赵俊华教授：人工智能与绿色低碳

赵俊华教授，香港中文大学（深圳）理工学院副教授，深圳高等金融研究院能源市场与能源金融实验室主任，深圳人工智能与机器人研究院研究员，国际智能电网联盟专家组成员，担任IEEE Transactions on Network Science and Engineering以及Energy Conversion and Economics等多个国际期刊编委。

赵俊华教授回国前担任澳大利亚纽卡斯尔大学智能电网研究中心主任科学家，在澳大利亚有11年的电力行业从业经验。长期从事智能电网、电力市场、机器学习与人工智能等方面的研究工作。在国际国内著名期刊上发表论文200余篇，在国际学术会议发表论文50余篇，其中SCI收录论文超过100篇, IEEE Transactions收录论文50篇。研究成果在工业界产生了重要影响，参与开发的多个软件产品先后应用于纽约爱迪生公司、港灯集团、广东省能源集团、中海油、大唐发电等大型能源企业。

人工智能与绿色低碳

——人工智能在能源市场的应用及发展

根据生态环境部的统计，自2021年7月16日正式启动上线交易至12月31日，全国碳排放权交易市场第一个履约周期顺利结束。

中国推出国碳市场的意义是什么，人工智能将如何应用到能源市场中？人工智能和计算机科学领域未来的重要发展趋势是什么？我们带着这些问题采访了长期从事智能电网、电力市场、机器学习与人工智能等方面研究的赵俊华教授，为我们解读“人工智能与绿色低碳”。

Q

赵教授您好，您可以为我们介绍一下我国政府目前对“碳市场”的相关措施吗？

A

我们国家在去年7月推出了全国性碳市场的交易体系，这是继欧盟碳交易市场之后第二个世界上大规模的碳交易市场，在此之前，我们国家只有7个地方性的碳交易所。

碳市场本身的意义在于，在碳市场推出以前，工厂生产、烧煤等产生的经济效益是它们独占的，但排出温室气体等产生的所有负面影响是全人类共同承担的，这就是环境的外部性问题。为了解决这个问题，学术界提出了碳定价，为排出的每一吨二氧化碳定价。现在定价有两种方式，一是碳税，税率由政府决定，二就是碳市场。在碳市场中交易的是碳排放权，排放二氧化碳的权利变成了一种商品，这种权利可以在市场上自由交易，由市场来定价，现在大家普遍认为碳市场比碳税更加有效。碳市场推出以后未来对我们国家的经济影响会很大，一些原来的支柱产业，比如钢铁、煤炭、电解铝等高耗能高污染的产业将受到冲击。

Q

您可以和我们分享一下您最近在做的研究吗？

A

我们最近在深圳人工智能与机器人研究院与其他教授有个联合的项目叫做“绿色低碳人工智能”。

随着全球变暖的持续推进，联合国、各国政府、学术界等都逐渐形成了共识：气候变化对我们的影响非常大，我们必须要加紧行动来应对这个变化。因此，我们国家在2020年出台了双碳政策，即中国要在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。这是一个全社会的系统工程，有很多事情可以做。对我们人工智能与机器人研究院来说，就是如何利用人工智能技术来支持碳达峰和碳中和。

我们的研究分成好几个方面，一方面是基础理论的研究，比如说群体智能、新的机器学习方法等等；另一方面，我们确定了两个重要的应用领域，一是交通领域，二是能源领域，也就是我在做的内容。我们团队一是在研究如何通过使用一些人工智能、优化等的方法让能源系统以更加低碳清洁的方式运行；二是对能源经济、能源市场相关政策的研究。

赵俊华教授接受学生专访

Q

那么是如何将人工智能应用到能源市场中去的呢？

A

我们团队目前一方面在研究碳市场本身政策上的问题，比如碳市场应当怎样设计、怎样定价，需要哪些类型的交易品种等；另一方面，碳市场推出以后，有很多企业在里面交易，比如排放二氧化碳的实体企业、银行、券商等金融机构，他们对研究分析碳市场的趋势、应当在碳市场中采取怎样的策略等非常感兴趣。

我们现在和国家最大的能源企业，国家电网公司有个合作项目，叫做碳市场仿真，就是利用大数据和人工智能技术去预测未来碳市场的走势。在碳市场推出以后，未来几个月、几年，我们国家的碳市场是个什么样的价格，碳市场的主体、交易量怎么样，所有这些信息对参与碳市场的主体都是非常重要的，因为提早预测未来市场的走势可以帮助他们更好地设计交易策略，同时也能够帮助政府制定政策，引导社会以尽量低的成本往清洁低碳的方向转型，而不是让碳市场的主体投机。

此外，我们团队最近也在研究，怎么让人工智能的算法本身也是低碳的。因为计算要耗电，所以人工智能本身是有成本的，在计算机发展的初始领域，计算机的能耗并不高，但是现在随着计算越来越深入到社会的各个层面，计算的负面影响越来越大，因为它的耗电越来越多，而耗电就会导致二氧化碳的排放。这就形成了一个悖论，我们本来是希望用人工智能帮助减少二氧化碳的排放，但它本身反而变成了一个非常巨大的排放源，从全世界的角度而言，单纯计算中心的二氧化碳排放就占到了全球总排放量的10%。现在的计算机模型非常巨大，所需要的资源是呈几何级数上涨的，但是计算性能的提升较小，表现出边际效应递减，因此，有别于传统算法优化专注于算法速度和存储空间，我们现在不得不考虑怎样发展一种绿色低碳的算法。

Q

在您看来，人工智能和计算机科学领域未来的重要发展趋势是什么？

赵俊华教授

A

人工智能本身是一种技术，这种技术要产生价值是一定要和具体的应用结合的。

在人工智能的初期，它的应用主要是在互联网领域，但是现在人工智能开始大规模推广，进入各种不同的行业，这些领域中比较重要的有能源、金融、交通、制造、农业等，目前国内的主流互联网大厂比如阿里云、百度、腾讯、华为等都已经进入到了能源领域。

关于计算机领域的一些发展趋势，算法本身的低碳化是一个比较有意思的方向，此外，元宇宙的愿景很大，但是产业如何落地、如何和其它产业融合还不清楚；量子计算如果出来，对计算机行业的影响是颠覆性的，但是它如何实现商用，也还有很大的不确定性。

Q

对于希望向这些方向发展的同学们，您有什么建议呢？

A

人工智能真正要在不同领域用好并不容易，因为这需要交叉型的人才。纯粹学习人工智能的人可能不知道具体在某个行业里应当怎么应用计算机技术才能解决问题。

对于将来想要从事的行业，可以多了解一些行业的最新动态，看看相关行业中质量较高较前沿的自媒体，如果不好判断哪些自媒体比较好，找一下这个领域相关的老师，他多半知道。另一方面，对于想要学习但是学校中没开的课程，也可以多上一些网课。

有很多同学和我聊对未来的规划，我还是觉得要从个人兴趣出发，你对一个行业感兴趣，你自然能够长期在这个行业扎根做下去，职业生涯中总会遇见一两个风口，如果你有足够的能力看见行业变化的趋势，而且在这个领域有足够的积累，那你就会爆发地更快。