科技云報道原創(chuàng)。
1776年，工人瓦特發(fā)明蒸汽機，引發(fā)第一次工業(yè)革命，也開辟了人類利用能源的新時代。
200多年后，麻省理工教授尼葛洛龐帝于1995年發(fā)表《數(shù)字化生存》，宣布以“Bit”驅(qū)動的數(shù)字化時代正式來臨。
又過了20多年，數(shù)字化風(fēng)潮早已席卷各個行業(yè)，千行百業(yè)的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型向縱深挺進，比特與瓦特穿越時空，在數(shù)字化的浪潮中不期而遇。
在產(chǎn)業(yè)數(shù)字化與綠色節(jié)能兩大浪潮的協(xié)同推動下，更加低碳的數(shù)字化轉(zhuǎn)型明顯進入了速度疊加的上升期。
以數(shù)字化之鑰，打開低碳化機遇之門
當(dāng)下，云計算成為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵要素，隨著節(jié)能減排工作的逐漸深入，云計算也正朝著低能耗方向發(fā)展。
數(shù)據(jù)顯示，2022年，中國算力總體規(guī)模達到170EFLOPS（每秒一萬七千億億次浮點運算），我國數(shù)據(jù)中心規(guī)模已達500萬標(biāo)準(zhǔn)機架。
隨著數(shù)字技術(shù)向經(jīng)濟社會各領(lǐng)域全面持續(xù)滲透，全社會對算力需求十分迫切，預(yù)計每年仍將以55%以上的速度快速增長，可見算力需求與數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展速度具有強關(guān)聯(lián)性。
伴隨各行各業(yè)對算力的強烈需求，用云量增長迅速。
但是當(dāng)前有些地區(qū)迫于“碳達峰”、“碳中和”的能耗管控壓力，將大于1萬千瓦時的數(shù)據(jù)中心納入高耗能管控限制其發(fā)展，在某種程度上限制了數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展，但也是無奈之舉。
在海外，云服務(wù)商已經(jīng)開始嘗試對云服務(wù)碳排放進行核算并為用戶提供碳賬單，但國內(nèi)對云計算碳排放核算方法尚未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，仍面臨一定挑戰(zhàn)。
挑戰(zhàn)主要表現(xiàn)在三個方面：
一是云服務(wù)供應(yīng)鏈中包含的環(huán)節(jié)多且復(fù)雜，云服務(wù)商與用戶間碳排放核算范圍難以界定；
二是我國云服務(wù)碳核算所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫仍不完善，存在數(shù)據(jù)相對陳舊等問題；
三是目前國際上碳核算標(biāo)準(zhǔn)僅涉及傳統(tǒng)高排放行業(yè)，對云服務(wù)等軟件服務(wù)碳核算未有明確定義。
此外，從云服務(wù)碳排放的核算范圍看，應(yīng)涵蓋從建設(shè)、運營到回收整個生命周期中產(chǎn)生的所有碳排放進行核算。
其中，建設(shè)過程主要涉及數(shù)據(jù)中心建設(shè)、IT設(shè)備采買等，核算節(jié)點應(yīng)包括建筑材料、能源消耗、服務(wù)器、機柜、散熱設(shè)備等。
運營過程的碳排放核算應(yīng)包含用戶在使用私有云和公有云過程中所產(chǎn)生的碳排放，包括服務(wù)器、存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全設(shè)備、散熱設(shè)備、供電設(shè)備、照明設(shè)備、數(shù)據(jù)中心控制系統(tǒng)、發(fā)電機等節(jié)點，以及運營過程中的碳逸散，運維運營人員的碳足跡等維度。
回收過程包含報廢和碳回收兩個環(huán)節(jié)的核算，涉及主要元件、輔助元件、熱電聯(lián)產(chǎn)、碳捕獲等。
綠色計算+數(shù)字減碳助力產(chǎn)業(yè)釋放“零碳紅利”
如今，我國主要云服務(wù)提供商紛紛響應(yīng)國家政策，均于2021年底公布了實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的時間以及相關(guān)的措施，大部分云服務(wù)商承諾了在不同的碳排放范圍下于2030年前實現(xiàn)碳中和。
具體的實踐路徑主要聚焦在提高綠色能源使用占比、提升云計算軟硬件節(jié)能技術(shù)、探索高彈性下資源的高效利用等方面。
云計算減碳并非對單一環(huán)節(jié)的改進創(chuàng)新，而是一個包括指定目標(biāo)、確定實現(xiàn)路徑、衡量是否產(chǎn)生效果、結(jié)合反饋進行糾正等在內(nèi)的系統(tǒng)性治理體系，涉及到物理資源云化、云化資源編排以及云應(yīng)用服務(wù)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，例如：
在物理資源云化環(huán)節(jié)，利用虛擬化、云網(wǎng)等技術(shù)，將不同地域、不同規(guī)格的物理服務(wù)器集約化整合后以根據(jù)需求以不同粒度提供給用戶。
在通用的虛擬化架構(gòu)基礎(chǔ)上，對架構(gòu)進一步優(yōu)化開發(fā)，降低虛擬化組件的總資源需求并保證效率，從而提高物理服務(wù)器的云化資源/虛擬化系統(tǒng)比率，降低云資源的平均碳排放。
