AI助力節能增效和風險管控 看國際巨頭如何做能源管理

近期，第三屆中國國際進口博覽會順利閉幕。遠道而來的跨國企業帶著411項新產品、新技術、新服務，繼續刷新年度累計意向成交金額記錄。

參展企業中，展位面積翻了一倍、簽約數量增長超五成的施耐德電氣通過深耕能源管理和自動化領域技術，繼續助力各行各業的數字化轉型，實現了經濟效益和社會效益的雙贏。

全球能源管理和自動化領域的數字化轉型專家施耐德電氣認為，能源變革與數字化將為能源和自動化帶來顛覆性影響——經過施耐德電氣多年研究并反復驗證，在短時間內提高能源管理效率、減少50%的碳排放是可能的。

“零碳建筑”——“綠色+數字”新基建專題論壇現場

節能增效是可能的：電氣化、低碳化與升級改造

據國際能源署披露，全球能源消耗正在不斷加速：從1900年到2000年，全球能源消耗增長了10倍，而這個數字還將在下一個百年中翻兩番；同時，60％以化石能源為基礎的端到端能源系統管理效率低下，促使全球氣候加速變暖。

在國家層面，全球綠色低碳轉型已成為國際共識，對本世紀發展具備舉足輕重的戰略意義。時值《巴黎協定》達成五周年，為積極應對氣候變化，日本、韓國稱將在2050年實現碳中和，而中國將爭取在2060年前實現碳中和這一目標。

如何在進行能源管理的同時實現經濟效益和綠色發展的雙贏？業內人士指出，當下能源管理的關鍵環節是成本控制和風險控制。而施耐德電氣提出了更為具體的解決方案：通過數字化技術加持能源管理，施耐德電氣可幫助企業更好地實現節能增效、走向脫碳之路。

彭博新能源指出，樓宇是碳排放的大戶，全球約40%的二氧化碳排放來自樓宇。從樓宇的改造和翻新入手，憑借施耐德電氣的數字化能源管理解決方案，一座“老樓”的能效最高可以提升50％——通過主動式運維，北京京城大廈80%的電力故障問題得到了遠程解決，有效節能超過20%，每年節省的34000度電可供15個北京普通家庭使用一年。

這樣的升級改造不單單發生在寫字樓，也發生在酒店、機場、醫院、地鐵等眾多場景中。

據施耐德電氣統計，全球已有超過100萬座建筑（包括60%的頂級國際連鎖酒店在內）和40%醫院的健康與安全設施都選擇了施耐德電氣的數字化解決方案；走進上海任意一個地鐵站，促成配電、環境控制、連接和服務四個領域“萬物互聯”的也正是施耐德電氣的EcoStruxure平臺，助力上海地鐵將日運載人次提升至近千萬級別。

施耐德電氣能源數字化解決方案經理呂志勇在本屆進博會的“零碳建筑”——“綠色+數字”新基建專題論壇上現場為觀眾們算了一筆賬：改造和翻新前，每一個樓宇或工廠在未來20年內將會再增加20%-30％的能耗；但如果每年翻新2％的項目，到2040年施耐德電氣便可覆蓋40%-50％的存量市場，目前還無法獲取能源的20億人也終將可以獲取能源，并體驗更高效的能源管理服務。

在住宅場景，升級改造同樣有著寬廣的市場空間——據住房和城鄉建設部披露，2020年全國計劃改造城鎮老舊小區3.9萬個，建筑面積約30億平方米，涉及居民近700萬戶。無論是加裝電梯，還是“萬物互聯”，還是社區物業升級，施耐德電氣數字化解決方案所倡導的節能增效都大有可為。

同時，節能增效的過程亦將伴隨著電氣化和低碳化，這正是可以預見的未來趨勢之一。據施耐德電氣研究分析，由于電是唯一可以脫碳的能源消費媒介，到2040年，預測電力消耗對世界能源消耗的占比將翻番至40%，碳中和的能源、可再生能源和儲能（風能、太陽能等）所產生的電力在能源生產中的占比也將由6%升至40％。

能源管理也要數字化：物聯網、大數據與AI

在能源管理領域，節能增效、電氣化、低碳化是未來趨勢的三種外在呈現方式，而數字化技術則是這場內在變革中的載體和基石，也是抵御風險的有效手段——2019年以來，一場突如其來的疫情讓越來越多的企業意識到，提升風險預警的能力和抵御風險的韌性是企業在激烈的市場競爭中生存的法寶，數字化轉型已成為必選題。

然而，全球咨詢公司埃森哲最近對包括中國在內的全球1550位制造和工業企業高管進行了調研，結果顯示，三分之二的企業完全沒有看到數字化投資在促進收入增長方面的作用，這證明企業數字化轉型目前還存在一定困境，亟需揚長避短、持續深耕。

