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云計算產業是一種通過網絡統一組織和靈活調用各種網絡存儲和計算資源,以實現大規模計算與信息處理的經濟活動系統。當前,云計算產業的發展規模與相關資源投入呈急劇增長趨勢,其相關應用也從互聯網行業向政務、金融、工業、醫療等傳統行業加速滲透。云計算在促進社會數字化轉型、帶動經濟發展的同時,也帶來相當規模的能源消耗和二氧化碳排放。若不出臺有效的減排措施,預計到2040年,我國云計算產業將產生近5億噸的二氧化碳排放,相當于泰國2020年全國碳排放總量的2倍。 我國云計算產業的節能減排工作主要面臨數據中心電源使用效率偏高、全行業用能結構“綠度”不足、市場化減排手段不夠等挑戰。數據中心是云計算產業的關鍵基礎設施,其過高的電源使用效率(PUE)是制約碳減排的最大障礙。PUE值表征了數據中心消耗的所有能源與IT負載消耗的能源之比,其值越接近于1,說明數據中心越節能。受服務器、網絡設備、存儲設備等的技術制約和制冷系統約束,我國僅有少部分數據中心的PUE值可達到1.3的水平(即1.3瓦電能消耗中,1瓦用于IT設備的負荷,0.3瓦用于制冷、配電等輔助設施負荷),大多數數據中心的非IT設備耗能仍居高不下。 云計算全行業用能結構以化石能源為主,高穩定性可再生能源的大比例使用尚需時日。相比于傳統能源,光伏、風電等可再生能源雖然更為低碳,但往往具有不穩定性、間歇性和隨時變化的特點,一旦出現用電故障可能對云計算平臺及相關軟硬組件等形成重大沖擊。因此,在可再生能源供電穩定性尚未得到充分保障的前提下,包括云計算數據中心在內的基礎設施、產業上下游企業等仍然不能完全脫離穩定性較好的煤炭、天然氣等傳統能源的支撐。 在政府的引導下,部分云計算企業已開始有意識地自主推行一些碳減排行動計劃,但規范化的、統一性的市場化手段仍顯不夠。云計算的產業鏈條長,產業關聯緊密,是能源、碳排放相對密集的產業,需要全方位的市場化措施來鼓勵和促進碳減排。北京、上海、廣州等地出臺了一些地方性市場化政策,但未能像電力產業那樣納入全國碳排放交易體系或參與綠證制度,較難通過市場化的成本調節等方式帶動云計算企業轉型升級。特別是隨著云計算基礎設施的高度復雜化和相關廠商競爭的激烈化,更加需要多種賦能產業減碳的市場化手段的介入。 為助力碳達峰碳中和目標的實現,云計算產業需要針對現有挑戰精打細算減碳、多措并舉節能,為社會經濟綠色發展提供數字化引擎和強大動力。 一是規模上以大代小,提高數據中心的計算資源密度,合理調整分布式和集中式項目的比例。大型云計算數據中心往往可以利用先進的架構設計來提升制冷系統和能源供應系統的靈活性、適應性,盡可能減少能源丟失和消耗。因此,統籌協調分布式計算需求和集約式算力效率,通過將離散的分布式數據中心的計算資源聚集到更大規模的集中式云數據中心,可以更有效地管理電力容量、優化冷卻設施、提高服務器利用率,從而提高IT資源的利用能效比,減少云計算產業核心基礎設施的碳排放。 二是布局上以廣代窄,推進企業用能結構調整,打造高韌性電力供應系統。要在更廣范圍內提高可再生能源比例,合理布局光伏、風電、水電等清潔能源,加快構建清潔低碳安全高效的能源體系。同時,使用柔性變電技術實現多種能源、多元負荷和儲能即插即用,統籌打造“源-網-荷-儲”一體化新型電力系統。既促進新能源主動消納和多能互補發展,滿足云計算綠色用能需求,又提高電力系統韌性,為云計算企業供能提供穩定的能源保障。 三是技術上以新代舊,加強減碳技術革新力度,推廣各環節減碳技術的應用。一方面,云計算企業要積極推動新一代信息技術完成數字化、智能化升級改造,尤其要支持減碳技術創新,提升產業的綠色發展水平。另一方面,促進云計算企業低碳運作技術研發和先進基礎設施推廣應用,樹立頭部云計算廠商的低碳標桿效應,引領云計算產業綠色高質量發展。 四是產業上以合代分,建立產業鏈協同減排機制,完善一體化減排配套措施。用戶產生的海量數據在傳輸、處理和存儲過程中涉及到云計算產業的上下游部門,建立面向用戶的高效節能體系和協同減排機制至關重要。應支持產業鏈上下游聯合實現各類減碳技術的突破,完善與之配套的市場機制、商業模式,做到技術與政策的有機結合,實現經濟效益和環境保護的有機統一。 (作者:浦天龍,致公黨北京市委科技委委員、北京市習近平新時代中國特色社會主義思想研究中心特約研究員;胡悅芝,北京市習近平新時代中國特色社會主義思想研究中心特約研究員) |