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數字經濟核心，資本新寵，ICT產業(yè)是如何成為達成碳中和目標的關鍵因素的？

上海寰視　　　

2021-04-15

近日，決策層再度重申“如期實現2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標”，并提出，實現碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統(tǒng)性變革，要把碳達峰、碳中和納入生態(tài)文明建設總體布局。

“碳中和”概念一經提出，便成為各方關注的焦點。這意味著顛覆性的能源革命、科技革命和經濟轉型。國家將逐步擺脫對化石燃料、燃煤電廠的依賴，達到突破能源使用現狀、顛覆已有技術、打破傳統(tǒng)工業(yè)生態(tài)，實現社會經濟體系、能源體系、技術體系的巨大轉變。

本文將從以下三點進行闡述：

1、碳中和的提出背景與面臨的問題

2、ICT產業(yè)在這場戰(zhàn)役中扮演了什么角色？

3、各部門如何進行脫碳？

背景與問題

當下，二氧化碳等溫室氣體排放引起的全球氣候變化已經成為本世紀人類面臨的最大挑戰(zhàn)之一。截至 2020 年底，全球共有 44 個國家和經濟體正式宣布碳中和目標。這也是國家提出碳中和目標的背景。作為當前全球溫室氣體排放的第一大國家，此舉在顯出了大國擔當的同時也意味著更大的挑戰(zhàn)。

相較于歐洲和日韓等發(fā)達國家，中國所宣布的碳中和實現時點晚 10 年，但歐美發(fā)達國家從碳排放達峰到承諾的碳中和之間，所用時間比中國長（多在 40-60 年之間），而中國從碳達峰到碳中和之間只有三十年的時間，因此任務會更加緊迫，也會面臨著更大的挑戰(zhàn)。

根據世界資源研究所2017年的數據，電力、交通、工業(yè)、建筑等部門均為碳排放量比重較大的部門。

2.3%與20%

有意思的是，相較于以上部門，ICT產業(yè)在碳中和的計劃中位置特殊。雖然本身有一定的碳排放，但同時因其行業(yè)特殊性，能夠通過賦能其它行業(yè)進行碳減排。

ICT全稱信息與通信技術（information and communication technology）。聯合國在2008年8月11日發(fā)布的第四版國際標準產業(yè)分類時，結合OECD在2007年給出的ICT定義，即“主要通過電子手段完成信息加工和通信的產業(yè)和服務，或使其具有信息加工和通信功能”。根據中國信通院《ICT產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展白皮書》（2020年）定義，將ICT產業(yè)的研究范疇界定為ICT制造業(yè)和ICT服務業(yè)。具體包含內容如下圖所示。

不難發(fā)現，ICT產業(yè)應用廣泛，正在改變整個產業(yè)和社會。

根據全球電子可持續(xù)發(fā)展倡議組織（Global e-Sustainability Initiative，GeSI)的估算，2020 年全球 ICT 行業(yè)碳排放占全球碳排放的 2.3%。而隨著數字化轉型的加速和對算力需求的增長，以及 5G 的更廣泛應用，信息通訊技術本身的能耗可能會持續(xù)增加。

作為數字經濟領域的引領者，這個數據占比在中國毫無疑問更將加大。根據國網能源研究院，2018 年全國大型及以上數據中心的總機架數達 204 萬個，預計 2020 年、2025 年這些數據中心機架數量分別達到 498 萬、802 萬個。與之對應的能耗增速也增長迅速。根據中國電子節(jié)能技術協會的數據，中國數據中心的耗電量已連續(xù)8年增速超12％，2020年總耗電量將達2962億kWh。

而與此同時，ICT 行業(yè)可以通過賦能其它行業(yè)來促進這些行業(yè)的碳減排和碳中和。據 GeSI的研究，ICT 技術在未來十年內有潛力通過賦能其他行業(yè)幫助減排全球碳排放的 20%。大數據、人工智能、物聯網、區(qū)塊鏈等技術都有與能源、建筑、交通、工業(yè)、農業(yè)等行業(yè)進行結合來促進降低碳排放的應用場景。

ICT技術如何賦能各行業(yè)幫助脫碳？

從低碳發(fā)展轉型戰(zhàn)略上來看，實現“2060 碳中和”的目標，一方面是擺脫對化石燃料、燃煤電廠的依賴，采用清潔能源等，另一方面則是從產業(yè)數字化，系統(tǒng)變革的角度進行轉變。以下將從產業(yè)數字化的角度進行解讀。

1、電力部門

據世界資源研究所統(tǒng)計，發(fā)電和供熱行業(yè)碳排放占比41.6%，電力部門能否成功轉型是實現碳中和的基礎。

除了采用風光發(fā)電之外，分布式光伏、儲能技術和智能電網可實現大規(guī)�？稍偕茉唇尤胍彩潜夭豢缮俚�。但同時，可再生電力比重的不斷提升可能給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定帶來沖擊。智能電網、輸電、配電都將進行進一步變革。上海寰視曾在《萬物皆可數字化？數字化主動配電網的機遇挑戰(zhàn)與破局之道》、《數字化轉型下，輸電、配電、電力大數據的應用場景》中對電網的數字化進行了深度解讀。

