數(shù)字化、低碳化使能綠色發(fā)展的三大創(chuàng)新方向是什么？

想了解相關(guān)問題，可以下載報(bào)告《綠色發(fā)展2030》查看，以下內(nèi)容都是根據(jù)該報(bào)告總結(jié)的，僅供參考。

1.方向一：提升數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施能效

為了持續(xù)提升數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的能效，需要在站 點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心、運(yùn)營等維度進(jìn)行創(chuàng)新。在站 點(diǎn)維度，要通過理論、材料、器件、架構(gòu)的創(chuàng)新， 比如通過以無源補(bǔ)有源、以光補(bǔ)電的方式持續(xù)提升 設(shè)備能效。在網(wǎng)絡(luò)維度，要持續(xù)通過系統(tǒng)架構(gòu)，軟 件節(jié)能創(chuàng)新等提升整體能效。在數(shù)據(jù)中心維度，要 通過 L1 到 L3 多維創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)能效。在運(yùn)營 維度，要通過指標(biāo)體系評(píng)估、低碳自智網(wǎng)絡(luò)，牽引 用戶轉(zhuǎn)向高能效基礎(chǔ)設(shè)施，發(fā)揮數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的最 佳能效。

通過理論、材料、器件、架構(gòu)的 創(chuàng)新，打造綠色站點(diǎn)

按場景來看，站點(diǎn)有無線站點(diǎn)、有線站點(diǎn) 等。站點(diǎn)能耗主要有兩部分，一部分是設(shè)備配套 系統(tǒng)，如空調(diào)、電源等的能耗，一部分是設(shè)備本 身的能耗。站點(diǎn)配套系統(tǒng)能效提升主要?jiǎng)?chuàng)新方向 有站點(diǎn)可再生能源、重構(gòu)站點(diǎn)形態(tài)等。設(shè)備能效 提升創(chuàng)新方向聚焦在提升設(shè)備使用階段的能效。 站點(diǎn)設(shè)備80%的碳排放發(fā)生在使用階段，設(shè)備原材 料提取階段碳排放占比約11.5%，設(shè)備生產(chǎn)、運(yùn)輸 階段碳排放僅占比4.6%。

通過系統(tǒng)架構(gòu)，軟件節(jié)能創(chuàng)新，構(gòu)建極 簡網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：按照業(yè)務(wù)本質(zhì)重構(gòu)，基于光底座打造極簡網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)決定了站點(diǎn)和設(shè)備的數(shù)量，設(shè)備間聯(lián)接的方 式以及聯(lián)接的介質(zhì)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)能耗產(chǎn)生決定性的影響。比 如，采用64T64R規(guī)劃5G Massive MIMO 網(wǎng)絡(luò)，在達(dá)到相同 的覆蓋目標(biāo)條件下相比于32T32R，站點(diǎn)數(shù)量減少約25%； 將低維度光交叉延伸到邊緣，預(yù)計(jì)可以降低約55%的能耗。

在追求網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)極簡，不斷提升網(wǎng)絡(luò)能效的同時(shí)，也 需要注意網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)本質(zhì)上要服務(wù)于業(yè)務(wù)，不能因?yàn)檫^于簡 化而影響用戶使用體驗(yàn)。未來網(wǎng)絡(luò)要根據(jù)業(yè)務(wù)本質(zhì)進(jìn)行重構(gòu)，在100%光纖到站和支持全光交叉（OXC或者 ROADM）的光底座基礎(chǔ)上，構(gòu)建接入（有線/無 線）、承載、核心端到端網(wǎng)絡(luò)，通過FlexE、NHP 等切片技術(shù)，提升網(wǎng)絡(luò)利用率，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的綠色低 碳。

網(wǎng)絡(luò)軟件節(jié)能：節(jié)能路由實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源效率最 優(yōu)，不斷逼近“0bit，0watt”

網(wǎng)絡(luò)流量調(diào)度的方式同樣對(duì)網(wǎng)絡(luò)能耗產(chǎn)生比較 大的影響。比如，基于流量潮汐效應(yīng)的動(dòng)態(tài)調(diào)度， 以“0bit，0watt”為理想目標(biāo)，在確保網(wǎng)絡(luò)連通 性和服務(wù)質(zhì)量前提下，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的功耗隨著網(wǎng)絡(luò)流 量的減少而降低，最小化傳輸特定網(wǎng)絡(luò)流所需的設(shè) 備能耗。又如，節(jié)能路由技術(shù)，其思想是根據(jù)網(wǎng)絡(luò) 負(fù)載的變化計(jì)算和配置節(jié)能路由路徑，將空閑的冗 余網(wǎng)絡(luò)資源休眠來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)能耗節(jié)省，具體技術(shù) 方案有彈性樹節(jié)能路由(Elastic Tree)、通用拓?fù)涔?jié) 能路由(ERGT: Energy-aware Routing for General Topologies)。據(jù)分析，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載為50%時(shí)，利用 節(jié)能路由技術(shù)可使能耗下降約24~29%。

