我們正進入數(shù)字化、綠色化的雙化協(xié)同發(fā)展新階段。數(shù)字化與綠色化已成為全球發(fā)展的兩大趨勢,并正深刻改變著人類社會。
2022年11月18日,習近平主席在亞太經(jīng)合組織第二十九次領(lǐng)導人非正式會議上提出:要加速數(shù)字化綠色化協(xié)同發(fā)展,推進能源資源、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、消費結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級,推動經(jīng)濟社會綠色發(fā)展。數(shù)字化綠色化協(xié)同發(fā)展正式上升為國家戰(zhàn)略。
在《十四五國家信息化規(guī)劃》(2021年12月發(fā)布)中,根據(jù)信息化、工業(yè)化兩化深度融合的趨勢,中央網(wǎng)絡安全和信息化委員會最初提出了數(shù)字化、綠色化協(xié)同發(fā)展的新概念,并界定為以數(shù)字化引領(lǐng)綠色化,以綠色化帶動數(shù)字化。2022年11月7日,國家互聯(lián)網(wǎng)信息辦公室信息化發(fā)展局局長王崧在國新辦新聞發(fā)布會上表示,將深入推進數(shù)字化綠色化協(xié)同轉(zhuǎn)型發(fā)展行動計劃,確保圍繞計劃的3項任務、18項重點行動順利實施。2022年11月中旬,國家五部門聯(lián)合印發(fā)通知,確定在10個地區(qū)首批開展數(shù)字化綠色化協(xié)同轉(zhuǎn)型發(fā)展(雙化協(xié)同)綜合試點。
2023年2月,《數(shù)字中國建設整體布局規(guī)劃》(以下簡稱《規(guī)劃》)發(fā)布!兑(guī)劃》提出,到2025年,數(shù)字生態(tài)文明建設取得積極進展。要求建設綠色智慧的數(shù)字生態(tài)文明,加快數(shù)字化綠色化協(xié)同轉(zhuǎn)型。加快推進數(shù)字化綠色化協(xié)同轉(zhuǎn)型發(fā)展,是落實習近平主席在第75屆聯(lián)合國大會上向全世界宣示中國碳達峰、碳中和承諾的重要行動。
據(jù)地球互聯(lián)網(wǎng)恢復力中心和斯德哥爾摩恢復力中心聯(lián)合多國研究部門發(fā)布的《2020多領(lǐng)域節(jié)能減排方案路線圖》報告,到2030年,依靠數(shù)字部門全球可減少15%的化石燃料排放量。以大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等數(shù)字技術(shù)為支撐,綠色發(fā)展為核心的雙化協(xié)同轉(zhuǎn)型發(fā)展已然成為工業(yè)革命的第四次浪潮,并具有以下兩大特征:
一是數(shù)字技術(shù)為綠色生產(chǎn)提供數(shù)字支持。數(shù)字技術(shù)可將各項資源數(shù)據(jù)化、系統(tǒng)化,通過數(shù)據(jù)分析掌握生產(chǎn)過程中的資源消耗情況,監(jiān)測能源利用效率并及時優(yōu)化調(diào)整;在綠色產(chǎn)品設計環(huán)節(jié),數(shù)字技術(shù)可以幫助進行綠色產(chǎn)品仿真、綠色工藝與輔助制造、綠色產(chǎn)品試制與驗證等;在經(jīng)營管理方面,數(shù)字技術(shù)參與設備數(shù)字化管理、物料跟蹤管理、智能倉儲、精準配送、產(chǎn)品遠程運維等環(huán)節(jié)。
在實際生產(chǎn)生活中,區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計算等數(shù)字技術(shù)綜合應用落地,形成數(shù)字化綠色體系。利用區(qū)塊鏈技術(shù)可有效記錄生產(chǎn)流程,溯源生產(chǎn)和供應鏈環(huán)節(jié);利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可實時監(jiān)測生產(chǎn)、加工、運輸?shù)冗^程,及時發(fā)現(xiàn)并解決問題;利用人工智能技術(shù)可實現(xiàn)智能化設備管理,提高設備運轉(zhuǎn)效率;利用云計算技術(shù)存儲企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)驗管理數(shù)據(jù),幫助企業(yè)調(diào)配各項資源。
