“双碳”目标，数字化的新阵地
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2021-10-10 00:38
冰川消融、海平面上升、极端天气事件不断出现······气候变暖带来的一系列问题，正影响着在地球上生活的我们每一个人。
减少碳排放是应对气候变暖的办法之一，人类制定的目标就是“零碳排放”。当前，已有20多个国家和地区提出了“零碳国家”的目标，向绿色低碳转型已经成为全球统一的行动。
每天用空调、开火做饭、开车等都有炭排放，都与碳有关系。每一个人、每一小步节能，都可以为碳中和做出一点贡献。但完成碳中和的任务依然非常艰巨的，而且是一个漫长的过程。
2020年，我国首次提出“碳中和碳达峰”的双碳目标，“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”
在实现碳中和碳达峰，达到“零碳国家”目标的过程中，除了采用新能源外，还有什么可行的路经？科技甚至数字化技术在其中能发挥什么样的作用呢？
“双碳”目标是杆秤
要做到心中有数
碳中和就是“零碳”。
碳中和（Carbon Neutrality）是指释放的二氧化碳（准确说是温室气体）和吸收的二氧化碳相当，这样大气中二氧化碳含量就不会增加。
因为释放的碳与吸收的碳相抵了，因此一般来说，碳中和也可以称为“零碳”。
首先，在很多情况下，碳中和仍不可避免会释放一些二氧化碳，但可以通过植树造林或购买碳信用的方式抵偿（Carbon Offset）。这也被称之为“净零碳（Net Zero Emission）”，因为这只是“碳收支”相抵的结果。
其次，更严格的“零碳”是“总零碳（Gross Zero Emission）”，即完全抛弃化石能源，只用太阳能、风能等可再生能源，这样系统内就不会有任何新增的碳排放。
基于碳排放被认为是气候变化的“罪魁祸首”，所以碳中和就成为“釜底抽薪”应对气候变化的唯一方法。
不同国家提出碳中和的时间表，中国时间跨度最短，只有30年。
当前，已有20多个国家和地区提出了“零碳国家”目标，大多遵循的是“净零碳”的原则，和中国提出的碳中和一致。
其中，苏里南、不丹已实现碳中和。
欧洲国家如芬兰、奥地利、冰岛、瑞典宣布在2035-2045年间实现零碳，多个欧盟成员国、英国等宣布在2050年实现零碳。
在东亚，韩国承诺2050年实现零碳，日本则承诺“在本世纪下半叶尽早实现零碳”。
相比之下，中国提供2030年碳达峰、2060年实现零碳目标，更加理性。
专家认为，如果考虑到经济发展阶段的因素，计算从达峰到零碳的年数，欧洲国家多在50年以上，中国只有30年，这也显示出中国的责任担当与巨大决心。
明确中国的碳排放数据。
2020年，我国二氧化碳排放量大约103亿吨，其中，煤炭、石油、天然气排放达到95亿吨，约占二氧化碳排放92%。
其中我国总煤耗量约36亿吨，折算成标准煤大约28亿吨，煤炭一年大约排放73.5亿吨二氧化碳。
中国石油消耗7亿多吨，折成标准煤约9亿吨，排放二氧化碳15.4亿吨。
天然气消耗量折成标煤是4亿吨，排放二氧化碳6亿吨。
另外一部分是各种小的比如沼气、生物质等其他的排放，约占总排放量的8%左右。
如何计算一个城市或者一个家庭的炭排放量？
澳大利亚国家工程院外籍院士、南方科技大学创新创业学院院长刘科介绍说，看一个城市的碳排放，只要看一年耗多少万吨煤炭，耗多少万吨天然气，耗多少万吨油，再加上耗电量导致的发电端的碳排放，这个城市二氧化碳的排放的总量就可估算出来了。
这样算出来的碳排放量基本上占实际排放量的92%左右，其它如秸秆、沼气及垃圾燃烧等只占8%左右。
中国14亿人口，人均二氧化碳排放大概7.4吨，一个三口之家每年平均排放22吨二氧化碳，这是一个天量的数字。
