前言：6月13-19日是全國節(jié)能宣傳周，實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)已成為各方共識。對于ICT行業(yè)而言，備受關(guān)注的5G基站和數(shù)據(jù)中心節(jié)能降碳工作進(jìn)展?fàn)縿尤诵摹檫M(jìn)一步深入了解ICT領(lǐng)域節(jié)能降耗進(jìn)展，通信世界全媒體記者采訪了中國信通院產(chǎn)業(yè)與規(guī)劃研究所總工程師高艷麗。

高艷麗指出，5G網(wǎng)絡(luò)節(jié)能關(guān)鍵在基站，數(shù)據(jù)中心節(jié)能降碳壓力較大，預(yù)計(jì)能耗還處于上升期。與此同時，數(shù)字孿生城市對于助力雙碳目標(biāo)具有非常重要的意義。

政策為ICT行業(yè)節(jié)能降碳指明方向

ICT行業(yè)作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性、先導(dǎo)性行業(yè)，推進(jìn)行業(yè)節(jié)能降碳工作，對于助推經(jīng)濟(jì)社會全面綠色轉(zhuǎn)型，助力如期實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)意義重大。工信部從制定行業(yè)中長期規(guī)劃、完善監(jiān)督管理機(jī)制等方面多管齊下，對行業(yè)綠色低碳發(fā)展目標(biāo)確立、綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用、監(jiān)管機(jī)制和手段建設(shè)等作出了系統(tǒng)部署，對推升ICT行業(yè)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展，推動ICT技術(shù)賦能社會各領(lǐng)域節(jié)能減排,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會綠色發(fā)展等方面都將發(fā)揮重要的導(dǎo)向作用和引領(lǐng)作用。

為此，工信部先后出臺了一系列政策舉措引導(dǎo)行業(yè)綠色發(fā)展，主要包括：出臺《”十四五“信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，提出2025年單位電信業(yè)務(wù)總量綜合能耗相對2020年下降15%的量化目標(biāo)；出臺《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》，聚焦節(jié)能技術(shù)應(yīng)用提出推動數(shù)據(jù)中心建設(shè)全模塊化、預(yù)制化，加快發(fā)展液冷系統(tǒng)、高密度集成IT設(shè)備，提升間接式蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)、列間空調(diào)等高效制冷系統(tǒng)應(yīng)用水平；發(fā)布《工業(yè)和信息化部關(guān)于開展2021年工業(yè)節(jié)能監(jiān)察工作的通知》，提出對重點(diǎn)用能數(shù)據(jù)中心進(jìn)行專項(xiàng)監(jiān)察，核算電能利用效率（PUE）實(shí)測值，檢查能源計(jì)量器具配備情況。

5G網(wǎng)絡(luò)節(jié)能關(guān)鍵在基站

5G網(wǎng)絡(luò)能耗主要在于基站，其中主設(shè)備能耗和空調(diào)能耗平分秋色，總占比較高，約90%以上，配套設(shè)備和其他能耗占比較小。2021年12月8日發(fā)布的《貫徹落實(shí)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)要求推動數(shù)據(jù)中心和5G等新型基礎(chǔ)設(shè)施綠色高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案》提出，到2025年，5G基站能效提升20%以上。

“目前5G能耗動態(tài)監(jiān)測機(jī)制基本形成，綜合產(chǎn)出測算體系和統(tǒng)計(jì)方法基本健全。在5G實(shí)現(xiàn)綠色高質(zhì)量發(fā)展基礎(chǔ)上，全面支撐各行業(yè)特別是傳統(tǒng)高耗能行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級，助力實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰總體目標(biāo)，為實(shí)現(xiàn)碳中和奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。”高艷麗總結(jié)道。

不過要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)面臨重重挑戰(zhàn)。一是5G能耗將持續(xù)升高，設(shè)備本身功率大、能耗高。而且5G需要比4G部署更多更密集的站點(diǎn)。二是未來數(shù)據(jù)量爆炸式增長，對5G需求將更大。三是5G自身既面臨能耗壓力、又要賦能千行百業(yè)，助力實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰總體目標(biāo)，任務(wù)較重。

因此，高艷麗認(rèn)為，行業(yè)可以在以下四方面發(fā)力，以加速建設(shè)低碳5G網(wǎng)絡(luò)。一是應(yīng)在硬件設(shè)備節(jié)能上下功夫，應(yīng)用超高集成度的芯片。二是在材料降耗上采用新方案。例如，射頻單元采用高導(dǎo)熱鋁合金材料，提升導(dǎo)熱系數(shù)。三是在軟件節(jié)能技術(shù)上，提供面對不同場景的符號關(guān)斷、通道關(guān)斷、載波關(guān)斷、深度休眠等解決方案。四是積極推廣基站使用可再生能源，從源頭降低碳排放。

數(shù)據(jù)中心能耗仍將處于上升期

數(shù)據(jù)中心是數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代的新型生產(chǎn)力，在數(shù)字經(jīng)濟(jì)大潮下能耗增長較快。據(jù)中國信通院估算，2020年全國數(shù)據(jù)中心耗電量約760億千瓦時，占全社會用電量的1%。如果折算為二氧化碳排放量，2020年全國數(shù)據(jù)中心二氧化碳排放量約4400萬噸，是ICT行業(yè)碳排放的重要來源。不過對比來看，數(shù)據(jù)中心耗電及碳排放量遠(yuǎn)低于電力、化工、交通等高排放行業(yè)。