二是綠色技術(shù)為數(shù)字產(chǎn)業(yè)提供轉(zhuǎn)型動力。數(shù)字產(chǎn)業(yè)以數(shù)據(jù)為核心,以信息為加工對象,綠色發(fā)展已成為數(shù)字產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必然方向。數(shù)據(jù)中心作為數(shù)據(jù)載體在數(shù)字產(chǎn)業(yè)中處于核心地位,隨著數(shù)字經(jīng)濟進一步發(fā)展,社會對數(shù)據(jù)的需求量不斷增加,傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心面臨著能耗高、單位能耗強度大等諸多問題。綠色技術(shù)的發(fā)展與應用能夠助力傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排,助推數(shù)字產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型。如使用新型高效電源模塊等高性能半導體,可降低數(shù)據(jù)中心輸入電源的損耗,減少傳輸過程中的功耗;采用智能微電網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)機房內(nèi)多路供電,降低配電系統(tǒng)損耗,提升供電系統(tǒng)能效;數(shù)據(jù)中心采用液冷和自然冷卻技術(shù),提高設備制冷效率;分布式光伏、儲能技術(shù)的使用能夠降低數(shù)據(jù)中心對外部能源的依賴。在綠色技術(shù)的加持下,數(shù)據(jù)中心單位實際能耗強度將不斷下降,總體能效逐步優(yōu)化提升。
另外,綠色技術(shù)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)深度融合,推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)綠色低碳發(fā)展。通過統(tǒng)籌綠色低碳基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和工業(yè)大數(shù)據(jù)資源,建立產(chǎn)品全生命周期綠色低碳基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺,落實產(chǎn)業(yè)各個環(huán)節(jié)的減碳固碳技術(shù),實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的全鏈減排。例如,在工控生產(chǎn)端采用CCUS(碳捕獲、利用與封存,carbon capture, utilization and storage)技術(shù)實現(xiàn)對碳的直接轉(zhuǎn)化與貯存,減少碳排放;在工控全鏈進行碳足跡監(jiān)測與追蹤等。綠色技術(shù)的全鏈貫通為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)綠色轉(zhuǎn)型提供了動力。
比如,法國布伊格集團利用智能系統(tǒng)開發(fā)可持續(xù)建筑。布伊格及其業(yè)務合作伙伴利用優(yōu)化建筑管理的智能系統(tǒng)、與存儲系統(tǒng)相結(jié)合的可再生能源,以及可重復使用的傳統(tǒng)生物材料開發(fā)低碳、可持續(xù)建筑,并將可持續(xù)理念融合到建筑設計、建造和運行的全過程。
又比如,挪威通過數(shù)據(jù)共享實現(xiàn)各類交通工具的無縫對接。在促進跨運輸方式、跨運輸部門和社會其他部門的數(shù)據(jù)使用方面,挪威已經(jīng)做了大量工作。例如,依托挪威交通局、鋼鐵局、巴倫斯沃奇和海岸數(shù)據(jù)中心合作的運輸計劃,成立了Entur AS公司。該公司管理全國各類交通工具和用戶數(shù)據(jù),并開發(fā)和運營客戶中心、數(shù)字銷售以及票務解決方案,為各供應商之間的無縫交通對接提供服務。提高了公共交通效率,減少了交通領(lǐng)域碳的排放量。
