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碳中和征程上的绿色发动机

2021年是人类通往碳中和的道路上,具有里程碑意义的一年。年初,中国在“十四五”规划中明确了“2030年碳排放达峰,2060年实现碳中和”的双碳目标;年末,中美在内的全球197个国家签署达成了《格拉斯哥气候公约》,开启了全球应对气候变化的新征程。

中国双碳目标的提出,既是一个负责任大国对构建人类命运共同体的担当,也是国家经济转型的重要抓手。然而,与西方发达国家上百年的工业发展史,以及从碳达峰到碳中和平均需要50至70年的时间表相比,中国时间紧而且任务重。

在此背景下,中国企业该如何低碳破局?

近日,联想集团推出了纪录片《从世界工厂到世界发动机:碳路者》,讲述了以数据中心为依托的服务业,以创新驱动减碳的科技企业,以及传统排碳大户钢铁行业,这关系国计民生的三大行业中的先行企业,如何由点及线描绘出一条贯穿我国碳中和地图的“中轴线”,推动中国从 “世界工厂”蜕变为引领低碳转型的“世界发动机”的故事。

新一代绿色智能算力基础设施 服务低碳转型护航

从点外卖到查天气,数字时代互联网上进行的每一个动作都有碳成本。在数据与算力的爆发式需求下,数据中心耗电量猛增。2018年中国数据中心耗电量达到1,608亿千瓦时,超过三峡大坝一年发电量,而机房电力成本更占数据中心日常运营成本的50%以上,其中一半都是用于给数据中心降温。

北京气象局:温水水冷高效减碳

气象预报需要处理大量的数据,是最复杂的数学计算之一,必须依托强大的数据中心进行计算。在北京气象局,给数据中心降温的传统做法是用大功率空调给整个机房降温,服务器内部使用风扇来散热,将CPU表面温度控制在80 度之下,但大功率空调降温法耗电量大、水需求量大、管理成本高。之前为了维持数据中心能够正常运转,北京气象局每天需要耗电20000千瓦时来保持常规机房工作温度(23°上下)。

不论是从环境还是经济效益出发,北京气象局都迫切需要一个能够提升数据中心PUE值(能源利用效率,是数据中心所有能耗与IT设备能耗的比值)的创新技术,而联想自主研发的50℃温水水冷技术正是降低数据中心能耗的良方。

温水水冷技术是采用使用18-50℃的去离子水作为冷媒,使用间接液冷方式,对服务器CPU、内存、硬盘等主要部件设置微通道进行散热冷却,大幅度降低了空调用电和服务器风扇能耗。经热循环后的温水接近60℃,还可回收热量用于室内供暖。

通过联想温水水冷技术的应用,北京气象局节约了40%以上的能耗成本,PUE可降至1.1以下,相当于如果有10度电用于运算,只需要1度电用于散热,远低于国内大型数据中心平均PUE值1.69。这让北京气象局在核心业务计算能力提升近20倍的情况之下,一年用电减少近200万度,为广大的算力资源供给侧及服务行业提供了一个低碳转型的样板。

一台笔记本的碳足迹 看科技企业如何推动打造绿色供应链

相较传统高耗能企业,科技制造行业虽然不是高碳排放行业,但却是供应链较长、产品特性复杂、使用范围较广、使用时间较长、总体能耗不容小觑的行业。

清华大学循环经济与城市矿产研究团队首席科学家、联合国巴塞尔公约亚太区域中心执行主任李金惠表示:“对中国来说,我们现在到了一个关键的临界点上。过去我们可能不太考虑上下游企业,就干自己的,现在这些企业要想提高竞争力,就必须要考虑这些东西了。”

一个产品的碳足迹,通常是指在其全生命周期中二氧化碳的排放量。我们可以通过一台联想笔记本电脑的制造过程,探寻科技产品的碳足迹,感受龙头科技企业对于打造绿色供应链的强大影响力。

立讯精密:绿色供应链上的先行者

立讯精密作为联想的上游供应商和重要合作伙伴,一直为联想生产包括线材、天线、喇叭、充电器在内的多种重要零部件,是打造笔记本绿色供应链中非常重要的一环。

立讯精密在绿色产品的研发方面投入了大量的精力。以65W的氮化镓充电器为例,由于采用了轻量化设计,让产品在变得小巧轻便的同时减少了41.8%的塑料使用,如果按照2020年销售数量去推算,产品本身全年节约290万度电,相当于减少1,659吨二氧化碳排放量。

