05|实现碳中和的过程中,数字技术能够起到什么作用?
你好,我是朱晓峰。
通过前面的学习,我们一起了解很多碳中和的基础概念,也认识到“双碳”面临的诸多挑战。
在实现“碳中和”的过程中,数字技术相当于“智慧引擎”,它在开发清洁能源、提高系统效率、催生新业态、助力共享经济、循环经济发展等方面,都发挥了巨大的作用。那数字技术是怎么发挥作用的呢?这一讲我们就来一探究竟。
清洁能源的开发
前面第 2 讲,我们曾经说过减少碳排放就要大力开发清洁能源。那么数字技术在其中起到了怎样的作用呢?
降低清洁能源开发成本
影响清洁能源广泛使用的一个重要原因就是,清洁能源的成本太高。如果通过将清洁能源电站建设成数字技术赋能的智能电站,就可以增加发电量,提升运维效率,降低清洁能源的发电成本。
以光伏发电为例,光能作为最有潜力的清洁能源,受到世界各国的重视。在我国,光能资源主要集中在西北地区,比如青藏高原。这里海拔高空气稀薄,空气中的尘埃少,所以日照充足,能够到达地面的光辐射也比较强,是光伏发电的理想场所。
根据中国气象局2021年的评估,西藏地区每年的太阳能辐射总量相当于2400亿吨标准煤,相比之下,同期全国的能源消耗总量为52.4亿吨标准煤。
但青藏高原地形复杂、人烟稀少、自然条件较为恶劣。这里的光伏发电厂建成以后,会遇到很多问题:比如设备分布范围广,巡查和检修难度大;极端气候导致设备故障率高,运维困难;风沙雨雪变化无常,影响电力生产等。因此,发电成本始终居高不下。
通过广泛使用数字技术,这些问题就可以得到解决。
举个小例子,我们可以通过对光伏电站进行数字化改造,将普通电站变成智能电站,达到降本增效的目的。
具体做法是这样:把逆变器(用来将电池板产生的直流电转换成交流电)等光伏发电的核心设备加上态势感知、自检、数据传输和控制等功能,使设备能够自动感知周边环境,比如风沙大的时候,启动自我保护程序,减少故障发生的几率。
同时,通过定期自检,来查验自身的状态,并及时将查验数据通过网络传输到控制中心的云服务器,再通过云服务器的计算和分析,把调控指令下发到设备。这样一来,运维人员足不出户,坐在大屏幕前就能实时监测和管理整个电站。
经过青海等地的实际检验,智能电站在大大节省人工的同时,设备发电量可以提升3%,运维效率可以提升50%。目前,青海的光伏发电上网电价已经达到0.22元/度,低于使用化石燃料燃烧的火力发电上网电价0.32元/度。
赋能新型电力系统
清洁能源代替化石能源成为发电用能的主体,使得我们能够在提高发电量的同时,也减少了温室气体的排放。
但清洁能源自身存在的间歇性、波动性和随机性的特点,转换成电能以后,自然会让电力系统在电力电量平衡、安全稳定控制等方面,面临挑战。
而引入大数据、人工智能以及新的算力、算法等数字技术,就可以赋予新型电力系统“削峰填谷”的能力,这样就能接纳更多的清洁能源为我们所用。
比如,南方电网构建的新型电力系统,依托数据中心大数据与云计算高并发资源,集成了十多种AI算法,针对复杂山区地形或转折性天气(意思是天气发生转折性变化,比如从晴天到降雨)功率波动频率大等情况,开发出分钟级的超短期精细化风电功率预测技术,对风电输出的提前预判精度达到98%。
不难看出,有了数字技术的赋能,我国新型电力系统得以迅速发展。据国家能源局统计数据显示,截至2022年底,中国全口径发电装机容量达25.6亿千瓦,其中,煤电装机11.2亿千瓦,水电、风电、太阳能光伏、生物质等可再生能源发电装机12.1亿千瓦,可再生能源装机总量超过煤电装机,是中国新型电力系统建设的标志性成就。
提高效率
数字技术还能显著提升系统运行效率。
ETC技术
就拿高速公路收费来说吧,收费站以前全部是人工收费,成本高,效率低,而且容易出错。每逢节假日,往往会造成拥堵,以致收费站前的路面经常被形容成“停车场”。
为了解决这个问题,交管部门开始大力推行“电子不停车收费”(简称ETC)技术。
ETC技术实际上就是一种数字通信技术,通过粘贴在车辆挡风玻璃上的载具,与收费站ETC通道的微波天线之间进行通信,将载具上的银行卡信息通过互联网发送到银行,银行的后台系统完成结算处理再把确认信息发送回收费站,最终完成收费。全流程不需要停车,没有人工干预,速度快,而且稳定可靠。
据测算,使用ETC通过收费路口,相比人工收费,每次可以减少碳排放超过20克。

