目前,全球已經形成了以“碳中和”為代表的綠色與可持續(xù)發(fā)展共識。微軟認為,以創(chuàng)新技術推進的數字化轉型,是幫助改善和解決人、環(huán)境與經濟持續(xù)繁榮發(fā)展課題的重要動力之一。在確保社會經濟穩(wěn)步發(fā)展的前提下,肩負起保護地球環(huán)境、推進可持續(xù)發(fā)展的承諾,這無疑是個難度極高的挑戰(zhàn)——微軟對其中的技術難度,有著深刻的切身體會。

除了積極消除自身的碳排放,微軟也積極支持全球各界的技術研發(fā),幫助加速全球碳減排、碳捕獲和碳消除技術的發(fā)展。通過將物聯(lián)網、大數據、云計算與人工智能、機器人技術深度整合,微軟推出了一大批行之有效的解決方案,為包括殼牌、遠景能源等在內的能源企業(yè)打造通往低碳、高效業(yè)務的新路徑。

微軟高性能計算,讓殼牌獲取低碳新路徑,打造“可持續(xù)燃料”

早在2020年9月,殼牌(Shell)就宣布將利用微軟智能云Azure、Microsoft 365 和 Power Platform 等加快清潔能源的開發(fā)。這家全球性能源企業(yè)每周需要處理其全球資產基礎上的數十億數據點。借助微軟智能云Azure,系統(tǒng)可以快速聚合和分析數據,進而生成一個虛擬圖來反映業(yè)務的現(xiàn)狀。此外,殼牌還基于Azure開發(fā)了一款數字工具,用于最終其供應商的碳排放量,顯示基線、設定目標,并為其自身運營制定計劃。此外,兩家公司合作開發(fā)的工具和解決方案,可以幫助中小企業(yè)計算其碳足跡,同時為其探索尋找和獲取低碳的解決方案和產品的新途徑。

殼牌利用 Azure、Microsoft 365和 Power Platform等加快清潔能源的開發(fā)

在這一合作的基礎上,殼牌還將基于微軟智能云Azure的高性能計算(HPC)用于顛覆性的計算科學,并與微軟MCS部門(Microsoft Consulting Services)合作開發(fā)該技術,用于了解腐蝕對于精煉廠的影響,以及改進汽車潤滑油。作為該解決方案的基本組成部分,文化轉型(cultural transformation)也使工程師能夠借助微軟技術的快速失敗機制(fast-fail)和自助服務功能更靈活地展開工作。

“可持續(xù)航空燃料”這個詞聽上去或許有些自相矛盾。實際上,這種“燃料”的源頭,并非是地下抽取的石油,而是漂浮在大氣中的碳分子。從空氣中提取出燃料,對很多人來說更像是魔術師的戲法,但這一概念可能很快就會成為現(xiàn)實。全球性能源企業(yè)殼牌(Shell)已經測試了基于這一概念生產的“合成煤油”(synthetic kerosene),并正在借助相同的研究技術預測其腐蝕性。

這些技術和產品的開發(fā),都是殼牌有序開展的數字化轉型的一部分。正如殼牌計算科學與數字創(chuàng)新副總裁Daniel Jeavons所指出的,公司的目標不僅僅是高效運營,更要通過一系列數字技術——如數字工程、成像、計算科學、人工智能、虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實,以及區(qū)塊鏈等——來“孵化未來”。

這個“未來”也包括了殼牌的2050凈零排放目標,與聯(lián)合國《巴黎氣候協(xié)定》設定的社會環(huán)保進程保持了一致。殼牌的愿景是為全球凈零排放做出貢獻,為實現(xiàn)這一愿景,殼牌正在努力減少業(yè)務運營,以及客戶使用其燃料和其他能源產品所產生的碳排放。殼牌還將數字技術用于捕獲和封存剩余排放;此外,殼牌通過轉型自身業(yè)務,提供更多低碳能源,并與一些在脫碳方面面臨更多挑戰(zhàn)的行業(yè)客戶進行合作,以此來抵消自身的碳排放量。

Jeavons表示:“數據驅動模型(data-driven modeling)是我們工作的核心。殼牌提高競爭力的方式,就是將數字化轉型的浪潮應用到計算科學當中。”但是,僅憑Jeavons團隊的一己之力,無法將這一具備行業(yè)革新意義的概念變?yōu)楝F(xiàn)實。因此,殼牌選擇了微軟智能云Azure作為該計劃的平臺。他們尤其看中了Azure Batch功能,因為它可以在云中的HPC節(jié)點上大量運行計算密集型應用。為了優(yōu)化該平臺并確?？焖賾煤陀行褂?殼牌選擇了微軟咨詢服務(Microsoft Consulting Services, MCS)作為其戰(zhàn)略和項目實施提供商。

殼牌計算科學總經理Suchismita Sanyal表示:“殼牌在工程方面的專業(yè)知識儲備豐富。我們需要的,是能夠支持大規(guī)模計算的HPC,和將其擴展到實際系統(tǒng)規(guī)模的能力。尤其是基于云的HPC,能夠最大程度地提高靈活性和成本效益。這類專業(yè)能力和資源,恰好是微軟能夠提供的,這也是我們與微軟MCS合作的原因。”

