每經(jīng)記者 梁宏亮    每經(jīng)實習(xí)記者 溫雅蘭    每經(jīng)編輯 張凌霄    

據(jù)統(tǒng)計，2022年全球能源消費總量為601艾焦，其中可再生能源增長13%，以煤、油、氣、電、核以及可再生能源多輪驅(qū)動的能源體系正在逐步形成。

而　“算力”這一近年來科技界的熱點技術(shù)名詞，源于計算機和計算技術(shù)，匯集了“數(shù)”和“算”，強調(diào)了計算能力在促進科技進步和社會發(fā)展中的重要價值和作用。

能源這一傳統(tǒng)的概念與算力這一嶄新的概念耦合，將碰撞出怎樣的火花？

在第二屆中國（深圳）行業(yè)發(fā)展高峰論壇暨上海交通大學(xué)行業(yè)研究院“五年五城”系列活動中，中國工程院院士、上海交大安泰經(jīng)管學(xué)院講席教授凌文以《能源與算力的低碳耦合》為題，圍繞我國能源與算力發(fā)展情況展開深入講解，并介紹與團隊首倡概念——“四綠”與分布式能算網(wǎng)。

“能源要呼喚算力，”他表示，“電力決定一個國家的工業(yè)化水平，而算力決定一個國家的數(shù)字化水平；電力網(wǎng)絡(luò)是一個國家的工業(yè)化基礎(chǔ)，算力網(wǎng)絡(luò)是一個國家的數(shù)字化基礎(chǔ)。”

圖片來源：主辦方供圖

首倡“四綠”概念

目前中國能源行業(yè)主要面臨能源供應(yīng)保障問題、生態(tài)環(huán)境問題、二氧化碳排放問題以及能源系統(tǒng)效率問題。

“中國GDP能耗是世界的1.4倍，達到同樣的GDP，中國的能源消耗要大一些，這與我們的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有關(guān)。雖然不能說我們有問題，但實事求是地說我們在這方面仍有改善空間。”凌文說。

在這樣的背景下，中國綠色能源轉(zhuǎn)型需要走規(guī)模能源清潔化、清潔能源規(guī)模化以及能源系統(tǒng)智能化的道路。“四綠”，即綠能、綠網(wǎng)、綠數(shù)和綠算的概念應(yīng)運而生，并將成為未來低碳發(fā)展的“地基”。

《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》明確提出要構(gòu)建“清潔低碳、安全高效”的現(xiàn)代能源體系。目前，我國碳排放量仍非常大，為實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)，綠色能源將是必由之路。

今年上半年，全國發(fā)電裝機27.1億Kw，其中可再生能源13.22億Kw，可見我國綠色能源正在飛速發(fā)展。值得一提的是，上半年光伏裝機以4.7億Kw排在世界首位，組件產(chǎn)量占全球70%以上。凌文表示，目前光伏應(yīng)用仍有很大的提升空間，用好光伏將有很好的前途。

網(wǎng)絡(luò)空間關(guān)乎人類命運，過去十年，中國正在從網(wǎng)絡(luò)大國向網(wǎng)絡(luò)強國闊步邁進，在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)空間命運共同體的過程中，“綠網(wǎng)”即綠色網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展必不可少。

近日發(fā)布的《數(shù)字中國建設(shè)整體布局規(guī)劃》提到，要推進數(shù)字技術(shù)與經(jīng)濟、政治、文化、社會和生態(tài)文明“五位一體”深度融合，到2025年基本形成橫向打通、縱向貫通、協(xié)調(diào)有力的一體化推進格局。

“綠數(shù)”是由數(shù)字反應(yīng)的綠色數(shù)智生產(chǎn)力、能源算力、智能制造等，從綠色政治、經(jīng)濟、社會、環(huán)境，保障能源安全方面推動綠色發(fā)展。加快數(shù)字化綠色化協(xié)同轉(zhuǎn)型，將有利于建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系。

