數字工具箱如何助力碳中和？看國外科技企業如何做

騰訊研究院

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

面對日益嚴峻的氣候變化與全球變暖，國際社會積極行動聚焦可持續發展。

近年來，大型科技公司積極探索開發碳中和數字工具箱，以期運用技術手段幫助自身、用戶以及供應鏈更好地實現碳中和及可持續發展目標。

本文

結合海外科技企業實踐案例與探索，總結了微軟、谷歌、蘋果的碳中和數字工具箱成果及進展，以供參考。

依托雲服務低碳功能，賦能用戶及供應鏈

一是幫助企業將基礎架構和應用程序遷移到雲服務中以提高性能並減少對環境的影響。

例如使用Google Workspace，可以讓企業的IT能耗和碳排放量最多減少87％，而使用Gmail的企業其電子郵件服務的溫室氣體排放最高減少了98％。個人用戶使用一個月的Google服務所產生的溫室氣體排放量要比汽車運行一公里所產生的溫室氣體排放量還少，並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對可持續發展的影響。例如，國家地理合作夥伴（NationalGeographic Partners）將其整個圖像庫應用程序遷移到了Google Cloud，在提高圖像庫應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>

二是依靠雲服務強大的合作夥伴生態系統，助力可持續發展目標實現。

通過選擇微軟Azure作為其統一連接平台的雲技術，ABB的客戶現在可以利用由數十億美元持續投資的企業級雲基礎設施，積極推動社會和行業的轉型；霍尼韋爾（Honeywell）在其企業績效管理軟件Honeywell Forge中使用Azure，該軟件與微軟 Dynamics 365集成在一起，可啟用預測性維護應用程序來改善整個企業環境的性能和能源效率；江森自控公司依托微軟Azure，以數字化方式改變建築和空間的構思、建造方式，並設法實現能源優化等；施耐德電氣的EcoStruxure數字解決方案與微軟 Azure一起，使所有人都能充分利用其能源和資源。

圖：微軟發布《雲計算的碳效益》報告

<2>

三是利用數字工具實現碳排放的量化分析，減少雲服務的碳排放。

微軟的可持續發展計算器（Microsoft SustainabilityCalculator）

<3>

是一個幫助用戶計算其雲服務碳排放量的工具。利用Power BI儀表盤分析其使用的與Dynamics和Azure相關的雲服務產生的溫室氣體排放量，並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雲服務對用戶碳足跡的影響，並計算如何通過將其他應用程序和服務轉移到雲中來進一步減少排放。可持續發展計算器通過雲數據導出可持續信息報告，在提高碳排放透明度的同時實現數據量化分析，幫助客戶更好地了解並減少基於雲服務產生的碳排放。

圖：微軟可持續發展計算器部分界面

開發數字工具，

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>

是一款依據用戶需求和環境溫度自動調溫並主動降低能耗的智能溫控器。用戶可以對Nest Thermostat進行常規溫控設置，也可以隨時進行調整。溫控器會根據季節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，制定最節約的供能方案。谷歌能源戰略工具（Energy Strategies）

<5>

可以通過提供能源組合模擬功能，讓用戶扮演能源規劃師的角色，進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、風電、天然氣、煤電的能源組合模型，用戶可以自行選擇並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值，包括碳排放影響、成本效應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電和碳排放之間的關系，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>

為用戶家庭或社區探索太陽能節能潛力。谷歌使用谷歌地圖分析屋頂形狀和當地天氣模式，制定針對性的太陽能計劃。然後依據家庭平均電費和用能情況，推薦屋頂太陽能電池板數量。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，該項目還可以依據屋頂大小和形狀、屋頂陰影面積、當地天氣、當地電價、太陽能成本估計使用太陽能節約的成本。

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

二是結合大數據，掌控能源布局情況，優化資源配置。谷歌全球發電廠數據庫（Global Power Plant Database）

<7>

是全球發電廠的綜合性開源數據庫。該數據庫涵蓋來自164個國家的大約30000座發電廠，包括火力發電廠（例如煤、天然氣、石油、核能、生物質能、地熱）和可再生能源發電廠（例如水力、風能、太陽能）。數據庫包含每個發電廠的位置信息、發電廠容量、發電量、所有權和燃料類型等信息並且不斷更新，使應用者更易於對全球電廠數據進行瀏覽、比較和深度分析。

圖：谷歌全球電廠數據庫中按容量劃分的發電廠全球布局情況

三是開發供應商清潔能源門戶網站，助力供應商清潔能源。

蘋果於2015年10月啟動了供應商清潔能源計劃，以促進清潔能源在供應鏈中的使用

<8>

。並開發供應商清潔能源門戶網站（Supplier Clean EnergyPortal），幫助供應商在全球範圍內識別可再生能源，確保清潔能源成本低和易獲取的優勢，目前已有 100 多家供應商注冊參與該網站，幫助供應商過渡到100%使用清潔能源，從而助力減少與產品相關的碳排放，創建更具彈性的供應鏈。

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台，包括航班、酒店、住宿、實時旅行預警等信息，並提供個性化旅途探索功能。在該平台上能夠查看航班的碳排放量估算值，並據此做出航班推薦。谷歌地圖（Google Maps）