每一个人、每一小步节能，都可以为碳中和做出一点贡献，但完成碳中和这个任务还是非常艰巨的，而且是一个漫长的过程。
新能源汽车
实现“双碳”目标
数字化是必不可少的可行路经
专家们提出了实现碳中和的众多路经，每一种路经都非常关键。
如通过现有煤化工与可再生能源结合，实现低碳能源系统；利用煤炭领域的碳中和技术——微矿分离技术，降低碳排放；利用光伏与农业的综合发展，将光伏与农业、畜牧业、水资源利用及沙漠治理并举，实现光伏和沙漠治理结合，及光伏和农业联合减碳；峰谷电与热储能综合利用，火电厂是半夜也不能停的；利用可再生能源制甲醇，然后做分布式的发电，等等。
那么，数字化转型能赋能我国“双碳”目标的实现吗？答案是肯定的。
首先，数字化转型已经成为促进可持续发展的最佳工具。
中国“十四五”规划和2035年远景目标纲要中，碳中和路线图非常明确，并将数字经济、新能源、创新等要素作为实现碳中和目标的关键支柱。
政府和相关行业都已经意识到，数字化是促进可持续发展的最佳工具，数字化转型加速。
其次，通过数字化技术提升能源使用效率，对于大多数企业来说仍是实现可持续发展的最佳途径。
面对碳中和大考，有效的方法是提升新能源比例，提高能源使用效率，增加电力使用比例等。不过，无论是新能源发展，还是改善电力结构等吗，都需要一个过程，会受制于行业发展现状。因此，通过数字化技术提升能源使用效率，对于大多数企业来说仍是实现可持续发展的最佳途径。
第三，通过提高能耗，可以显著降低工业流程、产品使用中的碳排放，就可以实现碳中和。
能效永远要提高，提高能效是世界上成本最低的减碳路线。加入WTO 二十年来，我国能效提高了很多。但由于我国经济和生产水平的飞速发展，碳排放增加了，随着能效的提高，炭排放增加速度减缓了。
提高能效确实是成本最低的减低碳排放的方式，也是最应该优先做的，同时单靠能效提高，不能达到碳中和。
第四，数字化促进能源行业转型、循环经济发展和生态圈协作增强。
在减碳发展背景下，可持续发展呈现出新趋势。数字化要让能源变“轻”。能源行业整体转型迫在眉睫，发展清洁能源是大势所趋，碳中和将全面推进全球电气化的进程。
循环经济受到重视。越来越多的企业通过循环经济重新利用原材料，以降低资源和能源的消耗，并将上中下游连接起来后，将产生规模经济价值。
生态圈协作增强。零碳城市、低碳经济区、零碳供应链在不久的将来都将成为现实。为推动可持续发展，把先进的数字化技术充分应用到自身和用户的工厂和运营中，建设零碳工厂、绿色工厂、灯塔工厂，开发绿色创新产品和绿色设计。
目前高耗能行业主要有工业、电力、能源、建筑、交通等行业，其中工业领域的钢铁、石化化工、建材、有色金属等最为突出。为了实现“双碳”目标，除行业自身的技术升级外，还可以通过数字化技术的赋能助力降低碳排放。
据相关国际组织研究，未来十年内ICT产业有望通过赋能其他行业贡献全球碳排放减少量的20%。大数据、人工智能、物联网、区块链等技术与能源、建筑、交通、工业、农业等进行结合是促进降低碳排放的有力手段。
目前，工业互联网在制造业高质量发展中的价值已经显现，实现提质、降本、增效的效果。通过发展工业互联网，达到数字化转型的目标，进而实现对低碳发展的赋能。
数据中心新基建
减炭行动全面提速
早在2020年，数据中心就被列入国家“新型基础设施”的范畴。“新基建”提速，数据中心受到了前所未有的关注。
其实，在数据中心领域，高能耗、低算力等问题一直困扰着用户，各个国家在数据中心发展上都面临着淘汰旧技术、发展新技术等挑战。
毫无疑问，数据中心等正在成为技术创新的制高点。同样，在新型数据中心发展上，创新涉及技术与运营两方面，将统领新型数据中心的发展，也成为实现碳中和的重要举措之一。
腾讯推出碳中和全景图，不断探索数据中心碳中和实践与路经。
腾讯碳中和全景图
2021年1月，腾讯宣布启动碳中和规划，成为国内首批启动碳中和规划的互联网企业之一。
