概述：
信息和通信技术（ICT）碳足迹是ICT产品和服务的制造、使用和处置所带来的温室气体排放总量。 ICT除了计算机、智能手机、服务器和路由器等硬件之外，还包括软件、数据中心、网络和云计算。 ICT还提供了各种可能对环境产生影响的应用和解决方案，例如区块链、智能电网、远程办公和电子商务。
根据最近的研究，ICT 行业的规模与航空业相当，估计占全球碳足迹的 1.8%-2.8%。然而，结果可能会根据计算的参数和技术而改变。设备和数据中心的能耗、ICT 设备生产和运输产生的排放以及电子垃圾的处置和处理都是影响 ICT 碳足迹的一些方面。
通过采用更节能的技术、利用可再生能源、延长设备使用寿命、鼓励循环经济原则以及支持可降低其他行业排放的数字解决方案，ICT 行业也有可能最大限度地减少其碳足迹。
介绍：
信息和通信技术 (ICT) 行业是世界上增长最快的行业之一，预计年收入超过 5 万亿美元。 ICT涵盖计算机、智能手机、互联网、云计算、人工智能等多种产品和服务。信息通信技术为社会带来了许多好处，例如改善沟通、教育、健康、娱乐和生产力。然而，信息通信技术也对环境产生重大影响，特别是在碳足迹方面。
在过去的几十年里，信息和通信技术 (ICT) 小工具和服务在我们的生活中发挥了重要作用，并极大地改变了我们的工作、交流、旅行和娱乐方式。虽然世界人口在过去 50 年里只增加了四倍，但电子设备的使用却增加了六倍。手机制造商爱立信预测，到 2020 年，将有 61 亿部手机成为智能手机。
信息通信技术行业在当今的可持续发展社区中享有盛誉，因为它从根本上改变了我们沟通和开展业务的方式，揭示了减少我们对环境影响的机会。例如，远程办公、视频会议和电子商务减少了人们和商品在世界各地旅行的时间，对石油使用量和温室气体排放产生了负面影响。此外，还开发了“智能电网”、“智能家居”和“智能建筑”的概念，以便通过无线传感器和监控来监控温度、湿度和阳光等变量，从而更好地优化这些地点的能源管理。技术。然而，这只是ICT技术影响我们生活的更积极的一面。
近年来，由于减少碳排放和提高能源效率的需求不断增加，智能电网市场出现了大幅增长。除此之外，世界各国政府颁布了一系列旨在建设智能电网的支持性法律和指令，提高节能意识将进一步加速市场的增长。根据Data Bridge Market Research的分析，预计2022年至2029年智能电网市场将以19.06%的复合年增长率（CAGR）增长。
要了解有关该研究的更多信息，请访问：https://www.databridgemarketresearch.com/zh/reports/global-smart-grid-market
ICT行业的能源消耗呈指数级增长是其最严重和最令人担忧的方面。随着我们对 ICT 产品和服务的依赖，我们对制造这些设备的能源和运行这些设备的电力的需求正在迅速增加。二氧化碳是主要的温室气体 (GHG) 和其他全球变暖污染物，是由于生产和运行目前市场上所有 ICT 小工具所需的重要能源而产生的。
近年来，越来越多的人开始意识到气候变化及其可能造成的灾难性影响。人们在应对气候变化方面所做的努力比以往任何时候都多，制定了详细的行动计划和策略，旨在减轻全球变暖对我们环境的不利影响。 《巴黎协定》于 2015 年 12 月获得 196 个国家的批准，是近期全球努力的典范，是一项历史性的全球计划，旨在在未来几年减缓气候变化。该协议规定了将全球变暖控制在2摄氏度以下的义务。
根据全球温室气体排放数据，2015 年，电力生产（29%）、交通运输（27%）和工业（21%），其次是商业和住宅（12%）和农业（9%）。对全球排放贡献最大的经济部门。从这些数字中人们可能会得出这样的结论：信息通信技术行业不会造成世界温室气体排放。仔细研究发现，计算机、数据中心、网络硬件和其他ICT设备（不包括智能手机）的能源消耗高达全球总消耗的8%，预计到2020年将达到14%。