云化資源編排環(huán)節(jié)，企業(yè)在建立云資源池后，根據(jù)工作負載動態(tài)分配與管理資源，提高物理服務(wù)器的資源利用率并將閑置資源降頻、休眠或關(guān)停以降低能耗；且保證云服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量和性能，減少用戶額外的資源消耗，從另一方面減排。
云應(yīng)用服務(wù)環(huán)節(jié)，針對云的優(yōu)勢，利用云原生架構(gòu)對上層云服務(wù)進行開發(fā)或重構(gòu)，對應(yīng)用特性進行針對性開發(fā)適配，并對底層云資源進行精細化管理和動態(tài)分配，提升云環(huán)境下的能源利用效率和單位能源下的業(yè)務(wù)性能。
海外云服務(wù)商在節(jié)能減碳方面較為領(lǐng)先，多數(shù)頭部云服務(wù)商均已達成碳中和目標(biāo)，下一步準(zhǔn)備實現(xiàn)凈零排放。
比如早在2019年，亞馬遜就聯(lián)合發(fā)起《氣候宣言》，目標(biāo)是在2040年實現(xiàn)所有業(yè)務(wù)線零碳排放，相比《巴黎協(xié)定》的目標(biāo)提前十年。
作為全球最大的使用可再生能源的企業(yè)之一，亞馬遜計劃到2025年實現(xiàn)100%使用可再生能源支持企業(yè)運營。
在可持續(xù)發(fā)展方面，亞馬遜云科技作為探路者，提出云計算的可持續(xù)責(zé)任共擔(dān)模型。
亞馬遜云科技負責(zé)云自身的可持續(xù)發(fā)展，如云數(shù)據(jù)中心的設(shè)計，機柜/服務(wù)器、建筑材料、可再生能源的采購，電力能源的使用效率、冷卻過程中水的可持續(xù)性等等。
客戶負責(zé)云上自身應(yīng)用的可持續(xù)發(fā)展，如軟件架構(gòu)，選擇的云服務(wù)，及代碼效率等。亞馬遜通過為客戶提供工具及最佳實踐，幫助客戶去實現(xiàn)云中應(yīng)用的可持續(xù)性。
“亞馬遜云科技的職責(zé)，是與合作伙伴一起，在云上真正構(gòu)建數(shù)字化解決方案，幫助客戶在具體的業(yè)務(wù)場景里面實現(xiàn)雙碳目標(biāo)。
企業(yè)需要利用將亞馬遜云科技的技術(shù)與合作伙伴的數(shù)字化解決方案結(jié)合起來，快速試錯，去試出一條路來”，亞馬遜云科技大中華區(qū)戰(zhàn)略業(yè)務(wù)發(fā)展部總經(jīng)理顧凡表示。
例如，金風(fēng)零碳作為亞馬遜云科技的雙碳能源轉(zhuǎn)型合作伙伴，借助其全面的技術(shù)支撐，構(gòu)建了完善的現(xiàn)代化的“3減碳1平臺零碳解決方案”，實現(xiàn)快速的開發(fā)、部署和迭代，不僅應(yīng)用在自身業(yè)務(wù)中，更是在云中將適用于工商業(yè)企業(yè)的零碳解決方案交付給客戶：
一平臺：α能源聚合平臺，主要包含能源管理及碳排管理。?三減碳：從用能側(cè)，可以借助于節(jié)能生態(tài)，依托能效提升和行業(yè)節(jié)能，降低能耗5%-15%，實現(xiàn)用能側(cè)的節(jié)能減碳；從供能側(cè)，依賴金風(fēng)所擅長的分散式風(fēng)電、分布式光伏、水電儲能等零碳電源；從交易側(cè)，同時借助綠電交易及碳交易等交易側(cè)的減碳，最終讓零碳更經(jīng)濟。而在3減碳1平臺開發(fā)過程中，亞馬遜云科技在3個方面提供幫助：
物聯(lián)網(wǎng)：采用亞馬遜云科技的億級設(shè)備接入能力的物聯(lián)網(wǎng)平臺，滿足大規(guī)模供給側(cè)和負荷側(cè)的設(shè)備接入。數(shù)據(jù)分析：利用亞馬遜云科技開箱即用的數(shù)據(jù)分析服務(wù)，對設(shè)備接入產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，進行存儲，處理和分析?？焖贅?gòu)建了數(shù)字化能源管理和運營平臺，實現(xiàn)運行監(jiān)控，策略優(yōu)化和智能調(diào)度控制。人工智能和機器學(xué)習(xí)：借助亞馬遜云科技的人工智能與機器學(xué)習(xí)技術(shù)如Amazon SageMaker，金風(fēng)和亞馬遜云科技的數(shù)據(jù)科學(xué)家共同開發(fā)了功率預(yù)測模型，支持能碳平臺的發(fā)電和負荷預(yù)測。基于該方案，金風(fēng)科技亦莊智慧園區(qū)于2021年1月28號獲得北京綠色交易所認證的全國首個“碳中和”園區(qū)，每年可再生能源發(fā)電量達750萬千瓦時，占到園區(qū)供電的50%，年碳減排4950噸，年降低用電成本近400萬。
結(jié)語
在碳中和的時代主題下，云計算將作為先行軍，幫助用戶實現(xiàn)數(shù)字化的“節(jié)能減排”進化，這既是下一代云計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，也是驅(qū)動智能化與碳中和相結(jié)合的重要助推力。
從上述角度看，云計算產(chǎn)業(yè)在碳中和所引領(lǐng)的能源革命中，發(fā)揮著不可替代的作用。而這場風(fēng)口，即是機遇。
來源：科技云報道
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