大數(shù)據(jù)如何幫助我們改善大氣環(huán)境

大數(shù)據(jù)可以把現(xiàn)有的舊能源網(wǎng)絡(luò)變成更加智能的網(wǎng)絡(luò)，能夠了解個(gè)人的能源消耗狀況。這無(wú)疑將提高效率，降低能源價(jià)格并幫助我們減少碳排放量。
   智能能源網(wǎng)格
    在不久的將來(lái)，將有越來(lái)越多的家電設(shè)備帶有傳感器。這些傳感器能夠在能源公司、家庭智能儀表和電器之間進(jìn)行雙向通信。當(dāng)所有的家用電器都通過(guò)傳感器連接到互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，我們就可以根據(jù)需要，對(duì)單個(gè)設(shè)備的能耗進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)整。越來(lái)越多的能源機(jī)構(gòu)正在開(kāi)發(fā)智能電表來(lái)記錄單個(gè)家用電器設(shè)備的電能消耗情況。而這些信息將返回到能源公司，使得能源公司可以了解和預(yù)測(cè)能源需求。我們相信，隨著研發(fā)工作的進(jìn)一步深入，實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整能源需求將只是時(shí)間問(wèn)題。
    當(dāng)越來(lái)越多的設(shè)備具備了傳感器之后，產(chǎn)品之間也將能夠相互通信交流，甚至是進(jìn)行跨不同網(wǎng)絡(luò)的通信。這將幫助能源企業(yè)更好地了解和管理整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能源利用率。對(duì)于未來(lái)的電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，這是相當(dāng)有用且重要的。當(dāng)消費(fèi)者回家后將電動(dòng)汽車(chē)的充電和其他家用電器同時(shí)開(kāi)啟時(shí)，能源電網(wǎng)可能無(wú)法應(yīng)付這一需求的高峰期。因此，越多的電器設(shè)備具備了傳感器，就越能夠與能源網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信和溝通，能源公司也就能夠更好的管理其網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的能量分布。
    但是，真正的智能電網(wǎng)距離我們?nèi)匀贿€十分遙遠(yuǎn)。據(jù)以太網(wǎng)之父鮑勃·梅特卡夫表示，智能電網(wǎng)可以提供“大量廉價(jià)和清潔的能源”。他創(chuàng)造了一個(gè)由互聯(lián)網(wǎng)影響的智能電網(wǎng)，稱為“Enernet”愿景。
    這種智能電網(wǎng)也將同時(shí)能夠防止能量在網(wǎng)絡(luò)中的損失并防止停電事故的發(fā)生。傳感器系統(tǒng)可以同步的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電線的狀況，每秒鐘都能收集多個(gè)數(shù)據(jù)流。這些信息可以更容易地檢測(cè)到停電事故。當(dāng)確實(shí)發(fā)生停電事故時(shí)，其可以使得能源公司的響應(yīng)速度更快、更好。這種傳感器還可以檢測(cè)能量是如何在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)?，以及在何時(shí)何地發(fā)生了能量損失。這些信息實(shí)時(shí)傳遞反饋給能源公司的控制中心，能夠幫助他們實(shí)時(shí)的需求進(jìn)行調(diào)整。
    西北太平洋的巴特爾智能電網(wǎng)示范項(xiàng)目就是這樣的一個(gè)智能電網(wǎng)試點(diǎn)。該試點(diǎn)項(xiàng)目的六萬(wàn)名參與者來(lái)自美國(guó)的五個(gè)州。該項(xiàng)目旨在確定智能電網(wǎng)是否向我們所認(rèn)為的那樣有價(jià)值，是否更具經(jīng)濟(jì)效益。一個(gè)智能電網(wǎng)需要在在硬件和軟件方面進(jìn)行大量的投資。其也將極大地幫助我們收集數(shù)據(jù)信息：從之前的記錄一個(gè)儀表一個(gè)月之內(nèi)的讀數(shù)變?yōu)橹悄茈姳砻?5分鐘記錄一次讀數(shù)。也就是每天每百萬(wàn)智能電表共計(jì)記錄9600萬(wàn)次讀數(shù)。其結(jié)果是數(shù)據(jù)信息增加了3000倍，如果不加以妥善管理，這些數(shù)據(jù)信息將是相當(dāng)繁雜的。
   改變消費(fèi)者的行為
    如果消費(fèi)者可以根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和能源價(jià)格管理他們自己的能源消耗，將可能會(huì)改變他們的行為。一款智能電表可以基于需求預(yù)測(cè)建議消費(fèi)者在稍后某個(gè)時(shí)刻能源成本降低時(shí)使用某款電器設(shè)備。這將幫助能源公司更好地管理能源需求。如果某款電器設(shè)備（例如加熱器）可以基于價(jià)格范圍和網(wǎng)絡(luò)的能量需求自行決定在最佳時(shí)間開(kāi)始工作，這無(wú)疑將產(chǎn)生更好的效果。
   預(yù)測(cè)需求和價(jià)格
