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CCF YOCSEF天津成功举办“人工智能是否真能助力‘碳中和’”深度观点论坛
2022-05-11 阅读量:422 小字

2020922日,我国提出实现碳中和具体行动目标,力争在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,这是一项影响深远的系统性工程。以人工智能为代表的新兴技术极大推动了产业变革,然而这些技术是否可以有效促进产业节能减排有待讨论。一方面智能建筑等人工智能技术的应用有助于节能减排,另一方面以深度学习为代表的人工智能技术又是名副其实的电老虎。而且,随着人工智能概念持续走热,社会层面已经出现了过度使用人工智能造成能源浪费的新闻。期望人工智能来助力碳中和会不会只是海市蜃楼?

在这一背景下,CCF YOCSEF天津于202258日在津召开题为人工智能是否真能助力‘碳中和’的闭门观点论坛,由南开大学副教授博士生导师卢冶(YOCSEF天津候任主席),中汽数据有限公司智能业务部部长赵帅(YOCSEF天津副主席)共同担任执行主席,天津科技大学王聪博士(YOCSEF天津AC)担任线上主席,邀请到了碳中和领域研究专家、人工智能领域专家、国家低碳相关领域领导专家、天津政府领导与技术专家、在津能源企业负责人及相关产业领域的领导与行业专家等,就此问题共同思辨,并深入探讨人工智能技术在助力行业发展中的能源消耗与收益。

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图:嘉宾合影

此次深度观点论坛是CCF YOCSEF天津的首次尝试,论坛议程由上下午两个专场构成。上午包括引导发言和交流讨论的思辨环节;下午围绕双碳目标话题展开闭门集中交流,以行业痛点与关键要害环节、技术路径与预期成效、初步方案与政策建议为思路进行深入讨论,并就行业重大工程问题、行业发展技术要求问题、政策引导建议问题三个方面形成初步成果。

论坛首先由三位引导发言嘉宾分别从经济发展、人工智能、算力中心三种不同角度对人工智能与碳中和之间的关系发表观点论述。三位引导发言嘉宾分别是:南开大学循环经济与低碳发展研究中心主任王军锋教授,天津大学智能与计算学部副主任胡清华教授,国家超级计算天津中心总工程师冯景华博士。

王军锋的引导发言主题为碳中和经济转型趋势与智能脱碳产业发展。他从高度关注全球从碳减排到碳中和的气候治理趋势”“企业需要高度关注的碳中和经济转型中长期趋势”“AI技术融入碳中和行动需要正确认识国家双碳行动的特点”“碳中和经济转型推动智能脱碳产业发展:未来重点需求领域四个方面展开论述。王军锋指出,AI技术与产业融合要把握好双碳发展和国家能源安全及全球发展趋势的关系,要正确认识碳达峰碳中和对经济高质量发展全局的深远影响,切忌低估能源供应稳定与降碳减排压力并存的长期趋势,要科学认识可再生能源对近期经济发展目标的作用,要充分理解转型过程中可能面临的困难和需要遵守的底线。王军锋以AI技术结合全球碳旅行、碳估算、城市动态排放与预测、碳中和经济监测预警、气候中和城市建设、城市群行动、零碳制造、零碳供应链、材料资源零碳化管理或新型电力系统等详实的案例,深入剖析了AI与碳中和的关系。最后,王军锋总结观点,指出要用AI技术和商业模式创新,打造脱碳经济增长贡献的新领域。

王军峰

图:王军峰作题为“碳中和经济转型趋势与智能脱碳产业发展”引导发言

胡清华的引导发言主题为人工智能是实现双碳目标的有效抓手。首先,胡清华介绍了背景与总体思路,指出能源是人类文明进步的基础和动力,也是对碳排放贡献最大的来源;而能源互联网是促进能源行业结构调整、转型升级的关键点,利用物联网、大数据、人工智能技术降低能源消耗,是实现双碳目标的重要技术手段。然后,以综合能源智慧管理系统架构图为例,简述能源智慧路由系统的应用成效,其颠覆传统建筑运行和管理模式,具有云组控架构、快速部署、敏捷开发、高兼容性、跨平台等特点。最后,通过多个案例及详实数据分析,介绍大数据与人工智能在达成双碳目标中可能发挥的作用,即提高能源转换效率,在发电环节实现减碳;提高新能源消纳能力,利用更多低碳能源;提高能源管理水平,实现用户端节能减排;助力生态价值评估,实现空天地海一体化碳汇精准计量;推进绿色低碳AI,降低大数据与人工智能引发的碳排放等。

