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加快互联网数字化建设对未来气候产生重要影响

日期:2021-10-11    来源:E能圈

国际节能环保网

2021
10/11
14:44
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关键词: 气候变化 能源消耗 可再生能源

10月11日,互联网占世界用电量的10%,娱乐用电量和社会普遍数字化的结果都在增加。丹麦科技大学(DTU)Fotonik教授Leif Oxenlwe表示:为了防止到2030年这一比例上升到20%,我们需要加快通信基础设施和数据发送方式的发展。

根据Leif Oxenlwe教授的说法,现在是我们开始专注于优化互联网背后的技术的时候了。这样,#数字化#可以成为对抗气候变化的关键工具。

“我们需要使用尽可能少的能源发送尽可能多的数据的新技术,因为高效的互联网有巨大的潜力。互联网使用产生的每千克二氧化碳,由于智能数字解决方案,你可以在社会其他地方节约1.5千克二氧化碳。通过使我们的通信过程更加公平更有效的是,我们希望看到10倍的增长,”Leif Oxenlwe说。

数字解决方案需要足够的容量

世界经济论坛(WEF)估计,光是数字技术就可以将全球碳排放量减少15%,而国际能源机构(IEA)已经确定,运输、农业、建筑、能源和制造业等部门的数字化可以节省大量能源。世界经济论坛和国际能源署都指出,数字化对于实现基于智能城市、智能交通、智能建筑、智能照明和智能通信的可持续社会目标至关重要。

然而,潜在的能源节约取决于我们能够最大限度地提高通信基础设施的能源效率的速度。

“为了获得预期的节能效果,通信网络需要足够的容量来支持新的智能计划,并确保无人驾驶车辆和船只等时间关键型数据服务的可靠性和安全性。如果我们能够实现这一点,我们将能够创建一个更绿色的社会,并支持更多的联合国可持续发展目标,”Leif Oxenlwe说。

急需新的核心技术

但时间至关重要,因为我们正在面临重大挑战。其中一个挑战与“摩尔定律”有关,根据摩尔定律,集成电路中晶体管和电子元件的数量每18个月翻一番。这项法律在过去50年中一直适用,在此期间,电子芯片已经发展成更小、更快、更节能的微芯片。然而,摩尔定律正在停滞不前,因为我们正达到一个经典微芯片可以有多小的物理极限。而这正在减缓芯片技术进步的步伐。今天,微芯片是用一种技术生产的,这种技术使最小的部分只有几纳米。

“如果我们要跟上预期的互联网流量30%的年增长率,我们将在未来两三年内需要新的核心技术。我们需要的是技术范式的转变,摆脱当前能源消耗设备的增长,以实现更大的数据容量。我们将需要在产能增加时不会导致能源消耗增加的技术,”Leif Oxenlwe说,“如果我们要实现潜在的能源节约和减排,迫切需要大幅改善通信基础设施。通信基础设施必须能够适应数字化的增长,这是拯救气候的关键之一。”

在丹麦国家研究基金会(DNF)资助的DTU的SPOC中心,Leif Oxenlwe和其他研究人员已经投入到开发新技术中,以更少的能量传输更多的数据。例如,他们已经证明,单个光学芯片可以产生足够的光来传输全球互联网总流量的两倍以上。例如,这种芯片可以取代许多并联激光器,每一个激光器都需要能量。该芯片已在DTU生产,但在投入使用和大规模生产之前,还需要进行大量的开发。

跨学科合作的必要性

欧盟将21世纪20年代称为数字十年,其重点将是创造绿色和可持续的解决方案,同时将欧洲数字化作为所谓“绿色协议”的一部分,Oxenlwe认为,合作对于实现这一目标至关重要。

“我们需要大规模、协调的跨境行动,以发展基于绿色思维的通信技术。这项工作必须涵盖所有不同的网络层(包括硬件、网络和软件)例如,像光学芯片这样的组件必须在网络中实现,以最大限度地利用物理结构,同时尽可能少地需要能源来提供数字服务,”Leif Oxenlwe说。

他认为,必须开发一种基础设施,包括根据节能网络协议运行的更节能的通信技术,这种技术提供的容量甚至比今天还要大。此外,基础设施必须比当前网络更安全,并提供最佳可用性和加密。基础设施必须支持时间关键型功能,如无人驾驶交通工具和确保最佳利用可再生能源的安全数字解决方案。

最后,他指出,我们需要创建一个工具,使我们能够区分不同的互联网服务,并客观地确定硬件和软件以及安装和互联网服务方面最绿色和最节能的服务。


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