聶耀昱，尹西明，林鎮(zhèn)陽，張承鷲，陳 勁

（1.清華大學五道口金融學院，北京 100084；2.北京理工大學管理與經(jīng)濟學院，北京 100081；3.清華大學技術(shù)創(chuàng)新研究中心，北京 100084；4.清華大學計算機科學與技術(shù)系，北京 100084）

1 研究背景

以數(shù)據(jù)為核心要素的數(shù)字經(jīng)濟正深刻影響著政務(wù)服務(wù)創(chuàng)新、生態(tài)文明建設(shè)、科技創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，成為加快數(shù)字中國建設(shè)、構(gòu)建新發(fā)展格局、推動高質(zhì)量發(fā)展的核心議題。2020 年4 月9 日，中共中央、國務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于構(gòu)建更加完善的要素市場化配置體制機制的意見》明確將數(shù)據(jù)要素定為與技術(shù)、土地、資本、勞動力并列的第五大生產(chǎn)要素［1］。國家“十四五”規(guī)劃也明確提出，要通過數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級、融合創(chuàng)新推進信息基礎(chǔ)設(shè)施、創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

2020 年，我國正式作出碳達峰碳中和的“雙碳”目標承諾，并通過印發(fā)《中共中央 國務(wù)院關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》《2030 年前碳達峰行動方案》等文件，形成碳達峰碳中和行動方案的頂層設(shè)計。“十四五”是實現(xiàn)碳達峰及轉(zhuǎn)向碳中和的關(guān)鍵期及窗口期，然而，實現(xiàn)碳達峰碳中和時間緊、任務(wù)重，面臨一系列重大挑戰(zhàn)。首先，部分地方政府和企業(yè)對“雙碳”認識不足，開展“運動式”減碳；其次，地方政府和重點企業(yè)對自身碳排放情況和生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力缺乏清晰認識，缺少系統(tǒng)性、全局性、長遠性的“雙碳”行動方案；第三，如祝合良等［2］、李春發(fā)等［3］學者研究指出，我國綠色低碳轉(zhuǎn)型亟須擺脫路徑依賴，需要通過數(shù)字化手段實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級和跨越發(fā)展。實現(xiàn)“雙碳”目標離不開數(shù)智化、低碳化的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施支持，但也面臨諸如“如何有效協(xié)同解決降碳和保障高質(zhì)量發(fā)展的能源需求矛盾？”“如何有效推進‘雙碳’頂層設(shè)計，推行系統(tǒng)性、全局性、長遠性的碳達峰碳中和行動方案？”等問題。

鑒于此，本研究試圖打開數(shù)據(jù)要素賦能產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智能化、低碳化、綠色化發(fā)展的“過程黑箱”，為有效破解數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展挑戰(zhàn)、加速數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施助力碳達峰碳中和、整合推進實現(xiàn)數(shù)字中國與“雙碳”目標提供參考。

2 相關(guān)研究回顧與評述

2.1 數(shù)據(jù)要素及數(shù)字技術(shù)的特征與價值

Pirskanen 等［4］和Johnny 等［5］提出數(shù)據(jù)時代的數(shù)據(jù)要素具有5 個“v”的典型自然屬性特征，即種類（variety）、數(shù)量（volume）、價值（value）、速度（velocity）和真實性（veracity）。隨著數(shù)據(jù)要素和人類生產(chǎn)生活越來越密切相關(guān)，數(shù)字中國成為國家高度重視的發(fā)展戰(zhàn)略，數(shù)據(jù)在產(chǎn)生、存儲、運算和傳輸、賦能產(chǎn)業(yè)的過程中呈現(xiàn)出相互關(guān)聯(lián)但差異化的社會價值［6］。尹西明等［7］總結(jié)歸納出大數(shù)據(jù)的“5I”社會屬性特征，即數(shù)據(jù)整合（integration）、數(shù)據(jù)洞察（insight）、數(shù)據(jù)融通（interconnection）、數(shù)據(jù)復用（iteration）和數(shù)據(jù)賦能（improvement）。

