第第頁數(shù)字化助力城市綠色低碳發(fā)展

數(shù)字化的發(fā)展和變革正在為城市低碳發(fā)展帶來新的機遇。通過大數(shù)據(jù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)賦能不同行業(yè)，從而加速推動各行各業(yè)的系統(tǒng)性變革和轉(zhuǎn)型。

在過去十年，城市在能源、交通、建筑、工業(yè)等領(lǐng)域做的很多工作，已經(jīng)為實現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰和2060年前碳ZH的“雙碳目標(biāo)”工作的展開打下了基礎(chǔ)。從2023開始，國家陸續(xù)推出了一系列城市層面的試點項目，包括低碳城市、智慧城市、海綿城市、公交都市、新能源汽車推廣城市、氣候適應(yīng)型城市、節(jié)能減排CZ政策綜合示范城市等。這些不同試點項目分別從不同的維度鼓勵城市根據(jù)自身情況來探索減排實踐。以低碳試點為例，國家先后確立了3批87個低碳試點地區(qū)，覆蓋6個省、79個城市和2個縣。目前，試點城市大部分都明確提出了碳排放峰值目標(biāo)，提出在2025年前達(dá)峰的有42個。部分先進(jìn)低碳試點城市也在積極進(jìn)行數(shù)字化和信息化在碳數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中的示范應(yīng)用。

我國部分城市已經(jīng)具備低碳轉(zhuǎn)型的良好條件，但是，我們也要注意到城市正在面臨著前所未有的政策、技術(shù)和市場環(huán)境的變化，實現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”的措施和路徑也變得更加多元。數(shù)字化技術(shù)可以促進(jìn)這些措施和路徑的集成，提高系統(tǒng)效率，進(jìn)一步推動城市節(jié)能減排，走向零碳排放。以可再生能源的發(fā)展為例，在過去十年中，中國新建太陽能發(fā)電廠和新建風(fēng)力發(fā)電廠的平均電力成本已有大幅下降，然而非化石能源發(fā)電還沒有成為主流，其障礙并不完全在單純技術(shù)的成本，而是需要整個系統(tǒng)的提升，這個過程數(shù)字化賦能就非常重要。

這里我們將通過例子來總結(jié)數(shù)字化技術(shù)對不同行業(yè)碳ZH的貢獻(xiàn)，包括通過系統(tǒng)集成提高能源效率、資源的精準(zhǔn)分配來減少能源浪費，以及對需求的精準(zhǔn)管理來減少能源需求。

01能源互聯(lián)網(wǎng)提升電網(wǎng)運行效率

第一個例子是在能源供應(yīng)中可以解決新能源大規(guī)模并網(wǎng)問題的柔性直流輸電技術(shù)。作為能源互聯(lián)網(wǎng)的支撐技術(shù)，它相當(dāng)于給電網(wǎng)增加一個閥門來靈活控制電流的電壓、頻率和方向，從而與具有波動性和間歇性特點的風(fēng)電光伏等可再生能源形成互補。歐洲目前已經(jīng)有20多條柔性直流工程，未來還會加大建設(shè)力度。過去10年，在我國上海南匯、舟山和廈門等地開展了示范工程。去年，張北可再生能源柔性直流電網(wǎng)試驗示范工程正式運行，是世界首例，該工程中電壓等級高達(dá)±500千伏。其作為北京冬奧會的配套工程，可以為冬奧會實現(xiàn)清潔能源100%的供電。

圖片說明：±500千伏張北可再生能源柔性直流電網(wǎng)試驗示范工程竣工投產(chǎn)（2023年第7期），來源：工業(yè)和信息化部

另外一個例子是可以用于需求側(cè)有效節(jié)電的能效虛擬電廠。虛擬電廠結(jié)合智能電網(wǎng)技術(shù)和需求側(cè)管理技術(shù)，可以將不同的電源聚合起來、作為一個特殊電廠來參與電網(wǎng)運行，為電網(wǎng)提供調(diào)峰和調(diào)頻服務(wù)。由于這種技術(shù)需要很精準(zhǔn)的對能源供給和需求的調(diào)控，過去沒有數(shù)字技術(shù)的情況下很難實施。但是近期在上海率先開展電力需求響應(yīng)和虛擬電廠工作。另外，我國已經(jīng)提出建立新能源為主體的新型電網(wǎng)，意味著城市未來發(fā)展虛擬電廠建設(shè)將成為重點。

