人工智能助力国际能源行业减少碳足迹

在全球变暖形势日益恶化的当下，节能减排已经成为时代的最强音之一。美国《福布斯》双周刊网站3月28日报道，石油和天然气公司要想在21世纪后半叶继续存在，就必须想方设法大幅减少二氧化碳（CO2）和其他温室气体排放，而人工智能（AI）技术可以帮助实现这一目标。

减排形势严峻

美国国家海洋和大气管理局（NOAA）2020年8月发布的一份关于大气CO2对气候变化影响的报告显示，2019年全球CO2浓度（主要由化石燃料燃烧引起）升至约410ppm（1ppm为百万分之一），即CO2质量超过整个大气质量的万分之4.10，创有史以来最高纪录。

对此，美国气象学家埃里克·霍尔萨斯在社交网站推特上表示：“这不仅是有记录的历史上第一次，也不仅是一万年前农业文明出现后的第一次，而且是数百万年前人类出现后的第一次。我们从未见识过这样的地球。”

在此严峻形势下，石油和天然气公司，尤其是大型国际公司，正面临越来越大的节能减排压力。为实现《巴黎协定》的目标——将全球变暖控制在低于工业化前水平2℃（最好是1.5℃）内，该领域很多大公司都制定了碳减排目标，比如英国石油公司（BP）和荷兰皇家壳牌公司（Shell）都誓言到2050年实现净零碳排放，而美国埃克森美孚石油公司（ExxonMobil）重点关注更温和的短期气候目标，比如到2025年将其上游业务的温室气体排放量比2016年降低15%—20%。

AI能“大显身手”

微软最近与普华永道（PWC）联合发布一份报告称，人工智能技术能够利用大量不同来源的数据，不仅有望提高全球石油的生产效率，还可能降低温室气体的总排放量。报告指出，“将人工智能应用于环保和减排领域，有可能使全球GDP在2030年前增长3.1%—4.4%，同时全球温室气体排放量减少约1.5%—4.0%。”

微软公司能源副总裁达里尔·威利斯说：“这些人工智能技术可以更好地监测和分配能源与资源，帮助整个行业优化能源管理效率，提供更好的预测结果。它们还可以用来创建可视化模拟、提升决策能力、降低运营成本、管理和延长实物资产的生命周期。”

英国石油首席数字创新官莫拉格·沃森也曾表示，人工智能将是推动行业性能达到新水平的最关键的数字技术之一。该公司正在投资数百万美元开发大数据技术，以提高资源利用效率，增加油气生产、提炼的安全性和可靠性。

多面出击助力减排

具体而言，石油和天然气行业勘探和生产公司正以多种方式利用人工智能来降低碳足迹，从对特定油田的碳排放进行预测性监测，到对特定油田的采油潜力进行分析以减少需要钻探的油井数量，再到优化CO2的储存等。提高石油的采收率带来的结果是这些公司将CO2储存在地下深处，而不是释放到大气中。

英国AI软件开发商“超越限制”（Beyond Limits）高级经理麦克·克劳斯说：“这不仅会带来货币红利，而且还减少了每桶石油的CO2排放量。” 该公司曾于2017年6月获得英国石油公司2000万美元的投资。

而对壳牌（Shell）等石油生产商而言，人工智能设备可以帮助公司更好地监测整个系统，提前预测设备可能会出现哪些故障并予以解决，以降低其碳排放。正如壳牌公司数据科学部总经理丹·杰文斯所说：“如果我们能更积极主动地预测出什么时候会出问题，就可以减少可能发生的事故，更好地控制备件的部署、减少人们前往现场的行程、减少热喷等，而所有这些都会对CO2排放产生影响。”

壳牌已在其新业务线中增加了人工智能技术。例如在其位于加拿大阿尔伯塔省的Quest碳捕获和储存设施中大规模使用人工智能技术。该设施于2015年开始运营，截止到2019年5月，Quest在地下深处捕获并储存了超过400万吨的CO2，大致相当于100万辆汽车的排放量。

杰文斯说，该公司还利用人工智能技术优化其风电场运营——这些风电场为世界多个地区提供无碳能源。

此外，总部位于波士顿的人工智能技术公司AspenTech的能源总监罗恩·贝克表示，未来，人工智能将通过准确测量石油和天然气公司整个运营过程中的温室气体排放量，帮助这些公司降低碳排放。

例如，埃克森美孚等大型石油和天然气公司正使用人工智能，通过其部署在各地的传感器收集大量数据进行分类。而且，该公司还利用人工智能技术减少其甲烷（一种强温室气体）排放量。

据公司网站介绍，该公司的工程师、科学家和分析师可以利用收集并存储在云中的数据，减少温室气体排放，降低成本，提高油田产量。