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中国科技企业践行“碳中和”,华为、百度、阿里巴巴纷纷助力

2021-11-10 18:14
科技云报道
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调查显示,在过去的100年间,人类活动引发的温室效应使地球平均温度上升了0.74摄氏度,升温有可能导致冰川融化、山火频发、蝗虫成灾等现象。

因此,遏制全球继续变暖,这是包括中国在内的国际社会的共同责任。 作为地球村的一员,中国以实际行动为应对气候变化而做出了努力。

2020年9月,中国在联合国大会上提出,力争于2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。

与此同时,“十四五”规划也将加快推动绿色低碳发展列入其中。可以说,碳中和已成为中国的一项国策。 然而,中国要想实现碳达峰和碳中和的目标,绝非易事。

这意味着,2030年前,中国二氧化碳的排放不再增长,达到峰值后呈缓慢下降趋势;到2060年,排放的二氧化碳,要采取植树、节能减排等各种方式全部抵消掉,实现温室气体源的净排放为零。 由于我国碳排放总量大、强度高,实现预期目标的周期短,这对科技创新提出了新要求。

中国科技企业践行“碳中和”

时下,云计算市场正处于快速发展阶段,作为支撑云计算发展的重要载体,数据中心也迎来爆发期。

不过,随着越来越多数据中心的出现,其带来的能源消耗及环境污染问题也逐渐暴露出来。 前瞻研究院的研究显示,过去十年间,我国数据中心整体用电量以每年超过10%的速度递增,其耗电量在2020年突破2000亿千瓦时,约占全社会用电量的2.71%。

同时,在数据中心供电结构中,火电占比超过70%。 另据绿色和平和工业和信息化部电子第五研究所计量检测中心联合发布的报告预测,2035年,中国数据中心和5G的碳排放总量将达2.3亿-3.1亿吨,约占中国碳排放量的2%-4%。

其中,数据中心的碳排放将比2020年最高增长103%。 此外,科技巨头动辄几万、十几万的员工数量,在办公、物流、交通等方面同样耗能巨大。 为了顺应低碳的发展趋势,同时也为了降低用能成本,一系列围绕着碳中和的技术升级在数据中心领域紧锣密鼓地进行着。 据国际环保组织绿色和平(Greenpeace)发布的《绿色云端2021》排行榜显示,在互联网云服务企业中,阿里巴巴、腾讯、华为、百度跻身排行榜前列。 腾讯 T-Block技术和清洁能源实现节能

2021年1月,腾讯宣布启动碳中和规划。根据规划,腾讯将在数据中心、智慧能源、智慧农业、智慧出行等方面减少碳排放。

其中,在数据中心方面,腾讯的T-Block技术节能效果相当于每年种下3.6万棵树。

另外,腾讯还尝试通过清洁能源的使用来实现节能减排,例如腾讯云清远数据中心配备了大量的分布式光伏发电屋顶。

华为 FusionDC破解传统制冷系统高能耗难题

由华为打造的面向未来的新一代预制模块化数据中心解决方案——FusionDC,基于AI人工智能技术人工智能技术,整合并提供了iPower、iCooling、iManager等三大人工智能技术特性,可以灵活适配人工智能技术模块化温控,兼容模人工智能技术风墙温控系统、间接蒸发冷却系统,最大化利用自然冷源,大幅降低PUE。

以华为廊坊云数据中心为例,年均PUE由1.42降低至1.26,年节省电量超过2000万度。

百度 通过人工智能技术等方式持续降低单位算力能耗

2021年6月,百度公布了在2030年实现集团运营层面的碳中和目标。

对于自建数据中心,将通过数据中心技术创新、软硬结合持续迭代、人工智能技术融合应用等方式,在2020年均PUE1.14的基础上持续降低单位算力能耗;对于租用数据中心,将通过技术输出或算力迁移的方式降低租用数据中心PUE,减少总算力碳排放总量。

阿里巴巴 浸没式液冷数据中心技术助力节能

2020年1月,阿里巴巴宣布将“浸没式液冷数据中心技术规范”向全社会开放,以降低能耗水平。

阿里巴巴数据显示,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%。 阿里云杭州数据中心作为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逼近理论极限值1.0,每年可节电7000万度;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。 以上实践案例,凸显了中国科技巨头在促进数据中心节能减排过程中所作出的努力。 但值得注意的是,科技企业相对于碳密集型产业更易实现碳中和目标。

科技企业的碳排放量较少,多属于绿色产业,其碳排放量远低于石油化工、发电、钢铁等传统行业。 以百度等科技巨头为例,测算出的碳排放量约为50万吨(二氧化碳当量),而中国最大能源集团华能是5亿吨(二氧化碳当量),两者有1000倍之差,从碳排放的体量及碳中和的迫切程度上看,中国华能明显排放量更高,节能减排需求也更迫切。 那么,科技企业在碳中和目标之下的定位及作用是什么?科技企业又该如何凭借着自身技术优势,助力传统行业实现低碳、零碳发展呢?