<10>

是一個網絡地圖平台，提供衛星圖像、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台，節約出行成本。

谷歌的拼車駕駛（Waze Carpool）

<11>

是谷歌旗下的交通導航應用程序提供的一種拼車工具。Waze上的司機並不以此為業，而只是為了減少汽油費搭載同樣順路上下班的乘客。而乘客則出於節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附近的司機那裏，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，以此實現真正意義上的拼車上下班。2019年，Waze拼車出行里程數達到1.2億公里，抵消了26000噸二氧化碳當量的溫室氣體排放，相當於種植超過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應用程序部分界面

三是記錄個人出行信息，幫助用戶分析環境影響。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成本。

圖：Trip Tracker應用程序部分界面

提高個人環保意識，促進用戶節能行動

谷歌Your Plan,Your Planet

<14>

是其與加州科學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境影響，並學習簡單的循環經濟理念，采取科學方法減少環境負面影響。該工具從食物、水、能源和物品四個方面展開，引導用戶進行遊戲式體驗，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境造成的影響，從而提高環保意識，並作出承諾。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、可穿戴設備等設備中進行配置，用戶可以通過對話的方式，讓谷歌助手幫助自己在設備上完成操作，並且支持遠程操控，例如遠程調控家裏的電燈、溫控器、播放器等。環保方面，谷歌助手可以通過將節約能源、材料和水的行動融入日常生活，幫助用戶節能。

圖：YourPlan, Your Planet部分界面

開發地圖工具，監測地球資源變化

谷歌地球引擎（Google Earth Engine）

<16>

是一個分析和可視化地理數據的雲計算平台，可以處理衛星圖像以及其他地理觀測數據。它提供衛星圖像數據庫的訪問權限。Google地球引擎與Google雲端平台合作，研究人員可以訪問陸地衛星和Sentinel-2的數據。通過衛星圖像和地理空間數據庫以及數據分析功能的結合，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）進行直觀感受。微軟的CarbonPlan

<18>

利用行星計算機的數據，對基於森林的氣候解決方案進行更加透明和科學嚴謹的評估。通過對過去和未來的碳抵消項目進行數據驅動，使得采購項目能夠獲得最高質量的結果。此外還通過構建開源數據和工具生成了數據集和模型，為氣候決策提供信息。

圖：GoogleEarth Engine的延時視頻界面

科技助農，推動可持續農業發展

微軟的Cloud Agronomics

<19>

利用遙感和人工智能技術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，助力可持續的糧食生產。它利用飛機上定制的高光譜成像設備掃描農作物和土壤，此方法采集的數據量是衛星收集的300倍。數據被發送到Azure進行參考、校准和分析，將原始數據轉換為見解。Cloud Agronomics正在構建最大的農業標記數據集之一，使種植者能夠積極有效地管理作物。實時碳監測功能將為碳信用市場提供的首個標准化碳指數，為向低碳農業過渡提供資金激勵，從大氣中清除多餘的碳並將其封存在土壤中以幫助植物生長。

圖：CloudAgronomics的部分界面

減少建築設施的碳排放，助力節能建築

微軟的建築隱含碳計算器（Embodied Carbon in Construction Calculator，EC3)

<20>

是一個用於揭示建築材料中隱含碳的免費開放式平台，於2019年11月推出並托管在Azure上。EC3從經過第三方驗證的環境產品聲明（EPD）中提取數據，對可用材料的碳含量進行比較，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。現在有超過10000個用戶使用EC3工具。該平台還擁有一個全球近5000種建築產品的主要材料類別的碳含量數據庫。Google Cloud和DeepMind開發了一個工業自適應控制平台，通過自動控制商業建築、數據中心和工業設施的供暖、通風和空調系統，在全球範圍內實現機器學習，從而實現節能，並將這些解決方案提供給工業企業和建築管理軟件提供商。

圖：建築隱含碳計算器部分界面

綜合性碳中和數據分析與決策制定工具，

助力城市低碳規劃

環境洞察資源管理器（EnvironmentalInsights Explorer，EIE）

<21>

是一個聚合Google數據庫信息並利用機器學習等技術核算城市溫室氣體排放情況、幫助城市設定排放基線和確定減排計劃的免費平台。旨在幫助城市建設者和決策者探索制定更好的城市發展計劃，創建低碳城市。EIE為城市提供核算溫室氣體的技術工具和數據，一是建築排放：根據谷歌地圖數據估算城市邊界內建築物的溫室氣體排放量；二是交通排放：聚合數據庫中匿名位置車輛歷史數據，在城市邊界內開始或結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：根據總日照量、天氣模式、屋頂尺寸和方向，估計所有建築物的太陽能生產潛力；四是空氣質量：通過移動空氣傳感器繪制街道級空氣汙染地圖，獲得超本地化、逐條街道的空氣質量數據；五是森林覆蓋面積：繪制森林覆蓋地圖以增加森林覆蓋率並改善城市生態系統。

圖：環境洞察資源管理器部分界面

參考文獻：

<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/