“減碳”,中國(guó)是認(rèn)真的——請(qǐng)大家把開頭這句話“刻煙吸肺”、牢記在心,因?yàn)檫@將決定未來三年、十年甚至更長(zhǎng)時(shí)間的產(chǎn)業(yè)及從業(yè)者命運(yùn)。
從2020年做出“2030年前碳排放達(dá)到峰值,2060年前爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)碳中和”的承諾之后,每年都有重磅政策出臺(tái)。2021年,雙碳工作被列為“十四五”開局之年的重點(diǎn)任務(wù)之一;前不久,工業(yè)和信息化部、國(guó)家發(fā)展改革委、財(cái)政部、生態(tài)環(huán)境部、國(guó)務(wù)院國(guó)資委、市場(chǎng)監(jiān)管總局聯(lián)合發(fā)布了《工業(yè)能效提升行動(dòng)計(jì)劃》(以下簡(jiǎn)稱《計(jì)劃》),成為又一個(gè)影響深刻的國(guó)家級(jí)政策,并將工業(yè)“減碳”的窗口期縮短到三年,要求2025年將節(jié)能提效作為工業(yè)減碳的首要舉措。
從中,我們能看到未來三年,工業(yè)“減碳”將如何展開,其中數(shù)字技術(shù)能發(fā)揮哪些作用。
兩股力量,劃定起跑線
“減碳”時(shí)間窗口期越來越短,既不能不作為,又不能亂作為,因此,有必要首先從宏觀層面理清楚,工業(yè)“減碳”究竟該朝著哪個(gè)方向努力。
目前看來,有兩股力量為未來3-8年的“減碳”工作劃定了起跑線:
一股力量是“糾偏”。錯(cuò)誤的努力會(huì)起到反作用,隨著雙碳戰(zhàn)略落地實(shí)施,很多省市及工業(yè)企業(yè)也發(fā)布了減碳路線圖,但由于理解差異,出現(xiàn)了一些“跑偏”行為,比如對(duì)于高能耗項(xiàng)目“一刀切”關(guān)停,為了“搶頭彩”制定不切實(shí)際的減碳目標(biāo),驟然對(duì)煤電項(xiàng)目斷貸等。對(duì)于這種不尊重科學(xué)規(guī)律的“運(yùn)動(dòng)式”減碳,已經(jīng)從國(guó)家層面進(jìn)行了叫停。2021年的國(guó)家級(jí)會(huì)議中,明確提出要“實(shí)事求是、尊重規(guī)律、循序漸進(jìn)、先立后破”,并將在接下來加大督導(dǎo)力度,確保雙碳決策不跑偏、不走樣。直白一點(diǎn)說,“糾偏”意志堅(jiān)決,減碳沒有“捷徑”。
另一股力量是“加速”。在堅(jiān)決遏制一些違規(guī)行為、表面功夫的同時(shí),政策也為“減碳”按下了“快進(jìn)鍵”,尤其是最近出臺(tái)的《計(jì)劃》更是將“減碳”窗口期縮小到三年,明確要求在2025年,重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)通過節(jié)能提效,單位增加值能耗比2020年下降13.5%。一些認(rèn)為2030年碳達(dá)峰目標(biāo)還早、將減碳視為負(fù)擔(dān)能拖就拖的企業(yè),也不能心存僥幸和觀望了。
而通過能效提升來實(shí)現(xiàn)降耗減碳,顯然也是經(jīng)過深思熟慮的。中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)研究院此前曾調(diào)研過,減碳的四個(gè)途徑:能源替代、二氧化碳捕獲、植樹造林、以及節(jié)能提效,其中節(jié)能提效是最主要、最快速的途徑,對(duì)于我國(guó)實(shí)現(xiàn)2030年前碳排放達(dá)峰目標(biāo)的貢獻(xiàn)率在70%以上。
這兩股力量疊加,不難看出,節(jié)能提效將在工業(yè)及更多領(lǐng)域的“減碳”中發(fā)揮最核心的價(jià)值,成為高質(zhì)量發(fā)展的起跑線。
一次革命,打造新引擎
面對(duì)越來越緊迫的“減碳”任務(wù),工業(yè)領(lǐng)域遭遇的挑戰(zhàn)可能是最大的。而對(duì)于工業(yè)“減碳”的現(xiàn)實(shí)困境,顯然國(guó)家部委也是有所調(diào)研和認(rèn)識(shí)的,從剛印發(fā)的《計(jì)劃》中,給大家畫一下重點(diǎn)。
橫向上,針對(duì)工業(yè)粗放型發(fā)展模式,全面統(tǒng)籌、重點(diǎn)行業(yè)的“效率至上”——
三個(gè)統(tǒng)籌:統(tǒng)籌推進(jìn)能效技術(shù)變革和能效管理革新,統(tǒng)籌提高能效監(jiān)管能力和能效服務(wù)水平,統(tǒng)籌提升重點(diǎn)用能工藝設(shè)備產(chǎn)品效率和全鏈條綜合能效。
聚焦重點(diǎn):推進(jìn)重點(diǎn)行業(yè)節(jié)能提效(鋼鐵、石化化工、有色金屬、建材等),重點(diǎn)領(lǐng)域綠色升級(jí)(數(shù)據(jù)中心),跨領(lǐng)域耦合提效協(xié)同升級(jí)(不同行業(yè)融合創(chuàng)新)。
縱向上,針對(duì)工業(yè)領(lǐng)域能源消費(fèi)占比達(dá)的特點(diǎn),從供到用全鏈路優(yōu)化,能盡其用——
夯實(shí)基礎(chǔ):著力提升節(jié)能技術(shù)裝備產(chǎn)品供給水平,大力發(fā)展節(jié)能服務(wù),積極構(gòu)建綠色增長(zhǎng)新引擎,培育制造業(yè)綠色競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)。
