利用能源领域的人工智能增强能源安全并实现可持续发展目标

为何更智能的能源关系到每个人

在以合理价格保持供电同时减少污染之间取得平衡，影响着日常生活的方方面面，从供暖到医院与工厂的运行。本文研究人工智能（AI）如何帮助各国同时保持能源供应的安全、可负担性和清洁性。通过分析近十年间52个国家的数据，作者表明，设计良好的AI工具可以提升电力系统的可靠性和效率——但前提是必须同时解决社会和经济障碍。

衡量一国能源体系的强度

研究者首先为每个国家构建了一个广泛的“能源安全”得分。研究不只关注单一因素（例如石油进口或电价），而是将能源的四个日常维度结合起来：能源是否充足、是否可靠到达、是否可负担，以及生产方式是否限制环境危害？为此，他们综合了电力可及性、燃料进口、输电线损失、汽油和电价、碳排放以及低碳电力份额等指标。采用一种称为熵权法的数学方法，让数据自身决定哪些指标更重要，从而避免单一因素掩盖其他重要问题。

世界各地进展不均

将这些衡量标准应用于2012年至2021年的52个国家后，呈现出参差不齐的画面。像挪威、瑞典、加拿大和乌拉圭这样拥有丰富水电或风电资源的国家得分较高，因为它们拥有充足的国内能源、强健的电网和较高的可再生能源比例。另一些国家，包括印度、伊朗以及若干依赖化石燃料的经济体，由于用电覆盖不均、对进口燃料高度依赖、基础设施效率低下和高排放而落后。即便是那些在电力接入方面取得大幅进展的地方，也常常面临停电或对较贫困家庭仍然过高的电费。关键结论是，没有哪个国家在可用性、可靠性、可负担性和可持续性四个方面都实现了完全的能源安全。

人工智能如何提供帮助

研究的核心是对能源领域中AI应用的检视——从智能电网和预测性维护，到优化可再生能源发电的工具。作者追踪了三类与AI相关的活动：能源相关的AI专利、对AI的投资以及关于AI在能源中应用的学术研究。然后将这些与能源安全的各个维度联系起来。在样本总体中，更多的AI活动与更好的能源结果相关。与专利和投资相关的AI有助于提高能源的可用性和可靠性，通过帮助公用事业预测需求、安排发电以及在设备发生故障前发现问题。AI驱动的控制系统可以减少输电线的功率损失，并更平滑地将风能和太阳能等波动性来源并入电网。

降低费用并更清洁

AI还直接影响人们最关心的事项：电费和当地空气质量。研究发现，能源领域的AI可以降低提供电力的有效成本，例如通过优化建筑的供暖与制冷或工业设备的用电方式。这些节约如果传导下去，会支持更可负担的能源。同时，AI相关的投资和研究对“可持续性”方面的影响也较为显著——提高低碳电力份额并降低每单位经济产出所消耗的能量。然而作者也提醒，这些收益并非自动产生；如果AI主要促进基于化石燃料的生产，环境收益可能会被削弱。

当社会因素拖慢技术步伐时

一项引人注意的发现是，不平等和通胀会削弱AI带来的优势。在收入分配极不均衡的国家，即便电网变得更智能、更清洁，许多家庭仍难以接入或支付现代能源服务。高通胀进一步侵蚀人们负担电力和燃料的能力，并可能阻碍对更好基础设施的长期投资。相反，经济增长与负责任的产业扩张通常会通过创造资源来加强能源安全，从而现代化电网、扩大可再生能源并更广泛地部署基于AI的解决方案。

这对我们的能源未来意味着什么

对普通读者来说，结论是：AI并非万能开关，但它是增强能源系统稳健性、公平性和气候友好性的强大工具。研究表明，有目标地推动AI相关的专利、投资和研究，尤其着眼于智能电网、可再生能源和效率改进，可以将能源安全提高数个百分点。然而，要将数字化进展转化为与全球清洁能源、工业和气候目标相一致的现实成果，政府还必须应对收入不平等、抑制通胀，并将AI战略因地制宜地调整。配合恰当的政策，人工智能可以帮助社会迈向更可靠、更可负担且对地球破坏远小得多的能源系统。

引用: Yasmeen, R., Tao, R. Leveraging energy-sector artificial intelligence to enhance energy security and achieve sustainable development goals. Humanit Soc Sci Commun 13, 312 (2026). https://doi.org/10.1057/s41599-026-06639-9

关键词: 能源安全, 人工智能, 可再生能源, 可持续发展目标, 智能电网