ICT设备对环境的影响随着其总量的增加而增加。然而，全球 ICT 碳足迹在文献中的记录并不完整，因为它有多种来源并采取多种不同的形式。制造和使用 ICT 小工具所消耗的能源是这些设备产生排放及其对环境造成影响的原因。 ICT 行业的整个二氧化碳足迹还受到废物处理和制造 ICT 小工具所需的地球金属开采的影响。因此，根据考虑的因素，可以采用各种方法来计算二氧化碳足迹。
ICT行业主要由两类电子设备组成：(i) 电子设备，如个人电脑，包括台式机和笔记本电脑，以及相关的 CRT 和 LCD 显示器，以及手持设备，如平板电脑和智能手机，以及 (ii) ）基础设施，例如数据中心，包括服务器、网络设备、电力和冷却设备以及通信网络，包括客户驻地接入设备（CPAE）。
图1：信息和通信技术设备
资料来源：环境署 CCC
上图所示的计算设备、数据中心基础设施、通信网络和其他运营活动是ICT行业碳排放的原因。
除了硬件设备外，软件开发也对ICT行业的温室气体排放产生影响。事实上，所有为支持环境而创建的智能解决方案都是基于软件构建的。例如，它对于停止砍伐森林和减少排放的运动至关重要。然而，软件经常导致碳足迹迅速扩大。事实上，数字技术最近的广泛使用已经开始恶化许多本应解决的环境问题。然而，企业可以通过在整个设计、开发和部署过程中考虑其碳足迹，以及重新评估提供基于云的服务的数据中心运营的某些方面，将软件作为其可持续发展计划的关键组成部分。
软件不消耗能源或释放任何负排放。软件的创建和使用方式就是问题所在。硬件和软件是相互依赖的，随着后者的发展，我们对支持它的设备的依赖也在增加。例如，区块链为市场上一些最前沿的绿色技术提供动力，例如让当地人交易绿色能源的微电网。此外，比特币的发明也是这一软件突破的结果。剑桥大学研究人员预计，2019 年维持比特币网络所需的能源将超过瑞士全国所需的能源。
事实与数据：
ICT 碳排放的主要来源是：
人们进行了多项研究来分析信息和通信技术的碳足迹及其对环境的影响。每项研究都有不同的前景、范围和结果。与ICT行业碳足迹相关的一些结果如下：
图 2：ICT 行业的全球温室气体排放
资料来源：环境署 CCC
ICT的碳足迹和电力消耗分布
图3：ICT碳足迹分布
来源：Telefonaktiebolaget LM Ericsson
手机、平板电脑、笔记本电脑和调制解调器等用户设备以及数据中心、企业网络和运营商运营是ICT行业碳排放的来源。用于固定和移动接入的 ICT 网络位居第二。与网络相关的足迹部分比 2010 年有所增加，而与消费设备相关的部分则略有减少。
2015 年，用户设备占 ICT 总碳足迹的大部分。用户设备排放中约有一半与使用有关，另一半则与其其余生命周期有关。台式电脑使用和智能手机生产的影响最大，其次是客户端设备 (CPE)、笔记本电脑和显示器。
对温室气体排放影响最大的是网络和数据中心，这凸显了继续关注这些产品的能源效率以进一步减少碳足迹的重要性。
图4：ICT用电量分布
来源：Telefonaktiebolaget LM Ericsson
从上图可以看出，在ICT行业的网络、数据中心等其他类别中，用户设备的耗电量最高。然而，据观察，与2015年相比，2018年用户设备的用电量有所下降。相反，与2015年相比，2018年网络和数据中心的用电量有所增加。
从2018年的用电量来看，用户设备约占320-330太瓦时，其次是网络约230-240太瓦时，数据中心约210-220太瓦时。
根据 Telefonaktiebolaget LM Ericsson 进行的研究，2015 年 ICT 用户的平均碳足迹为 81 千克二氧化碳当量。这与每个人总体碳足迹的全球平均值 7000 千克二氧化碳当量形成鲜明对比。自 2010 年以来，每位 ICT 客户的足迹已减少 20% 以上。
ICT 趋势：机遇与威胁