用能轉(zhuǎn)型:加快推進(jìn)用能的低碳轉(zhuǎn)型,包括傳統(tǒng)能源清潔化、工業(yè)用能綠色化、重點(diǎn)用能低碳化。
這張縱橫交織規(guī)劃圖的背后,靠的是一場(chǎng)兩化融合的產(chǎn)業(yè)革命。即《計(jì)劃》中提出的,發(fā)揮數(shù)字技術(shù)對(duì)工業(yè)能效提升的賦能作用,加速生產(chǎn)方式數(shù)字化、綠色化轉(zhuǎn)型。
兩化融合提高工業(yè)能效、幫助減碳,確實(shí)能得到比較好的效果。我們走訪過不少案例,舉兩個(gè)例子。
案例之一,煤炭行業(yè)是碳排放的傳統(tǒng)“大戶”,減碳難度很大。山西某煤炭企業(yè),就通過5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)中心等信息技術(shù)的引入,對(duì)礦井、礦場(chǎng)、辦公園區(qū)進(jìn)行改造,實(shí)現(xiàn)了井下作業(yè)的遠(yuǎn)程無人化,生產(chǎn)過程的自動(dòng)化,園區(qū)能耗的智能分析和精細(xì)化管理,通過全過程的數(shù)字化碳管理,實(shí)現(xiàn)了減碳、增效的雙重目標(biāo),勞動(dòng)者也不需要冒著安全風(fēng)險(xiǎn)下井。
案例之二,是工業(yè)制造場(chǎng)景,制造是很多中西部城市的支柱型產(chǎn)業(yè)。以湖北省隨州市為例,重點(diǎn)培育專汽、風(fēng)機(jī)等特色產(chǎn)業(yè),既要發(fā)展,引入智能技術(shù)來推動(dòng)精益生產(chǎn)、精益制造,滿足節(jié)能提效的要求,同時(shí)又不能因?yàn)樗懔σ?guī)模化生產(chǎn)與使用,而增加額外的碳負(fù)擔(dān)。最終,隨州市選擇在數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的綠色化下功夫,率先布局具備“開放、融合、普惠、綠色、服務(wù)”優(yōu)勢(shì)的曙光5A級(jí)智算中心,為接下來工業(yè)數(shù)字用能打好基礎(chǔ)。
從上述案例中可以看到,兩化融合的產(chǎn)業(yè)革命,使得減碳不僅不是負(fù)擔(dān),反而成為工業(yè)行業(yè)及企業(yè)降本增效、提升競(jìng)爭(zhēng)力的重要契機(jī)。
三道關(guān)卡,尋路綠色計(jì)算
兩化融合的產(chǎn)業(yè)革命是高質(zhì)量發(fā)展的“新引擎”,那么算力就是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的“新動(dòng)力”。《計(jì)劃》中也明確提出,數(shù)據(jù)中心等重點(diǎn)領(lǐng)域要節(jié)能提效、實(shí)現(xiàn)綠色升級(jí)。
可以說,綠色計(jì)算既是工業(yè)減碳的題中之義,也是其他工業(yè)行業(yè)減碳的關(guān)鍵支撐。然而在現(xiàn)實(shí)中,綠色計(jì)算并沒有想象中容易。從目前的政策作為切入點(diǎn),可以看到綠色計(jì)算落地、數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域節(jié)能提效的三重關(guān)卡:
第一關(guān),生產(chǎn)。
《計(jì)劃》中規(guī)定,數(shù)據(jù)中心作為重點(diǎn)領(lǐng)域,需要在2025年,新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心電能利用效率(PUE,指數(shù)據(jù)中心總耗電量與信息設(shè)備耗電量的比值)優(yōu)于1.3。
達(dá)到這一目標(biāo),需要:技術(shù)創(chuàng)新,加快液冷、自然冷源等節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用,目前曙光5A級(jí)智算中心都使用了浸沒相變液冷技術(shù),實(shí)現(xiàn)算力能源的綠色低碳化供給,可將PUE值最低降至1.04;集約供給,通過大型數(shù)據(jù)中心與智能化能源管控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)算力資源的規(guī)模化、集約化供給,以及能耗的精準(zhǔn)化調(diào)控,能效明顯提升;硬件升級(jí),通過更高性能、更低功耗的AI芯片部署,推動(dòng)單位算力能效的提升,擴(kuò)大綠色算力的比例。
總的來說,5A級(jí)智算中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施的節(jié)能提效,不僅能夠直接帶來較大的減碳效益,同時(shí)也可以為其他行業(yè)的數(shù)字化輸送“綠色能源”,在更長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈上發(fā)揮減碳作用。
第二關(guān),輸送。
交流電的發(fā)明和電網(wǎng)的出現(xiàn),讓電力可以低損耗、穩(wěn)定地輸送到世界各地,對(duì)于算力能源來說,中國(guó)各區(qū)域的情況也各有不同,為了平衡數(shù)據(jù)中心的區(qū)域差異、實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)協(xié)同發(fā)展,以“東數(shù)西算”為核心概念的算力網(wǎng)絡(luò)被納入國(guó)家新型基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展建設(shè)體系。
