引言

“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)自2020年被寫入2021年政府工作報告和“十四五”規(guī)劃中，現(xiàn)已上升為“十四五”期間重要的國家戰(zhàn)略，也標(biāo)志著我國告別高資源投入模式，轉(zhuǎn)向以技術(shù)進(jìn)步、創(chuàng)新驅(qū)動和制度改革促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展和全面現(xiàn)代化的新發(fā)展模式。城市作為人類經(jīng)濟(jì)社會活動集中分布的區(qū)域，是重要的碳排放源，也是實現(xiàn)“雙碳” 目標(biāo)的主戰(zhàn)場。當(dāng)下，我國智慧城市建設(shè)已成燎原之勢，在實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展、提升城市綜合競爭力等方面起到了極大的作用。智慧城市在提升治理能力、推動民生和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時，以數(shù)據(jù)為核心要素、以新一代信息技術(shù)為驅(qū)動，賦能千行百業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型、引領(lǐng)生活方式綠色化變革，為“雙碳”目標(biāo)下的城市可持續(xù)發(fā)展開辟新路徑，從而推動經(jīng)濟(jì)社會的系統(tǒng)性變革，為生態(tài)文明建設(shè)注入強(qiáng)大動力。在“十四五”數(shù)字中國建設(shè)和“雙碳”背景下，新型智慧城市建設(shè)將為“雙碳”戰(zhàn)略的全面落地提供有力抓手。

新型智慧城市建設(shè)助力“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)

“雙碳”戰(zhàn)略是推動“十四五”高質(zhì)量發(fā)展的重要任務(wù)

2020年9月，習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會上向世界宣布了中國2030年“碳達(dá)峰”目標(biāo)與2060年“碳中和”愿景。在2021年全國兩會中，“碳達(dá)峰、碳中和”被首次寫入國務(wù)院政府工作報告，“扎實做好碳達(dá)峰、碳中和各項工作”被列為重點工作?！笆奈濉睍r期是碳達(dá)峰的攻堅期和窗口期，“十四五”規(guī)劃綱要要求深入推進(jìn)工業(yè)、建筑、交通等領(lǐng)域低碳轉(zhuǎn)型，目標(biāo)是在“十四五”期間單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放量下降18%，實現(xiàn)社會經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。全國17個省/市在各自的2021年政府工作報告中將“碳達(dá)峰、碳中和”列為未來重點工作，并于2021年下半年加快制定本省/市碳達(dá)峰行動方案，明確規(guī)劃目標(biāo)并突出地方特色。“雙碳”戰(zhàn)略是涉及國家發(fā)展和改革委員會、工業(yè)和信息化部、生態(tài)環(huán)境部等多部委的國家級長期戰(zhàn)略，2021年國家能源局出臺《能源碳達(dá)峰實施方案》，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等15個部門聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)縣城綠色低碳建設(shè)的意見》，國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》 并明確下一步將推出2030年前碳排放達(dá)峰行動方案，構(gòu)建起雙碳的“1+N”政策體系，帶動產(chǎn)業(yè)、技術(shù)、商業(yè)模式和發(fā)展理念的全面變革，推動各領(lǐng)域各行業(yè)全方位綠色轉(zhuǎn)型。