以下三个领域的技术创新可能对未来ICT行业的碳足迹产生重大影响（既带来机遇，也带来威胁）：
大数据、数据科学和人工智能
当今最重要的技术趋势之一是大数据，云计算的数据存储（和计算）功能使大数据成为可能。人们对使用数据科学和人工智能来理解这些庞大而复杂的数据集产生了很大的兴趣。
近年来，由于全球组织之间数据消耗的激增，大数据和数据工程服务市场出现了大幅增长。除此之外，由于互连设备和社交媒体的显着增长，非结构化数据量的增加，以及公司之间为提高生产力和效率而部署流程，将进一步加速市场的增长。据Data Bridge Market Research分析，2022年至2029年，大数据和数据工程服务市场预计将以24.13%的复合年增长率（CAGR）增长。
要了解有关该研究的更多信息，请访问：https://www.databridgemarketresearch.com/zh/reports/global-big-data-and-data-engineering-services-market
机会：
大数据、数据科学和人工智能可能有助于创造减少碳排放的“智能”未来
将大数据、数据科学和人工智能与物联网结合起来，为所谓的“智能未来”带来了巨大的前景，其中包括智能电网、城市、物流、农业、住房等。大数据、数据科学和人工智能可以帮助创造一个碳排放更低的未来，例如，通过找出穿过城市的最佳路线并缓解交通，或者最大限度地提高建筑物供暖和照明的能源使用。
工业界和学术界都渴望利用这些技术促进社会进步
数据科学和/或人工智能在社会公益方面的应用，包括在健康和环境领域的应用，正在显着增加，尽管这项研究仍处于早期阶段，并且尚未普遍渗透到日常生活中。人们讨论了大数据在支持绿色应用方面的作用，特别是在能源效率、可持续性和环境领域。此外，计算可持续性正在不断发展，利用人工智能等技术来支持联合国 (UN) 的可持续发展目标。此外，越来越多的研究探讨了这些技术如何帮助环境科学家更深入地理解不断变化的自然世界。
威胁：
全球数据量每两年翻一番
数据因其商业意义而被称为“新石油”，但随着数据存储和数据中心的扩展以满足对大数据的需求，由于数据对环境的影响，这种描述可能具有双重含义。复杂的全球问题可以通过存储和分析数据来解决，但人们担心支持数据科学和人工智能技术所需的资源，特别是底层数据中心的碳足迹。预计到 2020 年，数字数据总量将达到 44 万亿千兆字节。
随着计算复杂性的增加，这些数据的处理会导致排放量增加
除了预计的数据中心排放量扩张之外，数据科学和人工智能还带来了更多危险。两者中最先进的是人工智能（AI），尤其是在使用机器学习和深度学习来处理海量数据时。一种用于自然语言处理的机器学习方法被认为在训练期间会产生 284,019 公斤的二氧化碳当量排放量，这是汽车在其使用寿命期间排放量的五倍。尽管如此，考虑到人工智能计算增长的趋势，模型训练的碳足迹被认为是未来的一个潜在问题，尽管这一统计数据被批评为夸大了模型训练的碳足迹：实际上，从 2012 年到2018 年，AI 训练计算量增长了 300,000 倍（指数增长每 3.4 个月翻一番）。
物联网
物联网 (IoT) 是连接到互联网的普通物品的网络，包括可穿戴技术、电器、汽车和其他运输工具。结果，互联网已经显着增长并且仍在增长。
机会：
物联网技术可以提高 ICT 行业内外的生产力
物联网应用通常被认为是“智能技术”，特别是与数据科学和人工智能一起使用以减少能源消耗时。智慧城市基于位置的服务是智慧城市如何努力以更低的环境成本提供更好的公共服务和资源利用的例子之一。通过更环保的驾驶实践，物联网传感器和数据分析有助于降低交通污染。物联网和电网技术的结合有可能支持由此产生的智能电网的管理，例如，通过解决可再生能源供应的间歇性问题，而信息通信技术可以使能源供应脱碳。物联网部署已在学校进行测试，以促进基于物联网传感数据的可持续行为并提高能源消耗意识。物联网还被用来提高 ICT 内的能源效率，例如通过使用物联网传感数据来降低数据中心所需的空调数量。这几个例子显示了物联网减少温室气体排放的各种前景，前提是物联网应用取代了更传统的碳密集型活动，而不是与之齐头并进。
