng)聯(lián)合主辦。會(huì )上，百度智能云智慧能源行業(yè)解決方案總監張宇發(fā)表了“AI助力‘零碳成長(cháng)’科技賦能綠色轉型”的主旨演講。

以下內容根據論壇演講實(shí)錄進(jìn)行整理。

張宇：大家好，我是來(lái)自百度的張宇。

這些大的背景和環(huán)境今天大家都說(shuō)得很多了，我就不再重復占用大家時(shí)間了，唯一想說(shuō)的是，我們從國際國內兩個(gè)層面都已經(jīng)把“雙碳”目標實(shí)現提到前所未有的高度。在國際層面，我們已經(jīng)對外公布很多具體路徑，其中有很多是跟我們的能源行業(yè)息息相關(guān)的，是直接相關(guān)的。在國內層面，我們不光是把它放到了戰略高度，同時(shí)我們也有了相應的規劃和具體實(shí)踐路線(xiàn)。“雙碳”目標不僅僅表達了我們國家對能源保護和能源轉型的總體考量，更多是為了我們國家應對全球競爭以及能源革命帶來(lái)的廣泛影響的提前布局。無(wú)論如何，我們面臨的挑戰和壓力是非常大的。世界上主要的經(jīng)濟體，每一個(gè)經(jīng)濟體“碳達峰碳中和”時(shí)間表不一樣，但是我們國家自從加入WTO以后，我們國家二氧化碳排放量是以一個(gè)很高的速率在上升，而且總量也很高，我們到2060年達峰其實(shí)壓力是很大的。

我們再稍微往下沉一下，這里有很多老師已經(jīng)介紹過(guò)了，我在這不多占用時(shí)間。一個(gè)結論，我們還是要對能源、交通、工業(yè)這幾個(gè)方向，如果我們要實(shí)現“碳達峰碳中和”，一個(gè)最有效的路徑就是從這三個(gè)方向來(lái)解決問(wèn)題。

為了達到這個(gè)目標，我們整個(gè)能源結構，包括產(chǎn)業(yè)和消費，和區域結構，可能都會(huì )發(fā)生重要調整，這里面的一些細節我不再贅述了。但是我想說(shuō)一下，從我們整體能源結構來(lái)看，化石能源占比下降非常顯著(zhù)，清潔能源占比提升也會(huì )很明顯。所以我覺(jué)得我們后面很長(cháng)一段時(shí)間工作重點(diǎn)應該會(huì )放在這兩個(gè)領(lǐng)域。

現在背景有了，我們面臨的挑戰也很清楚了，下面一個(gè)問(wèn)題是，我們能做什么？百度作為一家中國的互聯(lián)網(wǎng)公司，我們能在這里面做出我們自己的貢獻嗎？我們在今年公布了2030年需要實(shí)現集團運營(yíng)層面碳中和目標，剛才我給大家匯報的標題是AI助力零碳成長(cháng)。剛才主持人說(shuō)得很有意思，百度實(shí)際上是一家做搜索開(kāi)始的公司，我們現在更多地把自己的努力方向放在了人工智能領(lǐng)域，所以我們一般會(huì )認為自己是一家有比較強的技術(shù)基因的公司。我們一直認為科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，我們也相信科技是推動(dòng)“碳達峰碳中和”實(shí)現“雙碳”目標的最重要的推動(dòng)力。所以，在這個(gè)過(guò)程中，我們希望借助全棧式豐富的人工智能能力，還有我們的產(chǎn)業(yè)實(shí)踐，不僅讓我們自己能夠達成碳中和目標，也希望我們的技術(shù)能夠在各行各業(yè)有更多地應用和落地，幫助我們全社會(huì )能夠實(shí)現這個(gè)目標。

具體我們也有一些實(shí)現路徑，我簡(jiǎn)單和大家說(shuō)一下。

因為我們是一家互聯(lián)網(wǎng)公司，所以數據中心是我們非常重要的一個(gè)生產(chǎn)工具，建立綠色數據中心就很重要。這里面有幾個(gè)數據我簡(jiǎn)單匯報一下。

我們國家的數據中心，它的PUE，能源使用效率，這個(gè)一般情況下是在1.8-2左右，一些中小型數據中心值可能會(huì )更高一些，這個(gè)值越低越好，一般中小型數據中心是在2-2.5之間。百度去年經(jīng)過(guò)努力，其實(shí)我們在2020年P(guān)UE平均值是1.14，這個(gè)數字背后有很多比如冷鏈調度，有很多人工智能相應算法，也有很多比如光、熱的處理，我們后續會(huì )在這個(gè)方向進(jìn)一步努力，進(jìn)一步降低這個(gè)值，同時(shí)提升我們的能效，這是一個(gè)方面。

第二個(gè)，構建智慧辦公樓宇。我們從自己的領(lǐng)域開(kāi)始嘗試，我覺(jué)得我們跟騰訊的同事們非常類(lèi)似，我們從自己地辦公領(lǐng)域開(kāi)始嘗試，我們希望把我們的一些經(jīng)驗和技術(shù)能夠分享給大家，讓大家在自己的領(lǐng)域里面也可以復用我們的經(jīng)驗。

