本报记者 王硕
1月24日,中共中央总书记习近平主持中共中央政治局第三十六次集体学习时指出,实现“双碳”目标是一场广泛而深刻的变革,不是轻轻松松就能实现的。我们要提高战略思维能力,把系统观念贯穿“双碳”工作全过程。其中强调,要紧紧抓住新一轮科技革命和产业变革的机遇,推动互联网、大数据、人工智能、第五代移动通信(5G)等新兴技术与绿色低碳产业深度融合,建设绿色制造体系和服务体系,提高绿色低碳产业在经济总量中的比重。
2021年12月8日,国家发展改革委等四部门发布《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求 推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》,明确了在建设相关“新基建”时的低碳量化目标。
实践证明,作为支撑未来经济社会发展的战略资源和公共基础设施,以数据中心、5G建设为代表的新基建,必须成为加速绿色化进程、低碳发展的先锋。
新增的“耗能大户”
很多人也许还不了解5G、大数据中心等新基建节能对于我国的意义。
“十四五”规划和2035年远景目标纲要中指出,“坚持节能优先方针,深化工业、建筑、交通等领域和公共机构节能,推动5G、大数据中心等新兴领域能效提升。”
与过去的五年规划相比,这句话有了明显的变化——出现的新词就是“5G和大数据中心”。
“协助国家发改委做产业规划时,他们问道,在各产业都围绕‘双碳’目标转型升级时,到2030年实现碳达峰,有哪些产业在耗能以及碳排放方面会是绝对增量?经我们研究统计,除了石化项目,数据中心、5G基站首当其冲。”在近日华为围绕“新基建绿色发展”举办的一场业内研讨活动中,能源研究领域的一位专家透露了他们的最新研究成果。
“随着数字产业化和产业数字化的迅猛发展,5G基站的建设预计在2025~2030年间达到高峰。届时总电耗将较目前扩大7~10倍;数据中心在未来10年也将保持快速增长,届时总电耗会增长2~3倍。”
中国工程院院士吴锋此前表示:2020年,我国全社会用电量为7.51万亿千瓦时。根据预测,2026年我国三大运营商的通信设备全部升级为5G后,电力消耗将达到全国总用电量的2.1%,数据中心大约为2%。
以某运营商为例,根据华为发布的《数字能源目标网助力运营商加速碳中和白皮书》,未来5年如果以其传统方式建设5G站点将带来34%的运营成本增长,其中电费是主要增长因素;同样,电费在数据中心总拥有成本中占比超过60%,成为数据中心盈利的关键因素。
发挥新基建“杠杆”作用
正是因为新基建可能带来的高耗能,有人把它们称为“不冒烟的钢铁厂”;也有人认为这将成为新基建发展的“拦路虎”,导致运营成本极高,不该大规模扩张。
然而,在数字化转型加速的大方向下,业界正逐步达成共识——能耗效益不能用一个基站或者一个数据中心简单评估,而应当放在整个数字经济的发展维度之下去考量;不仅要算自身的节能降耗账,还要以更宏观的视野细算给经济社会发展带来的节能账和提效账。
2021年12月,中国信通院发布的《数字碳中和白皮书》指出,数字技术能够与电力、工业、建筑、交通等重点碳排放领域深度融合,减少能源与资源消耗,促进传统产业能源优化、成本优化、风险预知及决策控制,整体上实现节能降本增效提质。
据全球移动通信系统协会(GSMA)发布的报告:在欧洲和北美,移动通信技术对社会节能减排的贡献在2019年达到1:10;这意味着移动通信每消耗1度电,社会用电降低10度。而这一比例在2025年预计将达到1:20。2018年,移动通信技术使全球碳排放量减少了约21.35亿吨,约等于俄罗斯2017年温室气体排放总量。
我国相关科研机构的研究也证明了类似的结论。