在生产环节,立讯精密在其主要厂区建立了智能化能源管理平台,实时监控各设施能源消耗状况,进行数据分析,然后调节优化,以达成节能降耗的目标。除此之外,立讯精密还积极采取余热回收、采购清洁能源、推进能源管理体系认证等方式,加速企业向低碳经济转型。

作为初创会员,立讯精密参与了联想主导成立的ICT产业高质量与绿色发展联盟,并成为了最核心的盟友之一,与联想携手打造绿色供应链。联想作为产业链的“火车头”,带动上下游成员企业本着合作、共赢、开放、融合的理念,共同走向高质量和可持续发展之路。

金发科技:当循环经济遇上高端制造

如果说线材是一台笔记本的血脉,那么它的外壳就是保护血脉正常流动的屏障。大多数笔记本的外壳材质都是塑料制品,在线性经济的发展思路下往往沦为威胁着环境的白色污染,但在金发科技,情况正在发生变化。

金发科技是亚太地区规模最大、产品种类最为齐全的改性塑料生产企业。“改性塑料”顾名思义,就是给普通塑料改变一下性质,增加了韧性或强度,让本来要直接丢弃的塑料制品可以被再次使用。

改性塑料拥有塑料不易碎的优点,通过废料变原料可以叠加塑料的生命周期,相当于减缓一次抛弃。过去,市场对塑料的循环利用认识尚浅,所以金发科技的再生塑料产品应用维度相对较窄,难以形成规模。

作为联想的供应商,金发科技携手联想将塑料循环经济拓展到电子消费品的生产领域,进军高端制造业。目前,联想所有的商用PC产品都已含有环保高性能再生塑料,其中ThinkPad X1,X12 和YOGA等产品中再生塑料的含有量已经超过10%。

自2007年至今,通过环保高性能再生塑料的使用,联想已累计减少碳排放约6万吨,相当于种了300多万棵树。未来,联想还将和金发科技一道,进军海洋塑料垃圾回收的领域,为蔚蓝之境洗去铅华。

联想集团打造绿色工厂 以技术创新驱动减碳

一台笔记本的生产过程中想要实现大幅度降碳,主板焊接是最重要、也是最难攻克的一环。之前,锡焊接工艺在行业内广泛使用,高热量、高能量、高二氧化碳排放是三大难题。现在,这一切在联想的联宝工厂已经通过技术创新迎刃而解。

联宝科技是联想集团在全球最大的个人电脑研发和制造基地,2020年的PC出货量达到3,400万台,日产能达到12万台,平均不到一秒钟就有一台笔记本电脑在联宝诞生。2017年,联宝科技开始在PC制造业务中使用独创的低温锡膏(LTS)制造工艺。实践证明,低温锡膏工艺可将印刷电路板组装工艺的能耗和碳排放量减少35%,同时提高电脑可靠性。

据联宝科技高级总监,智能制造中心总经理曲松涛介绍,中低温焊接可以把255度到265度的焊接温度下降到175度到185度之间,有效地避免了电路主板的变形,带来了生产过程中良率的提高以及在维修、报废上的节约,也带来了成本上的节约,联宝一年通过低温锡膏可以节约200万度电。

自低温锡膏工艺应用以来,联宝科技3年间已经累计生产了3,700万台联想电脑,减排二氧化碳2,431吨,相当于 161 平方公里森林一年可吸收的温室气体量。这项突破性的焊接工艺不仅适用于联想产品,也可广泛应用于所有涉及印刷电路板的电子行业制造流程,联想也已于2018年开始在整个行业范围内进行免费推广,带动其他企业和行业共同减碳。

同样是联想的智能制造中心,联想武汉基地是联想集团最大的移动业务自有工厂,也是国家工信部官方认证的绿色工厂。在武汉基地设计之初,就已经立足低碳愿景,融入了众多降低能耗的元素。

在整体结构上,武汉基地通过“回”字型结构和天窗设计,最大程度地利用太阳光照射,大量减少日间照明发电,每年节约用电量达30万度。部署在工厂屋顶的光伏电站,每年可发电200万度,减少碳排放约2,000吨。2020年,在防疫增产期间,武汉基地克服种种困难完成了APSA氮气站建设,极大地提升了氮气供应可靠性,且耗电量降低50%以上,每天可以为基地节省用电量超1万度。