新型智慧城市是“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)的重要抓手

目前，我國處于快速城鎮(zhèn)化時期，城市地區(qū)承載著我國 60%的常住人口，碳排放量占總量的70%以上。人口集聚與經(jīng)濟(jì)增長的壓力迫使大中小城市面臨產(chǎn)業(yè)升級、環(huán)境污染、資源利用等諸多問題，使得人們更加關(guān)注城市綠色化、低碳化發(fā)展，由此城市在實施“雙碳”戰(zhàn)略中扮演著重要角色。新型智慧城市在促進(jìn)城市治理體系現(xiàn)代化、提升市民生活品質(zhì)和發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)方面提供了強(qiáng)大支撐，已經(jīng)成為當(dāng)今時代我國城市運行的新模式、城市管理的新方式和城市建設(shè)的新機(jī)制。與此同時，智慧城市的建設(shè)與發(fā)展少不了新一代信息技術(shù)的賦能，以物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計算等為代表的新技術(shù)也將全面支撐雙碳戰(zhàn)略的落地，推動優(yōu)政、興業(yè)、惠民等多場景節(jié)能減排，大力探索以技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動的雙碳戰(zhàn)略發(fā)展的新路徑和新模式?！笆奈濉睍r期，我國邁入高質(zhì)量發(fā)展新階段，牢固樹立和貫徹落實創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，推動經(jīng)濟(jì)社會持續(xù)健康發(fā)展，是我國社會進(jìn)入新的發(fā)展階段的重要任務(wù)。持續(xù)深化新型智慧城市建設(shè)必須認(rèn)真貫徹新發(fā)展理念，建設(shè)宜居、創(chuàng)新、智慧、低碳城市，助力雙碳目標(biāo)的實現(xiàn)，推動城市發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)資源高效利用和循環(huán)利用。

我國的新型智慧城市建設(shè)歷經(jīng)多年探索實踐，已經(jīng)進(jìn)入大規(guī)模落地深化階段。目前，新型智慧城市建設(shè)更加強(qiáng)調(diào)構(gòu)建“云網(wǎng)端”的基礎(chǔ)設(shè)施體系，5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)融合，數(shù)據(jù)智能、城市信息模型（City Intelligent Modeling，CIM）等共性賦能平臺支撐，以及數(shù)字孿生協(xié)同化智能化的運行管理模式，并向“三融五跨”方向發(fā)展。在“雙碳”背景下，新型智慧城市建設(shè)不僅要通過先進(jìn)的技術(shù)強(qiáng)化城市治理能力、便捷居民生活和提升產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)水平，也要以數(shù)字化手段促進(jìn)生活生產(chǎn)節(jié)能減排、經(jīng)濟(jì)發(fā)展動力轉(zhuǎn)換，引導(dǎo)市民轉(zhuǎn)變生活消費理念，探索低碳減排與經(jīng)濟(jì)增長的共贏路徑。

“雙碳”戰(zhàn)略下智慧城市建設(shè)的重點

在“雙碳”戰(zhàn)略下，新型智慧城市的建設(shè)也需要增加“雙碳” 相關(guān)的重點內(nèi)容。中國信息通信研究院在《新型智慧城市發(fā)展研究報告（2019年）》中提出新型智慧城市建設(shè)應(yīng)包含頂層設(shè)計、體制機(jī)制、智能基礎(chǔ)設(shè)施、智能運行中樞、智慧生活、智慧生產(chǎn)、智慧治理、智慧生態(tài)、技術(shù)創(chuàng)新與標(biāo)準(zhǔn)體系、安全保障體系建設(shè)架構(gòu)10個方面，本文基于此梳理出智慧城市建設(shè)中與“雙碳”戰(zhàn)略相關(guān)的建設(shè)內(nèi)容，將“雙碳”融入新型智慧城市建設(shè)中。在頂層設(shè)計層面，新型智慧城市頂層設(shè)計中應(yīng)增加關(guān)于“雙碳”戰(zhàn)略的內(nèi)容，通過數(shù)字化全面賦能，助力“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)實現(xiàn)。在數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施層面，云網(wǎng)端都應(yīng)與“雙碳” 緊密相關(guān)，終端側(cè)應(yīng)大力推進(jìn)碳監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)終端的部署，實現(xiàn)碳數(shù)據(jù)采集信息化、廣泛化；網(wǎng)絡(luò)側(cè)應(yīng)推廣綠色5G建設(shè)，發(fā)揮5G“使能效應(yīng)”，助力各行業(yè)提質(zhì)增效、節(jié)能降耗；云計算側(cè)的數(shù)據(jù)中心是碳減排最相關(guān)的建設(shè)內(nèi)容，應(yīng)打造綠色數(shù)據(jù)中心，通過余熱回收和清潔能源的供應(yīng)等舉措將大大減少數(shù)據(jù)中心的碳排放。在智能中樞層面，新型智慧城市將繼續(xù)升級迭代數(shù)據(jù)中臺、AI能力中臺、物聯(lián)網(wǎng)中臺、應(yīng)用支撐平臺、城市時空信息平臺等中樞平臺，但更重要的是進(jìn)行“雙碳”主題庫專題庫的建設(shè)，在數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上進(jìn)行“雙碳”智能分析和智能算法的研究，支撐上層“雙碳”相關(guān)的智慧應(yīng)用。在智慧應(yīng)用層面，在優(yōu)政、惠民、興業(yè)等方面更多地打造“雙碳”特色應(yīng)用，并且在城市智能運營管理中心（Intelligent Operations Center，IOC）進(jìn)行“雙碳”相關(guān)信息的可視化呈現(xiàn)，幫助城市管理者了解“雙碳”戰(zhàn)略進(jìn)度并做好決策、指揮工作。