工信部高度重視對數(shù)據(jù)中心節(jié)能降碳工作的引導(dǎo)，并提出了明確的量化發(fā)展目標(biāo)。《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中提出，到2025年新建大型和超大型數(shù)據(jù)中心PUE<1.3。《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計(jì)劃（2021-2023年）》中指出，到2023年底新建大型及以上數(shù)據(jù)中心綠色低碳等級達(dá)到4A級以上。

立足現(xiàn)階段發(fā)展來看，數(shù)據(jù)中心節(jié)能降碳要實(shí)現(xiàn)上述發(fā)展目標(biāo)仍面臨不小的挑戰(zhàn)。高艷麗解釋道，當(dāng)前，隨著數(shù)據(jù)中心投資項(xiàng)目節(jié)能審查、數(shù)據(jù)中心節(jié)能監(jiān)察等事前事中監(jiān)管機(jī)制的建立，我國數(shù)據(jù)中心節(jié)能水平持續(xù)提升，但仍有部分存量中小數(shù)據(jù)中心PUE在2以上，老舊數(shù)據(jù)中心在IT設(shè)備、供電系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)等方面都尚未實(shí)現(xiàn)最大化的能源效率。

此外，區(qū)域布局不合理、綠色能源應(yīng)用不足、碳排放核算和抵扣機(jī)制尚未建立等現(xiàn)實(shí)問題也在制約著數(shù)據(jù)中心的綠色低碳轉(zhuǎn)型。“十四五”時期，數(shù)據(jù)中心作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的數(shù)字化底座，其能耗和碳排放量預(yù)計(jì)仍將處于上升期，節(jié)能降碳壓力較大。

高艷麗建議，應(yīng)從四個方面持續(xù)深化數(shù)據(jù)中心節(jié)能降碳工作。

一是實(shí)施新型數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局優(yōu)化行動，加快建設(shè)全國一體化算力網(wǎng)絡(luò)國家樞紐節(jié)點(diǎn)，按需建設(shè)省內(nèi)數(shù)據(jù)中心，靈活部署邊緣數(shù)據(jù)中心，促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。

二是加快實(shí)施綠色電力交易試點(diǎn)，加快平價項(xiàng)目綠證核發(fā)，對數(shù)據(jù)中心采購綠電優(yōu)先支持，建立綠色能源與碳排放量之間的抵扣機(jī)制，提高數(shù)據(jù)中心綠色能源應(yīng)用水平。

三是加快供電制冷等設(shè)施層、服務(wù)器存儲等IT層、軟件及數(shù)據(jù)備份等業(yè)務(wù)層節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用，持續(xù)挖掘數(shù)據(jù)中心節(jié)能潛力。

四是探索建立國家及地區(qū)級數(shù)據(jù)中心能耗及碳排放監(jiān)測管理手段，對總體能耗、碳排放、PUE及算力算效等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行全面、實(shí)時監(jiān)測分析，切實(shí)提升數(shù)據(jù)中心全周期能源及碳排放監(jiān)管能力。

數(shù)字孿生城市將成“降碳神器”

對于實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)而言，數(shù)字孿生城市對于助力雙碳目標(biāo)具有非常重要的意義。高艷麗講道，數(shù)字孿生城市是數(shù)字化的理想愿景和技術(shù)手段，數(shù)字孿生城市以及強(qiáng)大功能實(shí)現(xiàn)極致效率，為經(jīng)濟(jì)社會生產(chǎn)生活全方位提質(zhì)增效降本，可謂“降碳神器”。

數(shù)字孿生城市以其城市級模型+城市級數(shù)據(jù)+城市級算法，奠定了城市強(qiáng)大的數(shù)字底座，為所有應(yīng)用場景提供數(shù)據(jù)供給、三維可視、空間計(jì)算、仿真模擬、虛實(shí)融合等能力，綠色低碳和疫情防控、安全應(yīng)急一樣，已成為數(shù)字孿生城市未來重點(diǎn)支撐的應(yīng)用方向。

數(shù)字孿生城市對于實(shí)現(xiàn)節(jié)能降碳能夠發(fā)揮以下三方面作用。

一是數(shù)字孿生城市利用精準(zhǔn)映射的物聯(lián)設(shè)施，增加碳排放監(jiān)測功能，提供城市級一體化的碳排放監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集。

二是數(shù)字孿生城市利用基于數(shù)據(jù)和模型的仿真推演能力，在涉碳多元異構(gòu)數(shù)據(jù)要素基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)整個城市碳達(dá)峰時間和碳中和時間的精準(zhǔn)預(yù)測分析推演，在虛擬世界仿真，在物理世界執(zhí)行，虛擬服務(wù)現(xiàn)實(shí)，這正是數(shù)字孿生的價值精髓所在。

三是數(shù)字孿生城市利用全要素?cái)?shù)據(jù)融合分析決策能力，實(shí)現(xiàn)城市碳資產(chǎn)的科學(xué)管理和合理配置。在一張圖上，平衡經(jīng)濟(jì)社會生產(chǎn)生活各行業(yè)各領(lǐng)域發(fā)展需求，動態(tài)彈性實(shí)現(xiàn)碳資產(chǎn)的配置和調(diào)度，實(shí)現(xiàn)發(fā)展和降碳的綜合效益最大化，助力城市實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

來源：通信世界全媒體