美国能源转型“三架马车”：AI、无人机与数字孪生
发布日期：2025/8/11
美国能源政策风云变幻，但AI、无人机与数字孪生正联手推动风能与太阳能降本增效，能源转型脚步势不可挡。
可再生能源规划者、开发商和运营方正借助人工智能（AI）、无人机以及新一代数字孪生技术，降低成本、提升系统效率。尽管美国的可再生能源前景当前略显不稳，但总统任期终有尽头，而风与阳光将永续存在。无论谁入主白宫，能源转型都会继续，并在技术进步的助力下加速推进。这三项交织发展的技术突破，正在为可再生能源系统注入新的效率与竞争力。
AI与可再生能源
近来，AI因增加电网负担而饱受质疑，但研究显示，当尘埃落定，它或将成为可再生能源与气候行动的重大助推器。
Systemiq公司与伦敦政治经济学院格兰瑟姆气候变化与环境研究所在6月23日发表于《Climate Action》期刊的研究《绿色与智能：AI在气候转型中的作用》指出，尽管AI整体耗能不容忽视，但气候导向型AI的碳减排效益将远超其能源消耗。
研究将气候导向型AI应用归纳为：优化复杂系统、加速技术与资源效率创新、引导行为改变、模拟气候与政策影响，以及提升韧性与适应性管理。
格兰瑟姆研究所解释，在电力领域，AI可大幅改善电网管理，并将光伏与风电的利用率提高多达20%。此外，AI还可更精准预测投资风险与回报，尤其是在信息有限、风险认知高的新兴市场，从而提升融资决策质量。
即便撇开AI不谈，美国的新一代高性能计算也在推动解决方案的落地。例如，美国国家可再生能源实验室去年记录了能源部资助的425多个能源创新项目，这些项目使用了专注可再生能源与能效研究的Kestrel高性能系统。
无人机与可再生能源
在可再生能源领域，无人机的价值已远超“航拍”。DataM Intelligence的最新市场报告预计，2024—2031年可再生能源无人机市场将显著增长，驱动力包括新增装机容量、检修与维护效率需求、成本削减效益，以及提升数据精度和作业安全的技术进步。
报告指出，这一市场涵盖专为太阳能、风能、水能等领域设计的无人机，用于巡检、维护、监测和测绘，从而提高效率、安全性和性价比，并支持数据驱动的运营优化。
尽管美国国内无人机市场可能受关税政策影响，但美国联邦航空管理局（FAA）正推动扩大商用无人机在超视距飞行（BVLOS）领域的应用。这项由商业无人机联盟大力支持的法规提案，有望减少审批障碍，加快无人机在物流、测绘及可再生能源中的应用落地。
更具前景的是太阳能无人机，约十年前便开始在CleanTechnica等平台出现。其机载太阳能电池板可延长续航，适用于海上风电场巡检等偏远任务。
数字孪生的连接作用
数字孪生利用实时数据模拟现实运行，帮助预测与解决系统问题。NASA早在20世纪60年代便开创了这一思路，1970年阿波罗13号任务更是其经典案例。经历55年的数据分析与计算技术演进，数字孪生已从依赖实体模型的二维方案，发展为沉浸式、信息密集的虚拟环境。
阿联酋RISE大学的研究团队系统回顾了数字孪生在应对风能与太阳能间歇性、天气干扰及储能问题上的作用。他们认为，数字孪生可通过自适应模型在数字环境中模拟物理系统的实时表现，从而预测并预防潜在故障，同时提升能效、降低成本、延长设备寿命。
不过，研究团队提醒，数字孪生必须针对不同类型的可再生能源量身定制，并考虑全生命周期变化。所需数据极其复杂，包括系统实时运行数据、部件几何结构、气象信息、历史预测、实验与实用数据，以及过往问题记录。
“美国能源主导权”的背后
在政策层面，美国能源战略正经历急剧转向。短短七个月，联邦政府从一个现代民主国家的相对有效代表，退化为由一位无能且带有强烈个人目的的总统操控的工具。
其产物便是新的“美国能源主导权”计划——看似强调基荷发电，实则反映了前总统唐纳德·特朗普对风机的个人敌意，并将风能与太阳能排除在外。该计划削减了对美国最丰富、可及且低价能源的投资，却保留了对地热、水电、生物质能以及核能的支持。
如果这还能称得上“能源主导”，恐怕只能请读者自行评判了。
来源：寰宇新能源