新型智慧城市頂層設(shè)計中融入“雙碳”元素是下一步智慧城市建設(shè)的重中之重。2019年，我國正式發(fā)布GB/T 36333-2018《智慧城市頂層設(shè)計指南》，在該指南的引導(dǎo)下，越來越多的省/市都開始重視智慧城市頂層設(shè)計或總體規(guī)劃，通過頂層設(shè)計進(jìn)行高位統(tǒng)籌謀劃已經(jīng)成為智慧城市建設(shè)實施的前提。據(jù)中國信息通信研究院《2020智慧城市產(chǎn)業(yè)圖譜研究報告》統(tǒng)計，我國智慧城市相關(guān)試點已經(jīng)超過700 個，開展新型智慧城市頂層設(shè)計的省會城市及計劃單列市、地級市已經(jīng)達(dá)到94%和71%?！半p碳”戰(zhàn)略作為國家戰(zhàn)略而且又與智慧城市建設(shè)密切相關(guān)，更加需要在頂層設(shè)計中體現(xiàn)，在數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施、智能中樞、智慧應(yīng)用的各個層面都需要重視并設(shè)計與“雙碳”相關(guān)的建設(shè)內(nèi)容，真正把“雙碳”戰(zhàn)略貫穿在智慧城市的建設(shè)中。

數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施——夯實“雙碳”戰(zhàn)略信息化基礎(chǔ)

云——數(shù)據(jù)中心是能耗減排重要發(fā)力點

數(shù)據(jù)中心是智慧城市建設(shè)中的重要部分，尤其近幾年在國內(nèi)變得愈發(fā)“炙手可熱”，一方面隨著5G逐步走向大規(guī)模商用和互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，數(shù)據(jù)中心作為數(shù)據(jù)處理設(shè)備的載體，承接了巨量的業(yè)務(wù)需求。另一方面，數(shù)據(jù)中心被列入國家“新基建” 戰(zhàn)略范疇，成為國家信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要一環(huán)。但是，數(shù)據(jù)中心作為能耗大戶，也是智慧城市建設(shè)中最需要進(jìn)行碳減排的部分。

數(shù)據(jù)中心的余熱回收將是碳減排中最有效的辦法，近期各地政府紛紛發(fā)文支持?jǐn)?shù)據(jù)中心進(jìn)行余熱回收利用。2021年4月，北京市經(jīng)濟(jì)和信息化局發(fā)布的《北京市數(shù)據(jù)中心統(tǒng)籌發(fā)展實施方案（2021—2023年）》[7]明確提到要“鼓勵數(shù)據(jù)中心進(jìn)行熱源利用。鼓勵數(shù)據(jù)中心采用余熱回收利用措施，為周邊建筑提供熱源，提高能源再利用效率?！庇捎跀?shù)據(jù)中心是24 h不間斷工作，其中的IT設(shè)備在運行時會產(chǎn)生很多熱量，傳統(tǒng)的風(fēng)冷設(shè)備一般是將熱量直接排到大氣中，沒有經(jīng)過任何的回收利用。目前的余熱回收技術(shù)已經(jīng)成熟，采用液冷技術(shù)可以更好地收集余熱，將液體作為載體，直接通過熱交換接入周邊寫字樓和社區(qū)的采暖系統(tǒng)和供水系統(tǒng)，滿足居民供暖和溫水供應(yīng)。在北方以及一些有條件的地區(qū)，冬天來臨的時候完全可以收集數(shù)據(jù)中心的余熱進(jìn)行供暖，這樣不僅數(shù)據(jù)中心可以節(jié)省能耗，城市也可以減少煤的燃燒量，同時通過收取供暖費創(chuàng)造新的商業(yè)模式，對智慧城市長效運營以及碳減排都有非常積極的作用。

