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数字工具的使用可以提高生产力和能源管理效率,使包括政府、卫生、教育、制造业、交通和农业等的各部门受益,同时也在消耗能源。因此,信息和通信技术(Information and Communication Technology,ICT)基础设施的绿色转型至关重要。世界银行日前发布报告《绿色ICT:新加坡案例研究》(Greening ICT A Case Study in Singapore),概述了新加坡如何利用绿色ICT策略来应对这一全球性挑战。新加坡的绿色ICT战略不仅集中于提高数据中心的能效,还涵盖了推进环保立法、促进绿色技能发展和鼓励企业采纳可持续的商业模式。新加坡政府通过引导和支持,使得ICT行业能够在降低能源消耗和减少温室气体排放方面取得实质性进展。
一、研究背景
气候变化是全球化的治理议题。如果不采取具体措施遏制温室气体(Greenhouse gas,GHG)的排放,就会导致与气候变化相关的严重后果。国际合作和采取有效的国内措施来减少排放和适应气候,是最大限度地减少气候变化对现在和未来几代人的负面影响的关键。
传感器、数字孪生、机器学习以及其他数字工具和应用的使用可以提高生产率和能源管理,使政府、卫生、教育、制造、交通和农业等几乎所有部门受益。数字技术有可能帮助其他行业节省20%的全球碳排放量。然而,这些数字工具和应用会消耗能源,并造成温室气体排放。据估计,到2040年,它们的碳足迹可能占全球碳排放量的14%左右。因此,绿色ICT的基础设施至关重要。
尽管新加坡在全球排放量中所占比例相对较小,仅为0.1%,但由于缺乏可再生能源以及易受气候变化的影响,新加坡面临着巨大的挑战。此外,该国还是数据中心(Data Center,DC)中心,占东南亚数据市场的60%以上。ICT技术基础设施中的数据中心显然是能源密集型的,对气候减缓工作构成了巨大挑战。新加坡政府正在采取积极措施来解决这些问题,并建设一个更具可持续性和复原力的未来。新加坡的目标是到2030年将排放量减少到六千万吨的二氧化碳排放量,并致力于到2050年实现净零排放。新加坡管理ICT技术领域能源消耗和温室气体排放的方法,为他国,尤其尚处于发展中国家阶段的国家,提供了宝贵的案例范式。
二、新加坡应对气候变化的实践
根据来自凯谛思(Arcadis)《2022年可持续城市指数(Sustainable Cities Index 2022)》的数据,新加坡排名居世界第35位,亚太地区第4位,仅次于东京、首尔和悉尼;世界经济论坛(World Economic Forum,WEF)推出的《全球竞争力报告》中,就2022全球竞争力指数排名,新加坡也列于第4位,表现突出。这凸显了新加坡的可持续发展倡议的重要性,同时保持了其持续的竞争力。报告的这一部分旨在强调新加坡在向可持续和低碳未来过渡时的总体方法和关键举措的一些关键方面。
新加坡始终坚持可持续发展是其长期的优先事项。气候变化对像新加坡这类小体量的岛国带来了一个不对称的挑战;它对全球排放的贡献相对较小,但气候变化对该国的影响却较大。作为一个小型、低洼、高度城市化的城市国家,新加坡尤其容易受到气候的负面影响。地理上的限制——如低风速、平坦的土地和缺乏地热资源等因素——限制了该国获得替代清洁能源的机会,如地热、风能和潮汐能。尽管存在这些挑战,但可持续发展一直是新加坡的优先事项,甚至于在气候变化成为全球化的问题之前就引起了新加坡的重视。该国一直在寻求以相互加强的方式平衡经济增长和环境保护,而不是以牺牲彼此为代价。
新加坡已经实施了几项可持续发展倡议:新加坡划定了大型的自然保护区,岛上大约三分之一的树木覆盖,被称作“花园之城”;它也是少数几个限制汽车增长、减少交通工具碳排放的国家之一;它还通过“关闭水环”等措施来重复利用每一滴水。新加坡不补贴化石燃料的使用,是东南亚第一个引入碳价格的国家,覆盖了约80%的排放量;自21世纪初以来,它已经逐渐趋向使用天然气,这是最清洁的发电化石燃料形式之一;到2020年,约95.8%的发电量来自天然气。新加坡还致力于逐步向绿色能源过渡,包括从老挝到泰国和马来西亚进口多达100兆瓦的水电;其目标是到2035年进口多达40亿瓦的低碳电力,这将占其预计电力供应的30%左右。
多年来,政府推出了各种气候变化计划,包括《气候变化战略(Climate Change Strategy)》(2012) 、《新加坡可持续发展蓝图(Sustainable Singapore Blueprint)》(2015) 、《新加坡气候行动计划(Singapore’s Climate Action Plan)》(2016) 和《规划新加坡低碳和气候弹性未来(Charting Singapore’s Low-Carbon and Climate Resilient Future)》(2020) 等。于2021年初启动的《新加坡绿色计划2030》制定了一个全面和长期的可持续发展路线图。它概述了该国对可持续发展的战略、倡议和目标。这项倡议由五个机构部门牵头,其中21个部门聚焦于五个关键支柱:自然城市、可持续生活、能源重置、绿色经济和弹性未来。该计划是新加坡根据联合国2030年应对气候变化的议程做出的一部分实践。作为其长期低排放发展战略(Long-Term Low-Emissions Development Strategy,LEDS)的一部分,新加坡旨在到2030年减少碳排放至六千万吨二氧化碳当量(60 MtCO2e),并到2050年实现净零排放。