02工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)減少資源浪費

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是數(shù)字化工廠的底層支撐技術(shù)，賦能制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過云計算、大數(shù)據(jù)等方式來改進(jìn)工藝流程，提高設(shè)備運轉(zhuǎn)效率等，對各環(huán)節(jié)節(jié)能減排實現(xiàn)智能協(xié)同管理。例如，我國紡織行業(yè)是較早向數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型的行業(yè)，一些工廠已經(jīng)采用5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，例如，江西省一家紡織集團一個車間投入5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)項目運行兩個月，生產(chǎn)效率提高15%，產(chǎn)品升級周期縮短15%，能源利用效率提高了10%。

03智能建筑和家居提供精準(zhǔn)能效管理

通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對整個建筑進(jìn)行智能化管理，例如對制冷、照明、供暖的能耗進(jìn)行監(jiān)測，并且基于收集到的數(shù)據(jù)對建筑運行進(jìn)行精準(zhǔn)化的管理，從而實現(xiàn)建筑的持續(xù)節(jié)能。類似的，采用通信信息、自動控制等技術(shù)將智能家居設(shè)備、移動應(yīng)用程序和云服務(wù)之間連接起來，來優(yōu)化建筑中照明、制冷、通風(fēng)等系統(tǒng)的調(diào)控，讓這些設(shè)備達(dá)到最優(yōu)的運行時間和范圍，同時也能有效管理其中的能耗。

04智能交通優(yōu)化資源管理

交通智能化提速交通脫碳，例如將充電樁與云計算、智能電網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)進(jìn)行融合，利用大數(shù)據(jù)來優(yōu)化充電樁布局、提高其利用率，并且有利于用戶合理安排充電時間。另外，智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展，通過對車輛數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)和場景數(shù)據(jù)的分析，為駕駛提供服務(wù)的同時，還能為城市交通管理和城市設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持。

05數(shù)字農(nóng)業(yè)提高資源利用效率

中國農(nóng)業(yè)數(shù)字化水平低，農(nóng)業(yè)數(shù)字化經(jīng)濟占農(nóng)業(yè)增加值比重僅為7%，未來上升空間大。數(shù)字農(nóng)業(yè)采用傳感器和大數(shù)據(jù)等信息化技術(shù)來實現(xiàn)農(nóng)田和農(nóng)作物的精準(zhǔn)種植和管理。通過傳感器來收集土壤、農(nóng)作物的信息以及天氣、溫度等環(huán)境數(shù)據(jù)，然后通過大數(shù)據(jù)分析來為農(nóng)戶提供種植、灌溉施肥等建議，從而提高產(chǎn)量、節(jié)能資源。例如在浙江、山東展開的云上農(nóng)業(yè)試驗場對農(nóng)作物進(jìn)行精準(zhǔn)種植和管理，可以使農(nóng)藥使用量、農(nóng)業(yè)用水量、和農(nóng)業(yè)用肥成本都有大幅度的下降。

圖片說明：工人在中國安徽省的一個太陽能發(fā)電站檢查設(shè)備，來源：中外對話，攝影：Alamy

06不可缺席的助力因素：自身減排及綠色金融支持

展望未來，數(shù)字化助力城市發(fā)展還需要兩個不可或缺的因素，即數(shù)字技術(shù)企業(yè)自身減排和綠色金融對數(shù)字技術(shù)的支持。隨著一系列包括人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息通訊技術(shù)與能源、工業(yè)、交通等不同行業(yè)結(jié)合來減少碳排放的同時，這些技術(shù)大規(guī)模的運用，其本身能耗的增加也需要我們的關(guān)注。數(shù)據(jù)顯示，全球ICT產(chǎn)業(yè)的溫室氣體排放占比將會從2023年的1-1.6％增長到2040年的14%以上。最新研究預(yù)測，到2035年，中國數(shù)據(jù)中心和5G的碳排放總量將達(dá)到2.3-3.1億噸，約占全國碳排放2-4%。這里的減排將需要更多的技術(shù)創(chuàng)新和高比例可再生能源的應(yīng)用，從而以有限的電力來實現(xiàn)最大化算力。

數(shù)字化的發(fā)展背后也需要大量資金的支持，例如新型基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，包括5G基站、光纖寬帶提速，網(wǎng)絡(luò)覆蓋的提高，以及信息技術(shù)的研發(fā)等，尤其是在雙碳目標(biāo)的助力下如何進(jìn)一步推動這些技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)用，僅僅有公共CZ的支持是不夠的，綠色金融的支持不可或缺。

關(guān)于

陳美安，綠色創(chuàng)新發(fā)展中心高級分析師，主要研究領(lǐng)域包括中國氣候變化政策分析和工具開發(fā)、碳市場、非二氧化碳溫室氣體排放等。負(fù)責(zé)或參與的研究項目包括《全球甲烷倡議以及氣候與清潔空氣聯(lián)盟：國際技術(shù)和支持服務(wù)項目》、PolicyMapping低碳政策數(shù)據(jù)庫、《全國碳