簡(jiǎn)單來說,算力網(wǎng)絡(luò)建成之后,能夠讓算力被統(tǒng)一管理、協(xié)同調(diào)度、全局優(yōu)化,像自來水和電一樣成為“即取即用“的基礎(chǔ)能源。但必須注意到,目前人們對(duì)算力網(wǎng)絡(luò)的定義、構(gòu)成和理解還不完全統(tǒng)一。一方面需要進(jìn)一步達(dá)成共識(shí),通過行業(yè)研討、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等形式形成共識(shí);另一方面,算力與網(wǎng)絡(luò)的深度一體化融合,需要從基礎(chǔ)設(shè)施層、編排管理層、運(yùn)營(yíng)服務(wù)層等各個(gè)層次上繼續(xù)創(chuàng)新。
第三關(guān),應(yīng)用。
用好算力這一“新能源”,對(duì)于工業(yè)減碳、數(shù)字產(chǎn)業(yè)變革有著直接的意義。《計(jì)劃》中也明確指出,充分挖掘鋼鐵、石油化工、電力、裝備制造、有色金屬等高能耗行業(yè)的節(jié)能潛力。其中,綠色計(jì)算在不同行業(yè)發(fā)揮的作用也有所差異。
優(yōu)化產(chǎn)能:對(duì)于鋼鐵、煤炭等產(chǎn)能過剩的領(lǐng)域,數(shù)字化技術(shù)和算力基礎(chǔ)設(shè)施主要作用于產(chǎn)能優(yōu)化,通過智能算法對(duì)用能設(shè)備進(jìn)行更精準(zhǔn)地優(yōu)化控制,優(yōu)化工藝流程,推動(dòng)生產(chǎn)制造向精益化方向發(fā)展,進(jìn)而降低整體能耗指標(biāo)。
升級(jí)改造:對(duì)于一些需求高、能耗高的企業(yè),通過智算中心加速AI算法和模型的研發(fā)落地,推動(dòng)全周期、全過程數(shù)字化升級(jí)改造,通過工序優(yōu)化、流程優(yōu)化,推動(dòng)能耗指標(biāo)下降。以電解鋁行業(yè)為例,生產(chǎn)過程能耗高、碳排放高,隨著消費(fèi)需求的增長(zhǎng)產(chǎn)能有所回升,如果通過智算中心,引入AI+能源檢測(cè)管理,推動(dòng)優(yōu)化調(diào)配和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估,可以顯著提高生產(chǎn)效率和能源利用效率,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與節(jié)能減排的平衡。
創(chuàng)新發(fā)展:除了一味降低碳排放數(shù)字,增加單位算力的GDP同樣是節(jié)能提效的關(guān)鍵,這就需要尋找新應(yīng)用場(chǎng)景、充分釋放算力的創(chuàng)新價(jià)值。AI等新技術(shù)如何在工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮普遍帶動(dòng)作用,讓特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展從寬泛、粗放向?qū)I(yè)、精細(xì)轉(zhuǎn)變,也是接下來各地基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)前所要籌謀的。以廣東、安徽、浙江等地為例,在數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)初期,引入5A級(jí)智算中心“四位一體”的建設(shè)模式,公共算力服務(wù)、數(shù)據(jù)開放共享、智能生態(tài)建設(shè)、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聚集于一體,讓智能化模型的開發(fā)、訓(xùn)練、落地部署效率提升,為區(qū)域內(nèi)高能耗的工業(yè)企業(yè)減碳打好基礎(chǔ)。
隨著綠色算力從產(chǎn)到用的環(huán)節(jié)一步步打通,數(shù)字“能源“在工業(yè)減碳中的價(jià)值與效益將持續(xù)釋放。
綜合來看,綠色計(jì)算在支撐工業(yè)節(jié)能提效上,展現(xiàn)出了巨大的潛力,也成為目前“減碳”工作中十分具有亮點(diǎn)的一條技術(shù)路徑。
隨著各類政策的持續(xù)推出、東數(shù)西算的加速部署,數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施提供像“自來水”一樣的算力資源與服務(wù),將是必然結(jié)果,也是工業(yè)向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略機(jī)遇。
未來已來,不再是一句空話,而是具體到五年、三年甚至一年的每一步寸進(jìn),我們將一起見證歷史、參與歷史。
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數(shù)據(jù)中心
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碳中和
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綠色計(jì)算
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