根据调研,仅工业领域,应用数字化技术在未来10年可以帮助节能降耗2亿吨标煤以上;企业通过数字化技术转型,能耗可提升5%~10%;且与传统产业转型改造需要投入上千万元、上亿元,并付出3年以上时间相比,数字化升级改造投资需求平均在1000万元以内,投资回收期1年以内。
“所以新基建的发展就是一个杠杆。”上述能源研究领域专家表示,“将盘活更多节能降碳的潜力。”
对于绿色新基建的未来,业界充满期待。
一位电力领域的专家也提到,目前电力系统最大问题是波动的发电和波动负荷的平衡问题。未来数字新基建虽然是能耗大户,但同时可以改善负荷和电网的双向互动能力。就如同智能交通信号灯控制策略,可以根据车流量控制红绿灯时间,把“车看灯”变为“灯看车”,改善交通拥堵。借助这些新基建,也将赋能各个领域的科学减碳。
政府、业界共同发力
一方面是新基建带来的能耗提升,另一方面是“杠杆”作用,在数字化发展大趋势与致力双碳目标实现的双重背景下,推动新基建的绿色高质量发展已成为政府、业界共同发力的方向。
仅2021年,国家层面就相继出台5个政策文件。例如,在国家发改委等4部门联合发布的《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求 推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》中,明确提出提高算力能效、利用绿色能源,到2025年,数据中心和5G基本形成绿色集约的一体化运行格局。
全国政协委员、中国联通产品中心总经理张云勇认为,该方案首次把以数据中心和5G为代表的新基建与国家双碳战略结合在一起,新基建战略地位进一步上升,将使数据中心和5G基建加速复苏,在经济疲软的状态下,新基建有效投资将带动整体通信产业链发展。
企业在此过程中也不断适应变化,主动作为。
2021年6月,华为设立了数字能源技术有限公司,目的是发展清洁能源与推动传统能源数字化双轮驱动,融合数字技术和电力电子技术、信息流和能量流,推动能源革命。
据华为数字能源中国区副总裁、华为数据中心能源军团中国区CEO胡春池介绍,为了让数据中心实现绿色高质量发展,华为提出了数据中心架构、供电、温控、营维(运维和运营)四大“重构”。
比如架构重构:一改传统数据中心先盖房子、再做装修、再设备入场、再做调节的模式,改为全模块化、全预制化架构,所有模块都在工厂预制好,现场只需简单拼接,使得数据中心建设周期由2年左右缩短到半年左右。
再比如营维方面,把AI技术应用到数据中心领域,类似于下班办公室无人后自动关灯,空调根据人员流动情况自动调节,让数据中心根据外界温度、IT制冷需求等自动调节不同参数,使整个数据中心能耗降低8%左右。
就是凭借着这些“重构”措施,广东省二医数据中心将建设周期缩短50%,电能利用效率(PUE)的值从2.0降低至1.5以下。改造后的数据中心每天节省的电量相当于一个普通病房两年的用电量,医院能耗下降到原先的70%。
在移动网络方面,华为也提出了设备高集成化、站点极简化、网络智能化和全生命周期环保化四大方向,希望构建5G全绿色网络,支撑网络能效百倍提升。
华为无线网络产品线SRAN领域副总裁段浩说,“我们认为,未来度量绿色移动网络的‘标尺’应该从‘能耗’转为‘能效’,兼顾性能与节能;要瞄准如何助力全行业节能减碳,支撑全社会绿色转型。”
当然,在“双碳”目标下,刚刚起步的新基建建设还有很多工作要做。
国家气候战略中心战略规划部主任柴麒敏建议,要提前布局转型战略,抢占全球零碳产业和金融增长“新赛道”。加强顶层设计,强化新基建的绿色低碳导向,有效应对基础设施碳排放锁定效应和搁置资产风险。同时,引领资本流向,发挥公共投资的撬动作用。此外,出台扶持政策,实施激励计划,提供新基建碳中和综合解决方案等。