數(shù)字技術(shù)是對信息用計算機可識別的語言進行運算、存儲、傳輸和還原等處理過程的科學技術(shù)，可顯著促進社會信息化、智能化水平提升，推動資源有效配置。數(shù)字技術(shù)具有可編輯、可追溯、可擴展、可記憶、可感知、可聯(lián)想與可供應(yīng)等顯著特征，通過數(shù)字組件、數(shù)字平臺和數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施等工具技術(shù)平臺嵌入現(xiàn)有技術(shù)、產(chǎn)品和服務(wù)，對數(shù)據(jù)要素進行重新連接、組合、擴展和分配，重構(gòu)產(chǎn)品和服務(wù)的邊界，助推相關(guān)產(chǎn)業(yè)和機構(gòu)產(chǎn)生新能力、催生新機會和構(gòu)建新模式。

綜合來看，數(shù)據(jù)要素的自然屬性和社會屬性特征以及數(shù)字技術(shù)對產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)新體系的重構(gòu)能力，可推動數(shù)據(jù)要素的有邊際產(chǎn)出和規(guī)模報酬遞增，推進數(shù)字技術(shù)賦能工業(yè)、能源等高排放行業(yè)的低碳化、智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型。以產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和數(shù)字產(chǎn)業(yè)化為特征的數(shù)字經(jīng)濟已成為我國中長期低碳路徑轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵選擇和嶄新動能。

2.2 數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的內(nèi)涵與意義

根據(jù)現(xiàn)有文獻和政策體系設(shè)計，本研究梳理了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施和新型基礎(chǔ)設(shè)施、關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施之間的區(qū)別及聯(lián)系，結(jié)果如圖1 所示。

圖1 數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施與其他基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)系

數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施和其他3 類基礎(chǔ)設(shè)施均屬于基礎(chǔ)設(shè)施范疇，具有公共性、基礎(chǔ)性及強外部性三大本質(zhì)屬性，以及網(wǎng)絡(luò)性、系統(tǒng)性、長周期性、規(guī)模經(jīng)濟性和普惠性五大典型特征，然而，各類基礎(chǔ)設(shè)施的內(nèi)涵有顯著差異。新型基礎(chǔ)設(shè)施包括3 類：一是包含新技術(shù)和算力在內(nèi)的信息基礎(chǔ)設(shè)施；二是支撐傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)型升級的融合基礎(chǔ)設(shè)施；三是支撐科技研發(fā)、產(chǎn)品研制的基礎(chǔ)設(shè)施。關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施指涉及公共通信和能源、金融、交通、國防等關(guān)鍵部門和關(guān)鍵領(lǐng)域，關(guān)系國計民生、國家安全、公共利益的重要網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和信息系統(tǒng)。數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施主要包括數(shù)據(jù)湖、5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈服務(wù)、人工智能等服務(wù)于數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施，是新一代信息技術(shù)泛在化應(yīng)用的平臺性支撐［8］。數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施則是數(shù)字經(jīng)濟時代的底層基礎(chǔ)設(shè)施，也是數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施中的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，包含數(shù)據(jù)存儲中心、數(shù)據(jù)交易中心和數(shù)據(jù)銀行等，發(fā)揮著將電力能源轉(zhuǎn)換為算力資源和加速數(shù)據(jù)要素價值釋放的關(guān)鍵支撐作用［7］。主要體現(xiàn)在：一是數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施對電網(wǎng)有著需求側(cè)調(diào)節(jié)作用，具備電力實時響應(yīng)、可轉(zhuǎn)移及調(diào)節(jié)能力，促進電力資源優(yōu)化合理分配從而降低能源消費和用電負荷?！度珖惑w化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實施方案》提出，要通過全國一體化算力網(wǎng)絡(luò)國家樞紐節(jié)點建設(shè)，引導數(shù)據(jù)中心規(guī)?；?、集約化、綠色化發(fā)展；通過“東數(shù)西算”工程，實現(xiàn)東西部算力需求與供給統(tǒng)籌調(diào)度，推動算力、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、能源等協(xié)同聯(lián)動，推動數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)助力實現(xiàn)碳達峰碳中和［9］。二是電網(wǎng)電力是驅(qū)動數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施運轉(zhuǎn)的動力，數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施電力需求高、耗能規(guī)模大，數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施自身面臨低碳減排的巨大挑戰(zhàn)。據(jù)《中國數(shù)字基建的脫碳之路》報告，2020 年中國數(shù)據(jù)中心和 5G 設(shè)施耗電量為2 011 億kWh，占全社會用電量的 2.7%；CO2排放量達1.2 億t，占我國（不含港澳臺地區(qū)）CO2排放量 的1.0%［10］。隨著數(shù)字經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的耗電量和CO2排放量將會持續(xù)提升。在此背景下，從理論層面探究新型數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施如何協(xié)同推進數(shù)字中國戰(zhàn)略和碳達峰碳中和的國家戰(zhàn)略，釋放數(shù)據(jù)要素價值賦能“雙碳”目標的動態(tài)過程機制，具有重要學術(shù)意義。

