面對日益嚴(yán)峻的氣候變化與全球變暖，國際社會積極行動聚焦可持續(xù)發(fā)展。近年來，大型科技公司積極探索開發(fā)碳中和數(shù)字工具箱，以期運用技術(shù)手段幫助自身、用戶以及供應(yīng)鏈更好地實現(xiàn)碳中和及可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。本文結(jié)合海外科技企業(yè)實踐案例與探索，總結(jié)了微軟、谷歌、蘋果的碳中和數(shù)字工具箱成果及進(jìn)展，以供參考。
依托云服務(wù)低碳功能，
賦能用戶及供應(yīng)鏈
一是幫助企業(yè)將基礎(chǔ)架構(gòu)和應(yīng)用程序遷移到云服務(wù)中以提高性能并減少對環(huán)境的影響。例如使用Google Workspace，可以讓企業(yè)的IT能耗和碳排放量最多減少87%，而使用Gmail的企業(yè)其電子郵件服務(wù)的溫室氣體排放最高減少了98%。個人用戶使用一個月的Google服務(wù)所產(chǎn)生的溫室氣體排放量要比汽車運行一公里所產(chǎn)生的溫室氣體排放量還少，并且這些排放量已通過谷歌運營碳中和承諾抵消。此外，谷歌還幫助客戶衡量遷移到Google Cloud對可持續(xù)發(fā)展的影響。例如，國家地理合作伙伴(NationalGeographic Partners)將其整個圖像庫應(yīng)用程序遷移到了Google Cloud，在提高圖像庫應(yīng)用安全性和管理能力的同時，減少了圖像收集過程約62%的能源和排放量。[1]
二是依靠云服務(wù)強大的合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)，助力可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)實現(xiàn)。通過選擇微軟Azure作為其統(tǒng)一連接平臺的云技術(shù)，ABB的客戶現(xiàn)在可以利用由數(shù)十億美元持續(xù)投資的企業(yè)級云基礎(chǔ)設(shè)施，積極推動社會和行業(yè)的轉(zhuǎn)型;霍尼韋爾(Honeywell)在其企業(yè)績效管理軟件Honeywell Forge中使用Azure，該軟件與微軟 Dynamics 365集成在一起，可啟用預(yù)測性維護(hù)應(yīng)用程序來改善整個企業(yè)環(huán)境的性能和能源效率;江森自控公司依托微軟Azure，以數(shù)字化方式改變建筑和空間的構(gòu)思、建造方式，并設(shè)法實現(xiàn)能源優(yōu)化等;施耐德電氣的EcoStruxure數(shù)字解決方案與微軟 Azure一起，使所有人都能充分利用其能源和資源。
圖：微軟發(fā)布《云計算的碳效益》報告[2]
三是利用數(shù)字工具實現(xiàn)碳排放的量化分析，減少云服務(wù)的碳排放。微軟的可持續(xù)發(fā)展計算器(Microsoft SustainabilityCalculator)[3]是一個幫助用戶計算其云服務(wù)碳排放量的工具。利用Power BI儀表盤分析其使用的與Dynamics和Azure相關(guān)的云服務(wù)產(chǎn)生的溫室氣體排放量，并通過一段時間的跟蹤分析排放量變化的根本原因。此外還可以通過碳核算測量微軟云服務(wù)對用戶碳足跡的影響，并計算如何通過將其他應(yīng)用程序和服務(wù)轉(zhuǎn)移到云中來進(jìn)一步減少排放。可持續(xù)發(fā)展計算器通過云數(shù)據(jù)導(dǎo)出可持續(xù)信息報告，在提高碳排放透明度的同時實現(xiàn)數(shù)據(jù)量化分析，幫助客戶更好地了解并減少基于云服務(wù)產(chǎn)生的碳排放。
圖：微軟可持續(xù)發(fā)展計算器部分界面
開發(fā)數(shù)字工具，
提高能源效率，減少能源浪費
一是提供智能化工具幫助用戶選擇低能耗且低成本的能源方案。谷歌的智能溫控器(Nest thermostat)[4]是一款依據(jù)用戶需求和環(huán)境溫度自動調(diào)溫并主動降低能耗的智能溫控器。用戶可以對Nest Thermostat進(jìn)行常規(guī)溫控設(shè)置，也可以隨時進(jìn)行調(diào)整。溫控器會根據(jù)季節(jié)變化以及家庭能源歷史記錄，分析家庭能源需求和使用情況，制定最節(jié)約的供能方案。谷歌能源戰(zhàn)略工具(Energy Strategies)[5]可以通過提供能源組合模擬功能，讓用戶扮演能源規(guī)劃師的角色，進(jìn)而選擇最佳的能源組合以滿足能源需求。該工具包含太陽能、核電、風(fēng)電、天然氣、煤電的能源組合模型，用戶可以自行選擇并更改組合中各種能源的用量。每一種選擇都會自動生成一組數(shù)值，包括碳排放影響、成本效應(yīng)以及是否滿足用能需求。