“綠算”指綠色能源來驅(qū)動算力生產(chǎn)、供給、服務(wù)全過程，涉及到底層算力資源、平臺、應(yīng)用多個層面的節(jié)能減排。凌文特別提到：“中國已經(jīng)成為全球數(shù)據(jù)資源大國。當(dāng)前，算力已成為信息社會的核心生產(chǎn)力，算力需求越來越大。”

為更好為數(shù)字化發(fā)展賦能，優(yōu)化數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局，促進東西部協(xié)同聯(lián)動，我國提出“東數(shù)西算”戰(zhàn)略工程。其已經(jīng)成為繼西氣東輸、西煤東送等跨區(qū)域調(diào)配工程后的又一國家級戰(zhàn)略工程，建設(shè)確定性算力網(wǎng)絡(luò)對于優(yōu)化國家算力資源布局、推動中國數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展意義重大。

應(yīng)用分布式能算網(wǎng)

為使“四綠”真正融入低碳發(fā)展，將分布式能源網(wǎng)與分布式算力網(wǎng)的優(yōu)勢“聯(lián)合”起來，凌文及團隊首次提出構(gòu)建分布式能算網(wǎng)的概念。

能源是實體經(jīng)濟的基礎(chǔ)，一次能源是自然界不可再生和可再生能源，二次能源是人類特定需求下加工轉(zhuǎn)換的能源，而三次能源是數(shù)字世界的能源，即算力、運力和存力，三次能源將對虛擬經(jīng)濟有巨大影響。

“分布式能算網(wǎng)將以‘算’為中心，構(gòu)筑云、邊、端構(gòu)成立體算力資源布局。以‘網(wǎng)’為根基，增強連接用戶、數(shù)據(jù)、算力的網(wǎng)絡(luò)能力，將數(shù)據(jù)作為新的生產(chǎn)要素，融入算網(wǎng)調(diào)度。此外，這一概念以‘能’為基礎(chǔ)實現(xiàn)整體能耗、能源的低碳綠色。”凌文解釋道。

作為分布式能算網(wǎng)的應(yīng)用場景之一，確定性網(wǎng)絡(luò)是能源算力低碳耦合的必要支撐。產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、精密控制、遠程醫(yī)療等產(chǎn)業(yè)越發(fā)展，對網(wǎng)絡(luò)的要求就越高。但是網(wǎng)絡(luò)仍存在時延、抖動、錯數(shù)、調(diào)包等問題，不能100%傳輸內(nèi)容。

凌文以遠程醫(yī)療為例，來說明網(wǎng)絡(luò)綜合時延大幅度降低才能有確定性。如果用山東威高的手術(shù)機器人放在日喀則做腹腔鏡手術(shù)，信號傳輸一個來回需要走一萬公里，而光速是30萬公里/秒，這意味著只算數(shù)據(jù)本身不算節(jié)點的前提下，信號傳輸只要1/30秒。而這樣的時延將導(dǎo)致在手術(shù)中，這邊手術(shù)刀下去之后已經(jīng)出血，而另一邊還不知道是否要繼續(xù)下刀。

“這些都是未來的確定性網(wǎng)絡(luò)一定要解決的問題，沒有確定性網(wǎng)絡(luò)，分布式能算網(wǎng)就做不出來，可以說確定性網(wǎng)絡(luò)是能源算力低碳耦合的必要支撐，”凌文說，“現(xiàn)在我們的網(wǎng)絡(luò)時延平均30ms，在前年底我們用劉韻潔院士的確定網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將全世界第一張確定性網(wǎng)絡(luò)建在山東，將時延降到2ms。到去年6月30日，確定性網(wǎng)絡(luò)2.0實際運行后，時延已經(jīng)降到0.02ms，這在世界范圍內(nèi)是最領(lǐng)先的。”

分布式能算網(wǎng)的應(yīng)用將對構(gòu)筑一體智能編排調(diào)度和服務(wù)系統(tǒng)起到重要推動作用。在未來，分布式能算網(wǎng)將被應(yīng)用于數(shù)字新基建的骨干級確定性網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、金融實時交易、低碳智慧高速公路體系建設(shè)以及智慧能源管理與碳云平臺技術(shù)等多方面。