通過 L1 到 L3 多維創(chuàng)新，打造綠色數(shù)據(jù)中心

全球數(shù)據(jù)中心能耗約占電力需求的1%，通用 計(jì)算的總能耗每3年增長1倍，碳中和目標(biāo)將驅(qū)動(dòng)數(shù) 據(jù)中心算力提升百倍的同時(shí)提升百倍能效。數(shù)據(jù)中 心物理基礎(chǔ)設(shè)施（L1）能耗占比約55%（其中空調(diào) 約40%，電源約10%，照明約5%），IT硬件（L2） 和軟件（L3）的能耗占比約45%，需要對(duì)數(shù)據(jù)中心 物理基礎(chǔ)設(shè)施、IT硬件和軟件的能效進(jìn)行提升。

提升數(shù)據(jù)中心物理基礎(chǔ)設(shè)施能效，通過重構(gòu)溫 控、重構(gòu)供電，對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行綠色升級(jí)。重構(gòu)溫 控，一方面，通過間接蒸發(fā)冷卻技術(shù)最大限度利用 自然冷源；另一方面，將人工智能用于數(shù)據(jù)中心溫 控，通過數(shù)據(jù)中心內(nèi)的傳感器收集溫度、電量、泵 速、耗電率、設(shè)定值等各種數(shù)據(jù)，再對(duì)這些數(shù)據(jù)做 人工智能分析，用分析的結(jié)果調(diào)整數(shù)據(jù)中心的運(yùn) 行模式和控制閾值，從而實(shí)現(xiàn)降本增效，降低數(shù)據(jù) 中心PUE。重構(gòu)供電，對(duì)供配電系統(tǒng)全鏈路可視可 管，基于大數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化設(shè)備、空調(diào)、電源、照 明的使用效率，實(shí)現(xiàn)PUE 8~15%的降低。

提升IT軟、硬件能效，在芯片上，通過新的封 裝和架構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，不斷提升算力密度、存力密度 和能源效率。在先進(jìn)計(jì)算架構(gòu)上，以數(shù)據(jù)為中心顯 著提高數(shù)據(jù)交換效率。在網(wǎng)絡(luò)上，通過無損以太技 術(shù)提升2倍算力能效。

2.方向二：加大可再生能源占比

能源供給側(cè)創(chuàng)新方向

在能源供給側(cè)，光伏發(fā)電將成為主力發(fā)電來 源。電力電子技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的融合將是構(gòu)建以 可再生能源為主體的新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵。

融合數(shù)字技術(shù)和電力電子技術(shù)，提升光 伏發(fā)電效率

光伏電站系統(tǒng)電壓向高壓方向發(fā)展

更高的輸入、輸出電壓等級(jí)，可以降低直流 側(cè)線損及變壓器低壓側(cè)繞組的損耗，電站的系 統(tǒng)效率可以有效提升。逆變器、變壓器的體積 減小，運(yùn)輸、維護(hù)等方面工作量也大大減少。 2030年光伏電站系統(tǒng)電壓等級(jí)將向更高壓方向 發(fā)展（當(dāng)前主流系統(tǒng)電壓1500V），進(jìn)一步降低 LCOE。

逆變器功率密度和效率大幅提升

隨著碳化硅、氮化鎵材料、芯片散熱、拓?fù)?架構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，提供了更高的溫度、更高的 頻率以及更高的電壓運(yùn)作能力與更低損耗的可 能。到2030年逆變器功率密度比當(dāng)前將提升70% 以上。

光儲(chǔ)融合，加速光伏成為主力能源

儲(chǔ)能作為靈活性資源，可在電力系統(tǒng)的發(fā)、 輸、配、用等各個(gè)環(huán)節(jié)提供調(diào)頻、調(diào)峰等應(yīng)用， 起到穩(wěn)定電網(wǎng)頻率、緩解電網(wǎng)阻塞、提高發(fā)電用 電靈活性等作用。可再生能源發(fā)電和儲(chǔ)能技術(shù)的 結(jié)合應(yīng)用，將克服風(fēng)電、光伏在時(shí)間上的波動(dòng) 性，使其輸出可控制、可調(diào)度，提高電網(wǎng)對(duì)可再 生能源發(fā)電的消納能力，解決棄風(fēng)、棄光問題。 因此，可再生能源若想真正成為主力能源，儲(chǔ)能 技術(shù)一定是必要的關(guān)鍵使能技術(shù)。

電化學(xué)儲(chǔ)能是目前具備普適性的儲(chǔ)能技術(shù)， 但是電池不等于儲(chǔ)能系統(tǒng)。儲(chǔ)能系統(tǒng)是融合了電 化學(xué)技術(shù)、電力電子技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、散熱技 術(shù)、甚至AI技術(shù)構(gòu)成的整體系統(tǒng)，用電力電子和 數(shù)字技術(shù)的可控性來解決電池的不一致和不確定 性，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)全生命周期內(nèi)更高放電、更優(yōu) 投資、極簡運(yùn)維、安全可靠的價(jià)值。