通過該過程，讓用戶了解不同能源與發(fā)電和碳排放之間的關(guān)系，從而選擇更加低成本且低碳的方式來使用電力。谷歌屋頂太陽能(Google Project Sunroof)[6]為用戶家庭或社區(qū)探索太陽能節(jié)能潛力。谷歌使用谷歌地圖分析屋頂形狀和當(dāng)?shù)靥鞖饽Ｊ?，制定針對性的太陽能計劃。然后依?jù)家庭平均電費和用能情況，推薦屋頂太陽能電池板數(shù)量。該項目還提供太陽能電池板購買、租賃或貸款的價格比較。此外，該項目還可以依據(jù)屋頂大小和形狀、屋頂陰影面積、當(dāng)?shù)靥鞖?、?dāng)?shù)仉妰r、太陽能成本估計使用太陽能節(jié)約的成本。
圖：谷歌屋頂太陽能項目估測的俄克拉荷馬城屋頂太陽能潛力
二是結(jié)合大數(shù)據(jù)，掌控能源布局情況，優(yōu)化資源配置。谷歌全球發(fā)電廠數(shù)據(jù)庫(Global Power Plant Database)[7]是全球發(fā)電廠的綜合性開源數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫涵蓋來自164個國家的大約30000座發(fā)電廠，包括火力發(fā)電廠(例如煤、天然氣、石油、核能、生物質(zhì)能、地?zé)?和可再生能源發(fā)電廠(例如水力、風(fēng)能、太陽能)。數(shù)據(jù)庫包含每個發(fā)電廠的位置信息、發(fā)電廠容量、發(fā)電量、所有權(quán)和燃料類型等信息并且不斷更新，使應(yīng)用者更易于對全球電廠數(shù)據(jù)進(jìn)行瀏覽、比較和深度分析。
圖：谷歌全球電廠數(shù)據(jù)庫中按容量劃分的發(fā)電廠全球布局情況
三是開發(fā)供應(yīng)商清潔能源門戶網(wǎng)站，助力供應(yīng)商清潔能源。蘋果于2015年10月啟動了供應(yīng)商清潔能源計劃，以促進(jìn)清潔能源在供應(yīng)鏈中的使用[8]。并開發(fā)供應(yīng)商清潔能源門戶網(wǎng)站(Supplier Clean EnergyPortal)，幫助供應(yīng)商在全球范圍內(nèi)識別可再生能源，確保清潔能源成本低和易獲取的優(yōu)勢，目前已有 100 多家供應(yīng)商注冊參與該網(wǎng)站，幫助供應(yīng)商過渡到100%使用清潔能源，從而助力減少與產(chǎn)品相關(guān)的碳排放，創(chuàng)建更具彈性的供應(yīng)鏈。
賦能綠色交通工具，
打造綠色出行
一是提供實時交通信息，幫助用戶選擇低碳出行方案。谷歌航班查詢工具(Google Flights)[9]是一個航班信息查詢平臺，包括航班、酒店、住宿、實時旅行預(yù)警等信息，并提供個性化旅途探索功能。在該平臺上能夠查看航班的碳排放量估算值，并據(jù)此做出航班推薦。谷歌地圖(Google Maps)[10]是一個網(wǎng)絡(luò)地圖平臺，提供衛(wèi)星圖像、航空攝影、街道、360°交互式街道全景圖、實時交通狀況以及交通出行的路線規(guī)劃。其提供的實時道路交通信息包括：公交延遲時間、道路擁堵情況預(yù)測、可用的共享單車或摩托車、交通路線等，讓出行者更簡便地選擇最佳出行方式。至2019年末，Google Maps擁有將近142000個電動交通工具充電樁的位置信息。
圖：谷歌地圖中實時道路交通情況部分界面
二是推出互助出行軟件平臺，節(jié)約出行成本。谷歌的拼車駕駛(Waze Carpool)[11]是谷歌旗下的交通導(dǎo)航應(yīng)用程序提供的一種拼車工具。Waze上的司機并不以此為業(yè)，而只是為了減少汽油費搭載同樣順路上下班的乘客。而乘客則出于節(jié)約通勤成本的目的使用Waze。與打車不同，乘客有時需要步行到達(dá)附近的司機那里，拼車的終點可能與目的地也有一段距離，且支付費用較低，特殊情況下也可以免費，以此實現(xiàn)真正意義上的拼車上下班。2019年，Waze拼車出行里程數(shù)達(dá)到1.2億公里，抵消了26000噸二氧化碳當(dāng)量的溫室氣體排放，相當(dāng)于種植超過40萬棵樹。目前，美國、巴西、以色列、墨西哥等多個國家和城市都在使用Waze。
圖：Waze Carpool應(yīng)用程序部分界面
三是記錄個人出行信息，幫助用戶分析環(huán)境影響。谷歌TripTracker[12]可以自動記錄用戶駕車、跑步和騎自行車的情況，還可以提供個人差旅統(tǒng)計信息，包括用戶碳足跡。微軟Concur[13]將差旅和費用流程集成到微軟Outlook 365中，除此之外，它還能夠預(yù)估航班的碳排放量，幫助用戶比較不同差旅選擇的碳成本和財務(wù)成本。
圖：Trip Tracker應(yīng)用程序部分界面
提高個人環(huán)保意識，
促進(jìn)用戶節(jié)能行動
