Опубликованное MIT/IEEE исследование ошибочно предполагает, что вычисления в роботизированных автомобилях будут выбрасывать много углерода. Расслабьтесь, это маловероятно.
Угольная или газовая электростанция — это последнее место, где электрический беспилотный автомобиль хочет покупать электроэнергию.
Гетти Изображений
Исследование аспиранта Массачусетского технологического института Сумья Судхакара, опубликованное IEEE, недавно привлекло внимание прессы за заявление о том, что большой парк беспилотных автомобилей в отдаленном будущем может вызвать столько же выбросов парниковых газов, сколько нынешняя глобальная сеть компьютерных серверов, производящих 0,3% современных выбросов.
В исследовании делаются неверные предположения, и, как таковые, его выводы неверны, но противники новых технологий часто цепляются за такого рода исследования из-за их предвзятости подтверждения и используют их в качестве пропаганды. Немного копаюсь в деталях, поэтому буду здесь.
Они начинают с утверждения, что компьютеры в современных автомобилях потребляют около 840 Вт энергии. Это столько же, сколько обычный дом или несколько компьютеров в центре обработки данных, хотя это скромная доля электрического седана, разгоняющегося до 60 миль в час и потребляющего во время движения около 15 000 Вт. Кроме того, они ожидают, что количество энергии, необходимой для движения автомобиля, со временем будет расти, а не уменьшаться — возможно, до уровня, который будет соперничать с энергией, используемой для движения автомобиля. Седан на городских улицах использует немного меньше, так что это может стать заметной частью общей мощности.
Их расчеты показывают, что если есть миллиард или более таких автомобилей, каждый из которых ездит по часу в день, это в сумме дает большое количество электроэнергии. Если это электричество поступает из нашей современной сети, работающей на ископаемом топливе, это может означать много выбросов. Они делают много математических вычислений на основе этих неверных предположений, чтобы получить плохой результат. Они пытаются предсказать несколько десятилетий, чтобы произвести эти цифры, и в одном прогнозе представляют 3 миллиарда автомобилей.
Давайте распакуем все сомнительные предположения
Это правда, что некоторые прототипы автомобилей могут потреблять такую же мощность для своих вычислений. Есть также автомобили, которые тянут гораздо меньше. Они полагают, что программное обеспечение и другие датчики не станут более эффективными, чем прототипы, хотя на самом деле они, скорее всего, станут гораздо более эффективными. В документе даже предполагается, что вычислительная нагрузка будет расти экспоненциально, и единственное спасение для энергопотребления заключается в том, что процессоры ИИ также становятся более эффективными экспоненциально, но недостаточно быстро, и им нужно будет удваивать эффективность каждый год, чтобы наверстать упущенное. Путь роста вычислений в прототипах не является предиктором будущих вычислительных потребностей. Прогноз основан на архитектуре 2022 года, когда множество камер постоянно обрабатывают все поступающие изображения. С другими датчиками, такими как LIDAR, которые требуют меньше вычислений, вы также можете избежать большого количества вычислений от камер в областях изображения, где ничего не присутствует. Это всего лишь один из многих приемов, большинство из которых еще не изобретено, которые уменьшат рабочую нагрузку на зрение — если зрение действительно станет подходом через десятилетия. Представьте, что все автомобили становятся автономными. Это вряд ли произойдет в течение очень долгого времени, хотя все автомобили будут иметь некоторые функции такого рода, даже в качестве помощи водителю. Однако функции помощи водителю уже имеют меньшую мощность. Они постулируют такую же сеть, насыщенную ископаемыми, как сегодня, несмотря на огромные усилия, предпринимаемые для улучшения выбросов этой сети. Однако, как обсуждается ниже, эти автомобили не будут получать энергию из «средней» сети и, вероятно, будут почти полностью получать энергию из избыточной солнечной энергии и других форм избыточной энергии (ядерной, геотермальной, частично гидроэнергии, ветра) и редко из ископаемой энергии. . Почти все современные AV-устройства — это электромобили, и это, вероятно, будет продолжаться. Беспилотники ускорили переход от автомобилей с бензиновым двигателем к электрическим, что на десятилетия вперед принесло большую чистую победу в борьбе с выбросами. Беспилотники облегчают этот переход, потому что устраняют все существующие проблемы с электромобилями в сознании общественности. Вам все равно, что находится под капотом такси, его запас хода или время перезарядки. Почти никогда нет необходимости использовать ископаемое топливо.
Источник энергии для беспилотных электромобилей
В документе утверждается, что самоуправляемые компьютеры будут потреблять много киловатт и в огромных количествах будут выделять больше … [+] CO2, чем сегодняшние центры обработки данных.
Сумья Судхакар и др.