一台笔记本的碳足迹中,包装往往是容易被忽视的一环,但也是越来越需要被重视的一环,无论是对于减碳还是绿色环保,都具有重要意义。

“从摇篮到摇篮”,是联想以“竹纤维”材料打破包装行业十年停滞困境提出的创新理念。相比行业惯用的EPE发泡聚乙烯材料,竹纤维100%可降解,而且由于原材料来源大自然,所以制作过程中不会产生任何有毒物,丢弃包装后,埋到土里还可以形成肥料,实现“从大自然中来到大自然中去”的零碳回收利用。

伟翔环保点废成金的科技魔法

低碳式生产后,如何实现低碳式废弃处理?解决产品迭代和电子废弃物之间的矛盾是笔记本碳足迹中的关键一步。

伟翔环保科技是一家国际领先的专业从事废弃电子设备环保回收处理的公司,拥有多项自主创新的核心处理技术及管理方法,能将废弃物的回收率提高到99.8%,每年大约有10万台回收的联想PC产品在伟翔被拆解。

依托生产商责任延伸制法规,伟翔与联想共同研发,从产品设计初期就参与其中,大幅度提高原材料循环再利用的比率,让原材料兜兜转转之后再次回到原点。“我们其实就是把不同形态的产品再次回到它的本源。” 伟翔集团全球联合创始人、中国区总裁黄伟在描述伟翔的业务时谈到,“我们要用更科技的方式、更技术化的方式来做好环境保护,以及资源的再利用。”

要完成双碳目标,不仅要从产品的原料、生产、物流等关注度高的节点破局,而是要覆盖产品的整个碳足迹,从全生命周期的每一个节点发力,实现全面突破。

超越“枷锁”思维 传统排碳大户起舞低碳新战场

一台笔记本的碳足迹走完,我们可以看到在领先科技企业的带动下,上下游企业为减碳做出的探索和努力。但当前中国碳排放的大头,仍然是传统制造业,他们也需要科技赋能来实现节能减排。

潍坊特钢:精打细算的钢铁绿巨人

在中国目前的碳排放比例中,钢铁行业占据了足有15%之多,要实现双碳目标,中国钢铁行业到2050年需减排近100%。在严峻的挑战下,潍坊特钢认识到,必须尽早下决心向绿色制造和智能制造全面转型,才能破局求存。

潍坊特钢的碳排放大部分集中在生产环节,但此前这个关键环节主要依靠人工管理与手工作业,缺乏信息化基础与工艺限制让节能减排面临巨大的挑战。同时由于生产环节中的精细度不足,也让潍坊特钢钢材深加工的优势业务受到限制,特型钢材的高利润率正被不规律的良率严重拖着后腿。

2018年,潍坊特钢投资四千多万元建设了智能制造管理系统和能源管控平台(二期),对生产过程进行精细化管理。在这个过程中,联想的高性能、高可靠服务器也为生产过程中出现的庞大数据流处理提供了强大算力支持,帮助潍坊特钢做到了对产品生命周期过程的完整追溯。

通过大数据平台的综合应用,潍坊特钢实现了能源、生产、质量等信息的存储、综合分析与发布,并集合了固体废物综合利用系统、工业废水循环利用系统,用一个智能化平台打通了一个“绿色循环经济圈”。如今潍坊特钢每年可节约5万多吨标准煤,减少约13.3至13.6万吨碳排放,直接经济效益接近3,000万人民币。

以创新助力碳中和 中国企业绿色担当

以数据中心为依托的服务业低碳转型是着眼未来,科技企业是以技术创新驱动减碳的主力军,也是联结、赋能各个行业的纽带,而传统制造业则是当下减碳的重点。沿着这条中国碳中和地图的“中轴线”走完,我们看到了“碳路者”的奋力破局,也看到了技术创新在低碳转型过程中发挥的重要作用。

科技企业作为技术创新的生力军,不仅要尽快实现自身碳中和,更要积极对外输出产品、服务与解决方案,助力各行各业实现碳中和,为构建“零碳社会”贡献技术力量。

面对碳中和这场世纪大考,中国要用不到四十年的时间走完发达国家走了七十年的路,谁能抢占先进技术的制高点,谁就能拿到绿色未来的主导权。在国家双碳目标前,中国企业正在开拓碳中和的破局之路,合力推动重构中国经济增长模式,帮助中国从排碳大户的“世界工厂”,蜕变成为既拥有世界最强制造业,又拥有健全绿色循环发展体系,带领全人类共同低碳转型的“世界发动机”。



本文标题:碳中和征程上的绿色发动机
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