物联网技术是如何让环境可持续性发展？

来源：transforma insights

物联网智库 编译

概要

总体而言，人工智能和物联网等新技术将在2030年节省近1．8万亿千瓦时（PWh）的电力，并减少使用碳氢化合物燃料所产生的3．5万亿千瓦时（PWh）的能源，从而共节省5．3万亿千瓦时（PWh）的能源。抵消此收益的是应用新兴技术驱动部署的电源解决方案所要消耗6530亿千瓦时（PWh）的能耗。

相比之下，预计到2030年，全球ICT行业的总用电量将增加到8万亿千瓦时（PWh）左右，这意味着新技术总计将节省相当于ICT行业总耗电量58％左右的能源。

其中节约的大部分与物联网应用相关，其节省的电力和燃料能源高达95％以上。这是因为物联网代表了新技术环境与“现实世界”的接口，在现实世界中，大部分能源被消耗，大部分也可以被节省。其中最具影响力的物联网应用包括：

到2030年，应用一系列智能电网应用程序（包括智能电表、电网运营和发电）合计将节省近1．4万亿千瓦时（PWh）的电力。

到2030年，供暖、通风和空调（HVAC）系统将节省近1300亿千瓦时的电力。

到2030年，公路车队管理节省的燃料能源约占1．25万亿千瓦时（PWh）。

到2030年，道路交通监控可节省燃油能源2900亿千瓦时左右。

图1列出了总体的分析结果，并包括“Enhanced IoT”类别的应用，旨在捕捉新兴技术之间的重叠，即物联网解决方案本身对于其他新兴技术的依赖。

图1

新技术和可持续性之间的关系是复杂的：某些解决方案，如具备点播功能的物联网电视大多导致了电子废物的产生和电力的消耗（用于本地内容引擎、远程服务和连接）；而其他解决方案，如道路车辆管理和HVAC系统应用燃料／电力的话也有相关的好处。如下图2所示，除少数例外，这些关系始终贯穿于新技术部署的情况：新技术及其解决方案在制造、分发和寿命结束阶段的净影响通常是负面的，而在实际操作期间产生净效益。

图2

从这个角度来看，消费者和企业之间的差异很容易就显现出来，许多消费者解决方案，如支持物联网的视听设备，通常对过程的每一步都有负面影响，而许多企业解决方案将在运营阶段产生显著的可持续性效益。

物联网解决方案的潜在变化是，许多消费者设备旨在向消费者提供增强的价值主张，而企业解决方案通常基于业务案例分析和预期的净经济效益进行部署。除了复杂的HVAC系统、建筑自动化和智能照明例外，无论它们是部署在消费者或企业环境中，都将产生可持续性收益。考虑到这些动态因素差异，企业节省的电量占所有物联网解决方案节省电总量的95％也就不足为奇了。

除节约能源，世界经济论坛在2019年将水资源短缺列为未来十年全球潜在风险最大的危机之一。而少量主要应用在农业领域的物联网应用可在2030年净节约2300亿立方米的水。

不包括物联网设备的新兴技术解决方案的影响比物联网解决方案的影响更复杂。然而当分析二氧化碳的影响（将电力和燃料的影响合并为单一的衡量标准）时，便会出现两个显著的编组。

从用例层面看，就净碳排放量所需最大成本而言，提升合规性和降低风险是适用性最广、处理密集、非物联网的应用程序。例如欺诈检测（到2030年二氧化碳净排放量达0．67兆吨）、风险分析（0．29兆吨）和威胁检测（0．24兆吨），这些对于最终用户来看都是有价值的，但是他们往往需要密集的处理，且通常收效甚微（从可持续发展的角度）。