胡清华

图:胡清华作题为人工智能是实现双碳目标的有效抓手引导发言

冯景华的引导发言主题为算力中心和碳中和。冯景华针对算力中心的基本概念和基本构成进行概述,强调了算力中心是提供计算、数据存储、处理等服务的信息基础设施,并从高耗能、高PUE值、高增长率、低资源利用率等方面,介绍算力中心对碳中和的影响。冯景华指出,探索算力中心快速发展的本质是推动信息技术和其他科技的创新,算力快速发展的本质是算力提升带动经济提升。他指出,要对算力中心与碳中和两手抓,既要高效推动算力中心建设,又要实现算力中心碳中和;要从绿色供电、节能优化、资源调度等方面,探索能够高效推动算力中心实现碳中和的手段。冯景华以首套多级燃烧策略垃圾处理设备的研发过程为例,重点强调了算力中心对实现碳中和的推动作用。最后,冯景华总结,算力中心将继续快速发展、算力中心本身将实现碳中和、算力中心将推动实现碳中和。

冯景华

图:冯景华作题为算力中心和碳中和引导发言

三位引导嘉宾发言结束后论坛进入激烈的自由思辨环节,与会嘉宾围绕三个议题分别从政企学研方面进行深入思辨并发表观点。

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左上起:南开大学赵星、天津大学王鑫、中汽数据有限公司孙锌、河北工业大学刘晶、天津拾起卖循环产业技术研究院张菲菲、天津市工业和信息化研究院刘鹏、天津津云首创科技发展有限公司张光辉、中国民航大学李海丰、天津大学张鹏、泰凡科技王林、中国民航大学刘才华、中汽数据有限公司沈永旺、天津职业技术师范大学梅健强、南开大学卢冶、TCL完颜先锋、国网天津市电力公司电力科学研究院甘智勇。


议题一:碳中和/双碳的实现依赖于结构调整、技术进步、发展可再生能源,人工智能科技作为信息化新方向的技术进步,其所带来的增益是否被高估? 

观点一:AI技术不仅仅局限于AI算法,还包括物联网、数字孪生、知识图谱等方面,因此在设计方案时需要考虑把碳排放这个指标加进去。由于专业技术门槛高,目前国企的人工智能技术渗透率只有约4%,其中只有约一半的人工智能系统能进入实际的生产环节。AI能所带来的增益是被远远低估的,尤其是AI技术对双碳的贡献被严重低估了。AI涉及的技术很广泛,把计算任务放到远端是更加聪明的办法,因为这样可以大幅度降低碳排放。AI是能够促进人类社会的发展的,例如汽车行业,通过对驾驶系统、驾驶习惯、驾驶路线的一系列优化从理论上是可以有效减少碳排放的;汽车从生产设计到量产等一系列环节,都会产生碳排放,借助基于AI的数字化研发生成平台及回收利用方案,也可能有效降低减少排放,从而助力双碳战略发展。

观点二:应从生命周期进行碳排放核算,用发展的眼光来看待,不同的阶段其收益也是不同的。在短期内,AI技术所产生碳排放量很难被估算,但从长远来看,AI所带来的收益是潜力无限的。AI技术的引入必然带来能耗的变化,比如,AI技术已经被应用不同的领域,现在处于被低估的状态。而AI大模型应用必然会带来更多的资源消耗,但其带来的收益是不确定的,在将来带来的效益可能是平缓的。所以,对于AI所带来的增益是否可以弥补其带来的能源消耗是需要综合考虑的。降碳和经济的发展需要同步进行,人工智能需要知识的沉淀,技术的发展可以不断帮助降低碳排放。其作用是否被高估,需要立足于着眼点。现阶段的AI计算基础设施是不完备的,导致搭建基础设施需要大量投入且碳排放高,现阶段的基础设施的建设等环节需要高度关注。