数字技术催生新业态
网上购物
网上购物可以算是数字技术催生出来的一个新业态。
也就是二十年前,我们还习惯于去实体店买东西,从铅笔橡皮这样的小文具,到桌椅橱柜这样的大家具,全都需要亲自到商场去挑选。那个年代,店铺代表着商业的基本形态,也是连接商家和顾客的纽带。人们在买东西、逛商场的同时,产生了大量的碳排放。
随着互联网的兴起,数字技术飞速发展,网上购物也逐渐繁荣。到现在,不要说是办公用品、家具这样的日常用品,就是热气腾腾的饭菜也可以从网上选购,还有像汽车这样的大家伙,甚至房子都可以在网上交易。
一方面,网购减少了消费者出行带来的碳排放。另一方面,商家通过网络展示商品,减少了租用店面导致的碳排放,实体店少了,不需要盖那么多商场,也减少了商场带来的碳排放。
网上购物能够成功,数字支付技术是关键环节。
我曾经参与过一个应用数字支付的项目,为某大型展馆开发票务系统。在我们的支付系统上线之前,展馆只能收取现金。每一笔交易,都要经过收钱、验钞、找零等环节,效率低。高峰期的时候,不得不加开十多个收款窗口。增加售票人员、加开空调、运行更多的设备,导致大量的碳排放。
自从数字支付上线之后,支付速度明显加快,而且顾客可以自己通过手机购票。顾客支付的票款直接进入馆方的银行账户,省去了验钞和找零的环节,安全快捷。排长队的情况得到缓解,整个流程的碳排放大为减少。
共享经济
在数字技术的支持下,以共享单车、网约车等为代表的共享经济发展迅速,在方便了人们生活的同时,也极大降低了碳排放。
网约车
先说说网约车。以前啊,在大城市出行,我们除了选择公共交通,还可以选出租车。随着经济的发展,大家有钱了,相比公交车,出租车更加方便快捷,深受人们的喜爱。
然而出租车一多,也会出问题。一方面,高峰时段乘客往往叫不到车(尤其大城市),遇到短途或拥堵情况,司机嫌挣不到钱也不愿意接单。另一方面,非高峰时段出租车拉不到乘客,只能在马路上空跑。
我们来想想,这样的情况除了让司机乘客都不方便之外,还有什么弊端?没错,就是车辆利用率变低了,碳排放却更高了。
自从有了网约车,极大缓解了出租车供需双方的矛盾,也控制了碳排放。
网约车运营平台在数字技术的支持下,可以掌握所有运营车辆的实时运营情况。一方面,顾客下单约车以后,平台结合道路实时路况的信息,通过计算,智能选择最优的车辆资源进行调配,并且把车辆所在的位置、距离、预计到达时间等信息实时同步给乘客,极大方便了乘客安排出行。另一方面,最大限度地利用了运营车辆资源,空驶的情况少了,司机的工作效率提高了,收入也有了保证。
我比较喜欢的是拼车,就是在送乘客到达目的地的过程中,沿途搭载出行路线全部或者部分重合的乘客。要做到这一点,对网约车运营平台的数字技术要求很高。
网约车的出现,很好体现了共享经济的理念,方便了乘客,降低了出行的成本,提高了车辆的利用率,减少了碳排放。
共享单车
聊完了网约车,估计你很自然就联想到了共享单车。没错,共享单车也是出行方面降低碳排放的一个大工程。
以前,我买过好多辆自行车,不是为了收藏,主要是方便从家里到车站这段距离的出行,走路太慢,打车又不值当。
然而如果出发和返程不在同一个车站,要么就得专门跑一趟去取自行车,要么第二天就只好步行。而且自行车很容易被清理或丢失,丢了买、买了丢,非常浪费资源,造成了不必要的碳排放。
相信有我这样经验的人不在少数,而共享单车的出现就解决了这个问题。
我现在不再买自行车了,相对应的是,每个月都购买共享单车的骑行卡。每天出门,扫码打开一辆共享单车,骑到车站。到了目的地,又扫码打开一辆共享单车骑到单位。而这段距离,以前基本靠走路或者打车。现在用共享单车,感觉方便了很多。
小小的共享单车其实并不简单,它背后的运营离不开数字技术。每辆单车都有一个二维码来标识自己,用户通过手机扫码,发出使用申请,平台向单车发出开锁指令,并且开始计时。用户骑到目的地后关锁,单车向平台发出停止骑行的信息,接着平台对用户扣款,完成一次骑行交易。

在这个过程中,单车相当于一台智能终端,与运营商的后台服务器进行信息交互,服务器再执行线上支付,通过银行扣款,从而形成一个商业闭环。可以说每一个环节,都有数字技术在支持。
据统计,2022年,某知名共享单车运营平台用户,通过骑行实现减排45.5万吨二氧化碳当量,相当于9110万棵树一年吸收的碳排放。
除了网约车和共享单车,另外还有像共享汽车、共享充电宝等等,它们无一不是依靠数字技术的支持,通过为客户提供共享产品或者服务,形成商业闭环。提供价值的同时,提高了产品的利用效率,减少了碳排放。
循环经济
李克强总理在今年两会的政府工作报告中指出:“发展循环经济,推进资源节约集约利用”。
循环经济使得资源能够重复利用,这样就节省了资源的生产和运输的过程,使得单位资源产出的能耗降低了,本质上减少了排放。
也许你对循环经济比较陌生,但如果说到二手闲置物品交易,相信我们都很熟悉。在数字技术的支持下,我国的二手闲置物品线上交易市场发展迅速。
比如,一部新手机的全生命周期,平均会产生约49公斤的碳排放,通过回收,再销售等环节,平均可以减少约25公斤的碳排放。据我国最大的二手物品线上交易平台的数据显示,2021年,通过二手物品交易,共减少温室气体排放174.18万吨二氧化碳当量,2022年,更是减排超过200万吨二氧化碳当量。
总结
最后,我们回顾一下今天的重点内容。
今天,我们一起了解了数字技术在清洁能源开发、提升系统效率、催生新业态及助力共享经济、循环经济中的巨大作用。我还画了一个思维导图,供你参考复习。

下一讲,我们来聊一聊 “绿色转型催生了哪些新的职业和岗位?”
思考题
你知道数字技术对农业碳汇有什么帮助吗?
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