Сегодня наша сеть состоит из смеси ископаемого топлива, атомной энергии, солнца, ветра, воды и некоторых других источников. Возобновляемые источники энергии, такие как солнечная энергия и ветер, обеспечивают электроэнергию только тогда, когда того требует погода. Атомные станции обеспечивают электроэнергией все время, нужна она вам или нет. Гидро- и ископаемые мощности могут меняться в течение дня (иногда медленно, иногда быстро) в зависимости от ожидаемого и реального спроса. Полная мощность сети используется только жаркими летними днями и вечерами для питания кондиционеров, хотя в будущем это должно измениться за счет использования аккумулирующих тепло на основе льда.
Солнечная энергия в настоящее время является самой дешевой формой электростанции для строительства в умеренно солнечных местах, однако она обеспечивает электроэнергию только при дневном свете. Ожидается, что тонна солнечной энергии будет установлена, чтобы обеспечить электроэнергию во второй половине дня. Та же самая солнечная энергия будет генерировать электроэнергию с 8 утра до 15 часов дня, хотя для ее использования может не хватить спроса. Чтобы не тратить его впустую, энергетические компании будут продавать излишки по дешевке. И именно электромобили, особенно автономные, будут стремиться заключить эту сделку — AV даже сами приедут в места, чтобы подключиться в течение этого периода. Они не захотят взимать плату в часы пик, если в этом нет необходимости. Именно в пиковые периоды энергия ископаемого топлива используется больше всего — мы не хотим использовать ее, когда достаточно другой энергии.
Атомные станции обеспечивают электроэнергией весь день, в том числе всю ночь, но людям не нужно много энергии ночью. Отключение атомной электростанции ночью не сильно экономит, так что это еще одно прекрасное время для зарядки этих автомобилей. Автомобили будут заряжаться настолько, насколько это возможно, когда энергия дешева — их владельцы не глупы — и это когда мощность излишняя, и когда энергия не основана на ископаемом топливе. Они будут взимать плату в часы пик, если у них нет выбора, но это будет исключением.
Некоторые районы не имеют ядерной энергетики или закрывают ее. Им нужно будет полагаться на ископаемое, ветер и воду ночью, а также на хранение. Это действительно создает риск выбросов, потому что ночь, безусловно, самое удобное время для зарядки автомобилей, так как большинство из них в это время простаивают. Зарядка может производиться медленнее, что дешевле и лучше для аккумуляторов — солнечная зарядка с 9:30 до 23:30 и с 13:30 до 15:00, когда есть избыток солнечной энергии и больше автомобилей простаивают, нужно будет делать быстрее. .
Есть также некоторые автомобили, которые из-за плохого планирования или необычных дней должны будут заряжаться в 7 часов вечера, что является пиком ископаемых (и ценовым пиком) дня. Они заплатят за это высокую цену, так что это будет их последнее средство.
Я не сторонник систем замены аккумуляторов для потребительских автомобилей, хотя они могут иметь смысл для автопарков. С заменой батареи вы можете заряжать ее всякий раз, когда есть избыточная мощность — экологически чистая и дешевая — не беспокоясь о том, когда автомобили находятся в дороге. Вам нужно иметь больше аккумуляторных батарей — в автомобилях, на зарядных станциях и тех, что ждут замены, — но вы полностью контролируете процесс зарядки.
Еще одно скромное негативное замечание заключается в том, что наиболее эффективные электростанции с комбинированным циклом, работающие на ископаемом топливе, медленно останавливаются в ответ на спрос, поэтому способность автомобилей покупать избыточную мощность действительно устраняет проблему замедления, что может улучшить экономику. это топливо, но не так много, поскольку автомобили снова будут покупать энергию только в том случае, если она дешевая. Это также вознаграждает за большую эффективность, что лучше, чем наказание за это.
Некоторые предсказывают, что в скором времени появится полностью возобновляемая сеть, с атомной энергетикой или даже без нее. Очевидно, что в этом случае для электромобилей нет большой проблемы с выбросами. Новая эффективность, технологии хранения и управление спросом указывают путь к тому, чтобы это произошло.
Но даже когда в остальной части энергосистемы все еще есть много ископаемого топлива, беспилотные электромобили будут использовать почти полностью энергию с низким уровнем выбросов. Автор статьи могла бы избавить себя от всей математики — на самом деле едва ли имеет значение, сколько энергии тратят вычисления в автомобилях, если речь идет о выбросах. Это имеет большое значение с точки зрения дальности действия, поскольку каждый мегаджоуль, используемый компьютерами, не может быть использован для движения — поэтому они будут стараться поддерживать его на низком уровне, если смогут, но не потому, что они беспокоятся о выбросах.