有了MCS的支持,殼牌相當于擁有了一個遍布全球的資源網絡。這一網絡也覆蓋了印度班加羅爾,也就是負責數字模型研究的殼牌印度市場有限公司(Shell India Markets Limited)的所在地。Sanyal表示:“我們需要的是一個整合團隊,既能夠在印度當地交付服務,也可以遠程提供支持。微軟MCS就可以做到這一點。”

殼牌同時深知,技術變革只是走向成功的一部分,企業(yè)文化的變革也有待開展。殼牌商業(yè)機會經理Justin Freeman表示:“經過幾代人的努力,能源行業(yè)已經在風險管理方面取得了進步,畢竟失敗可能會帶來災難性的后果。數字空間為我們提供了新的方式來控制風險、進行試驗、并在影響最小的情況下驗證快速失敗機制。這是數字化的巨大優(yōu)勢——如果你能夠在企業(yè)文化上進行變革,員工也會愿意擁抱這些優(yōu)勢。”

在這方面,微軟MCS也提供了幫助。它向殼牌的工作人員展示了如何通過Azure Machine Learning和Power App將更為耗時的流程替換為建模,以及如何使用敏捷開發(fā)和自助服務,在一個更快、層級更少的研究環(huán)境中運行。

Jeavons以DIRAC系統(tǒng)為例進行了解釋。該系統(tǒng)是殼牌和微軟MCS合作開發(fā)的數字成像渲染和計算解決方案(Digital Imaging Rendering and Compute solution),能夠實現(xiàn)微觀3D圖像的復雜圖像分析,在進行關鍵決策之前,提供更多巖石物理信息和相關洞察,顯著節(jié)約了成本。“看到一項在敏捷研討會(agileworkshop)中誕生的技術,能夠為實驗研究人員開發(fā)下一代催化劑和潤滑劑提供關鍵助力,這種感覺真是太神奇了。微軟引導我們實現(xiàn)文化變革,讓這一切成為了可能”,Jeavons感慨道。而有了Azure Batch對DIRAC的支持,殼牌在體驗HPC強大力量的同時,也能夠做到“按需使用”。高成本效益,和五倍于其固有硬件的計算量,也讓殼牌節(jié)省下了購置硬件的時間和成本。

借助DIRAC,殼牌還開發(fā)和部署了針對管道和其他資產的腐蝕預測模型,以實現(xiàn)更好的預防性維護,最大限度地減少潛在泄漏。虛擬的防腐工程工具就像是自動駕駛儀,是一個設備狀態(tài)的自診斷系統(tǒng),它能夠對環(huán)境和生產過程條件等因素進行評估,以確定局部腐蝕速率和剩余設備壽命,從而指導維護和操作。

部署后的幾個月,在估算一座工廠冷卻裝置熱交換器的剩余使用壽命時,該工具發(fā)現(xiàn)了一個可能導致意外停產和生產延期的問題,為工廠節(jié)省了數千萬美元。此外,DIRAC分析還有助于改進潤滑油,從而增加汽車行駛里程,提升能源效率和可持續(xù)性。

確保超 22 億條消息的高效傳輸

成立于 2013 年的遠景能源(Envision),是中國第二大智能風機供應商,最大的海上風電技術解決方案提供商。過去 12 年,遠景能源在引領中國風電行業(yè)的技術進步,隨著對市場的不斷拓展和滲透,其主營業(yè)務覆蓋能源、創(chuàng)投、物聯(lián)網等多個板塊,并已在全球設立了 10 大研發(fā)中心。該公司的關鍵產品是智能風機,還構建了能源物聯(lián)網平臺 EnOS,連接協(xié)同全球超過 100GW 的能源終端與 5000 萬個智能設備,賦能發(fā)電、城市、園區(qū)、交通等多個場景。

自 2017 年 7 月遠景能源與微軟開始合作后,便將其開發(fā)的 EnOS 部署在了中國及全球的 Microsoft Azure 云上,并提供 PaaS 服務實現(xiàn)對能源物聯(lián)網的智能協(xié)同管理。遠景能源還通過 Microsoft Azure 提供安全靈活的云服務,幫助其贏得了包括道達爾、新加坡吉寶集團在內的諸多全球客戶。其中,借助遠景能源智慧城市和園區(qū)解決方案,遠景能源與吉寶在中國成功打造了蘇州和天津兩大智能物聯(lián)網產業(yè)園和城市示范區(qū),這也是中新兩國政府間的首兩個標志性合作項目。

微軟智能云解決方案部署后,遠景能源新客戶的部署周期中初步驗收和試用時間減少到 2 天,降低了業(yè)務的部署和管理成本;借助 Azure IoT、數據存儲等技術,遠景能源系統(tǒng)可以支持對全球風場、儲能設備、充電樁以及樓宇電力設備進行管理,確保 106 GW 的能源電力資產安全,及 66 萬的設備數量、6000 多萬的數據測點產生的 22 億余條消息的安全高效傳輸,有效避免因大量數據和設備接入而產生的設備滯緩和宕機的風險。未來,遠景能源還將在數據分析、區(qū)塊鏈、AI 創(chuàng)新應用等層面繼續(xù)與微軟展開合作,共同推動全球能源數字化革命。

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