威胁：
物联网的实现需要付出代价，即设备数量、设备流量和相关排放的急剧增加
尽管潜力巨大，但物联网设备的绝对数量和相应的数据流量正在大幅增加。由于物联网创新，预计到 2025 年，联网设备数量将从 2015 年的 154.1 亿台增长五倍至 754.4 亿台。思科称，机器对机器 (M2M) 连接数量将从 2018 年的 61 亿台增加到 2023 年的 147 亿台（复合年增长率 (CAGR) 为 19%），或地球上每人 1.8 个 M2M 连接。预计这些连接中的大多数将由家庭中的物联网创建，用于自动化、安全和监控（到 2023 年将占连接的 48%），尽管联网汽车（2018 年至 2023 年之间的复合年增长率为 30%）和城市（复合年增长率为 26%）是增长最快的物联网应用领域。
物联网的碳足迹尚不清楚，但它将对具体排放产生重大影响
据估计，仅物联网半导体生产一项的能源足迹在 2016 年就将达到 556 TWh，到 2025 年将扩大到 722 TWh，尽管物联网的足迹尚不明确，而且在 ICT 碳排放研究中经常被忽略。假设全球电力结构为 0.63 MtCO2e/TWh，半导体的生产和消费将导致 2016 年和 2025 年的排放总计分别为 424 MtCO2e 和 6125 MtCO2e；这还不包括整个物联网设备、相关传感器的排放，以及物联网与之通信的数据中心和网络的排放。还要记住，随着社会向以物联网为中心的生活方式转变，物联网的引入可能会导致其他非 ICT 产品的淘汰率激增（例如，用联网水壶代替功能性水壶）。
区块链和加密货币
区块链是一种去中心化算法的例证，旨在防止集中控制或单点故障。区块链为潜在的重要新应用打开了大门，例如去中心化银行系统。区块链最常用于加密货币，其中比特币是目前使用量最大的一种。
近年来，由于物联网、银行和网络安全领域越来越多地采用区块链技术，区块链市场出现了大幅增长。预计风险投资资金、投资的增加以及供应链管理和零售中区块链技术的采用都将有助于市场增长。根据Data Bridge Market Research的分析，从2023年到2030年，区块链市场预计将以71.96%的复合年增长率（CAGR）增长。
要了解有关该研究的更多信息，请访问：https://www.databridgemarketresearch.com/zh/reports/global-blockchain-market
机会：
尽管目前这些技术还没有任何应用，但区块链可能为降低碳排放带来一些前景
尽管目前还没有任何可衡量的减排的具体例子，但去中心化的电子货币可能会对市场交易的管理方式以及管理去中心化能源交易的潜力产生重大影响。 Kouhizadeh 和 Sarkis [2018] 讨论了区块链技术改善供应链可持续性的潜力，例如通过提高供应链管理早期阶段的透明度（例如供应商选择和评估）；然而，这项工作现阶段还处于推测阶段，促使研究人员提供进一步探索该领域区块链采用的方向。
威胁：
一枚比特币消耗的能源相当于几个国家的能源消耗量
区块链由能源驱动，因为如果使用“工作量证明”算法，它会产生大量复制和冗余处理。随着工作量证明区块链风险分担的改善，能源消耗也可能因“挖矿军备竞赛”的加剧而上升。特别关注加密货币，一项分析称，比特币 2020 年每年的电力需求为 68.7 TWh，相当于为 700 万个美国家庭供电，碳足迹为 44 MtCO2。由于交易效率低下，单笔交易可能需要高达 750 kWh 或 473 kgCO2e，这足以为 23 个家庭提供一天的电力。19 就市场份额而言，比特币现在控制着所有加密货币的 64%。