相反，某些新兴技术（非物联网）应用在二氧化碳净排放方面优势显著，其中最有利的用例往往涉及与现实世界的物理交互过程。例如“X即服务”（到2030年减少了2．6兆吨的二氧化碳净排放量）包括主动和先发制人的维护，以确保资产有效运行且不会发生故障。这样可以节省维修时间，并且对这些资产的状态进行更好的监控，可以在例行服务访问期间进行更多维护。库存管理（1．7兆吨）、运输优化（1．1兆吨）和供应链审计（1．0兆吨）在内，都通过这种方式提升了物流网络的效率，并减少了燃料的使用。

有趣的是，对于新技术的投资往往会导致电力消耗（为解决方案提供动力）方面的成本，通过会因为电力消耗方面的某种程度的节省而被抵消，而在碳氢化合物燃料方面则更为显著的节省。这是一个非常重要的动态，因为从可持续来源获取电能比从能源（碳氢化合物）燃料要容易得多：即从可持续性的角度来看，用电力消耗简单地替代碳氢化合物燃料消耗是有益的。

物联网的可持续性

物联网（IoT）和环境可持续性是我们这个时代的两个重要主题。在这一节中，我们将讨论两者之间的关系。

电的影响

总体而言，我们预计2030年因物联网解决方案的采用将节约超过1．6万亿千瓦时（PWh）的电力消耗。图3突出了物联网在2020年和2030年的净节电影响。

到2030年，最具影响力的节电物联网应用将与智能电网运营、HVAC和建筑自动化相关联，而全球最具影响力的耗电物联网解决方案将是闭路电视和视听（AV）设备。

图3＆图4

特别有趣的是，消费者物联网解决方案和企业物联网解决方案在净能源消耗方面差异较大，如图4所示。本质上，物联网功能通常与消费者解决方案（如AV设备）相结合，以改善和提升设备支持的功能和整体服务。另一方面对于企业来讲，如果这样做有净经济效益，通常也会将物联网功能纳入其解决方案。因此，企业物联网解决方案通常与某种程度的效率提高相关联：这些功率的节省采取减少电能消耗，或者下面我们讲到的减少燃料或水的消耗。这种影响可以是直接的，即物联网解决方案使任务能够更有效地完成，也可以是间接的，即物联网解决方案减少了相关领域的成本。例如应用物联网的HVC是典型的受直接影响的案例，其节省了电能；与此同时，物联网生产线是间接节省成本的案例（由于员工数量减少）。

在消费领域，最重要的节电物联网解决方案无外乎是HVAC和建筑自动化以及建筑照明。物联网解决方案存在的意义首先是支持改进用户倾向于净电量消耗的建议（如视听需求，闭路电视和个人机器人助手）。

图5显示了最具影响力的消费领域的物联网应用，按对电力消费的净影响总量排序。

图5

企业领域的情况则完全不同，大多数应用程序对电力消耗有一些显著的净效益影响。下面的图6再次对能源消耗的净影响排序，就用电量影响而言，物联网解决方案实际上显著减少了用电量。

图6

燃料的影响

除了对电力消耗的影响，许多物联网解决方案也会影响碳氢化合物燃料的消耗（包括柴油、汽油和天然气）。物联网解决方案对燃料消耗的净影响是绝对积极的，因为消极方面的影响几乎完全是由必要的物联网设备运输造成的。一个简单的事实，汽车搭载物联网车辆平台（或前端）设备导致了重量的增加，并且降低了燃油效率，然而整体影响较小，物联网对油耗的总体影响是显著积极的，如图7所示。

图7

不出所料，在节省燃料方面最有效的物联网解决方案将是“道路车队管理”（Road Fleet Management），这将大大提高对道路车队的管理效率，也将效率更高的货车分发路线。仅公路车队管理就占了所有物联网解决方案节省的燃油的37％左右。道路交通监测和控制带来更有效的交通流量（特别是在城市环境），并节省了超过9％的燃料。库存管理和监控解决方案能够节省8％的燃料，因为这些解决方案提供更准确和及时的信息，使运输和配送系统更高效。图8显示了物联网应用节省的总燃料分布情况。

图8