在欧美智慧用能

本刊 | 张雪伟

语音助手Alexa播报章鱼能源的分时电价信息

万物互联，赋予万物感知、认知，以实现人类对周围环境的预知和控制，这是人类一直以来所追求的。在欧美国家，物联网在能源领域的应用已经渗透到了各个方面，有给终端用户提供的分时电价应用，有大学或企业降低能耗所用的物联网平台，还有为优化城市生活空间、提升居民生活质量而建的智慧城市项目。

章鱼小机灵

亚马逊的语音助手Alexa在智能家居中“神通广大”，它可以调暗灯光、锁门、调节供暖、操作智能家电和设备等。在此之外，它还获得了一项新技能——报电价。你只需要说，“Alexa，问问章鱼，‘今天什么时候电价最便宜？’”便可以得到精准的电价信息。

2018年，英国一能源公司章鱼能源（Octopus Energy）推出了一款分时电价应用，叫作“章鱼小机灵”（Agile Octopus），供客户访问能源批发价格的动态半小时费率。每天下午4点，章鱼小机灵会更新当天晚上11点至第二天上午11点的能源半小时费率表。将章鱼小机灵连接到语音助手Alexa上，人们就可以非常方便地随时问问Alexa，什么时间电价最便宜，什么时间最贵，当前价格几何，或者当天某个特定时间的电价如何，你已经花了多少电费，甚至还能与智能产品连接，获取便宜、清洁、可自动控制的能源。

使终端消费者获取峰谷电价信息，可以说章鱼小机灵平台是迈向更智能能源传输的关键一步。比如，对使用电动汽车、电蓄热器，或者任何能避开下午4点至7点之间用电高峰的人来说，他们可以获得比常规电价低很多的电价。这不仅可以每年为他们省下一大笔钱，也有助于降低电网负荷，减少电网全面检修的开支。

通过这种方式，章鱼小机灵还带动了可再生能源的消纳。在电价尤其低（通常是由于可再生能源发电量较高）的时候，章鱼小机灵会特别提醒这类消费者来用电。据介绍，章鱼能源受到德国、丹麦等国家负电价的启发，想到“如果消费者能够认识到可再生能源发电可以带来超低电价，就会选择消纳可再生能源”。

实际上，能源物联网技术在欧洲电力市场交易中已经越来越多地被应用，并且是作用在终端消费者身上。据北欧电力市场（Nord Pool）咨询公司CEO Hans-Arild Bredesen介绍，欧洲一些公司开始利用互联网及AI技术为电动汽车用户提供智能充电解决方案，根据用户的用车时间来优化充电过程。比如，当天下班后，可设定第二天早上7点半给电动汽车充到80%的电。在保证电价低时充电消费、电价高时卖电赚钱的基础上，开发每个车主的个性化需求，智能充电解决方案发展空间巨大。Bredesen相信，在能源物联网的加持下，能源行业将会被极大地影响，电力市场交易效率会越来越高。

降低至净零能耗

谷歌希望降低能耗，夏威夷大学希望建立净零能耗校园，他们都选择了以物联网方式来实现。

利用物联网及人工智能技术，谷歌已经使其数据中心的能耗降低了30%。这个项目意义重大：2017年《气候变化新闻》（Climate Change News）的一份报告显示，到2025年，数据中心及世界通信业将会消耗世界电量的20%。

2016年，谷歌与人工智能公司DeepMind联手开发了一款人工智能驱动的推荐系统，帮助提升数据中心的能源利用效率。后来，DeepMind的人工智能平台直接独立控制了数据中心建筑内的冷却系统。该人工智能平台每五分钟即会通过数以千计的传感器对冷却系统进行一次快照，随即传输至DeepMind的深度神经网络，这里可预测出潜在活动的不同组合会对未来能源消耗产生怎样的影响。然后，该人工智能平台会识别出，在满足正常的安全条件前提下，哪些活动组合将使能源消耗最小化。筛选后的活动组合会被送回到各个数据中心，经当地控制系统验证后投入应用，降低能耗。

数据中心的服务器稳定高效运行对谷歌的日常运营来说至关重要，而服务器夜以继日地运行会产生大量的热量，冷却系统必不可少。因此，在保障安全的基础上，谷歌非常看重降低冷却系统的能耗。

夏威夷大学致力于构建“智慧能源大学”，计划到2035年建成净零能耗大学系统。这套系统集成电力变电站监控、75个高层建筑电表、30个建筑自动化系统、44个太阳能光伏系统及光伏逆变器。

夏威夷大学利用能源物联网平台，访问其十个校园30多座高耗能建筑的实时能源数据，并进行分析，优化管理，提高能源利用效率，也可扩大其可再生能源利用率。该平台每秒钟收集2600多个新的数据点，节省了人工月检、读表及数据输入的时间。夏威夷大学能源管理可持续发展办公室主任Miles Topping表示，“掌握数据是战略性能源管理的第一步，是夏威夷大学可持续发展及节能的转折点。”

当城市可感知

到2040年，世界上大约三分之二的人口将会集中在城市中心。人口的不断集聚和城市的不断扩张导致“大城市病”逐渐凸显。智慧城市则可以缓解这一症状，提升城市资源利用效率、优化城市管理和服务、改善居民生活质量。

未来，城市中的一切将被集中式数据库和高度互联的基础设施所激活，城市会变得具有感知能力，人们的生活体验也将完全被重塑。当前，全球已有1000个试点智慧城市在建设中，或处于最终规划阶段。

加州在采用电动汽车方面走在前端，但是“在哪里充电”是一个让人头疼的问题。对此，加州城市圣地亚哥在其动物园启动了一项“从太阳能到电动汽车”项目，用太阳能发电直接给电动汽车充电，并将多余电量接入电网。这一项目共包含5个充电点和10个太阳能棚（solar canopies），可以储备供应59户人家的电量，是圣地亚哥市、GE公司、加州大学圣地亚哥分校，以及CleanTech公司政企合作的一部分。圣地亚哥还安装了3000个自适应调节的LED路灯，并将安装3200个智能传感器来追踪空气质量和交通，欲打造世界上最大的物联网平台。

大多数城市的电网供电较贵。比如，安大略省的一个城市路灯电费从2005 年到2019年急剧增长了14倍，严重的电力开支给城市带来一系列问题。有着类似问题的多伦多则转向使用太阳能智慧城市路灯，其中布鲁尔西大街(Bloor Street West)安装了太阳能智慧城市LED路灯，并配备Wi-Fi热点功能，以及其他物联网设备。这些路灯100%由太阳能供电，无需连接到电网，可节省大约140万加元的相关费用。