谷歌Your Plan,Your Planet[14]是其與加州科學(xué)院合作為個人提供的交互式工具，幫助人們了解他們在食物、能源和水等方面的環(huán)境影響，并學(xué)習(xí)簡單的循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，采取科學(xué)方法減少環(huán)境負(fù)面影響。該工具從食物、水、能源和物品四個方面展開，引導(dǎo)用戶進(jìn)行游戲式體驗，例如將食物放置在冰箱中的正確位置、洗碗機要比手洗盤子使用更少的能源和水等。用戶可以在體驗過程中切身感受自己日常行為對環(huán)境造成的影響，從而提高環(huán)保意識，并作出承諾。谷歌助手(Google Assistant)[15]作為智能個人助理，可以在手機、智能顯示器、揚聲器、汽車、電腦、可穿戴設(shè)備等設(shè)備中進(jìn)行配置，用戶可以通過對話的方式，讓谷歌助手幫助自己在設(shè)備上完成操作，并且支持遠(yuǎn)程操控，例如遠(yuǎn)程調(diào)控家里的電燈、溫控器、播放器等。環(huán)保方面，谷歌助手可以通過將節(jié)約能源、材料和水的行動融入日常生活，幫助用戶節(jié)能。
圖：YourPlan, Your Planet部分界面
開發(fā)地圖工具，
監(jiān)測地球資源變化
谷歌地球引擎(Google Earth Engine)[16]是一個分析和可視化地理數(shù)據(jù)的云計算平臺，可以處理衛(wèi)星圖像以及其他地理觀測數(shù)據(jù)。它提供衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)庫的訪問權(quán)限。Google地球引擎與Google云端平臺合作，研究人員可以訪問陸地衛(wèi)星和Sentinel-2的數(shù)據(jù)。通過衛(wèi)星圖像和地理空間數(shù)據(jù)庫以及數(shù)據(jù)分析功能的結(jié)合，可以檢測地球表面的變化，分析森林和水域覆蓋率、土地利用變化或評估農(nóng)田的健康狀況等。2013年，谷歌地球引擎增加了延時視頻(Timelaspe)[17]功能，可以對1984-2020年間地球變化(如森林、城市、陸地等)進(jìn)行直觀感受。微軟的CarbonPlan[18]利用行星計算機的數(shù)據(jù)，對基于森林的氣候解決方案進(jìn)行更加透明和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑u估。通過對過去和未來的碳抵消項目進(jìn)行數(shù)據(jù)驅(qū)動，使得采購項目能夠獲得最高質(zhì)量的結(jié)果。此外還通過構(gòu)建開源數(shù)據(jù)和工具生成了數(shù)據(jù)集和模型，為氣候決策提供信息。
圖：GoogleEarth Engine的延時視頻界面
科技助農(nóng)，
推動可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展
微軟的Cloud Agronomics[19]利用遙感和人工智能技術(shù)讓種植者深入了解作物和土壤的碳含量，以降低溫室氣體排放，助力可持續(xù)的糧食生產(chǎn)。它利用飛機上定制的高光譜成像設(shè)備掃描農(nóng)作物和土壤，此方法采集的數(shù)據(jù)量是衛(wèi)星收集的300倍。數(shù)據(jù)被發(fā)送到Azure進(jìn)行參考、校準(zhǔn)和分析，將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為見解。Cloud Agronomics正在構(gòu)建最大的農(nóng)業(yè)標(biāo)記數(shù)據(jù)集之一，使種植者能夠積極有效地管理作物。實時碳監(jiān)測功能將為碳信用市場提供的首個標(biāo)準(zhǔn)化碳指數(shù)，為向低碳農(nóng)業(yè)過渡提供資金激勵，從大氣中清除多余的碳并將其封存在土壤中以幫助植物生長。
圖：CloudAgronomics的部分界面
減少建筑設(shè)施的碳排放，
助力節(jié)能建筑
微軟的建筑隱含碳計算器(Embodied Carbon in Construction Calculator，EC3)[20]是一個用于揭示建筑材料中隱含碳的免費開放式平臺，于2019年11月推出并托管在Azure上。EC3從經(jīng)過第三方驗證的環(huán)境產(chǎn)品聲明(EPD)中提取數(shù)據(jù)，對可用材料的碳含量進(jìn)行比較，從而使用戶能快速地做出采購決定，選擇對氣候影響最小的材料。現(xiàn)在有超過10000個用戶使用EC3工具。該平臺還擁有一個全球近5000種建筑產(chǎn)品的主要材料類別的碳含量數(shù)據(jù)庫。Google Cloud和DeepMind開發(fā)了一個工業(yè)自適應(yīng)控制平臺，通過自動控制商業(yè)建筑、數(shù)據(jù)中心和工業(yè)設(shè)施的供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)，在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)機器學(xué)習(xí)，從而實現(xiàn)節(jié)能，并將這些解決方案提供給工業(yè)企業(yè)和建筑管理軟件提供商。