再比如,加拿大通過共享服務消減數(shù)據(jù)中心數(shù)量和升級冷卻策略達到降低能耗目的。加拿大國土境內(nèi)的大部分地區(qū)溫度較低,環(huán)境因素非常適合數(shù)據(jù)中心的建設和管理。而加拿大的數(shù)據(jù)中心行業(yè)使用能源的比例較小,只占加拿大自然資源的1%。原因在于,加拿大通過共享服務來消減數(shù)據(jù)中心的數(shù)量。其目標是要求485個聯(lián)邦數(shù)據(jù)中心合并為7個,從而將其600000平方英尺(約合55741平方米)而減少至180000英尺(約合16722平方米),并減少了服務器數(shù)量,從23434臺減少至14369臺。除了數(shù)據(jù)中心合并,為了降低能耗,加拿大還在不斷減少運行中的物理設備數(shù)量。另外,由于冷卻系統(tǒng)所消耗的電能經(jīng)常是其計算設備所消耗的三分之一或更多,升級冷卻策略也是降碳的重要途徑。
政策方面,歐盟發(fā)布多部政策支持建筑行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,突破數(shù)據(jù)共享、技術(shù)和基金障礙促進交通部門數(shù)字化,圍繞提高能源使用效率制定大數(shù)據(jù)行業(yè)節(jié)能政策。同時,歐盟各國加強學生數(shù)字化培養(yǎng),引導公民低碳環(huán)保意識;法國利用數(shù)字化減少碳足跡,為綠色科技初創(chuàng)企業(yè)提供基金支持;挪威鼓勵建筑行業(yè)的數(shù)字化應用戰(zhàn)略;奧地利推出數(shù)字化房屋改造項目;新加坡將推廣智能電表、智能可再生能源以及實現(xiàn)電網(wǎng)現(xiàn)代化作為能源政策的重點。
數(shù)字化綠色化的雙化協(xié)同發(fā)展是新趨勢、新潮流,特別需要關(guān)注以下新情況、新特征:
第一,不是所有的數(shù)字化場景都有助于節(jié)能降碳,過度數(shù)字化反而增加能源消耗。首先,數(shù)字化的本源是采礦業(yè)。據(jù)世界銀行報告稱,到2050年,信息和通信技術(shù)(ICT)的重要元素石墨、鋰和鈷的開采量將增加近500%。數(shù)字化高速發(fā)展無疑會帶來礦石開采的高能耗。其次,ICT用電量驚人。根據(jù)歐盟的戰(zhàn)略報告,目前ICT占全球用電量的5%9%和溫室氣體排放量的3%左右。另據(jù)中國信息通信研究院的測算,預計到2030年,全國各地區(qū)數(shù)據(jù)中心二氧化碳的排放量將超過2億噸,成為我國經(jīng)濟體系第一大碳排放源。最后,數(shù)字垃圾也成為新的污染源。據(jù)聯(lián)合國多個機構(gòu)聯(lián)合發(fā)布的《2020年全球電子垃圾監(jiān)測》稱,到2030年,全球電子垃圾將達7400萬噸。數(shù)字產(chǎn)業(yè)自身節(jié)能降碳迫在眉睫。
第二,不是所有綠色技術(shù)都需要賦予數(shù)字化外殼,微小技術(shù)改造能產(chǎn)生巨大節(jié)能效果。數(shù)字化綠色化協(xié)同轉(zhuǎn)型中的技術(shù)協(xié)同路徑并不必須在綠色技術(shù)上附加數(shù)字技術(shù)。對傳統(tǒng)工藝流程的綠色改造,引進節(jié)能減排的新技術(shù)、新工藝和新設備依然可以產(chǎn)生巨大的節(jié)能效果。比如,某不銹鋼企業(yè)采用的無硝酸清洗技術(shù)、18輥6連軋、退火爐設備無污染排放技術(shù),某鋼鐵企業(yè)為解決蒸汽跑冒滴漏問題,對蒸汽系統(tǒng)節(jié)能改造,使蒸汽的熱量更高效地被傳遞利用,實現(xiàn)了余能回收和綠色低碳供能雙重效果。以上案例均沒有附加數(shù)字化技術(shù)。
第三,雙化兩大系統(tǒng)不是完全重合或割裂,研究其平衡的熵值是未來一大重要課題。數(shù)字化與綠色化,以前往往作為兩個單獨的系統(tǒng)存在,兩大系統(tǒng)之間好似割裂,但也有其融合的場景。這一場景可以描述為:數(shù)字化轉(zhuǎn)型能夠產(chǎn)出綠色低碳結(jié)果,而綠色發(fā)展又不拖累生產(chǎn)和經(jīng)濟進步。實現(xiàn)這一場景就需要將兩大系統(tǒng)進行平衡和協(xié)調(diào),這種平衡的熵值究竟是多大,將是未來需要研究的課題。