第三個(gè)，智能交通領(lǐng)域的全鏈條減碳技術(shù)賦能。我們現在主要工作方向基本上集中在人工智能，有一種說(shuō)法，說(shuō)是自動(dòng)駕駛是人治觀(guān)念領(lǐng)域皇冠上的那顆明珠，百度在這個(gè)方向投入了非常大的研發(fā)以及工作的整個(gè)力量，我們希望通過(guò)百度的智能交通、交運，包括我們的無(wú)人駕駛技術(shù)，讓智能交通的全鏈條都能得到減碳技術(shù)的賦能。

第四個(gè)，百度智能云節能減排技術(shù)。百度智能云是百度目前面向企業(yè)，把我們技術(shù)輸出出去的出口，我們希望借助百度智能云，結合各行各業(yè)的應用場(chǎng)景，把智能云應用到場(chǎng)景里面。包括碳抵消、綠色供應鏈，這些都是我們實(shí)實(shí)在在的實(shí)現路徑。

說(shuō)到“雙碳”建設，我們一直在考慮一個(gè)問(wèn)題，“雙碳”建設里面科技到底怎么用，今天我特別有收獲，我聽(tīng)了太多老師說(shuō)有很多直接手段作用在碳減排這件事上，一些非直接手段也一樣可以在碳減排過(guò)程中發(fā)揮很大的作用與價(jià)值。比如提高資源利用效率，比如我們通過(guò)非直接技術(shù)手段追蹤市場(chǎng)主體的碳足跡，比如通過(guò)非直接技術(shù)手段鼓勵用戶(hù)及客戶(hù)減排行為，其實(shí)這些都會(huì )產(chǎn)生很明顯的效率。從百度來(lái)講，我們一個(gè)整體思路是這樣的，我們借助目前比較先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)，實(shí)際上物聯(lián)網(wǎng)現在越來(lái)越普遍，我們正在做覆蓋全國的5G，我們會(huì )有大連接，我們會(huì )有更好的網(wǎng)絡(luò )條件，而且物聯(lián)網(wǎng)設備也越來(lái)越成熟，借助我們成熟的物聯(lián)網(wǎng)平臺，我們需要更快速更高效的甘旨整個(gè)物理世界的信息。

基于這些信息，我們借助先進(jìn)的人治觀(guān)念能力，可以比較快速的搭建人工智能在環(huán)保，或者是節能減排領(lǐng)域的智能模型。當然，這個(gè)模型可能包含感知層面的，包含認知層面的，包含預測的，甚至包含數據智能，包括強化學(xué)習智能調度領(lǐng)域。所有人工智能加上數字模型，加上企業(yè)應用場(chǎng)景，可以把它應用到應用管理的各個(gè)環(huán)節，我們就可以把一些無(wú)意義和紛亂的數據變成有價(jià)值和有序的一個(gè)數字世界，這樣完成一個(gè)實(shí)時(shí)感知到智能分析，最后到節能提效的整體閉環(huán)。

舉一個(gè)例子，我們在做設計過(guò)程中，其實(shí)我們有兩個(gè)層面的考慮，一個(gè)是我們要提升耗能過(guò)程的運營(yíng)效率，我們能夠直接做到節能減排，再是提升生產(chǎn)過(guò)程運營(yíng)效率，間接節能減排。我們先看左邊，比如通過(guò)上云的方式，比如我剛才匯報的PUE數據，一朵規模比較大的云，它的PUE值會(huì )更理想化一些，我們可以降低傳統本地數據中心能耗，通過(guò)技術(shù)手段提升數據中心運維效率，我們降低處理能耗，這也是一種提升耗能過(guò)程云的效率，包括能源利用，比如建筑物和園區，根據它的用能歷史和生產(chǎn)特征，我們做擬合模型，我們完全可以提升加熱、制冷、照明等等能源利用效率，這些其實(shí)都是在耗能過(guò)程。反過(guò)來(lái)在生產(chǎn)過(guò)程，其實(shí)我們至少可以通過(guò)結合數字技術(shù)和工藝的提升，我們可以減少浪費，提升良品率，避免原材料和過(guò)程的重復投入。同時(shí)，我們提供AI技術(shù)，通過(guò)比如類(lèi)似RPA技術(shù)，替代大量的重復勞動(dòng)，比如智能質(zhì)檢的領(lǐng)域也是這樣的。再是優(yōu)化運維，這里面我們可以結合人工智能數據智能，包括圖譜技術(shù)，提升正常使用時(shí)間，降低投入，這個(gè)在生產(chǎn)過(guò)程中就可以做到間接節能減排，通過(guò)直接和間接的節能手段，可以起到非常好的效果。