观点三:需要辩证分析AI对碳中和带来增益的情况,从增益和替换两个不同的角度分析,可能得出的结果不同,AI在未来更多的是增效作用,还是替代作用,需要辩证的分析。在AI的发展过程中,要避免蝴蝶效应,即使AI技术能带来增效,但是存在上限,比如50%-60%。从长期来看,也需要考量AI产生的负面作用,比如电子书不仅便宜,而且是低碳,但是消费者可能会买更多的电子书。从行业领域来划分,不同行业的增益是不同的,比如天津国企的数字化转型向智能化方向迈进,先要求国企数字化转型,然后再进行智能化转型。技术超前是应该的,但需要循序渐进,一步一步来。

观点四:需要深入讨论、研究AI给经济社会、结构调整带来的影响。天津市大力发展AI,目的就是为了调整高能耗的产业,引进低能耗的产业。目前天津的经济发展不起来的原因是老的调整出去了,新的没有起来,以后经济的质量会进一步提升。应该讨论AI如何为碳中和服务,双碳所带来的经济的调整,AI的经济增长空间,AI专业的调整,怎么服务于低碳经济。

议题二:人工智能技术或产业的现有模式,严重依赖强大算力算据,依托数据中心所造成的能耗和排放,会不会杀敌八百自损一千?

观点一:算力中心的目标之一是实现碳中和,而现在算力中心一定会带来碳排放,是否会杀敌八百自损一千尚不清楚,需要综合考量算力中心带来的价值,有些应用收益难以估算,难以确定。AI技术的应用会以指数级降低计算量,从而可以降低碳排放。在战略层面,不算效益只看方向,AI是一个演进趋势,是一个必然方向,契合国家发展战略;在战术层面,论高低、分远近、比长短,AI基础设施从开始就考虑碳排放的问题、是否每个城市都需要一个城市大脑,AI对产业的改造的影响,这些问题需要仔细考虑。从具体实施层面来看,以客户需求为导向,明确目标,比如在废钢的智能识别方向,AI的研究投入到废钢的识别上,可以大幅降低碳排放。

观点二:AI是在碳中和中发挥了很大的作用。化石能源的替代是降低碳排放的主要抓手,AI在能源领域的应用是广大的,比如在新能量、可再生的能源代替化石能源上,AI可以贡献很多力量,对于新能源的使用,未来贡献一定大于消耗。京东数科的AI优化火力发电系统火力发电效率提升了0.5%,带来的收益是巨大的。怎么更好地发挥AI的作用,需要结合各个行业,应该把天津市的化工、建筑行业结合起来,把算法,研究成果和企业的实际情况迭代,才会产生实际的价值,比如电网行业非常需要AI技术的帮助。

观点三:大可不必考量数据中心带来的碳排放的增加,Intel的数据告诉我们,数据中心带来的碳排放是少量的。CPU的算力升级的同时,其能耗几乎不增加,云硬件厂商也在做降碳排放的工作,算力增加的幅度远远要大于碳排放。用于计算中心,用于数据商业中心的碳排放是不同的,只有集中部署,才有减碳的可能。

观点四:在AI引发的高能耗的问题上,综合考量其所带来的效益,总的来说利大于弊,积极的一面大于消极的一面,需要关注和研究低功耗的算法和应用,弊的存在不会阻碍人工智能的发展。一些企业盲目地建设数据中心,需要引起大家的警觉。模型向轻量化的发展是AI要重视的方向。AI技术是不断发展的,模型的规模可能会逐渐变小,在碳达峰、碳中和之前,AI技术的演进会考虑碳排放,在低功耗的情况下,AI未来可期。

议题三:双碳目标的达成必将推动新一轮产业结构调整,人工智能或智能科技能否做为重塑国计民生行业的新基石?深度学习等智能技术自身存在不可解释性不稳定性,对于水电油煤气热等高安全性高可靠性要求的行业,智能科技能否担此大任?在融入的过程中除了安全因素还有哪些要点不可忽略?