3 碳中和數(shù)據(jù)銀行：數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施助力“雙碳”動態(tài)新機制

尹西明等［7］學者指出，在對海量數(shù)據(jù)的全面匯聚、全量存儲和高效治理的基礎(chǔ)上，基于數(shù)據(jù)要素的社會屬性，在安全監(jiān)管和合理授權(quán)前提下對數(shù)據(jù)進行資源化、資產(chǎn)化和價值化，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交易融通和應(yīng)用增值是數(shù)據(jù)經(jīng)濟時代推進數(shù)據(jù)要素市場化配置的全新理論模式?；谶@一理論模式，本研究結(jié)合數(shù)據(jù)要素的“5I”社會屬性和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的功能屬性，提出“數(shù)據(jù)—機制—使能”視角下的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施助力碳達峰碳中和目標實現(xiàn)的動態(tài)整合理論框架（見圖2）?；谂c碳中和相關(guān)的政府數(shù)據(jù)、行業(yè)數(shù)據(jù)、企業(yè)數(shù)據(jù)、個人數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和預(yù)測數(shù)據(jù)，依托碳中和數(shù)據(jù)銀行開展數(shù)據(jù)要素層的碳中和數(shù)據(jù)全量存儲、全面匯聚和高效治理，推進摸清碳源碳匯（以下簡稱“源匯”）家底、未來模擬預(yù)測、行業(yè)減排路徑和農(nóng)林增匯路徑，并通過重大應(yīng)用場景加快數(shù)據(jù)驅(qū)動的低碳減排、綠色金融和碳市場交易場景應(yīng)用，實現(xiàn)碳中和數(shù)據(jù)使能區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)重構(gòu)、政府治理能力現(xiàn)代化和產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型升級，達到數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施促進碳達峰碳中和戰(zhàn)略目標實現(xiàn)的效果。

圖2 數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施助力“雙碳”目標實現(xiàn)的動態(tài)整合框架

保障數(shù)據(jù)安全和促進數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展是數(shù)據(jù)要素賦能高質(zhì)量發(fā)展面臨的二元悖論。數(shù)據(jù)要素市場化需要解決的關(guān)鍵問題是，在妥善保障數(shù)據(jù)安全的前提下有效推動數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。基于統(tǒng)籌數(shù)據(jù)安全和數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展這一整合思維，通過創(chuàng)新設(shè)計碳中和數(shù)據(jù)銀行系統(tǒng)架構(gòu)（見圖3），在基礎(chǔ)設(shè)置層實現(xiàn)硬件和平臺的有機融合，并以多元數(shù)據(jù)中臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效匯聚治理，進而實現(xiàn)隱私計算、支撐服務(wù)和業(yè)務(wù)保障發(fā)展等多維數(shù)據(jù)安全運營，從而在統(tǒng)籌安全和發(fā)展的前提下更高效地支撐行業(yè)低碳減排、綠色金融、碳市場交易等重大應(yīng)用場景需求，助力碳達峰碳中和。

