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面对加速的气候变化，美国的目标是到2050年将其经济的净碳排放量减少到零。要实现这一目标，需要前所未有地部署清洁能源技术，并对国家能源基础设施进行重大改造。

这是一项极其复杂和艰巨的挑战。但根据美国各国家实验室的领先能源研究人员和科学家发布的一份开创性的新报告，如果我们利用人工智能(AI)的变革能力来提供帮助，这并非不可能。这份报告的标题是“能源领域的人工智能”。它为美国能源部(DOE)如何利用人工智能加速国家清洁能源转型提供了一个大胆的框架。

“人工智能可以管理复杂性，并在多个科学和工程学科、多个模型和数据类型以及多个结果优先级之间建立联系。美国能源部阿贡国家实验室计算、环境和生命科学理事会副实验室主任里克·史蒂文斯说:“这可以使人工智能为大规模和快速清洁能源部署的‘重大挑战’创造解决方案，这是传统方法无法做到的。”

报告指出了美国能源基础设施在五个领域面临的重大挑战。这些包括核能、电网、碳管理、能源储存和能源材料。在这些挑战中出现了三个共同需求。首先是需要对材料和系统进行快速和高度可靠的计算机辅助设计和测试。第二个问题是需要提高科学家在预测中确定不确定性以及系统将如何运行的能力。第三是人工智能需要整合来自多种来源和格式的数据。

如果美国能够克服这些挑战，其收益将是巨大的。

“人工智能有可能将能源基础设施的设计、许可、部署、运营和维护成本降低数千亿美元，”阿贡国家实验室核技术和国家安全局副主任柯尔斯滕·劳林-科维茨(Kirsten Laurin-Kovitz)说。它还可以加快设计、部署和许可流程。这些时间可能占到新技术进入市场所需时间的50%。”

要抓住这一潜力，就需要科学家、行业参与者和政策制定者比以往任何时候都更加紧密地合作。《能源领域的人工智能》(AI for Energy)报告迈出了强有力的第一步。2023年12月，来自人工智能、机器学习和能源领域的约100名专家在阿贡国家实验室举行了为期两天的会议。他们的目标是规划出如何最好地利用人工智能来解决美国的能源挑战。然后，与会者一起工作了三个月来创建报告。

这份报告是由阿贡国家实验室和美国能源部的爱达荷国家实验室、国家可再生能源实验室和国家能源技术实验室共同编写的。其他主要贡献者包括美国能源部的布鲁克海文国家实验室、劳伦斯伯克利国家实验室、劳伦斯利弗莫尔国家实验室、洛斯阿拉莫斯国家实验室、橡树岭国家实验室、太平洋西北国家实验室和桑迪亚国家实验室。

“阿贡国家实验室很感激有机会利用其专业知识来帮助推动人工智能能源工作，”阿贡国家实验室先进能源技术理事会副主任Claus Daniel说。“我们很高兴能够帮助美国能源部推动美国在清洁能源技术方面的全球领导地位。并帮助能源部实现其使命，确保美国未来几十年的能源独立和安全。”

更多信息:人工智能能源(2024)由阿贡国家实验室提供引文:人工智能如何改变美国能源基础设施(2024,4月29日)检索自https://techxplore.com/news/2024-04-artificial-intelligence-energy-infrastructure.html本文受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。