施耐德電氣是行業中為數不多能提高能源管理效率、助力企業實現數字化轉型的踐行者之一。憑借物聯網、大數據、人工智能（AI）這三樣數字化技術，施耐德電氣在疫情期間已經有效協助多家企業實現遠程運維、預知風險并及時進行風險管控，將風險扼殺于搖籃之中，從而幫助企業更好地應對復雜多變的工作環境，保持企業業務韌性和連續性。

這樣的數字化技術是如何在施耐德電氣的解決方案中起作用的？在看似復雜空洞的專業名詞背后，施耐德電氣提出了兩個關鍵：一是在源頭上實現綠色的能源供應，二是在過程中實現能源的利用優化。

在論壇現場，呂志勇向觀眾們展示了施耐德電氣EcoStruxure架構與平臺所提出的數據全生命周期計劃，力求讓數據說話。

在項目階段和運營階段，施耐德電氣便進行持續的數字化服務，如基于知識圖譜來出具能效算法應用報告，用運行數據反饋涉及選型優化，并保證每一筆數據化投入都有回報。

在行業模型中，施耐德電氣EcoStruxure架構與平臺提供輕工、建筑、重工三個可選行業以及比較型算法、關聯型算法、邏輯型算法三種調用算法，以算法模擬邏輯思考機理，并從場景和需求出發應用算法。

其中，每種算法規則可單獨設定問題，同時對應多個原因和條件，便于因時因地為企業制定個性化管理方案，根據不同需求提供智能型多功能服務和多元化應用場景服務。

以能耗潛力診斷這一功能為例，通過對辦公區域照明用電量、商業公區照明用電量、空調機組用電量、景觀照明用電量、廚房用電量等進行統計，施耐德電氣EcoStruxure架構與平臺通過機器學習分析出具有節能潛力的區域點和預計節能電量等重要信息，幫助企業把原本需要1周時間的人工分析壓縮至50秒內，將操作人員的工作效率提升2880倍。

以算法優化冷水機組開機組合這一場景為例，通過使用時間序列分析、統計分析、回歸分析、關聯分析、相關性分析等，冷量模型和冷機模型將會混合整數規劃為新的模型，經過統計驗證、評估優化后便可輸出模型至應用。

通過建立起一套標準化數字解決方案，企業操作人員可以及時發現問題并與施耐德電氣超過2萬名專家溝通，實現線上能源管理平臺和線下能效咨詢服務相結合，迅速、有效地為企業客戶提供個性化解決方案并實施落地。

最妙的是，這套數字化方案可以在各種并離網狀況下確保穩定平臺的安全運行——基于云邊結合的微網服務架構可以預測與優化調度分布式能源以及負荷的出力、存儲、消費與購售電，這有效幫助企業在面對新冠肺炎疫情等突發性事件時，可以最大化規避風險，取得更好的穩定性和更高的工作成就。

這是在日常使用的情況下，施耐德電氣數字化方案可以達成的能源管理效果。而如果將數字化方案與分布式優化方案相結合，于樓宇改造或翻新中，幾乎可以做到不影響大樓用戶的日常使用。

這不僅為存量不動產的升級改造實踐出了一套可行的電氣化和智能化升級方案，也為未來智能樓宇的設計規劃提供了新的思路。施耐德電氣正在追求于工業領域實踐5G網絡技術、IT技術和OT技術等融合，向軟硬件一體的服務提供者轉型——在本屆進博會上，他們剛剛與運營商軟件領域的龍頭企業亞信集團達成戰略合作，以進一步加強軟件服務方面的能力。

施耐德電氣認為，35%的5G應用部署在建筑工程和生產制造領域，如電力、醫院、鐵路、工廠廠房等。而隨著更多產品通過物聯網進入大數據，人類生產和生活的數字化將進入一個加速周期。

截至目前，施耐德電氣已有近50％的營業收入來自數字化業務，包括互聯互通的產品、邊緣控制、分析、軟件、服務、人工智能等。

據全球信息技術、電信行業和消費科技市場咨詢公司IDC研究，全球經濟正在走向“數字使命”——到2022年，數字化將會推動全球GDP的65%；到2025年，大數據的增長速度將是現在的5倍，人工智能方面的全球投資金額增長則有望超過6倍。

當能源管理與數字化相遇，能源管理就如同插上了翅膀，數據就如同安上了導航。部署于能源管理系統的互聯互通設備所產生的海量數據將不再是數據孤島，可以得到有效利用。通過有效的節能手段預知風險，排除故障、解決問題，并運用數字化的手段提升運維效率。這既是中國制造向智能制造轉型升級的需求，又是可持續發展的需求，將能效管理、綠色發展深入人心，實現經濟、社會、生態效益的多贏。