能源消費(fèi)側(cè)創(chuàng)新方向

在能源消費(fèi)側(cè)，全球終端能源消費(fèi)目前主要 以化石能源為主，占比超過60%，電氣化比例僅 20%。我們預(yù)測(cè)，到2030年全球電氣化比例將達(dá) 30%；電動(dòng)汽車的銷量占比將超過50%。

數(shù)字技術(shù)重新定義電動(dòng)汽車體驗(yàn)，加速 超越傳統(tǒng)燃油汽車

當(dāng)前，電動(dòng)車行業(yè)正進(jìn)入加速發(fā)展階段， 2021年全球電動(dòng)車的銷量超過650萬臺(tái)，但充電問 題、續(xù)航問題和安全問題仍然是影響消費(fèi)者購買電 動(dòng)汽車的主要因素。未來，數(shù)字技術(shù)將重新定義電 動(dòng)汽車駕乘體驗(yàn)和安全，在極致性能、續(xù)航和充電 體驗(yàn)、極致安全等特性上超越傳統(tǒng)燃油車，加速電 動(dòng)車的普及。

發(fā)展綜合智慧能源，推動(dòng)建筑走向“光 儲(chǔ)直柔”，打造低碳園區(qū)

據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署統(tǒng)計(jì)，全球約三分之一的 能源最終是由建筑領(lǐng)域消費(fèi)的。在美國、歐洲等發(fā) 達(dá)國家和地區(qū)，建筑能源消耗產(chǎn)生的碳排放已占據(jù) 其人類活動(dòng)碳排放的40%~50%。在中國，包括建 筑建造和運(yùn)行在內(nèi)的能源消耗也已占到社會(huì)總能耗 的30%以上。隨著城市化和人民生活水平的提高， 建筑與園區(qū)已經(jīng)成為終端能源消費(fèi)、碳排放增長速 度最快的領(lǐng)域之一。 綜合智慧能源是電力電子技術(shù)與數(shù)字技術(shù)融合 的產(chǎn)物，更是新一輪能源革命的一種實(shí)現(xiàn)方式，是 建設(shè)低碳園區(qū)的基礎(chǔ)。綜合智慧能源運(yùn)用領(lǐng)先的數(shù) 字技術(shù)和電力電子技術(shù)，如先進(jìn)的建筑光伏一體化 （BIPV，Building Integrated Photovoltaic）、交 直流微網(wǎng)架構(gòu)、智慧能源管理、場景化節(jié)能設(shè)計(jì)、 先進(jìn)儲(chǔ)能系統(tǒng)等技術(shù)，助力園區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施建 設(shè)，打造能源管理平臺(tái)。通過不斷的探索和創(chuàng)新， 推動(dòng)建筑走向“光儲(chǔ)直柔”，園區(qū)實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一 體化運(yùn)行，設(shè)備智能化運(yùn)維，碳排放數(shù)字化管理。

深圳國際低碳城會(huì)展中心，通過采用數(shù)字化 技術(shù)實(shí)現(xiàn)能源的“開源節(jié)流”，即構(gòu)建智能光伏 發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)等來增加建筑產(chǎn)能，從通 風(fēng)、空調(diào)、照明等方面減少建筑用能，并融合全 生命周期的能源管理系統(tǒng)進(jìn)行治理。據(jù)測(cè)算，深 圳國際低碳城會(huì)展中心投入使用后，每年將生產(chǎn) 127萬度綠電，減少碳排放606噸，園區(qū)用電基本 實(shí)現(xiàn)自發(fā)自用。

3.方向三：使能行業(yè)綠色發(fā)展 

IEA全球能源署、BP世界能源展望等相關(guān)資料顯示，2020年全球碳排放350億噸，其中電力行業(yè)排放 125億噸，工業(yè)90億噸，交通75億噸，建筑40億噸，這四個(gè)行業(yè)占總體碳排放高達(dá)94.2%。

因此，要實(shí)現(xiàn)全球碳中和，必須推動(dòng)在電力、 工業(yè)、交通和建筑領(lǐng)域的深度脫碳。研究表明，這 些行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳減排有4種途徑，包括使用清潔能源 （67%）、提升能效（16%）、循環(huán)利用（10%）和 管理調(diào)控（7%）。數(shù)字技術(shù)在這四個(gè)方面的實(shí)施過 程中均扮演著重要的角色。下面通過對(duì)電力、工業(yè)、 交通、建筑等碳排放重點(diǎn)領(lǐng)域的具體分析，展示數(shù)字 技術(shù)如何賦能行業(yè)提效增質(zhì)，實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展。