假设其他加密货币的碳强度与比特币相同，则所有加密货币的碳足迹将为 69 MtCO2e，即全球排放量的 0.1%。另一项研究发现，比特币网络在 2018 年使用了 2.55 吉瓦 (GW) 的电力，几乎与爱尔兰的 3.1 吉瓦使用量相当，但预测未来可能会增加到 7.67 吉瓦（相当于奥地利的 8.2 吉瓦使用量）。其他研究人员声称，比特币每年将使用 48.2 TWh 的电力，并在 2018 年排放 23.6-28.8 MtCO2 的二氧化碳。Stoll 等人预测其他加密货币。 2018 年将额外贡献 70 TWh，将 2018 年总体碳足迹增加至约 73 MtCO2e。
迈向可持续未来的步骤
ICT 行业碳足迹的未来取决于几个因素，例如：
多个政府机构、监管机构、组织、ICT 产品制造商和服务提供商正在采取措施，在不久的将来减少碳足迹。
信息技术标准
根据国际电信联盟 (ITU) 新指南，信息和通信技术 (ICT) 行业必须在 2020 年至 2030 年间将温室气体 (GHG) 排放量减少 45%，以遵守《巴黎协定》。该标准将帮助 ICT 公司以实现《巴黎协定》将全球变暖控制在工业化前水平以上 1.5°C 的目标所需的速度减少温室气体排放。
基于科学的目标倡议 (SBTi) 已正式采用信息通信技术行业独有的首个减排目标。 ITU L.1470 概述了移动网络运营商、固定网络运营商和数据中心运营商的减排路径。该标准和相关建议将帮助运营商建立 SBTi 定义的“基于科学的目标”，该目标与气候研究领域的最新发现一致。
国际电联的新标准为信息通信技术行业实现净零排放提供了权威指导。该标准展示了当重要各方通力合作时所能取得的成果。它为实现联合国可持续发展目标的全球努力做出了重大贡献。
据 GSMA 称，占全球移动连接 30% 的 29 个运营商集团已经致力于实现基于科学的目标。
绿色IT：绿色和可持续计算
为了解决数字技术的生态和社会影响，绿色IT或生态ICT（即信息和通信技术）的概念被确立。
所有帮助企业降低碳足迹、温室气体排放、能源使用和其他环境影响因素的 IT 实践都被称为“绿色 IT”。这包括任何减少信息技术对环境影响的技术进步。此外，绿色 IT 还涉及企业和社会层面为启动生态转型而采取的社会经济原则。
公司举措
转向可再生能源后，Google 目前正在分析其供应链，目标是到 2030 年实现无碳化。艾伦·麦克阿瑟基金会和 Google 的合作促进了更多循环经济实践的采用。自从采用鼓励翻新、修理、重复使用和回收数据中心部件的新思维以来，他们已经注意到了显着的差异。
这些可持续发展举措吸引了各个利益相关者，并展示了通过提高 Google 盈利来实现绿色环保的令人信服的商业案例。六个数据中心实现了惊人的 100% 转化率，使 Google 从垃圾填埋场的整体转化率达到 86%。
惠普是一家领先的计算机制造商，也是首批公开其能源使用和温室气体排放的重要企业之一。为了减少对环境的影响，他们实施了多项可持续发展措施，例如雄心勃勃的回收计划，以减少送往垃圾填埋场的垃圾和制造墨盒所需的化学品数量。此外，惠普已成为企业可持续发展的积极倡导者，并坚信他们一直在努力支持自己的倡导。
在确定当前的碳排放率后，公司正在采用各种策略来减少或补偿其对环境的影响。苹果公司是致力于帮助该地区受气候变化影响最严重的人们的众多组织之一。为了减少碳排放、支持生物多样性并保护岛屿免受海岸侵蚀的影响，他们承诺在重要的红树林中种植约 27000 棵树。
结论
ICT 行业碳足迹的未来是一个复杂而不确定的问题，需要所有利益相关方的共同行动：政府、企业、民间社会、学术界和消费者。通过共同努力开发和实施解决方案，最大限度地减少 ICT 对环境的影响，同时最大限度地提高其社会和经济效益，我们可以确保 ICT 成为世界上一股有益的力量。
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