科技赋能“碳中和”

要完成以上课题,新一轮科技与产业革命的领头者——科技企业显然是不可忽视的中坚力量。 科学技术部社会发展科技司副司长傅小锋表示,实现碳达峰碳中和任务艰巨,急需科技支撑引领。 据他介绍,目前已有130多个国家提出碳中和目标,但仍缺乏实现碳中和的技术条件。

国际能源署预测,实现碳中和目标,所需的绿色低碳技术半数以上仍处于研发示范或是延迟开发阶段。 因此,在实现全社会碳中和的目标过程中,科技企业不应停留在自扫门前雪的层面,而是应充分发挥科技创新能力,通过技术赋能、资金支持等方式,共同推动社会碳中和目标的实现。 不过,中国实现碳达峰、碳中和的时间短于欧美等发达国家,国内科技企业既要弥合行业内部的差距,又要弥合与海外企业间的差距。 当中国企业在经济影响力、业务版图等方面与海外巨头对标时,也应在碳中和进程上向海外企业看齐,主动向碳中和与可再生能源转型,在气候行动与环境可持续发展层面提升影响力,发挥引领作用。 作为碳中和实践的先行者,欧美科技巨头已不满足简单的100%可再生能源,而是在如何高质量零碳运营层面做了进一步尝试。 以谷歌为例,通过开发数字工具,提高能源效率,减少能源浪费。

 一是提供人工智能技术化工具帮助用户选择低能耗且低成本的能源方案。 

谷歌能源战略工具(Energy Strategies)可以通过提供能源组合模拟功能,让用户扮演能源规划师的角色,进而选择最佳的能源组合以满足能源需求。

该工具包含太阳能、核电、风电、天然气、煤电的能源组合模型,用户可以自行选择并更改组合中各种能源的用量。

每一种选择都会自动生成一组数值,包括碳排放影响、成本效应以及是否满足用能需求。

通过该过程,让用户了解不同能源与发电和碳排放之间的关系,从而选择更加低成本且低碳的方式来使用电力。 谷歌屋顶太阳能(Google Project Sunroof)为用户家庭或社区探索太阳能节能潜力。

谷歌使用谷歌地图分析屋顶形状和当地天气模式,制定针对性的太阳能计划。然后依据家庭平均电费和用能情况,推荐屋顶太阳能电池板数量。

该项目还提供太阳能电池板购买、租赁或贷款的价格比较。此外,该项目还可以依据屋顶大小和形状、屋顶阴影面积、当地天气、当地电价、太阳能成本估计使用太阳能节约的成本。

图:谷歌屋顶太阳能项目估测的俄克拉荷马城屋顶太阳能潜力

二是结合大数据,掌控能源布局情况,优化资源配置。

谷歌全球发电厂数据库(Global Power Plant Database)是全球发电厂的综合性开源数据库。
该数据库涵盖来自164个国家的大约30000座发电厂,包括火力发电厂(例如煤、天然气、石油、核能、生物质能、地热)和可再生能源发电厂(例如水力、风能、太阳能)。
数据库包含每个发电厂的位置信息、发电厂容量、发电量、所有权和燃料类型等信息并且不断更新,使应用者更易于对全球电厂数据进行浏览、比较和深度分析。

图:谷歌全球电厂数据库中按容量划分的发电厂全球布局情况

微软则利用人工智能技术,助力农业可持续发展。 微软的Cloud Agronomics利用遥感和人工智能技术让种植者深入了解作物和土壤的碳含量,以降低温室气体排放,助力可持续的粮食生产。

它利用飞机上定制的高光谱成像设备扫描农作物和土壤,此方法采集的数据量是卫星收集的300倍。数据被发送到Azure进行参考、校准和分析,将原始数据转换为见解。

图:CloudAgronomics的部分界面

Cloud Agronomics正在构建最大的农业标记数据集之一,使种植者能够积极有效地管理作物。

实时碳监测功能将为碳信用市场提供的首个标准化碳指数,为向低碳农业过渡提供资金激励,从大气中清除多余的碳并将其封存在土壤中以帮助植物生长。 除了技术创新,在政策推动层面,海外科技巨头也持续发生着影响。 Google携手沃尔玛、塔吉特和强生等公司在与美国佐治亚州进行了两年的协商后,于2018 年4月获准直接从该州最大的电力公司Georgia Power购买可再生能源。

这是由企业推动的该州历史上第一次由企业采购可再生能源的案例,为日后开放的可再生能源交易市场奠定了基础。 可以看到,科技企业不仅能实现自身的节能减排,还能充分发挥技术优势,赋能其他行业实现低碳零碳发展。

当然,低碳技术研发和推广应用,离不开更广泛的社会资本投资和金融支持,这迫切需要发挥政策和市场的双轮驱动作用。 科技企业助力碳中和,道阻且长,行则将至。

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