    與數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的電器相連接的智能電網(wǎng)能夠預(yù)測(cè)能源消費(fèi)量。監(jiān)測(cè)設(shè)備如何使用能源，并提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，并進(jìn)一步分析預(yù)測(cè)對(duì)于能源的需求狀況和可能出現(xiàn)的能源短缺。此信息可用于在合適的時(shí)間和地點(diǎn)提供適量的能量。其可以幫助平衡不同時(shí)間和地點(diǎn)的能源需求高峰。能源分銷(xiāo)機(jī)構(gòu)可以提高顧客滿意度，并通過(guò)減少停電的次數(shù)和持續(xù)時(shí)間遵守相關(guān)的合規(guī)性。如果能源公司能夠找到發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障與相關(guān)停電事故之間的聯(lián)系，那么這就表明他們能夠精確確定和識(shí)別發(fā)生故障的位置，并實(shí)時(shí)的提供相關(guān)的解決方案。
    當(dāng)智能電網(wǎng)平衡了能源需求的高峰之后，網(wǎng)絡(luò)將變得更可靠。而目前的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題在于，不僅僅是沒(méi)有這么大的網(wǎng)絡(luò)容量，而且還需要應(yīng)對(duì)高需求的能力。智能電網(wǎng)可以幫助防止極端高峰所導(dǎo)致的斷電。
   大數(shù)據(jù)也將有助于優(yōu)化能源交易，從而更好地預(yù)測(cè)價(jià)格波動(dòng)。大數(shù)據(jù)可以基于1000個(gè)不同的數(shù)據(jù)集針對(duì)能源市場(chǎng)做出幾乎實(shí)時(shí)的復(fù)雜分析。隨著能源價(jià)格的波動(dòng)，能夠基于這1000個(gè)不同的數(shù)據(jù)源進(jìn)行價(jià)格預(yù)測(cè)是相當(dāng)有價(jià)值的。對(duì)于能源供應(yīng)和需求的預(yù)測(cè)，能夠幫助能源銷(xiāo)售機(jī)構(gòu)獲利。通過(guò)對(duì)市場(chǎng)的充分了解，他們可以保護(hù)自己免受能源價(jià)格波動(dòng)的影響。最后，他們將能夠提供更便宜的能源，提高客戶滿意度。
   未來(lái)的投資和維護(hù)
    來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的大量傳感器的數(shù)據(jù)信息可以提供關(guān)于網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的附加信息。它可以幫助能源企業(yè)確定未來(lái)的投資是否是必要的，或是需要進(jìn)行維護(hù)。不必進(jìn)行定期的網(wǎng)絡(luò)檢查，大數(shù)據(jù)工具可以用來(lái)實(shí)時(shí)的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，只在必要時(shí)采取相關(guān)的措施。這將為能源企業(yè)節(jié)省很多不必要的調(diào)查，預(yù)防費(fèi)用。同樣，這些信息還將有助于了解哪些投資能夠幫助能源企業(yè)獲得最大的投資回報(bào)。
    例如，Vattenfall公司在風(fēng)力渦輪機(jī)內(nèi)安裝了傳感器數(shù)據(jù)，以預(yù)測(cè)何時(shí)需要進(jìn)行維護(hù)。這將為該公司節(jié)省了很多不必要的檢查渦輪機(jī)時(shí)所需要的直升機(jī)費(fèi)用和其他維護(hù)費(fèi)用，以及昂貴的咨詢費(fèi)用。
   大數(shù)據(jù)也可以被用來(lái)改善風(fēng)力渦輪機(jī)的安置位置，以便獲得最佳的能量輸出。在微觀和宏觀層面，對(duì)不斷變化的天氣進(jìn)行預(yù)測(cè)可以幫助企業(yè)選擇最佳的風(fēng)力渦輪機(jī)安置地點(diǎn)。或者根據(jù)地區(qū)年度日照情況數(shù)據(jù)來(lái)選擇太陽(yáng)能系統(tǒng)的安置地點(diǎn)。結(jié)合結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，如潮汐、地理空間、傳感器數(shù)據(jù)、衛(wèi)星圖像、森林砍伐地圖和天氣模型也可以幫助確定最佳安置地點(diǎn)。
    例如，丹麥能源公司維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)利用IBM大數(shù)據(jù)分析解決方案來(lái)分析許多不同的數(shù)據(jù)集，以確定每臺(tái)風(fēng)力渦輪機(jī)的最佳安置地點(diǎn)。將風(fēng)輪機(jī)安置在錯(cuò)誤的地方會(huì)導(dǎo)致無(wú)法生產(chǎn)出足夠的電力，無(wú)法判斷風(fēng)能投資的投資回報(bào)率，也就增加了電力成本。
   大數(shù)據(jù)應(yīng)用在能源領(lǐng)域最重要的影響是，其將使得現(xiàn)有的能源網(wǎng)絡(luò)變得更高效。這將幫助我們減少能源消耗量，并降低消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)價(jià)格。智能能源管理可以防止電網(wǎng)超載運(yùn)行，并防止新的和昂貴的電廠建設(shè)需求。較少的電廠能夠提供更高效率的能源和更低的價(jià)格，影響我們的碳排量。所以，最終，大數(shù)據(jù)有可能變成比采用可再生能源更可持續(xù)的技術(shù)，以幫助我們減少碳排量。