《Energy Research & Social Science》：Energy information infrastructures: Beyond system conceptions of energy and digitalisation
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能源系统数字化转型催生新型信息基础设施研究，提出能源信息基础设施（EII）概念以解析能源与数字系统的深层互联，通过智能电网、电力交易及家庭供暖等案例验证其分析价值，强调EII在调和系统性研究与实践情境中的桥梁作用。
安蒂·西尔瓦斯特（Antti Silvast）|桑普萨·海萨拉洛（Sampsa Hyysalo）|罗宾·威廉姆斯（Robin Williams）|克耶蒂尔·罗梅特维特（Kjetil Rommetveit）
芬兰拉彭兰塔（Lappeenranta）卢特大学（LUT University），社会科学学院，Yliopistonkatu 34，邮编53850
摘要
在推动环境可持续性的背景下，能源生产、市场和使用模式正在经历快速转型，这一过程伴随着向可再生能源的转变，以及社会日益增长的电气化和数字化趋势。这种转型凸显了发展新概念的必要性，这些概念能够揭示现有能源基础设施与其他基础设施（尤其是数字基础设施）之间的微妙联系。在科学技术研究（Science and Technology Studies, STS）领域发展起来的“信息基础设施”（Information Infrastructure, II）概念，促进了对于互联、复杂且地理分布广泛系统的研究。本文进一步阐述了“能源信息基础设施”（Energy Information Infrastructures, EII）的概念，强调了II分析在能源社会与转型研究中的重要性——这些研究或多或少是从系统角度来理解能源问题的。通过分析智能能源项目、能源市场交易和家庭供暖等方面的实证研究，本文展示了EII的分析价值，并提出了EII研究的研究议程，强调了其在连接数字化能源供应的系统性与人境性方面的潜力。
引言
能源基础设施正在经历一场被称为“加速的可持续性转型”的快速变化[1]。能源生产、分配和消费的各个领域都发生了诸多变化，包括能源生产方式的根本性改变、政策目标的调整、组织结构的变革以及使用实践的更新，从而形成了一个更加分散、数字化且多样化的系统。这一发展凸显了需要发展出能够更好地连接能源供应的系统性与人境性方面的概念，以充分应对它们日益交织的物理与数字存在形式。在电力行业数字化讨论日益深入的同时，关于能源系统中数据使用的可持续性也引发了激烈的辩论，涉及信任、隐私以及数字化能源系统中的新型市场监管关系等问题[3]、[4]、[5]、[6]、[7]、[8]。
本文旨在提出“能源信息基础设施”（EII）这一中观理论概念，以理解现有能源基础设施与其他基础设施（尤其是数字基础设施）之间的微妙联系。我们探讨了这一概念对现有学术讨论的贡献及其理论基础，包括能源信息系统、能源生态学、能源正义以及信息提供等方面的内容，并通过将其应用于不同研究领域来探索分析方法的进步。
我们的研究问题如下：在数字化转型过程中，能源供应与使用是如何被重新定义的？EII概念能为这些重新定义提供哪些分析视角？
能源既是一种多用途的资源，也是一种维持日常生活运转的关键服务。实际上，能源基础设施是由日常生活的多种社会实践构成的，这些实践共同构成了能源供应所需的规模和范围[9]、[10]、[11]、[12]、[13]。然而，本地安装的能源技术与超出特定社会实践范围的安排密不可分。这些安排包括覆盖整个地区和国家的电力网络，以及跨越国界的国际能源市场，它们通过法律、法规、组织和全球研究相互联系。
几十年来，多种系统理论一直在探讨这种系统性问题。这些理论包括经典的大型技术系统（Large Technological Systems, LTS）[14]，这些理论基于对电气化系统特征的历史分析。近年来，尽管有少数例外[16]、[17]、[18]，但科学技术研究（STS）领域对这一观点的兴趣有所减弱。无论是隐含还是明确地[19]，LTS理论为可持续性转型研究提供了理论支持，这些研究试图解释技术变革的本质及其与政治、社会和经济力量的关系[20]，并影响了关于能源系统转型社会塑造的重要学术观点[21]、[22]。这些理论揭示了能源系统和技术是如何与高度路径依赖的制度和社会经济过程共同演变的。
在本文中，我们提出了一个新颖的EII理论概念，旨在弥合系统分析与局部研究之间的差距。该方法深入探讨了日常实践与基础设施发展如何共同塑造能源转型的细微差别，从而弥补了以系统为中心的观点与以“基础设施”为中心的观点之间的空白。我们并非首次审视该领域的现有系统理论[23]、[24]、[25]——这些理论在能源标准方面也存在一些问题[27]。我们的EII概念建立在早期研究的基础上，并得到了多项实地研究的验证：智能能源项目（特别是智能电网和智能电表）、通过数字化电力市场交易实现能源平衡，以及互联网支持的社区热泵和混合可再生能源的普及。
本文的结构如下：首先回顾了能源社会研究中系统视角的出现，同时梳理了信息基础设施相关文献中被忽视的方面。接下来通过英国、芬兰和斯堪的纳维亚地区的智能能源项目、能源市场交易和热泵的案例研究来验证我们的方法。最后提出了未来EII研究的概念框架和议程。
章节摘录
在能源生态学和能源文化下的能源系统变革
稳定的能源供应目标曾基于初级燃料的长期充足性、能源生产、能源网络和市场以及短期的运营安全性来定义[28]。能源通过国家传输网络和地方分配网络进行供应，并被用于各种家庭和工业用途。
传统的稳定能源系统概念与当前的能源供应和消费方式越来越不匹配。可再生能源的兴起……
材料与方法
以下是对最初在不同背景下进行的案例研究的综合分析，通过这些分析揭示了EII概念在不同维度上的共性。这些案例研究包括：
1. 智能能源项目——强调分层基础设施、主动消费者的作用以及激活这些基础设施的信息技术部分；还有系统特性与个体消费者之间的关系。北欧国家的能源市场——强调信息密集型和基础设施的重要性智能能源项目
本实证部分研究了智能能源技术项目，重点关注智能电网（整合了更多信息和通信技术ICT的电力系统）和智能电表（安装在家庭、企业及其他能源使用场所的关键组件），这些设备促进了能源提供者与用户之间的双向沟通。
讨论：能源信息基础设施的研究议程
通过对可持续能源供应的具体案例（智能能源项目、市场交易和热泵）的研究，我们发现了EII分析方法的优势，这些优势与过去几十年基于封闭式、集中控制的网络概念形成了鲜明对比。随着信息和能源技术在基础设施中的日益融合，这种差异尤为明显。
CRediT作者贡献声明
安蒂·西尔瓦斯特（Antti Silvast）：方法论、调查、概念构建。桑普萨·海萨拉洛（Sampsa Hyysalo）：方法论、调查、概念构建。罗宾·威廉姆斯（Robin Williams）：方法论、调查、概念构建。克耶蒂尔·罗梅特维特（Kjetil Rommetveit）：方法论、调查、概念构建。
致谢
安蒂·西尔瓦斯特（Antti Silvast）和桑普萨·海萨拉洛（Sampsa Hyysalo）感谢“战略研究委员会”（Strategic Research Council）资助的“Material Democracy”项目（项目编号：MaDem, 365737）。克耶蒂尔·罗梅特维特（Kjetil Rommetveit）感谢NordForsk项目“能源系统中负责任人工智能的数据质量”（项目编号：DARES, 233124）的资助。我们还要感谢丹妮拉·比安基·施洛特菲尔德（Daniela Bianchi Schlotfeld）重新设计并绘制图1、图2和图3。
