欧盟战略前瞻报告分析加速数字化和绿色转型的关键技术

近日，欧盟委员会发布《2022年战略前瞻报告：新的地缘政治背景下实现绿色和数字化转型》，强调实现2050年净零目标需要加速数字化和绿色双重转型。报告指出，技术创新将在能源、交通、工业、建筑和农业等主要碳排放领域发挥关键作用，到2050年实现碳中和目标必须推进当前正处于实验、示范和原型阶段的新兴技术发展。加速实现数字化和绿色转型的关键技术包括：

1、能源数字化

乌克兰危机突出了地缘政治影响，必须加速清洁能源转型并建立更具弹性的能源系统。数字化和绿色双重转型将增加电力需求。数字化可加强欧盟能源安全，支持能源载体的更有效流动并增加市场之间的互联互通。主要包括：①通过数字技术提供必要的数据，以更精细和近实时地匹配供需;②通过数字技术、新型传感器、卫星数据和区块链改进能源生产和需求预测，使智能电网能够根据影响波动性可再生能源生产的天气条件调整需求，有效管理和分配可再生能源，促进跨境流动并防止供应中断;③通过数字化使能源消费行为转向绿色能源，并影响能源交易，如通过“能源即服务”和数据驱动的创新能源服务改变能源供应商和消费者之间的交互;④通过微电网和自组织电网实现自下而上的能源系统管理;⑤需增强网络安全以及建立安全、自主的通信系统，以提高抵御多种网络安全威胁的能力。

2、通过数字技术实现绿色交通

人口增长和生活水平提高将使得交通需求持续增长，预计到2050年全球客运量将比2015年增长三倍。需从如下方面发展数字技术以推进绿色交通：

(1)数字技术与下一代电池技术结合以推进交通可持续发展。包括：①数字技术与电动飞机结合以建立连接整个欧盟的小型区域机场网络;②管理交通运输的电气化需求;③在系统层面集成传感器、计算能力和先进软件;④利用车辆和环境数据优化充电;⑤利用“车辆到电网”技术为智能电网提供灵活性并最大限度集成可再生能源;⑥通过联网自动(包括自主)船舶及车辆的数字化解决方案提高交通管理效率并降低能耗;⑦在真实环境中测试交通解决方案;⑧开发汽车“数字孪生”以提供关于实时性能、服务历史、配置、零件更换或保修的完整数据;⑨开发新技术和基础设施以发展智能交通相关数字技术，如人工智能、云技术或半导体;⑩建立通用标准、基础设施、平台和治理框架。

(2)结合数字化和人工智能技术以开发更高效的多式联运解决方案，将所有模式集成在可互操作的单一平台中，实现“交通即服务”。开发此类平台将在如下方面发挥作用：①提高公共交通的效率以及用户的可获得性和经济性;②促进“共享”或“拼车”等方式的普及;③促进使用新的低排放、数字和人工智能解决方案，如无人机提供货物交付和医疗援助;④通过更广泛获取交通数据帮助公共管理部门监控和规划交通活动、基础设施和服务，以更低的成本和环境影响更好地匹配供需;⑤实现数据共享。

3、通过数字技术推进工业碳中和

工业占全球终端能源消费的37%和温室气体排放量的20%，其中钢铁、水泥、化工、造纸四大能源密集型行业占全球碳排放的70%。数字技术可应用于多种燃料和原料的大型工业能源用户的供需管理，包括：①通过智能电表提供能源消耗的实时信息并发送到能源管理工具中以提高能效;②通过监测控制、大数据分析和数据采集系统提高工业流程和流程数据的效率，以实现更明智的决策;③通过“数字孪生”改进系统设计、测试新产品、监测和确保预测性维护、评估产品生命周期并选择最佳材料;④基于数据驱动的优化以改进现有材料、开发更环保的替代品并延长其使用寿命;⑤监测和跟踪产品材料或零件信息，以改进维护并实现高质量闭环回收来提高循环性;⑥制造、数字和其他先进技术的集成，如机器人或3D及4D打印。

4、绿色建筑数字化

人口趋势和城市化将推动建筑需求变化，到2060年全球建筑存量规模将翻一番。为了推进建筑减排，到2030年须实现新建建筑零排放并改造1/5的现有建筑。数字技术将有助于建筑能源消费的绿色替代，并提高整体能效，主要包括：①发展智能建筑和仪表;②通过建筑信息模型提高建筑能效和用水效率，并为建筑设计提供数据依据;③通过匿名数据、智能设备和消费者行为分析促进有针对性的建筑翻新;④通过数字日志和生命周期分析支持对建筑全生命周期排放的评估、报告和跟踪，并有助于减少材料对环境的影响和防止使用有毒材料;⑤通过“数字孪生”改变城市空间的使用规划、监测和管理，以减少城市排放，提高资源效率和生活质量，更好地利用建筑空间，并增强建筑抗风险能力。

5、智慧和绿色农业

如果不采取政策行动，到2050年全球农业排放将增加15%-20%。数字技术将有助于实现智能和绿色农业，主要方向包括：①通过现场数字传感以及原位和空间利用相关技术，减少水、杀虫剂、化肥和能源的使用;②通过“数字孪生”提供数据以管理产品的多样化，并利用功能生物多样性来重新设计除害虫;③将量子计算与生物信息学和植物基因组学相结合，以促进对减少农药和化肥使用相关的生物和化学过程的理解;④开发促进当地分销和避免食物浪费的数字平台，以促进当地生产并缩短消费路径;⑤通过卫星数据、传感器、区块链和价值链相关数据，提高农产品的可追溯性和透明度;⑥开发开放农业数字平台，提供安全可信的数据共享和数字服务(如精准农业)，以创造高效的市场;⑦开发支持更多样化农业模式的标准化流程数字解决方案。

文章作者：CASEnergy