未来世界是由数十亿个电池供电的无缐物联网感测器连接，这将毫无疑问会对上游能源供给产生重大影响。但研究显示，未来将有望实现净能源节约。


上游能源成本

根据Transforma Insights和6GWorld最新发表的报告《到2030年新技术和新兴技术的永续性发展研究》显示：从现在到2030年，建置物联网将使全球用电量增加34 TWh（terawatt-hour；太瓦时），另外需要使用相当于3 TWh电能的碳氢化合物燃料为组装设备提供动力，以开发物联网零组件。


另外，开发物联网解决方案期间所消耗的水量将达到1.12亿立方米。这份报告还指出，部署物联网将耗用额外的碳氢化合物燃料，分佈和部署物联网方案将耗用53 TWh电能。


除了建置物联网的前期能源成本之外，由于物联网设备在寿命週期内可能需要多次更换电池，因此制造和处理这些用于物联网产品的电池将进一步影响环境。


最后，还必须考虑支援物联网应用所需的网际网路和云端基础设施所消耗的能源。总体来说，这对于能源消耗实在不堪重负。


有望实现可观的净能源节约

尽管如此，全球资源等式仍有它积极的一面。Transforma报告结论指出，物联网应用对环境带来的积极影响，能够抵消最初的投入，物联网最终将证实物超所值。


例如，2030年物联网应用将会节省超过1.8万PWh（petawatt-hour；千兆瓦时）电能，远远高于2020年的0.6 PWh电能，加上额外节省的3.4 PWh碳氢化合物燃料用量，因而总共可节省大约5.2万PWh能源。而为物联网应用提供动力则需要653 TWh电力。这意味着物联网技术很快就可以节省足够的能源，以抵偿开发和部署方面的能源支出，并且将会节省大约八倍于消耗量的能源。


这份报告显示，到2030年物联网设备还将节约接近2300亿立方米水源，其中35%来自于改进的水网营运，以及智慧灌溉等物联网农业应用所促进的平衡发展。


大数据和企业物联网优势

物联网解决方案的策略性设计，目的在于提供显着的节能优势；而大数据（big data）带来的优势，预期会成为抵消物联网的电力消耗和环境影响的重要一环。当与机器学习（ML）应用等有效结合时，物联网将会产生大量资讯，以协助人们和组织机构更加瞭解能源成本，从而做出更好的环境决策。


此外，物联网的主要环境效益来自于企业解决方案。物联网消费设备目的在为消费者提供更好的价值主张，而企业的解决方案则通常是为了某种程度的效率提高。这些效率提升，一般体现在减少电力消耗或减少燃料或水源消耗上。例如，该报告预测到2030年最具影响力的节电应用将与智慧电网运营密切相关。


蜂巢式物联网推动电力企业发展

电力企业不用等到2030年才能体验到物联网的优势，他们已经改变营运方式来改进电网性能和最大限度地提高效率。例如，採用Nordic nRF9160 SiP构建的解决方案Apricity Ara可以通过LTE-M连接来远端控制住宅热水器，从而限制尖峰时段的电力消耗。这类管理功能可以帮助电力企业避免启用昂贵且效率低下的辅助发电站来满足额外的负载需求。


在其他领域，Irnas研究机构在RAM-1中使用Nordic的 蜂巢式IoT 技术，协助电力企业监控智慧电网以提高效率，并帮助将可再生能源更便利地连接到网路。


无电池的未来？

与此同时，专家们一致认为，数十亿物联网产品带来的潜在电池废弃，可能会对环境造成严重影响。但是，假使未来的无缐感测器可以从环境中撷取能量，情况又会如何？高智慧晶片可以减少功率预算，而短距离或蜂巢式物联网连接可以充分利用每一微瓦特电力。相应地，物联网感测器更换电池的数量将会直缐下降，人们将有可能实现一个更具永续性的美好未来。


在这个领域中，世界上第一个太阳能蜂巢式物联网资产追踪器，也就是採用nRF9160来推动的解决方案SODAQ TRACK SOLAR，不需要电池，可以仅依靠撷取到的太阳光就能永久运行，无需进行成本昂贵的电池检查和更换。


倡导永续发展目标

Nordic身为倡导永续发展的绿色企业，将以永续发展的政策和实践为首先要务。Nordic的产品本身拥有高灵活性，适用于各种各样物联网应用，最佳化能源、旅行、运输、农业、制造、废物处理和智慧城市等领域的资源使用，在自订工作週期、输送量和电池寿命之间协助客户折衷平衡。随着世界朝向更加永续的未来发展，物联网开发人员将会发挥非常重要的积极作用。


（本文作者Lorenzo Amicucci任职于Nordic Semiconductor公司）