腾讯正在从数据中心、公司运营、产业助力、公益教育等方向发力，积极推进碳中和。
在数据中心方面，一是采用新清洁能源，如腾讯云清远数据中心厂房屋顶规划光伏发电组件，设计使用年限内年均发电量约1200万kWh。
二是采用新型技术，降低能耗。如第四代T-block技术采用更高效率的制冷和供配电架构。一个拥有30万台服务器的园区一年就能节省2.5亿度电。
在公司运营方面，利用楼宇能源智能管理系统节能降耗管理，推广智能照明系统、中水管理系统、过滤饮用水系统、生态陶瓷透水砖等。
在产业助力方面，如智慧出行，腾讯在建设、管理、运营、服务四个维度提出智慧化解决方案，助力城市交通网络的智慧化升级，提高交通效率的同时降低碳排放。
公益方面，在新冠疫情期间，腾讯会议支撑超过1亿人远程沟通，5个月节约社会成本714亿元，有效减少出行能源消耗。
阿里的碳中和有三个“环”，数据中心减排推陈出新。
9月26日，在2021年世界互联网大会乌镇峰会上，阿里巴巴CEO张勇表示，作为连接十亿级用户生态，千百万级商业经济数字平台，既要确保自身成为一家健康可持续发展的公司，同时也有机会与广大客户和伙伴搭建绿色和可持续的新商业生态，这也是历史的新课题。
阿里巴巴首席技术官程立说，目前仅从技术创新角度，阿里巴巴至少看到了“三个环”：实现企业自身发展中的减排是“内环”；助力平台企业、行业脱碳为“中环”；推动消费低碳环保是辐射范围更大的“外环”。
阿里云一直践行绿色数据中心理念，以低碳选址、清洁能源、液冷技术等融合AI应用，加速绿色节能技术创新及迭代升级。今年6月，阿里云还推出了“零碳云”计划：推动自身节能减排，输出数字减碳能力，支持绿色技术创新。
一方面，2020年，阿里云自建基地型数据中心交易清洁能源电量4.1亿千瓦时，同比上升266%，减排二氧化碳30万吨，同比上升127%。
阿里云张北数据中心就是行业内首个碳普惠试点项目，近3年来，已交易约4.5亿千瓦时清洁能源，累计减排二氧化碳近40万吨，在实现企业自身减排的同时，也为更多平台生态企业提供了“绿色算力”。自研的服务器液冷技术，可节省70%的散热能耗。
另一光面，自建数据中心能耗大幅度降低。阿里云杭州数据中心是全球最大的浸没式液冷服务器集群，其服务器浸泡在特殊冷却液，PUE（电源使用效率）逼近理论极限值1.0，每年可节电7000万度，节约的电力可以供西湖周边所有路灯连续亮8年。
而广东河源数据中心，采用深层湖水制冷，2022年将实现100%使用绿色清洁能源，将成为阿里巴巴首个实现碳中和的大型数据中心。
亚马逊在2019年与Global Optimism组织共同发布了《气候宣言》，目标在2040年实现所有业务线零碳排放。
亚马逊的探索有几个显著特点：
第一，大量使用可再生能源。亚马逊也在可再生能源的使用上设定了目标，到2025年实现全球基础设施100%使用可再生能源。
亚马逊在中国支持的第一个可再生能源项目是位于山东的 100 兆瓦太阳能项目，项目完成后，预计每年将产生 12.8 万兆瓦时的清洁能源。目前，亚马逊是全球最大的可再生能源企业采购商之一，在全球打造了206个可再生能源项目，包括71个公用事业规模的风能和太阳能项目及135个设施和商店的太阳能屋顶，总发电量超过8500兆瓦（MW）。
第二，通过技术创新降低云计算能耗。451 Research的一组调查数据显示，亚马逊云科技基础设施的能源效率是一般美国企业数据中心的 3.6 倍，亚马逊云科技比传统本地数据中心的碳足迹减少88%。
当前，亚马逊云科技也在探索构建绿色云服务的有效路径，比如服务器高可用性、数据中心散热技术、创新服务器设计等。
第三，亚马逊云科技在为企业提高敏捷性、弹性、加速创新和节约成本的同时，也提供比传统本地基础设施更好的资源利用率和能源效率。