圖3 碳中和數(shù)據(jù)銀行系統(tǒng)架構(gòu)

3.1 基礎(chǔ)設(shè)置層

數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的耗能主要包括兩個部分，一是信息技術(shù)（IT）設(shè)備算力運行產(chǎn)生的能耗，二是配電、制冷等支持設(shè)備產(chǎn)生的能耗。本研究采用數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施總能耗與IT 設(shè)備能耗的比值表征數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的能源效率（PUE），PUE 越接近1 表明IT 設(shè)備算力能耗在數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施總能耗中所占比例越高，也代表數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的綠色節(jié)能效率越高。針對數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施能耗高的問題，碳中和數(shù)據(jù)銀行采用了基于新一代節(jié)能高效藍光的光磁電一體化智能存儲應(yīng)用系統(tǒng)，在智能分級存儲使用光磁配比為8 ∶2 的條件下系統(tǒng)能夠達到日常數(shù)據(jù)存儲的性能要求，與全熱磁存儲的解決方案相比能夠大幅減少數(shù)據(jù)存儲的總耗電量、降低數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的PUE，同時實現(xiàn)節(jié)約水資源、能源和減少CO2排放的綠色節(jié)能效果。光磁電一體化智能存儲應(yīng)用系統(tǒng)的主要特征和效果見表1。

表1 光磁電一體化智能存儲應(yīng)用系統(tǒng)的主要特征

3.2 數(shù)據(jù)要素層

“雙碳” 數(shù)據(jù)要素涉及不僅限于能源供應(yīng)、能源終端利用（工業(yè)、交通、建筑等）部門以及電力、石化、化工、鋼鐵等八大重點高排放碳源行業(yè)，也涉及農(nóng)林業(yè)及土地利用等部門的碳匯領(lǐng)域?！半p碳”數(shù)據(jù)按要素類型可分為碳源數(shù)據(jù)和碳匯數(shù)據(jù)；按門類可分為政府數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)、企業(yè)數(shù)據(jù)和個人數(shù)據(jù)；按數(shù)據(jù)來源部門可分為農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、林業(yè)數(shù)據(jù)、工業(yè)數(shù)據(jù)、土地數(shù)據(jù)、交通數(shù)據(jù)等；按格式類型可分為遙感數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)；按空間維度可分為不同層級的行政數(shù)據(jù)和不同空間分辨率的網(wǎng)格數(shù)據(jù)；按時間維度可分為歷史數(shù)據(jù)和預(yù)測數(shù)據(jù)。單一的數(shù)據(jù)無法客觀映射碳達峰碳中和的實際狀況，難以準確顯示出碳達峰碳中和的整體進程，且這些數(shù)據(jù)往往類型多、體量大、空間分辨率高、時間跨度長，因此需要在碳中和數(shù)據(jù)銀行系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)要素的全量存儲、全面匯聚和高效治理。通過政府和企業(yè)的共同建設(shè)，“雙碳”相關(guān)數(shù)據(jù)能夠在政務(wù)外網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等不同類型網(wǎng)絡(luò)中安全、有效、暢通流動，實現(xiàn)政府對“雙碳”進展有效監(jiān)控、碳交易有序運行等功能。碳中和數(shù)據(jù)銀行的數(shù)據(jù)流向過程機制如圖4 所示。

