建设美丽中国、数字中国,中央为何强调要加快这一发展?

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  数字化与绿色化协同发展具有什么特征?如何推动“双化协同”发展?

  习近平总书记近日在出席全国生态环境保护大会时强调,要深化人工智能等数字技术应用,构建美丽中国数字化治理体系,建设绿色智慧的数字生态文明。加速数字化绿色化协同发展,是建设绿色智慧的数字生态文明的重要组成部分,也是实现经济转型升级和高质量发展,实施数字中国战略的重要举措。在刚刚过去的2023年上海市节能宣传周活动中,“数字化与绿色化协同发展”再次成为热议话题。那么,数字化与绿色化协同发展具有什么特征?如何推动“双化协同”发展?

  “双化协同”具有两大特征

  相关报告显示,到2030年,依靠数字部门全球可减少15%的化石燃料排放量。以大数据、云计算、物联网、人工智能等数字技术为支撑,绿色发展为核心的“双化协同”转型发展已成为第四次工业革命的标志性内容之一。总体来看,“双化协同”具有以下两大特征:

  一是,数字技术为绿色生产提供数字支持。数字技术可将各项资源数据化、系统化,通过数据分析掌握生产过程中的资源消耗情况,监测能源利用效率并及时优化调整;在绿色产品设计环节,数字技术可以帮助进行绿色产品仿真、绿色工艺与辅助制造、绿色产品试制与验证等;在经营管理方面,数字技术参与设备数字化管理、物料跟踪管理、智能仓储、精准配送、产品远程运维等环节。

  在实际生产生活中,区块链、物联网、人工智能、云计算等数字技术综合应用落地,形成数字化绿色体系。利用区块链技术,可有效记录生产流程,溯源生产和供应链环节;利用物联网技术,可实时监测生产、加工、运输等过程,及时发现并解决问题;利用人工智能技术,可实现智能化设备管理,提高设备运转效率;利用云计算技术,可存储企业生产和经验管理数据,帮助企业调配各项资源。

  二是,绿色技术为数字产业提供转型动力。数字产业以数据为核心,以信息为加工对象,绿色发展已成为数字产业转型升级的必然方向。数据中心作为数据载体在数字产业中处于核心地位,随着数字经济进一步发展,社会对数据的需求量不断增加,传统数据中心面临着能耗高、单位能耗强度大等诸多问题。绿色技术的发展与应用能够助力传统数据中心节能减排,助推数字产业绿色转型。如使用新型高效电源模块等高性能半导体,可降低数据中心输入电源的损耗,减少传输过程中的功耗;采用智能微电网技术实现机房内多路供电,可降低配电系统损耗,提升供电系统能效;数据中心采用液冷和自然冷却技术,可提高设备制冷效率;分布式光伏、储能技术的使用能够降低数据中心对外部能源的依赖。在绿色技术的加持下,数据中心单位实际能耗强度将不断下降,总体能效逐步优化提升。

  另外,绿色技术与工业互联网深度融合,推动工业互联网绿色低碳发展。通过统筹绿色低碳基础数据和工业大数据资源,建立产品全生命周期绿色低碳基础数据平台,落实产业各个环节的减碳固碳技术,实现产业的全链减排。例如,在工控生产端采用CCUS(碳捕集、利用与封存)技术实现对碳的直接转化与贮存,减少碳排放;在工控全链进行碳足迹监测与追踪等。绿色技术的全链贯通为工业互联网绿色转型提供了动力。

  数字化与绿色化需平衡协调发展

  加速数字化绿色化协同发展,需要走出一些认识误区,实现两者协调发展:

  第一,不是所有的数字化场景都有助于节能降碳,过度数字化反而增加能源消耗。首先,数字化的本源是采矿业。据世界银行报告称,到2050年, 信息和通信技术(ICT)的重要元素――石墨、锂和钴的开采量将增加近500%。数字化高速发展无疑带来矿石开采的高能耗。其次,ICT用电量惊人。根据欧盟的战略报告,目前ICT占全球用电量的5-9%和温室气体排放量的3%左右。另据中国信息通信研究院的测算,预计到2030年,全国各地区数据中心二氧化碳的排放量将超过2亿吨,成为我国经济体系第一大碳排放源。最后,数字垃圾成为新的污染源。据联合国多个机构联合发布的《2020年全球电子垃圾监测》称,到2030年,全球电子垃圾将达7400万吨。因此,数字产业自身节能降碳迫在眉睫。

  第二,不是所有绿色技术都需要赋予数字化外壳,微小技术改造也能产生巨大节能效果。数字化绿色化协同转型中的技术协同路径并不一定要在绿色技术上附加数字技术。对传统工艺流程的绿色改造,引进节能减排的新技术、新工艺和新设备,也可以产生巨大的节能效果。比如,某不锈钢企业采用的无硝酸清洗技术、18辊6连轧、退火炉设备无污染排放技术等,某钢铁企业为解决蒸汽“跑冒滴漏”问题,对蒸汽系统节能改造,使蒸汽的热量更高效地被传递利用,实现了余能回收和绿色低碳供能双重效果。以上案例均没有附加数字化技术,但都产生了巨大的节能效果。

建设美丽中国、数字中国,中央为何强调要加快这一发展?

  第三,“双化”两大系统不是完全重合或割裂,研究其平衡的熵值是未来一大重要课题。数字化与绿色化,以前往往作为两个单独的系统存在,其实两者之间既非完全割裂,也不是完全重合。这一场景可以描述为:数字化转型能够产出绿色低碳结果,而绿色发展又不拖累生产和经济进步。而要实现这一场景,就需要将两大系统进行平衡和协调,这种平衡的熵值究竟是多大,将是未来需要研究的一大课题。

  制度、经济、技术是推动“双化协同”发展的动力

  推动数字化绿色化协同发展,存在三种动力:制度、经济、技术。在这三种动力中,制度是一种自上而下由政府主导的发展动力,经济和技术则是自下而上由企业探索形成的发展动力。

  “制度”动力需要部门协同和专项政策支持。除了既有的项目专项资金、技术研发资金、标杆奖励等政策投入外,政府还需不断细化政策举措,如将资金保障写入政策,探索“双化”试验场等。“经济”动力需要资本注入和可持续的商业模式。比如,能源行业的“能源即服务”(EaaS)模式、交通行业的“出行即服务”(MaaS)模式,以及“绿电+多元碳汇”交易模式等都是典型的“双化”商业模式。“技术”动力更多聚焦在场景应用上,包括以数字技术为底座、应用于绿色场景,以绿色技术为底座、应用于数字场景两个方面。比如,利用数字化手段对绿色生产全程监测、控制和治理;使用绿色技术降低数据中心能耗,帮助智能工厂排污等。

  近年来,上海在推动传统基础设施数字化改造,推进制造业和通信业绿色转型,设立绿色工厂标杆等方面做了大量工作。但在“双化协同”发展方面还存在诸如融合创新推动力不足、地区部门协同力不足、多元参与引导力不足等问题。下一步,上海需要深度挖掘和培育“双化协同”创新技术、应用场景和商业模式,建立单一部门牵头、行业部门配合的“双化协同”管理与组织机制,成立“双化协同”政产学研联系平台,不断推进上海“双化协同”创新发展。

  (作者范佳佳为上海社会科学院信息研究所副研究员、上海市人民政府发展研究中心与上海交通大学国际与公共事务学院联合培养博士后)