技术融合铺就AI绿色未来

2025-09-18 17:29:00 来源：科技日报

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数据中心作为推动人工智能（AI）革命的“无声引擎”，已成为全球能耗增长的主要来源之一。预计到2030年，全球AI的能耗需求甚至可能达到一个国家的总用电量。这引发了人们对AI技术能否可持续发展的深刻忧虑。

世界经济论坛网站日前刊文指出，应对这一复杂挑战的关键在于“技术融合”，即AI技术与能源生产、储存及电网管理等相互协同，形成强大的创新合力。这一融合不仅有望将AI从“耗能大户”转型为推动绿色能源发展的关键力量，更可确保在不牺牲环境的前提下，能持续给社会发展注入澎湃动能。

助力智能电网管理和优化

电网作为现代能源系统的核心，正面临日益增长的供电压力。一方面是用能需求持续攀升；另一方面，风电、光伏等可再生能源具有间歇性、波动性的特点，给电网稳定运行带来挑战。在此背景下，AI、先进测量技术（如卫星影像与激光雷达）与智能电网基础设施的融合，正逐步成为增强电网韧性与可靠性的关键突破点。

数据显示，全球12%的能源组织已经在开发AI解决方案，73%的能源组织正在试点或规划AI解决方案。

AI能够高效处理来自智能电表、传感设备与气象预报的庞大数据，实现对能源负荷与可再生能源产量的高精度预测。基于这些预测，电力企业可动态优化配电策略，降低输电线损，实时平衡基荷供需，从而显著提升能源利用效率，减少对传统化石能源的依赖。

风电、光伏等可再生能源的大规模应用，亟须解决其产量不稳定的核心难题。AI技术凭借出色的预测与调度能力，可帮助电网更灵活地消纳间歇性新能源。若再配合锂离子电池、抽水蓄能等先进储能系统，AI还可实现对储能设备的充放电智能控制，在绿电发电不足时依然保障供电连续稳定。这项能力对提升电网中可再生能源占比、稳步推进能源转型，具有至关重要的作用。

加速材料科学与先进制造创新步伐

清洁能源转型的关键，在于新材料研发与高效制造工艺的突破。无论是太阳能电池板、电池，还是可持续燃料，都离不开这一基础。AI正成为加速这些突破的重要推动力，也印证了世界经济论坛在技术融合报告中所提出的“材料信息学”融合趋势。

以美国矿业初创企业KoBold Metals为例，该公司借助AI提升电池金属的勘探与开采效率，展现出AI在资源发现领域的巨大潜力。不仅如此，AI还可用于设计与开发更高效的新材料，例如性能更优的钙钛矿串联太阳能电池、先进的水电解制氢装置，以及下一代电池存储系统等。

AI与前沿工业技术的结合，正不断拓展清洁生产的边界。例如，波士顿金属公司采用熔融氧化物电解工艺实现钢铁制造；Coolbrook公司则推出RotoDynamic加热器用于工业电加热。这些技术以电力替代化石燃料，大幅降低了钢铁、水泥等高排放行业的碳足迹。而AI的引入，更能对这些工艺流程进行实时优化，最大限度提升效率、减少浪费、降低能耗，推动工业制造向绿色、智能迈进。

提高碳排放监测精准度

AI、卫星技术与先进数据分析的融合，正催生一系列全新工具，以实现对排放问题的实时环境监管。

以Carbon Mapper倡议为例，这一非营利联盟充分利用先进AI和卫星技术，结合美国国家航空航天局喷气推进实验室的尖端成像光谱仪与AI的分析能力，能够以高精度检测并追踪全球范围内的甲烷和二氧化碳超级排放源。这些可公开获取的设施级数据，帮助政府、行业和公众迅速定位泄漏源头，并有效验证减排成效。

提升核能生产效率

核能可提供稳定的低碳电力，是能源结构中的重要组成部分。尤其在当前AI与数据中心用电需求迅猛增长的背景下，其价值愈发凸显。

小型模块化反应堆作为一项前景广阔的创新技术，旨在以更低的成本、更高的灵活性和更快的部署速度推动核能发展。AI可在多个环节发挥关键作用：优化其设计与工程流程，显著缩短建设周期，并有望降低开支。同时，通过对反应堆性能进行高精度建模与仿真，AI还能进一步提升其安全性和运行效率。

近期，微软、谷歌和亚马逊等科技巨头已签署多项协议，将从核电站采购电力。这一动向充分表明，核能作为一种可持续且可靠的能源，正被越来越广泛地视为满足数据中心持续高电力需求的重要解决方案。

AI和能源的未来不是一场零和游戏，技术融合可以确保AI成为更可持续、更有弹性且更公平的能源未来的强大催化剂。