圖4 碳中和數(shù)據(jù)銀行數(shù)據(jù)流向過程機制

3.2.1 全量存儲

數(shù)據(jù)基 礎(chǔ)設(shè)施的全量存儲是“雙碳”數(shù)據(jù)價值實現(xiàn)的前提。由于碳達峰碳中和數(shù)據(jù)具有海量性、多樣性特點，單一部門、行業(yè)、領(lǐng)域或單一類型的相關(guān)數(shù)據(jù)要素價值密度低、信息不對稱性強，系統(tǒng)映射碳達峰碳中和全貌的難度高、工作量大。在碳中和數(shù)據(jù)銀行系統(tǒng)上進行全量存儲，能夠匯總整合相關(guān)數(shù)據(jù)，更客觀全面、科學可信地反映碳達峰碳中和的進展。

3.2.2 全面匯聚

隨著“雙碳”目標的深入推進，加之人類社會從信息時代向數(shù)字時代邁進，全社會全行業(yè)需要推動綠色化、低碳化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型，人工智能（AI）、5G、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字技術(shù)的突飛猛進，數(shù)據(jù)產(chǎn)生和采集的精度、維度、廣度和體量突飛猛進，從而對數(shù)據(jù)匯聚提出了綠色經(jīng)濟、安全高效的基本要求；同時，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)全面匯聚的規(guī)?；透咝Щ瑪?shù)據(jù)匯聚也面臨降低成本的壓力。只有“雙碳”相關(guān)數(shù)據(jù)的匯聚成本低于其潛藏的價值，數(shù)據(jù)要素的收集存儲成為新常態(tài)，才能為數(shù)據(jù)科學、數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)、數(shù)字經(jīng)濟提供源源不斷的數(shù)據(jù)生產(chǎn)要素，真正推動“雙碳”目標落地實施。

3.2.3 高效治理

數(shù)據(jù)治理是組織中與數(shù)據(jù)使用相關(guān)的管理行為，是在綜合過程、技術(shù)和責任等因素下的數(shù)據(jù)管護過程。基于碳中和數(shù)據(jù)銀行實現(xiàn)的數(shù)據(jù)高效治理是以全量“雙碳”數(shù)據(jù)的全面匯聚為基礎(chǔ)，以區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、隱私計算等技術(shù)為支撐，能夠為實現(xiàn)“雙碳”目標提供統(tǒng)一、便捷的數(shù)據(jù)存儲、治理、可視化、分析、預(yù)測等服務(wù)，同時對數(shù)據(jù)進行生命周期管理，提高數(shù)據(jù)價值密度、促進數(shù)據(jù)對內(nèi)增值和對外增效。

3.3 運行模式層

3.3.1 摸清源匯家底

碳排放核查是確保碳排放數(shù)據(jù)的精確性和全面性的內(nèi)在要求，碳中和數(shù)據(jù)銀行為摸清碳源匯家底提供充分的數(shù)據(jù)支撐和技術(shù)支撐。企業(yè)自有設(shè)施的直接碳排放、外購電力熱力等的間接碳排放以及企業(yè)的經(jīng)營情況都與其碳排放密切相關(guān)，依據(jù)投入產(chǎn)出原理，根據(jù)企業(yè)經(jīng)營數(shù)據(jù)和企業(yè)技術(shù)管理水平對企業(yè)碳排放量進行估算，同時結(jié)合氣象數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)等宏觀數(shù)據(jù)對區(qū)域碳排放進行復核計算。計算公式如下：

式（1）中：GHG總指的是區(qū)域CO2排放總量；E代表某一領(lǐng)域或行業(yè)的燃料消耗量；HG 代表該類燃料對應(yīng)的排放因子；θ代表對應(yīng)該類燃料的氧化率。

目前，我國共發(fā)布了4 種碳匯項目方法學，分別是竹子造林、碳匯造林、森林經(jīng)營、竹林經(jīng)營。碳匯數(shù)據(jù)計算公式如下：

式（2）中：C總代表區(qū)域內(nèi)所有碳匯項目通過相應(yīng)碳匯經(jīng)營方法學產(chǎn)生的碳匯總量；C1代表某一項目碳匯量；C2和C3分別代表項目的基線碳匯量和泄漏量。