余熱回收只是數(shù)據(jù)中心碳減排的一個方面，要推進(jìn)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)可從多方面發(fā)力。比如強(qiáng)化綠色設(shè)計，采用氫能源、液冷、分布式供電、模塊化機(jī)房等高效的系統(tǒng)設(shè)計方案，實現(xiàn)節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材和環(huán)境保護(hù)。對于存量的數(shù)據(jù)中心也可進(jìn)行綠色技術(shù)應(yīng)用和改造，推進(jìn)氫能源、液體冷卻等綠色先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用。數(shù)據(jù)中心是智慧城市建設(shè)中碳減排重要的一環(huán)，打造綠色數(shù)據(jù)中心將大大助推“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的實現(xiàn)。

網(wǎng)——綠色5G開創(chuàng)節(jié)能新路徑

網(wǎng)絡(luò)層面，我國5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)風(fēng)馳電掣，5G建設(shè)所需的能耗巨大，所以5G自身的綠色化發(fā)展也是實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的重要一環(huán)。下一步5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要開創(chuàng)綠色節(jié)能新路徑，構(gòu)建5G等多元化組網(wǎng)服務(wù)，實現(xiàn)行業(yè)場景的全覆蓋，構(gòu)建完善的碳數(shù)據(jù)傳輸能力，同時加強(qiáng)5G產(chǎn)業(yè)鏈上下游的積極融創(chuàng)，建立起設(shè)備、器件、材料、能源等上下行企業(yè)的信息融通、聯(lián)合創(chuàng)新機(jī)制，形成暢通高效的合作鏈，聯(lián)合創(chuàng)新節(jié)能降耗產(chǎn)品，持續(xù)降低5G能耗。同時，運營商部署5G網(wǎng)絡(luò)的方式也應(yīng)作出相應(yīng)改變，在5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化時重點考慮能源效率，比如設(shè)計基站的智能電源、在預(yù)防性維護(hù)中支持人工智能等。

5G也是提高能源效率的重要推動力，可以助力其他行業(yè)實現(xiàn)各自的“雙碳”目標(biāo)，這被稱為5G的“使能效應(yīng)”[8]。根據(jù)國際電信聯(lián)盟（ITU）SMART 2020的報告，到2020年年底，在所有ICT中，使能效應(yīng)的規(guī)模將相當(dāng)于全球所有排放量的15%。5G的使能效果來自流程和行為的變化，通過5G與傳統(tǒng)高能耗行業(yè)的深度融合，助力鋼鐵、化工、冶煉等高能耗行業(yè)在產(chǎn)品開發(fā)、技術(shù)升級和數(shù)字化轉(zhuǎn)型等方面發(fā)揮其應(yīng)有作用，為各行業(yè)提質(zhì)增效、節(jié)能降耗、低碳環(huán)保作出貢獻(xiàn)。

