“比特”与“瓦特”深度融合，云计算驶向绿色低碳快车道

Posted 2022-11-30 科技云报道

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1776年，工人瓦特发明蒸汽机，引发第一次工业革命，也开辟了人类利用能源的新时代。

200多年后，麻省理工教授尼葛洛庞帝于1995年发表《数字化生存》，宣布以“Bit”驱动的数字化时代正式来临。

又过了20多年，数字化风潮早已席卷各个行业，千行百业的数字化、智能化转型向纵深挺进，比特与瓦特穿越时空，在数字化的浪潮中不期而遇。

在产业数字化与绿色节能两大浪潮的协同推动下，更加低碳的数字化转型明显进入了速度叠加的上升期。

**以数字化之钥，打开低碳化机遇之门
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当下，云计算成为企业数字化转型的关键要素，随着节能减排工作的逐渐深入，云计算也正朝着低能耗方向发展。

数据显示，2022年，中国算力总体规模达到170EFLOPS（每秒一万七千亿亿次浮点运算），我国数据中心规模已达500万标准机架。

随着数字技术向经济社会各领域全面持续渗透，全社会对算力需求十分迫切，预计每年仍将以55%以上的速度快速增长，可见算力需求与数字经济的发展速度具有强关联性。

伴随各行各业对算力的强烈需求，用云量增长迅速。

但是当前有些地区迫于“碳达峰”、“碳中和”的能耗管控压力，将大于1万千瓦时的数据中心纳入高耗能管控限制其发展，在某种程度上限制了数字经济的发展，但也是无奈之举。

在海外，云服务商已经开始尝试对云服务碳排放进行核算并为用户提供碳账单，但国内对云计算碳排放核算方法尚未有统一标准，仍面临一定挑战。

挑战主要表现在三个方面：

一是云服务供应链中包含的环节多且复杂，云服务商与用户间碳排放核算范围难以界定；

二是我国云服务碳核算所需基础数据库仍不完善，存在数据相对陈旧等问题；

三是目前国际上碳核算标准仅涉及传统高排放行业，对云服务等软件服务碳核算未有明确定义。

此外，从云服务碳排放的核算范围看，应涵盖从建设、运营到回收整个生命周期中产生的所有碳排放进行核算。

其中，建设过程主要涉及数据中心建设、IT设备采买等，核算节点应包括建筑材料、能源消耗、服务器、机柜、散热设备等。

运营过程的碳排放核算应包含用户在使用私有云和公有云过程中所产生的碳排放，包括服务器、存储设备、网络设备、安全设备、散热设备、供电设备、照明设备、数据中心控制系统、发电机等节点，以及运营过程中的碳逸散，运维运营人员的碳足迹等维度。

回收过程包含报废和碳回收两个环节的核算，涉及主要元件、辅助元件、热电联产、碳捕获等。

绿色计算+数字减碳助力产业释放“零碳红利”

如今，我国主要云服务提供商纷纷响应国家政策，均于2021年底公布了实现碳中和目标的时间以及相关的措施，大部分云服务商承诺了在不同的碳排放范围下于2030年前实现碳中和。

具体的实践路径主要聚焦在提高绿色能源使用占比、提升云计算软硬件节能技术、探索高弹性下资源的高效利用等方面。

云计算减碳并非对单一环节的改进创新，而是一个包括指定目标、确定实现路径、衡量是否产生效果、结合反馈进行纠正等在内的系统性治理体系，涉及到物理资源云化、云化资源编排以及云应用服务等关键环节，例如：

在物理资源云化环节，利用虚拟化、云网等技术，将不同地域、不同规格的物理服务器集约化整合后以根据需求以不同粒度提供给用户。

在通用的虚拟化架构基础上，对架构进一步优化开发，降低虚拟化组件的总资源需求并保证效率，从而提高物理服务器的云化资源/虚拟化系统比率，降低云资源的平均碳排放。

云化资源编排环节，企业在建立云资源池后，根据工作负载动态分配与管理资源，提高物理服务器的资源利用率并将闲置资源降频、休眠或关停以降低能耗；且保证云服务的服务质量和性能，减少用户额外的资源消耗，从另一方面减排。

云应用服务环节，针对云的优势，利用云原生架构对上层云服务进行开发或重构，对应用特性进行针对性开发适配，并对底层云资源进行精细化管理和动态分配，提升云环境下的能源利用效率和单位能源下的业务性能。

海外云服务商在节能减碳方面较为领先，多数头部云服务商均已达成碳中和目标，下一步准备实现净零排放。

比如早在2019年，亚马逊就联合发起《气候宣言》，目标是在2040年实现所有业务线零碳排放，相比《巴黎协定》的目标提前十年。

作为全球最大的使用可再生能源的企业之一，亚马逊计划到2025年实现100%使用可再生能源支持企业运营。

在可持续发展方面，亚马逊云科技作为探路者，提出云计算的可持续责任共担模型。

亚马逊云科技负责云自身的可持续发展，如云数据中心的设计，机柜/服务器、建筑材料、可再生能源的采购，电力能源的使用效率、冷却过程中水的可持续性等等。

客户负责云上自身应用的可持续发展，如软件架构，选择的云服务，及代码效率等。亚马逊通过为客户提供工具及最佳实践，帮助客户去实现云中应用的可持续性。

“亚马逊云科技的职责，是与合作伙伴一起，在云上真正构建数字化解决方案，帮助客户在具体的业务场景里面实现双碳目标。

企业需要利用将亚马逊云科技的技术与合作伙伴的数字化解决方案结合起来，快速试错，去试出一条路来”，亚马逊云科技大中华区战略业务发展部总经理顾凡表示。

例如，金风零碳作为亚马逊云科技的双碳能源转型合作伙伴，借助其全面的技术支撑，构建了完善的现代化的“3减碳1平台零碳解决方案”，实现快速的开发、部署和迭代，不仅应用在自身业务中，更是在云中将适用于工商业企业的零碳解决方案交付给客户：

一平台：α能源聚合平台，主要包含能源管理及碳排管理。
三减碳：从用能侧，可以借助于节能生态，依托能效提升和行业节能，降低能耗5%-15%，实现用能侧的节能减碳；从供能侧，依赖金风所擅长的分散式风电、分布式光伏、水电储能等零碳电源；从交易侧，同时借助绿电交易及碳交易等交易侧的减碳，最终让零碳更经济。
而在3减碳1平台开发过程中，亚马逊云科技在3个方面提供帮助：

物联网：采用亚马逊云科技的亿级设备接入能力的物联网平台，满足大规模供给侧和负荷侧的设备接入。
数据分析：利用亚马逊云科技开箱即用的数据分析服务，对设备接入产生的大量数据，进行存储，处理和分析。快速构建了数字化能源管理和运营平台，实现运行监控，策略优化和智能调度控制。
人工智能和机器学习：借助亚马逊云科技的人工智能与机器学习技术如Amazon SageMaker，金风和亚马逊云科技的数据科学家共同开发了功率预测模型，支持能碳平台的发电和负荷预测。
基于该方案，金风科技亦庄智慧园区于2021年1月28号获得北京绿色交易所认证的全国首个“碳中和”园区，每年可再生能源发电量达750万千瓦时，占到园区供电的50%，年碳减排4950吨，年降低用电成本近400万。

结语

在碳中和的时代主题下，云计算将作为先行军，帮助用户实现数字化的“节能减排”进化，这既是下一代云计算产业发展的关键，也是驱动智能化与碳中和相结合的重要助推力。

从上述角度看，云计算产业在碳中和所引领的能源革命中，发挥着不可替代的作用。而这场风口，即是机遇。

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