圖：建筑隱含碳計算器部分界面
綜合性碳中和數(shù)據(jù)分析與決策制定工具，
助力城市低碳規(guī)劃
環(huán)境洞察資源管理器(EnvironmentalInsights Explorer，EIE)[21]是一個聚合Google數(shù)據(jù)庫信息并利用機器學(xué)習(xí)等技術(shù)核算城市溫室氣體排放情況、幫助城市設(shè)定排放基線和確定減排計劃的免費平臺。旨在幫助城市建設(shè)者和決策者探索制定更好的城市發(fā)展計劃，創(chuàng)建低碳城市。EIE為城市提供核算溫室氣體的技術(shù)工具和數(shù)據(jù)，一是建筑排放：根據(jù)谷歌地圖數(shù)據(jù)估算城市邊界內(nèi)建筑物的溫室氣體排放量;二是交通排放：聚合數(shù)據(jù)庫中匿名位置車輛歷史數(shù)據(jù)，在城市邊界內(nèi)開始或結(jié)束的所有行程的估計溫室氣體排放量;三是屋頂太陽能潛力：根據(jù)總?cè)照樟俊⑻鞖饽Ｊ?、屋頂尺寸和方向，估計所有建筑物的太陽能生產(chǎn)潛力;四是空氣質(zhì)量：通過移動空氣傳感器繪制街道級空氣污染地圖，獲得超本地化、逐條街道的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù);五是森林覆蓋面積：繪制森林覆蓋地圖以增加森林覆蓋率并改善城市生態(tài)系統(tǒng)。
圖：環(huán)境洞察資源管理器部分界面
參考文獻(xiàn)：
[1]https://www.gstatic.com/gumdrop/sustainability/google-2020-environmental-report.pdf
[2]https://www.microsoft.com/en-us/download/confirmation.aspx?id=56950
[3]https://www.microsoft.com/en-us/sustainability/sustainability-guide/sustainability-calculator?activetab=pivot_1%3aprimaryr2
[4]https://store.google.com/us/product/nest_thermostat?hl=en-US
[5]https://google.github.io/energystrategies/
[6]https://www.google.com/get/sunroof
[7]https://resourcewatch.org/data/explore/Powerwatch
[8]https://www.apple.com/environment/pdf/Apple_Environmental_Progress_Report_2021.pdf
[9]https://www.google.com/travel/flights?tfs
[10]https://www.google.com/maps/@22.5499916,113.8602243,12.04z
[11]https://www.waze.com/zh/carpool/
[12]https://play.google.com/store/apps/details?id=com.icfi.ridetracker&hl=en&gl=US
[13]https://www.concur.com/
[14]https://yourplanyourplanet.sustainability.google/
[15]https://assistant.google.com/
[16]https://earthengine.google.com/
[17]https://earthengine.google.com/timelapse/
[18]https://carbonplan.org/
[19]https://www.cloudagronomics.com/
[20]https://carbonleadershipforum.org/what-we-do/initiatives/ec3/
[21]https://insights.sustainability.google/
作者
喬婷婷 騰訊研究院助理研究員
王小丹 騰訊研究院助理研究員
（轉(zhuǎn)載）