观点一:打铁还需自身硬,传统行业对AI本身的可靠、可信程度仍抱有比较大的顾虑,目前传统行业人工智能本身安全、合规、可靠度还持有较大的顾虑,可信AI引起大家的重视,国家的科技计划也在重视。需要加强基础研究,做好探索工作。评估AI的安全性问题,有很多的措施,对于现有的智能系统,需要加强市场准入。比如,智能汽车的广泛应用,需要市场和政府的监督介入,需要制定测试的方案和标准。其次,行业也要在其中发挥作用,政府已经开始重视,如何提高可解释性,可靠性,而目前已有的AI产品,是存在很大的风险性,可信人工智能受到自然科学基金委的重视,因为这方面的基础研究部分尚不成熟。行为基础研究存在很大的不足,要加大投入。智能产品识别性能,要形成一整套的标准。

观点二:人工智能或智能科技必须是做为重塑国计民生行业的新基石,所有产业都将智能化;国家要求高安全性,企业没有那么大投入,需要多方面去协调。AI对于重塑全球的经济结构作用巨大。不可以因为AI会带来高能消耗就不鼓励,要梳理出哪些场景可以使用AI。不同行业对可解释性的要求是不一样的。而可解释性强的算法,社区安全等简单算法很有用武之地。

观点三:从能源领域,AI的辅助刚刚起步;从碳达峰的角度,需要预测拐点,AI技术可以辅助,工控设备的安全是AI安全需要考虑的一个方向,而现在工业刚走到数字化,还没有到智能化的阶段,要考虑算法算力场景,在考虑安全因素的同时,要考虑价值观,要坚守科技向善。人工智能助力碳中和应更有章法,建立健全可信可靠的赋能模式,提高大家在人工智能赋能方面的信任度。

论坛最后,CCF YOCSEF 天津主席李海丰对上午的论坛活动给予了充分肯定,并对下午的闭门思辨环节进行了说明。同时指出,秉承承担社会责任、提升成员能力的宗旨,希望本次深度论坛形成的观点和方案能够产生社会价值,同时希望与会嘉宾今后能持续关注并参与CCF YOCSEF 天津的活动。

 

下午闭门讨论为两组,围绕双碳目标,分别就重大工程问题、行业发展技术要求问题与政策引导建议问题开展讨论。其中,针对重大工程技术难题已于论坛举办前期,就基本核心内容与观点、现阶段研究与科技发展中的问题、最新进展与面临的挑战、问题突破后的重大影响与引领作用,以及可能产生的科技、经济、社会效益等进行了相关讨论、内容梳理、问题凝练,并形成了《如何利用可信人工智能技术助力电力行业加快实现碳中和》的建议方案,被推荐入选中国科协2022年信息科技领域工程技术难题,目前已进入公投环节。在闭门讨论会上,就此工程技术难题的方案进展与与会嘉宾及AC委员们进行了情况通报。

项目输出

图:中国科协2022年信息科技领域工程技术难题推荐

针对行业发展问题,已于论坛举办前期,完成了《天津绿色城市建设过程AI+双碳的探索与实践暨绿色城市建设白皮书》初稿,就城市供配新能源技术规范、指标及系统方案展开了讨论,形成了合作意向。

针对政策引导建议问题,从应用场景、应用方式、制约因素和建议四个方面形成交通领域应用AI技术达成双碳目标的分析及建议。比如就智能交通规划建议加强政策及标准顶层设计,规范数据采集与数据应用,提升计算硬件性能;就智能网约车建议加强核心技术攻关,加强基础设施建设规划,逐步开展技术与产品落地。就工业生成节能减排建议科学制定双碳实施目标,分阶段、分步骤实施AI技术应用。

论坛的闭门讨论成果正在进一步梳理中,并将于近期发布,希望为我国人工智能助力碳中和碳达峰的研究带来一定影响,起到一定的引导作用。

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