如在数据中心的设计中，移除了传统的不间断电源（UPS），转而采用了集成在每个机架的小型电池组合自定义电源，进一步提高了能效和可用性；探索提高水资源利用率、减少冷却数据中心饮用水使用、减少总体水足迹的最佳实践；在不断探索更加创新的服务器设计提高能源效率等。
数字碳中和场景不断浮现
赋能传统行业炭中和
ICT企业在降低新型基础设施能耗和提高能效之外，也通过数字化，赋能传统企业降低能耗，走向碳中和。
IDC预测，从2021年到2024年，云计算技术的进一步应用可以防止排放超过10亿吨的二氧化碳。因此，上云将为企业的可持续发展注入强大动能。
在这方面，中外企业的做法有异曲同工之妙。
华为年初发布了数字能源零碳网络解决方案，旨在助力运营商实现零碳网络战略，并加速世界绿色可持续发展进程。
华为数字能源技术有限公司产品与解决方案总裁 周桃园
具体来看，华为零碳网络解决方案包含了极简站点、极简机房、极简数据中心、无处不在的绿电等。四大解决方案融合“智慧能源云”，通过源-网-荷-储一体化智慧管理，最终大幅度降低用电成本，提升能源效率。
为数字能源零碳网络解决方案将积极助力运营商向低碳可持续发展，加速世界碳中和进程。据介绍，华为数字能源在电力电子技术、信息通信技术和数字技术方面有深厚的积累，致力于绿色发电和高效用电两大产业板块，当前累计绿色发电3250亿度，节电100亿度，相当于种植2.2亿棵树。
去年疫情暴发后，阿里巴巴发力数字基建，向全社会开放即插即用的数字化能力，一方面帮助中小企业降本提效，同时也提升了不少企业的绿色值。
如阿里云协助开发的攀钢“钢铁大脑”，目前每生产1吨钢节省1.28公斤铁，每年可节省1700万元炼钢成本；阿里云协助垃圾焚烧发电企业瀚蓝环境提升了23%的燃烧稳定性；钉钉的无纸化办公已累计减少碳排放1100万吨，相当于固化6300平方公里荒漠……以阿里云、达摩院、钉钉为代表的技术力量，正不断凝聚创新力助推一个多维度、全覆盖的低碳发展体系。
而推动绿色低碳消费的探索，阿里巴巴已有不少积累。从2014年以来，菜鸟使用电子面单的包裹达到1000多亿个，节省纸张4000亿张；饿了么累计送出无餐具订单4亿单，减少碳排放达6400吨；银泰喵街全年累计回收空瓶2万多个，通过收银无纸化、发票小票电子化，节省1600吨纸等。
亚马逊助力赋能千行百业，协力实现可持续发展。亚马逊云科技与山东淄博市热力集团共同研发了“综合智慧供热平台”，让淄博热力实现了从传统管理模式到数字化管理模式的转变，极大地提升了业务和管理效率。
基于机器学习的精准供热模型投产后，不仅可以及时、准确地预测前端供暖调节需求、调整小区级和房间级的供暖策略，确保住户在整个供暖季都获得舒适的室温体验，同时还大幅节约了热能。
淄博热力集团能耗水平实现比行业平均水平降低30%，按目前北方地区约130亿平方米的总供热面积计算，如果10%的供热面积使用此方案，则预计每年减少标煤消耗440万吨，折合成本约50亿元，二氧化碳预计减排约220万吨，二氧化硫预计减排约3.6万吨，氮氧化物预计减排约3.3万吨，体现了此方案的重要社会价值和商业价值。
毫无疑问，“双碳”催生多个重要应用场景，越来越多的数字碳中和场景逐渐浮现。
如由于5G单站的功耗是4G的3倍，密度是4G的3倍，建设成本也是4G的3倍，运营商面临挑战。利用低碳机房的解决方案，从原来单网的节能，从基站到设备级到站点级再到网络级的节能，降低每个基站的能耗。
通过智慧低碳交通、智慧新能源设施、智慧资源循环利用、智慧生态走廊、智慧低碳住宅以及智慧可再生能源等层面，智慧城市可以有效赋能碳达峰与碳中和。
要实现碳中和，单靠数字化转型是不可能的，但是离开数字化，碳中和实现也是不现实的。
正如专家所言，目前我们正处在数字化与绿色化交汇的路口，这是我们所有人必须共同面对的挑战和机遇。
