产业元宇宙的碳中和经济学(产业元宇宙自身的碳中和)
作者 | Ivy2022-03-31
元宇宙,这个词诞生的意义可能大于一切,大于任何对她的解读。元宇宙,无疑是颠覆式创新的集大成者,我很希望元宇宙能够遍地开花,扎扎实实的在各行各业展现她的魅力。


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自从2021年的政府工作报告将“扎实做好碳达峰、碳中和各项工作”列为重点工作之后,“碳中和”、“碳达峰”一跃成为社会各界谈论的热点话题。重要的时间节点有两个,一是中国政府宣布要在2030年前碳达峰(碳排放达到峰值),二是要在2060年实现碳中和(碳排放净值为零)。

什么是“碳中和”?简单来说,就是把人为排放的二氧化碳,通过人为的方式,比如植树造林、节能减排等形式抵消掉,从而使得释放到大气中的总碳量正负相抵,净值为零。为什么要追求“碳中和”?除了疫情之外,气候变化是另一个关乎全人类生存的焦点问题。大家应该都能感同身受,这些年地球越来越“不太平”了,洪涝干旱、极寒热浪、冰川融化、森林火灾,这一切的背后都有一个共同的元凶:温室效应。

人类的活动会释放出大量的温室气体,这些温室气体,犹如一层厚厚的被子包裹着地球,让地球无法散热。温室气体排放有多种,但其中主要成分是二氧化碳,占比超过70%。因此实现碳中和被世界各国提上重要日程。2020年,习近平在联合国大会上表示,中国将力争在2030年前实现碳达峰,争取在2060年前实现碳中和。2021年,“双碳目标”被写入《政府工作报告》。在政策影响力巨大的中国市场,该目标的指导意义十分可观。

2060年碳中和,距离现在还有好几十年,但是虽然时间远,但是这个任务是非常艰巨的,为什么这么说?欧盟早在1979年就实现了碳达峰,美国在2005年实现碳达峰,同时欧盟、美国都把碳中和的目标时间定在了2050年。如果把从碳达峰到碳中和的时间段定义为下半场,那么欧盟的下半场有71年,美国的下半场有45年。而我们还需要9年才能进入到下半场,而且留给下半场的时间只有30年。惟其艰难,才更显勇毅;惟其笃行,才弥足珍贵。这更彰显了中国的责任担当,也将为绿色转型提供更强大的动力。

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数字经济是“十四五”发展的主旋律,产业元宇宙作为新兴技术的集大成者,在实现碳达峰碳中和的机遇面前自然不会缺席。实现碳中和,最为重要的是充分利用数字科技的推动效用。AI、大数据、云计算、物联网、数字孪生、安全技术、区块链等前几代人无法想象的呈指数级发展的科技创新,加速应用在节能环保、清洁生产、清洁能源、生态农业、绿色基础设施等领域,成为企业实现双碳达标最核心的驱动力量。

不过每枚硬币都有两面,同时要维持元宇宙长期运作,充足稳定的能源供应必不可少。在无法实现清洁能源稳定充足供给前,产业元宇宙自身也需要紧跟“双碳”的工作节奏,预先做好规划。

产业元宇宙自身的碳中和


越来越热的元宇宙概念和能源有关系吗?可以肯定地说,有!几乎支撑元宇宙运行的每一个设备都需要能源支持,要维持元宇宙长期运作,充足稳定的能源供应必不可少。1946年2月,世界上第一台现代电子数字计算机在美国宾夕法尼亚大学诞生。这台电脑占地约150平方米,重达30余吨,耗电功率约150千瓦。启动这个巨型机器时,常导致部分街区停电。元宇宙的发展,让信息设备能耗再次大幅跃升。

为创造堪比真实世界的沉浸感,元宇宙发展需要5G、人工智能、区块链、云计算、大数据、物联网、VR、AR等数字技术支持。物联网和工业互联网打通线上线下数据;5G网络帮助数据高速稳定传输;区块链将元宇宙中的数据资产化,形成新的可信机制和协作模式;VR和AR改变人机交互的方式。其中,每一项技术的大规模发展都要以提高能耗为代价。

当前,VR、AR技术离真正具有低延迟、高沉浸的理想体验还有很长的路要走。以VR为例,设备分辨率至少要达到8K以上才会有非常真实的体验,设备刷新率也还有较大提升空间。要突破这些瓶颈,对网络、存储、计算、电池的要求会大幅提升。

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区块链是元宇宙的基础技术构成要素之一,基于区块链技术的数字货币是元宇宙运转的重要工具。区块链中区块的生成需要进行大量无意义的计算,而算力又与电力高度正相关。研究显示,全球比特币挖矿每年消耗约91太瓦时的电力,这超过了拥有550万人口的芬兰的用电量。

数据中心能耗更高,对电力系统的影响也更大。据统计,2018年全国数据中心耗电总量达到1609亿千瓦时,超过上海市当年全社会用电量,占全国用电量比重2.35%。随着元宇宙世界不断生长,各类数据还将呈现指数级增长,从而推动数据中心数量和规模大幅增长,给电力供应和碳排放带来新挑战。

在无法实现清洁能源稳定充足供给前,需要布局产业元宇宙的企业主动加强顶层设计,紧跟“双碳”工作节奏做好元宇宙产业规划。坚持节能优先战略,明确元宇宙相关企业在节能减排中的主体地位,约束企业不当能源消费,鼓励企业通过节能获取额外收益和奖励。避免在严控传统高耗能产业发展的同时,又催生出一个全新的高耗能产业。

长远来看,分布式的可再生能源系统或是元宇宙可持续发展的重要解决方案。支撑永续发展的庞大元宇宙数字空间,需要以巨大的计算能力和海量的数据存储空间为基础,这决定了元宇宙时代基础设施将高度依赖分布式系统,需要全球计算和存储资源全面协同。每一个分布式元宇宙基础设施都可通过分布式能源系统提供电力支持,应结合储能、氢能等新技术,提升可再生能源在其能源供应中的比重。

科技行业属于高耗能行业,在为千行百业赋能以及助力减排的同时,产业元宇宙是帮助自身降低碳排放的利器。以元宇宙中遍布的数据中心为例,云计算实现算力集约化,模块化及制冷技术提升可实现PUE(Power Usage Effectiveness,PUE等于数据中心总能耗除以IT设备能耗)降低。

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集约化算力将降低多少能耗?根据Pike Research预计,到2020年,采用云计算可以使全球数据中心的能源使用量减少38%。另据Microsoft测算,相较于分散的传统企业数据中心,集约式数据中心通过改善IT运维效率、IT设备效率、数据中心基础架构效率、可再生能力等四个方面,或可降低72%-98%的能耗。

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