三、新加坡ICT部门及其排放概览
1.ICT部门概览
ICT部门是新加坡经济的重要组成部分。其高度发达的ICT基础设施涵盖了有弹性的电信网络、宽带连接和一个强大的数据中心生态系统。由于新加坡是通往东南亚的门户,并拥有广泛的海底电缆连接,这使其成为数据流量的重要节点。
信息通信在新加坡具有重要的经济地位。2022年,该行业的增加值为240亿美元(330亿新元),占国内生产总值的5.1%,高于2018年的4%;由于新冠疫情期间出现了数字技术的大量使用,该行业对新加坡GDP的贡献在2020年达到了5.4%的峰值。在ICT行业中,信息服务和在线市场在2021年所占最大比例,略高于三分之一(见图1)。
图1 新加坡信息服务和在线市场生产总值统计
资料来源:SingStat Table Builder,上海科学技术情报研究所编译
2. ICT部门排放
新加坡能源市场管理局编制能源统计数据。2017年至2021年,ICT部门的用电量增长超过100%,其在新加坡总用电量中的份额从2017年的3.7%上升到2021年的7.5%,更在2022年6月升至8.6%。按照目前的增长速度,到2030年,这一比例将达到14%。信息通信公司是仅次于制造业、家庭活动和房地产活动的第四大电力用户。基于EMA的电网排放系数,在2021年,信息通信部门的温室气体排放量已达160万吨二氧化碳当量(tCO2e)。
图2 新加坡ICT部门的电力消耗和温室气体排放
资料来源:能源市场管理局-新加坡能源统计,上海科学技术情报研究所编译
四、新加坡绿色数据中心建设
作为全球技术和创新中心,也基于对其现有排放的关注分析,新加坡已经认识到发展一个可持续和节能的数据中心生态系统用以应对碳足迹增长的重要性。新加坡是东南亚数据中心的重要市场,占该地区DC市场份额的60%以上。截至2021年,新加坡有70多个可运行的数据中心,总可用IT容量约为1000兆瓦(MW)。Facebook、微软和亚马逊网络服务等全球科技公司已经在新加坡建立了超大规模的DC系统,以支持区域范围内的商业运营。
图3 2022年每百万人和连接DC的组织中按连接数据中心排名的前十经济体
资料来源:PeeringDB,上海科学技术情报研究所编译
DC的能源效率在很大程度上取决于用于消散由服务器和存储系统等IT设备产生的大量热量的冷却系统。在一个典型的直流系统中,冷却系统占总能源消耗的40%。在温暖的热带气候环境中,冷却带来了额外的挑战;在新加坡,由于其特殊的区位环境,冷却中心的能源比全球平均水平高出15%至20%。
新加坡DC市场的发展可以分为三个阶段。第一阶段在2010年之前,属于数据中心的发展初期;第二阶段为2010—2018年,DC快速增长;2019年至今的第三阶段,是可持续的DC增长。2019年,新加坡暂停了新的数据中心建设,以审查政策并管理DC部门的可持续增长。如今,新加坡对DC的建设是有选择性的,倾向于资源效率表现突出的DC,这与新加坡的经济和战略目标相一致。此后,新加坡还将采取措施逐步提高现有DC的效率。运营商将利用可再生能源或制定计划投资创新技术,以抵消碳排放。2022年7月,新加坡经济发展局(Economic Development Board,EDB)和信息通信媒体发展局(Infocomm Media Development Authority,IMDA)恢复了DC建设,并宣布启动试点数据中心——呼吁应用“DC-CFA”(Data Centre - Call for Application),即数据中心的能源使用审批模式。公司和打算在新加坡获得新的DC运营资格的机构可以通过试点申请DC-CFA。新的能耗空间则可以用于发展“绿色地区(greenfield)”(即推进新的DC建设)和“棕色地区(brownfield)”(即扩大现有DC的容量)。
新加坡通过绿色计划2030的一系列具体的政策和措施,推动全社会向更加可持续和环境友好的方向发展,目前已在绿色ICT领域取得了显著成就,不仅提高了其ICT行业的环境绩效,也为全球提供了宝贵的经验和示范。
参考文献:
[1]World Bank. Greening ICT A Case Study in Singapore [R/OL]. 2023-12. https://openknowledge.worldbank.org/bitstreams/2f854ad0-834e-47e2-be92-590433104689/download.