2、交通部門

交通部門碳排放持續(xù)增長，脫碳力度亟需加強、結構優(yōu)化、電氣化、氫能、生物質燃料等是實現交通減排的可能技術路線。

除了原材料上的替換，例如“純電驅動”產業(yè)路線的制定、政策補貼及汽車限購政策之外，出行領域的數字化也將有助于碳中和的實現。自動駕駛技術、車聯網與智能汽車等的有機聯合將加快交通智能化進程，可以通過大數據技術進行資源配置優(yōu)化、決策，提供更為靈活，高效、經濟和環(huán)境友好的出行服務，同時促進共享汽車的應用。此外，因為疫情原因興起的遠程辦公同樣可以進一步減少交通需求。

上海寰視曾在《同城化趨勢下，城際軌交的智慧化進階之路》中對交通數字化做過詳細解讀，戳籃字可查閱。

3、工業(yè)部門

根據世界資源研究所（WRI）的研究，2016 年工業(yè)過程直接排放的溫室氣體和因工業(yè)部門使用電力而間接排放的溫室氣體在全球溫室氣體排放中的占比達 24.2%。

除了燃料替換、生產方式的轉變甚至原料的變革之外，脫碳離不開生產工藝流程的優(yōu)化，工業(yè)互聯網概念的提出，為脫碳提供了一條路徑，工業(yè)互聯網是指通過開放的、全球化的通信網絡平臺，把設備、生產線、員工、工廠、倉庫、供應商、產品和客戶緊密地連接起來，共享工業(yè)生產全流程的各種要素資源，使其數字化、網絡化、自動化、智能化，從而實現效率提升和成本降低。

上海寰視曾在《2021十大科技趨勢之一，政策大力推動，工業(yè)互聯網入局玩家都有誰？》對工業(yè)互聯網進行了解讀。

4、建筑部門

根據中國建筑節(jié)能協會能耗統(tǒng)計專委會(2019)的預測，中國建筑行業(yè)的碳排放將繼續(xù)增加，達到峰值時間預計為 2039 年前后，比全國整體實現碳達峰的時間預計晚 9 年。

建筑碳排放在建筑全生命周期中均有體現，包括建材生產、建材運輸、建筑施工、建筑運營、建筑維修、建筑拆解、廢棄物處理七個環(huán)節(jié)，從年均碳排放的角度來看，60%-80%以上為建材生產階段產生的碳排放，因此在減排工作推進過程中，建筑工程項目建筑材料消耗量角度將是強有力的抓手，其中鋼材、水泥比重最高，合計超過77%，因此鋼材、水泥消耗量的高效利用是未來建筑領域碳減排的重要方向。

一方面，可以采用減隔震技術滲透，采用降度設計后，可以顯著降低鋼材、水泥的用量，據太平洋證券研報測算，平均每滲透10%，則有望為我國碳減排貢獻1047萬噸，助力我國建材行業(yè)減排近1%。
另一方面，占據碳排放大頭的鋼材、水泥等建材，則可在生產過程中通過數字化智能控制方式，進行進一步脫碳，使其更環(huán)保。

5、農業(yè)部門

根據 Poore 和 Nemecek（2018）測算，食品全行業(yè)排放的溫室氣體約占全球排放量的 26％。而根據 FAO 的保守估計，到 2050 年全球人口將達到 90 億以上，因此糧食產量至少需要增加 70%才能養(yǎng)活全部人口。

農業(yè)部門的數字化轉型主要體現在對動、植物生長環(huán)境、疾病防控、長勢觀察、農業(yè)機械等方面，在各個環(huán)節(jié)中需要用到的數字化技術有：

物聯網：通過傳感器、攝像頭等監(jiān)測設備，使用無線傳感技術，實現動、植物的遠程監(jiān)控、管理等。

大數據：以天氣、土壤、農作物、病蟲害以及動物身體特征數據等作為大數據基礎，進行數據分析、精準管理等。

人工智能：利用計算機視覺、圖像識別以及深度學習等為主的人工智能技術實現氣候/作物產量預測、病蟲害防治等。

全球定位系統(tǒng)：使用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)能夠對農田、農機進行精準定位，獲得農田的位置、農機的作業(yè)路徑，實現農機具的自動導航、自動駕駛等。

地理信息系統(tǒng)：使用地理信息系統(tǒng)能夠充分地獲取土地的輪廓、作業(yè)面積大小以及農業(yè)的空間信息數據，生產土地、土壤數據分布圖。

遙感系統(tǒng)：使用遙感系統(tǒng)能夠實現作物長勢監(jiān)測、農業(yè)氣象監(jiān)測、獲取作物生長數據，生成歸一化植被指數NDVI分布圖。

風物長宜放眼量。碳中和時代的到來，對ICT產業(yè)，尤其是產業(yè)數字化的進程都是一針興奮劑。如何利用好這個機遇，將會是ICT產業(yè)未來的課題。

參考資料：

1、《ICT產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展白皮書》（2020年），中國信通院