在技術(shù)、經(jīng)濟、制度三種動力中,制度創(chuàng)新是一種自上而下由政府主導的發(fā)展動力,經(jīng)濟和技術(shù)則是一種自下而上由企業(yè)探索形成的發(fā)展動力。制度動力需要部門協(xié)同和專項政策支持。除了既有的項目專項資金、技術(shù)研發(fā)資金、標桿獎勵等政策投入外,政府還需不斷細化政策舉措,如將資金保障寫入政策,探索雙化試驗場等;經(jīng)濟動力需要資本的注入和可持續(xù)的商業(yè)模式。比如,能源行業(yè)的能源即服務(EaaS)模式、交通行業(yè)的出行即服務(MaaS)模式,以及綠電 多元碳匯交易模式等都是典型的雙化商業(yè)模式;技術(shù)動力更多地聚焦在場景應用上。包括以數(shù)字技術(shù)為底座、應用于綠色場景,以綠色技術(shù)為底座、應用于數(shù)字場景兩個方面。比如,利用數(shù)字化手段對綠色生產(chǎn)全程監(jiān)測、控制和治理,使用綠色技術(shù)降低數(shù)據(jù)中心能耗,幫助智能工廠排污等。
本書用八章的篇幅深入研究雙化協(xié)同發(fā)展的時代背景、研究進展、發(fā)展模式、推進機制、實現(xiàn)路徑、工業(yè)雙化策略、雙化協(xié)同評價方法、實踐案例等。由王振、范佳佳負責統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、框架搭建和文字統(tǒng)稿。具體執(zhí)筆分工:第一章,王振;第二章,海駿嬌;第三章,范佳佳;第四章,夏蓓麗;第五章,張美星;第六章,高慶浩;第七章,范佳佳;第八章案例部分,由上海社會科學院信息研究所智慧城市研究室提供。
本書的出版要感謝研究團隊的通力合作,感謝上海社會科學院出版社對本書的編輯校審,以及中國信息通信研究院華東分院的大力支持。同時,本書作為全國第一部專門研究雙化協(xié)同的著作,還有很多不盡完美的地方,敬請廣大讀者批評指正。
叢書序一1
叢書序二1
前言1
第一章數(shù)字化綠色化協(xié)同發(fā)展的時代背景1
第一節(jié)數(shù)字化綠色化協(xié)同發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略1
第二節(jié)數(shù)字化轉(zhuǎn)型浪潮4
一、 從互聯(lián)網(wǎng)時代邁入人工智能時代4
二、 數(shù)字化轉(zhuǎn)型浪潮的標志6
第三節(jié)綠色化轉(zhuǎn)型浪潮8
一、 應對全球氣候變化9
二、 綠色化轉(zhuǎn)型浪潮的標志11
第四節(jié)雙化協(xié)同新浪潮13
一、 數(shù)字化轉(zhuǎn)型引領(lǐng)賦能綠色化轉(zhuǎn)型14
二、 綠色化轉(zhuǎn)型帶動提升數(shù)字化轉(zhuǎn)型16
第二章數(shù)字化綠色化協(xié)同發(fā)展的研究進展19
第一節(jié)國內(nèi)外綠色化發(fā)展相關(guān)研究綜述19
一、 綠色化發(fā)展研究概況20
二、 綠色化發(fā)展研究主題21
第二節(jié)國內(nèi)外數(shù)字化發(fā)展相關(guān)研究綜述26
一、 數(shù)字化發(fā)展研究概況27
二、 數(shù)字化發(fā)展研究主題28
第三節(jié)信息化綠色化協(xié)同發(fā)展研究綜述33
一、 信息化綠色化協(xié)同研究概況33
二、 信息化綠色化協(xié)同發(fā)展研究主題36
第四節(jié)數(shù)字化綠色化協(xié)同發(fā)展的開創(chuàng)性研究37
一、 雙化協(xié)同研究概況38
二、 雙化協(xié)同發(fā)展研究主題41
第三章數(shù)字化綠色化協(xié)同發(fā)展模式46
第一節(jié)技術(shù)賦能模式46
一、 模式概念和內(nèi)涵46
二、 技術(shù)賦能模式的特征48
三、 技術(shù)賦能模式實施的條件50
四、 代表性案例52
第二節(jié)網(wǎng)絡驅(qū)動模式53
一、 模式概念和內(nèi)涵53
二、 網(wǎng)絡驅(qū)動模式的基本特征54
三、 網(wǎng)絡驅(qū)動模式實施的條件56
四、 代表性案例58
第三節(jié)市場交易模式59
一、 模式概念和內(nèi)涵59
二、 市場交易模式的基本特征60
三、 市場交易模式實施的條件62
