［首藏作品］（6002）构建零碳网络 未来上网只用电不排碳？

构建零碳网络未来上网只用电不排碳？随着信息技术的发展，越来越多的人可以享受到ICT基础设施带来的便利，依靠发达的网络、迅捷的网速，人们可以享受在线办公、在线学习、在线医疗等便利。这背后，要靠越来越多的海量计算和越来越大的数据存储来支撑，同时伴随着能源消耗的增长。——周桃园 华为副总裁兼数字能源产品线总裁◎本报记者 李 禾当你打开电脑处理业务、浏览信息，在手机上抢红包时，你可能不会去计算这背后的碳排放。2021年政府工作报告提出，今年要扎实做好碳达峰、碳中和各项工作，“十四五”时期，单位国内生产总值能耗和二氧化碳排放分别降低13.5%、18%。并将这两项指标作为约束性指标进行管理。面对低碳的硬指标，能源消费量快速增长的信息通信行业（ICT）也提出了碳中和目标。其中，华为首次提出了“零碳网络”，发布了数字能源零碳网络解决方案。信息技术的发展让能耗大幅增加据加拿大麦克马斯特大学的研究预测，2040年，ICT的碳排放占全球碳排放比例将从2007年的1.6%上升至14%。2020年，数据中心占全行业碳排放比例最大，占45%，其次是通信网络和终端设备，分别占24%和31%。在我国，随着5G的商用领域不断扩大，5G、数据中心规模迅猛扩大的同时，能耗数据也大幅攀升。华北电力大学与国际环保组织绿色和平2019年报告显示，2018年我国数据中心总用电量为1609亿千瓦时，约占全社会用电量的2%，超过上海市2018年全社会用电量。假如我国的能源结构保持现状，到2023年我国数据中心用电将会产生1.63亿吨二氧化碳排放，相当于一个中型国家的碳排放水平。华为发布的《通信能源目标网白皮书》指出，虽然5G网络每比特数据的平均能耗仅为4G的1/10，但由于5G站点数量是4G的2—3倍，同时拥有更大流量，单设备功耗将是4G的3—3.5倍，网络整体耗电量将比现在翻一倍，每年超过1000亿千瓦时。其实，ICT能耗剧增主要是因为用户数量的剧增，以及相应的通信网络和终端设备等新基建的落地和运行。数据显示，25年前，全球人口总数为56亿，移动用户数不到1亿，站点数量仅20万，联接数低于0.5亿。到2015年，全球人口总数超过73亿，移动用户已激增至48亿，站点数量超过660万，联接数超过80亿。华为副总裁兼数字能源产品线总裁周桃园说，随着信息技术的发展，越来越多的人可以享受到ICT基础设施带来的便利，依靠发达的网络、迅捷的网速，人们可以享受在线办公、在线学习、在线医疗等便利。这背后要靠越来越多的海量计算和越来越大的数据存储来支撑，同时伴随着能源消耗的增长。据预测，到2025年，由IoT、云计算、人工智能等新技术构建的万物互联智能世界，联接数将达1000亿个。这也是ICT行业的能耗会如此之高的原因之一。极简+绿电+智慧能源云如何才能实现零碳网络？周桃园说，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”四大解决方案，再融合智慧能源云。极简站点指的是站点形态的极简化，从以前的室内发展到室外，再进一步缩减其占地空间。即让房子变柜子、柜子变杆子，全面“杆站化”，实现降低能耗、省电费、省租金；极简机房是指以机柜替代机房，在保证扩容的情况下，免增机房、免改线缆、免增空调，从而节省能耗、空间并避免大量施工。周桃园说，极简数据中心是指通过全预制化、模块化建设重构架构；通过高效节能方案重构供电，提升效率，并实现预测性维护；通过间接蒸发冷却等解决方案节省能耗，相比传统冷冻水方案可节能17%；通过智能运维解决方案重构运维，使效率提升35%。多使用来自可再生能源的绿电，减少使用高碳的化石能源是零碳网络的重要一步。国家发改委副主任宁吉喆说，2020年我国可再生能源发电装机已达到9.34亿千瓦，将进一步扩大可再生能源装机规模，推进清洁能源增长消纳和储能协调有序发展。“无处不在的绿电”指的是将绿电引入站点、机房、数据中心等，打造绿色联接和绿色计算。最后这四大解决方案还融合了“智慧能源云”，通过源—网—荷—储一体化智慧管理，最终大幅降低用电成本，提升能源效率。为节能降耗IT企业各显神通目前，在节能减排上，各运营商可以说是各显神通。有的IT企业通过引入高效电源，改造老旧电池，提升能源转换率，降低能源损耗，达到节电效果；有的采用混合供电解决方案，减少因电力不稳而采用油机供备电带来的相关能源成本和能源损耗。数据中心需要保持24小时不间断运行。根据国家节能中心、赛迪顾问股份有限公司等共同发布的《中国液冷数据中心发展白皮书》，超大型数据中心飞速发展，快速增长的功率密度对散热提出更高要求。2019年以“风冷”技术为代表的传统数据中心，其耗能中约有43%是用于IT设备的散热，与IT设备自身的能耗45%基本持平，降低散热功耗、控制数据中心运营成本，建设绿色数据中心已成当务之急。“液冷技术是突破数据中心节能瓶颈的最佳捷径。”曙光数创公司高级副总裁姚勇说，液冷技术带给行业的效益远不止节能一个方面。液冷技术的高效制冷效果，可大幅提升服务器的稳定性、效率及使用寿命，同时提升了单位空间服务器部署密度，高度节省空间占地，并将超大规模数据中心的建设大为简化。液冷数据中心噪音超低，环境友好，余热利用也可创造更多经济价值。据赛迪顾问估算，液冷应用前景广阔，2025年我国液冷数据中心市场规模将超千亿元。不过，对于ICT来说，仅依靠液冷等节能环保技术尚不足以应对零碳的挑战。绿电的引入就非常关键，可再生能源让IT企业从能源“消费者”转变成为“生产者”，提高清洁能源的使用率。目前，全球约41家科技企业已设立长期100%可再生能源目标，2020年，国际科技巨头纷纷加码行动。亚马逊收购了35个风电与光伏电站，成为可再生能源迄今最大买家。谷歌提出，将在2030年实现全球实时零碳运营，将零碳的统计范围从年过渡到小时；微软则表示，将于2030年实现负碳排放，并在2050年消除企业所有历史碳排放。腾讯首席执行官马化腾在他的朋友圈中强调，“预计未来最大占比的是原生清洁能源支持的数据中心的实现。很难，但总要努力。”绿色和平气候与能源项目主任叶睿琪表示：“我们认为马化腾的评论清晰地传达了一个信号，即数据中心的可再生能源利用，将是科技行业迈向碳中和的最重要手段之一。”随着数字技术的发展和碳中和目标的牵引，ICT技术在不断地融合创新。周桃园表示，未来主流方案的方向应该是从以终为始的角度考虑，系统化、全局化地进行能效提升，从站点到机房进行到智能运维，实现极简站点、极简机房；数据中心则应从架构、供电、温控、运维4个方面重构，以此来提升运维效率、减低能源损耗及缩短建设周期等。第十三届全国人大常委会委员、中国科学院科技战略咨询研究院副院长王毅说，实现碳中和以及零碳，最核心的内容就是发展可再生能源。构建一套高比例可再生能源体系，加强顶层设计，与现有的分布式能源系统、智能电网，未来的智慧能源等，作为一个统一的体系来设计，降低系统成本，塑造新（《科技日报》2021年3月15日第  8 版。）的能源安全格局。