舉一個(gè)例子，綜合能源利用平臺，我們面向比如企業(yè)，或者是一個(gè)園區，我們有很多種實(shí)際應用的場(chǎng)景，我們都可以把它揉在這樣一個(gè)平臺里面。比如我們有能效優(yōu)化，或者說(shuō)用能預測，配電運維等等。結合我們人工智能交互式手段，比如語(yǔ)音的，或者說(shuō)視覺(jué)的，相關(guān)的技術(shù)，用多端多源的數據，我們能夠很大效率提升整體企業(yè)經(jīng)營(yíng)效益的。

結合人工智能，我們可以從比方說(shuō)基礎能源的綜合管控，或者說(shuō)智慧能源優(yōu)化服務(wù)，包含生產(chǎn)的優(yōu)化服務(wù)，設備運維和低碳環(huán)保整個(gè)服務(wù)等等幾方面，我們可以覆蓋整個(gè)企業(yè)全鏈條，搭建零碳目標的全場(chǎng)景。

這個(gè)是我們從智慧能源角度講整體架構圖，整個(gè)思路剛才的匯報里給大家簡(jiǎn)單介紹過(guò)，我們的核心思路是說(shuō)，我們要借助以人工智能，包括知識圖譜技術(shù)在內的人工智能核心能力，輔之以其他的相關(guān)技術(shù)平臺，在這些技術(shù)基礎上向下，我們要去感知物理世界，向上經(jīng)過(guò)數據梳理、清洗、加工、建模之后，我們可以把智能化能力應用在生產(chǎn)、營(yíng)銷(xiāo)、管理等等，企業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，從而完成一個(gè)，我們一般說(shuō)對世界做全感知全智能全聯(lián)動(dòng)的操作。

最后一部分我想給大家簡(jiǎn)單介紹一下我們在綠色轉型里面我們一些實(shí)際做到的案例。今年5月，我們在陽(yáng)泉的數據中心入選了碳中和的引領(lǐng)者5A級，這應該是國內首個(gè)最高等級低碳數據中心，我們大量用到人工智能相關(guān)的算法，通過(guò)用能的預測，通過(guò)各種各樣數據智能手段，完成了對整個(gè)能源的優(yōu)化和調度，并且取得了非常好的成果。在電力系統方向，比方說(shuō)在發(fā)電領(lǐng)域，我們通過(guò)多模態(tài)物聯(lián)網(wǎng)感知，獲得很多相應物理世界信息，我們叫它是透明電廠(chǎng)，進(jìn)而把它延伸到透明電網(wǎng)。右邊這張圖，這是基于百度地圖的解決方案，大家都基于同一張圖的基礎上，我們后來(lái)發(fā)現，整體不同系統之間、不同部門(mén)之間的協(xié)同效率提升了很多，這是一個(gè)很大的改進(jìn)。油氣有上中下游，比如上游領(lǐng)域有可能通過(guò)人工智能手段去解讀勘測的地震波，我們去讀鉆探施工圖，其實(shí)有很多應用領(lǐng)域。在中游煉化領(lǐng)域，基于知識圖譜和數據智能，我們可以做設備分析預警方案，我們做這些預測性維護，提升整體設備的正常使用率。在最后的下游有智慧加油站解決方案，更多面向C端，基于計算機視覺(jué)相關(guān)技術(shù)用得更多，整體全鏈條打通之后能夠完全提升企業(yè)的整體運營(yíng)效率。

這是供熱方向，剛才也有老師說(shuō)，我們不能只看到化石能源怎么樣，我們也要考慮到供熱，這是我們在供熱領(lǐng)域的實(shí)踐。我們依據多模數據源輸入，比如天氣信息，熱源負荷信息，換熱站負荷信息，甚至換熱站歷史特征曲線(xiàn)，我們把所有這些信息加入數據智能運算模型里面去，自動(dòng)生成調度策略，在保證用戶(hù)滿(mǎn)意度不變，保證用戶(hù)感知的同時(shí)，我們能夠做到一個(gè)站的站點(diǎn)節能達到17%-20%，這是我們實(shí)際測出來(lái)的數字。

最后給大家介紹一下我們自己的辦公樓是怎么做的。百望山的百度科技園，每年用電量都特別大，經(jīng)過(guò)分析以后，其實(shí)最大的是冷源系統用電，怎么做呢？我們用傳感器技術(shù)，把冷源系統相關(guān)信息全部收集起來(lái)，上傳到百度云平臺里面去，我們在百度云上面搭建了數據智能模型，根據我們的歷史能耗特征，學(xué)習歷史數據，根據一些天氣情況引入外界的數據，實(shí)際上我們直接就生成了節能策略指導，根據節能策略指導來(lái)調整制冷系統的運行，現在我們這個(gè)建筑電費每年能夠節約下來(lái)20%，目前我們是自己生成策略指導，由我們相應同事手工完成相應操作，我們下一個(gè)目標是通過(guò)模型出來(lái)的結論直接調控制冷設備，這樣的話(huà)我們就打通了智能化的全鏈條。

這就是我想給大家分享的我們想在這個(gè)領(lǐng)域的嘗試，后續希望跟在座各位老師一起更多合作，我們一起讓這個(gè)技術(shù)能夠在更多領(lǐng)域落地，為“雙碳”目標的達成貢獻我們自己的一份力量。謝謝大家！