本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
一场数字革命正在席卷全球能源领域。人们对在应对气候变化方面的进展缓慢感到沮丧，他们正在为能源的数字化——将信息和通信技术应用于该领域——欢呼。人工智能和计算能力的进步、传感器等数字设备的成本下降以及互联网连接正在改变能源的生产、运输和消费方式。令人兴奋的迹象表明，数字创新可以通过促进更清洁的能源和减少浪费的能源使用，帮助全球经济脱碳——减少温室气体排放。
然而，数字化是一把双刃剑。这是由外交关系委员会于2018年6月25日出版的新书《数字脱碳》中14位专家作者得出的结论。他们认为，数字创新同样很容易增加我们对化石燃料的使用并提高排放量。他们还指出，伴随这些进步而来的还有其他风险，包括电网遭受网络攻击的威胁加剧以及个人数据隐私泄露。因此，需要公共政策来引导数字技术加速清洁能源转型，同时减轻风险。
数字技术本身并非清洁。例如，石油和天然气公司正准备应用人工智能来提高页岩油井的产量。随着这些技术的扩大，化石燃料可能会变得更便宜，从而削弱清洁能源。同样，燃煤和天然气等化石燃料发电厂的所有者正在安装传感器来检查工厂的健康状况，并应用机器学习技术来更好地维护设施。这项工作可以帮助减少工厂停工并延长寿命，从而增加长期排放量。
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另一方面，数字化可以支持太阳能和风能等清洁能源。对它们的一个主要打击是它们的输出高度不稳定，这会给电网带来压力。一旦公用事业公司使用数字传感器和通信网络升级电网，他们就可以指挥发电机、电池和客户设备，以确保即使有更多的可再生能源上线，电网也能保持稳定。除此之外，当家中无人时会降低空调温度的可编程恒温器等数字创新，使人们及其服务提供商比以往任何时候都更容易节省能源。数字技术甚至可以降低操作复杂设备以捕获和储存化石燃料发电厂碳排放的成本。
数字创新如何导致碳排放飙升或骤降的最明显例子是在交通运输领域。由传感器、计算、机器学习等方面的数字进步推动的自动驾驶汽车可能很快就会普及。因此，公路车辆的行驶里程可能会激增，因为对于不必开车的人来说，通勤变成了生产时间，廉价的机器人出租车会接送干洗，并且零售商会派遣流动的仓库来提供即时邻里送货服务。根据一项广为引用的研究，所有这些驾驶可能会导致未来几十年车辆的碳排放量翻倍。然而，同一项研究发现，如果大多数自动驾驶汽车最终都是电动汽车，接入主要由清洁能源供电的电网，并使拼车和乘坐公共交通工具更加容易，那么排放量可能会下降一半。鉴于这些不同的情景，需要正确的市场激励来推动这项技术减少排放。
无论更多数字连接的能源系统是提高还是降低碳排放，网络攻击的威胁都会增加。在世界各地，对电网的数字攻击已经导致发电厂关闭并导致停电。随着客户向电网添加数十亿个联网设备，恶意行为者将有更多机会进入网络或窃取个人数据。例如，频繁测量家庭能源使用情况的智能电表可以帮助个人减少电费，但窃贼也可以使用这些数据来推断房屋何时有人或无人。
尽管存在这些风险，但各公司正在向数字化投入资金。2016年，电力行业在数字升级方面的投资为470亿美元，超过了其在新天然气发电厂方面的支出。在过去三年中，将能源领域的数字创新商业化的初创公司吸引了越来越多的风险投资，扭转了清洁能源技术投资大幅下降的局面。
政策制定者应指导数字创新，使其减少排放。例如，各国应为碳排放定价，对污染实体征税，并创造减少排放的激励措施。与在屋顶上强制安装太阳能电池板等其他提案不同，碳定价并未具体说明如何减少排放，而是允许私营部门找到最便宜和最具创新性的方法。许多此类技术将涉及数字技术。而且，同样重要的是，碳定价将减少使用数字创新来增加而不是减少排放的激励措施。此外，各国应投资于研发可减少而不是增加排放的数字技术应用，从而使私人投资被吸引到更清洁的技术。
政策制定者还应制定法规，以减轻网络攻击和隐私泄露的风险，而不会扼杀创新。例如，他们应要求电力公司加强电网，以抵御黑客攻击，并对他们收集的个人数据进行匿名化处理。
风险很高。各国在能源数字化是否加速方面没有太多选择。但他们确实有一个黄金机会来引导它朝着促进可持续未来的方向发展。