四、 代表性案例64
第四章數(shù)字化綠色化協(xié)同發(fā)展的推進機制66
第一節(jié)創(chuàng)新協(xié)同機制66
一、 關(guān)鍵技術(shù)聯(lián)合攻關(guān)機制67
二、 創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化機制74
第二節(jié)區(qū)域協(xié)同機制79
一、 區(qū)域合作共建機制79
二、 區(qū)域利益協(xié)調(diào)機制83
第三節(jié)產(chǎn)業(yè)協(xié)同機制87
一、 產(chǎn)業(yè)融合機制87
二、 產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同機制90
第五章數(shù)字化綠色化協(xié)同發(fā)展的實現(xiàn)路徑93
第一節(jié)數(shù)字技術(shù)賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展93
一、 發(fā)展瓶頸94
二、 推進路徑96
第二節(jié)促進數(shù)字核心產(chǎn)業(yè)綠色化發(fā)展102
一、 發(fā)展瓶頸103
二、 推進路徑105
第三節(jié)構(gòu)建雙化協(xié)同生態(tài)體系109
一、 發(fā)展瓶頸110
二、 推進路徑111
第六章工業(yè)行業(yè)數(shù)字化綠色化協(xié)同發(fā)展分析117
第一節(jié)新型工業(yè)化下數(shù)字化綠色化協(xié)同發(fā)展的必然性117
一、 數(shù)字技術(shù)變革對新型工業(yè)化發(fā)展的影響118
二、 綠色低碳轉(zhuǎn)型對新型工業(yè)化發(fā)展的影響119
三、 新型工業(yè)化下數(shù)字化綠色化協(xié)同發(fā)展意義重大121
第二節(jié)工業(yè)行業(yè)數(shù)字化綠色化協(xié)同進展及面臨的問題122
一、 工業(yè)行業(yè)數(shù)字化綠色化協(xié)同發(fā)展階段性進展122
二、 制約工業(yè)行業(yè)數(shù)字化綠色化協(xié)同發(fā)展的問題125
第三節(jié)工業(yè)行業(yè)數(shù)字化綠色化協(xié)同發(fā)展的場景與方向126
一、 工業(yè)行業(yè)數(shù)字化賦能和帶動綠色化發(fā)展的重點場景126
二、 工業(yè)行業(yè)綠色化拉動和牽引數(shù)字化發(fā)展的重點方向130
第四節(jié)工業(yè)行業(yè)數(shù)字化綠色化協(xié)同發(fā)展的框架與策略134
一、 工業(yè)行業(yè)數(shù)字化綠色化協(xié)同發(fā)展總體框架134
二、 工業(yè)行業(yè)數(shù)字化綠色化協(xié)同發(fā)展推進策略138
第五節(jié)工業(yè)行業(yè)數(shù)字化綠色化協(xié)同發(fā)展的未來展望140
第七章數(shù)字化綠色化協(xié)同發(fā)展的評價方法142
第一節(jié)相關(guān)評價方法綜述142
一、 歐盟《實現(xiàn)數(shù)字化綠色化轉(zhuǎn)型的影響因素》142
二、 聯(lián)合國環(huán)境署《數(shù)字化下綠色投資和金融發(fā)展影響經(jīng)濟
可持續(xù)性指數(shù)》144
三、 工業(yè)和信息化部《工業(yè)企業(yè)信息化和工業(yè)化融合評估規(guī)范》146
四、 賽迪研究院與中國工經(jīng)聯(lián)《工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型評價體系》149
五、 北京商道融綠《上市公司應對氣候變化指數(shù)》153
第二節(jié)雙化協(xié)同指標評價體系155
一、 指標設置原則155
二、 指標體系框架156
三、 測算方法158
第八章2023年上海數(shù)字化綠色化協(xié)同發(fā)展最佳實踐案例集165
一、 能源行業(yè)案例166
二、 工業(yè)行業(yè)案例180
三、 建筑行業(yè)案例199
四、 交通行業(yè)案例219
五、 大數(shù)據(jù)行業(yè)案例232