端——物聯(lián)網(wǎng)終端部署實現(xiàn)碳數(shù)據(jù)采集精準(zhǔn)化

在智慧城市終端建設(shè)方面，目前有關(guān)碳監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備的部署還不是很多，直接影響到后期碳排放的測算。碳排放量的測定方法主要有計量法和監(jiān)測法兩種，前者通過碳排放活動和碳排放因子計算得來，后者通過設(shè)備監(jiān)測直接獲得數(shù)據(jù)。目前，我國碳排放的測定仍以計量法為主，但是準(zhǔn)確性較差；而監(jiān)測法具有更高的準(zhǔn)確性，且易于監(jiān)管，但需要部署大量的碳監(jiān)測感知終端。隨著碳市場的完善，碳監(jiān)測或?qū)⒅鸩饺〈加嬃浚簭膰鴥?nèi)碳市場的發(fā)展來看，行業(yè)內(nèi)工藝流程的不斷更新會加大監(jiān)管部門的管理難度，使監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)不斷更迭，推動對靈活性更優(yōu)、具備云端化能力的碳監(jiān)測的需求。通過部署布局大量碳監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)感知設(shè)備，打造“碳排放” 數(shù)字監(jiān)測體系，利用底層采集和傳輸能力，將助力實現(xiàn)碳排放核算的實時化、精準(zhǔn)化和自動化。同時，我國應(yīng)推進(jìn)低功耗低成本物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)碳數(shù)據(jù)采集信息化、廣泛化。

智能中樞——“雙碳”數(shù)據(jù)庫建設(shè)需求增加

智能中樞層面，各地基本都已經(jīng)規(guī)劃或者建設(shè)了數(shù)據(jù)中臺、AI中臺、物聯(lián)網(wǎng)中臺、應(yīng)用支撐平臺、城市時空信息平臺等幾個重要的中樞平臺，各地政府也都建設(shè)了豐富的數(shù)據(jù)庫以滿足民生和政務(wù)多方面的需要，但是“雙碳”主題的數(shù)據(jù)庫建設(shè)相對較少。隨著各地政府對數(shù)據(jù)的重視和“雙碳”戰(zhàn)略的實施，數(shù)據(jù)中臺的建設(shè)將更加重要，未來我國將建設(shè)更多的“雙碳”相關(guān)主題數(shù)據(jù)庫（如碳排放數(shù)據(jù)庫、碳交易數(shù)據(jù)庫）并進(jìn)行相關(guān)的智能分析。目前，國內(nèi)比較知名的“雙碳”數(shù)據(jù)庫有中國碳核算數(shù)據(jù)庫（China Emission Accounts and Datasets，CEADs）。CEADs主要包括能源清單、二氧化碳排放清單、工業(yè)過程碳排放清單、排放因子及投入產(chǎn)出表等子數(shù)據(jù)庫。隨著各地政府“雙碳”戰(zhàn)略的進(jìn)一步落地，基于本地區(qū)更加準(zhǔn)確的實時“雙碳”數(shù)據(jù)庫需求將大大增加，數(shù)據(jù)中臺的內(nèi)容也將更加豐富?！半p碳”數(shù)據(jù)的智能分析將根據(jù)不同需求更加多樣化，比如碳中和智能分析、碳配額預(yù)測預(yù)警分析、碳足跡數(shù)據(jù)分析、城市碳減排推演等。在智能中樞層面，通過“雙碳”數(shù)據(jù)庫的建設(shè)以及智能分析，結(jié)合城市IOC進(jìn)行可視化專題呈現(xiàn)，幫助政府管理者了解目前“雙碳”戰(zhàn)略實施的進(jìn)度，輔助管理者決策，從而進(jìn)行更加科學(xué)的指揮調(diào)度，助力當(dāng)?shù)亍半p碳”目標(biāo)的達(dá)成。高能耗行業(yè)企業(yè)也可借助“雙碳”大數(shù)據(jù)智能分析、人工智能領(lǐng)域的算力，制定智慧能效解決方案，優(yōu)化能源系統(tǒng)運行方式，提高運行效率，以此推進(jìn)節(jié)能減排，助力建設(shè)節(jié)能低碳、綠色生態(tài)、集約高效的用能體系，推動全面綠色轉(zhuǎn)型。

結(jié)束語

新型智慧城市建設(shè)與“碳達(dá)峰，碳中和”密切相關(guān)，盡管目標(biāo)實現(xiàn)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，但這一過程也蘊含巨大機(jī)遇。目前，在智慧城市的各個領(lǐng)域都開始重視“雙碳”戰(zhàn)略的研究和落地實施，相信通過新型智慧城市建設(shè)的逐步升級，新一代數(shù)字技術(shù)的賦能，將助力我國“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)早日達(dá)成。