自19世紀以來,人類活動是全球變暖的最主要原因,特別是化石燃料的燃燒。在一系列的聯合國報告中,科學家們一致認為,將全球溫度上升限制在不超過1.5℃將有助于我們避免最嚴重的氣候變化影響,并保持氣候宜居。我國也鄭重制定了碳達峰、碳中和目標,俗稱“雙碳”目標。實現目標的途徑是要顯著削減石化能源的使用或將能源系統轉向太陽能或風能等可再生能源,而削減能源使用的前提則是清晰了解能源使用過程,這須依賴信息通信技術。信息通信技術為監控和分析能源消耗和碳排放提供可行的技術手段。同時,信息通信技術還可直接提高傳統行業的能源效率,且可提供許多虛擬替代方案以減少實物使用和物理活動。因此,信息通信技術對于實現“雙碳”目標具有不可或缺的作用。
ICT賦能
與國內外的節能減排實踐
信息通信技術(簡稱ICT)是信息技術及通信技術的合稱,ICT能使工作和生活從高碳的傳統方式逐漸過渡到低碳的智慧方式,進一步使得高碳的基礎設施逐步向低碳的基礎設施轉變。全球電子可持續發展倡議組織(GeSI)在2008年發布了Smarter2020報告,報告指出ICT主要通過三種方式實現賦能社會節能減排:減少能耗和運營活動;減少行駛路途和運輸;減少實物的使用。該報告分析了ICT應用對制造、物流、建筑、能源等四個領域碳排放的影響,結果顯示:從全球情況來看,應用ICT帶來的減排量達到ICT自身排放量(或稱為反彈效應)的5倍以上。關于ICT賦能減排量占社會總排放量的比例,Smarter2020的研究結論是:2020年低碳ICT解決方案使得全球碳排放總量減少16.5%。2015年,GeSI更新發布了Smarter2030報告。GeSI對健康、學習、能源、工作等8個領域的ICT應用進行減排貢獻分析,并預測2030年ICT可以使全球二氧化碳排放量減少20%,使世界總碳排放量保持在2015年的水平。
在中國,電信業也進行了類似的探索并取得了重要的一手數據。2010年,世界自然基金會(WWF)和北京郵電大學合作發布了《低碳通信方案在中國:減排貢獻及減排潛力——基于對中國移動低碳實踐的分析》報告,對中國14種典型的低碳ICT賦能減排貢獻進行了測算,結果顯示ICT賦能減碳量達到ICT自身排放量的7倍。2021年,中國電信業某領軍企業A發布的碳達峰、碳中和行動計劃白皮書披露:截至2020年底,在電力、鋼鐵、工廠、礦山、港口、醫院、銀行、校園、文旅等15個重點行業已經打造超過100個低碳ICT應用場景,“十三五”期間該企業ICT應用助力社會減排貢獻合計達到8億噸,平均每TB信息流量助力社會減排115千克當量二氧化碳。2023年,中國某電信領軍企業B基于其12大領域的61個低碳ICT應用場景開發的計算模型和計算結果,開發和測試了一個ICT賦能社會減排貢獻測算的微信小程序。小程序使得每個產品經理方便地評估其低碳ICT在單位應用規模下的減排貢獻,通過企業全員參與和逐步改進,形成逐步完備和準確的低碳ICT賦能貢獻計算體系和貢獻發布體系,支持其數據驅動的ICT賦能社會戰略。
除了GeSI的Smarter20X0系列報告,本領域另一個與賦能減碳相關的重要國際報告是GSM協會(GSMA)在2019年發布的TheEnablementEffect報告。該報告認為移動通信技術通過增加萬物間的連接性、改進能效和影響行為習慣等方式使得全球在2018年減少二氧化碳排放約21.35億噸,并對建筑、能源、農業、交通、制造、生活、工作以及健康等8領域33個低碳ICT應用場景的減排原理、計算方法和基本假設等進行了逐一剖析,該報告稱移動通信技術的賦能社會減排量與其自身排放的比值,從ICT通常的7倍更新為10倍。
此外,一些知名的國際電信運營商也公布過自己關于ICT賦能減碳貢獻的研究結果。2021年德國電信(DT)在社會責任報告里公布了11項ICT應用的賦能減排量。按減排量從大到小的順序,它們分別是:汽車互聯、視頻會議、遠程工作、面向中小企業的服務云、去實物化、汽車共享、智慧物流和電子商務等。報告稱它們在歐洲為DT的客戶帶來的減排量達到2600萬噸,所帶來的減排量是ICT自身排放的3.34倍。英國電信(BT)在CSR中公布:BT實踐了400多項ICT技術解決方案,ICT可以使電力和熱力、農業、制造業、運輸和建筑業4個領域的碳排放量減少17%,并預計在2030年之前,低碳ICT方案的收入將會占到英國電信總收入的25%以上。
ICT的主要賦能領域和應用實例
現有研究表明,低碳ICT應用的第一大領域是賦能眾多個人用戶(2C)和家庭客戶(2H),即智慧生活、工作和健康領域。該領域的減排貢獻合計通常占ICT全部減排貢獻的40%—60%,其典型應用有:手機購物、手機銀行、共享單車、手機拼車、遠程會議和居家辦公等。以網購為例,2022年中國手機網絡購物用戶規模達到8.42億人,假設網購用戶平均每月網購6次,且假設當不網購時,實際出行購物的往返距離是3公里。當以乘坐公交車的排放水平來計算省去的出行排放時,僅ICT支撐手機網購一項,每年的二氧化碳減排量就會達到1159萬噸。再以遠程會議為例,某電信運營商的遠程會議用戶數為1300萬,年活躍用戶數占比70%。據統計,其活躍用戶的年平均會議次數為異地會議36次,本地會議110次。假設不采用遠程會議時,有75%的會議需要實地舉行,且假設異地出行乘坐高鐵或自駕,本地出行采用打車方式,該遠程會議系統每年可減少的二氧化碳排放約380萬噸。
低碳ICT應用的第二大領域是賦能各行各業的企業用戶(2B)。目前根據ICT應用后減排量從大到小的順序,重要的子領域大致為:智慧交通、智慧制造、智慧能源、智慧建筑和智慧農業等。智慧交通中主要的ICT應用場景有:行駛路線導航、車輛管理與駕駛習慣管理、公交可用性查詢和智慧交通信號控制等。智慧制造中主要的ICT應用場景有:物流與供應鏈系統信智化、生產線優化改造、基于AR/VR的技術培訓和巡檢等。智慧能源中主要的ICT應用場景有:電網管理、風光等分布式新能源站點的管理、支持電動汽車的站點充電等。智慧建筑中主要的ICT應用場景有:建筑能源管理系統、HVAC優化控制、智慧計量表等。智慧農業中主要的ICT應用場景為作物管理。以電網管理為例,根據IEA的數據,發電量的7%會被浪費在電力的傳輸、分撥和供需匹配的過程中,而Smarter2020估計智慧電網有潛力使這類損耗降低30%左右,而美國能源部(DOE)更具有代表性的估計是降低7.5%。如果我們基于全國的發電量數據去計算智慧電網的減排貢獻,那么智慧電網每年的減排量會超過2600萬噸二氧化碳。
最后,值得注意的是,在中國ICT技術2C與2H領域減排貢獻之和與2B領域貢獻的比大約是6∶4,而GSMA的The Enablement Effect報告的數據剛好相反,是4∶6,這預示中國2B領域的ICT減排貢獻今后仍會有顯著的增長空間。(作者:北京郵電大學教授楊天劍)