3.3.2 未來模擬預(yù)測

碳中和數(shù)據(jù)銀行依托政府數(shù)據(jù)、行業(yè)數(shù)據(jù)、企業(yè)數(shù)據(jù)以及部分個人數(shù)據(jù)的全量存儲、全面匯聚、脫敏加密和高效治理后，形成在時間域內(nèi)長尺度的碳排放數(shù)據(jù)資源池，基于碳排放方法學建立行業(yè)企業(yè)的碳排放監(jiān)測模型，通過不斷進行模型修正和數(shù)據(jù)驗證實現(xiàn)對企業(yè)碳排放情況的有效動態(tài)預(yù)測，支撐企業(yè)清潔能源減碳和生產(chǎn)側(cè)碳排放動態(tài)測算。未來碳排放量模擬還可以作為政府監(jiān)管部門掌控區(qū)域碳排放變化趨勢的一項技術(shù)，為碳排放分析測算以及碳排放交易等業(yè)務(wù)提供支撐。未來碳排放量模擬預(yù)測基于歷史碳排放量，根據(jù)未來經(jīng)濟、人口、城鎮(zhèn)化率、技術(shù)、能源密度及結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等因素進行調(diào)整。具體計算公式如下：

式（3）中：GHG預(yù)測代表未來年份的CO2排放量；GHG歷史代表歷史年份的CO2排放量，也是模擬預(yù)測未來CO2排放量的基準參考值；GDP 代表地區(qū)生產(chǎn)總值；P代表人口；T代表科技進步系數(shù)；D代表能源強度；U代表城市化率；I代表產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)；S代表能源結(jié)構(gòu)。

未來區(qū)域碳匯量的計算公式如下：

式（4）中：C預(yù)測代表區(qū)域內(nèi)所有碳匯經(jīng)營方法學對應(yīng)項目預(yù)測產(chǎn)生的碳匯總量；C模擬代表某一具體項目模擬碳匯量。

3.3.3 行業(yè)減排路徑

王燦［11］、李晉等［12］的研究表明，行業(yè)碳減排需要瞄準場景特征，綜合碳減排成本、技術(shù)可行性、資源可用性等因素，依托大數(shù)據(jù)、云計算、傳感器等數(shù)字技術(shù)和數(shù)據(jù)支撐，加速推動重點行業(yè)能效提升、替代燃料、碳捕捉技術(shù)、企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提升能源生產(chǎn)側(cè)的高效采集和廣泛互聯(lián)能力，實現(xiàn)能源生產(chǎn)、運營、管理、計量過程的精細化、在線化、智能化，優(yōu)化能源配置方式、重組能源利用模式、提升決策效率和能源整體利用率，最終實現(xiàn)節(jié)能減排、降本增效的目的。綜合現(xiàn)有碳減排技術(shù)創(chuàng)新和行業(yè)探索，可以在碳中和數(shù)據(jù)銀行海量數(shù)據(jù)匯聚基礎(chǔ)上，按照上述碳排放核算和預(yù)測的方法，有針對性地制定具體行業(yè)的減排路徑和實施數(shù)智化節(jié)約資源能源措施（見表2）。

表2 部分高碳行業(yè)數(shù)字化減排路徑

3.3.4 減排增匯措施

我國森林資 源豐富、林業(yè)碳匯潛力大，吸收CO2的作用顯著，基于碳中和數(shù)據(jù)銀行的數(shù)據(jù)支撐和大數(shù)據(jù)、云計算等數(shù)字化技術(shù)對林業(yè)碳匯進行實時監(jiān)測和模擬預(yù)測，實現(xiàn)對碳匯情況的全方位了解，促進碳匯資產(chǎn)的管理和增值、高效布局和完善。具體而言，就是在碳中和數(shù)據(jù)銀行對碳匯評估和預(yù)測的基礎(chǔ)上，針對具體的碳匯經(jīng)營方法學，結(jié)合土壤、氣象和作物生長等數(shù)據(jù)，利用人工智能、機器學習等技術(shù)對碳匯實現(xiàn)精準經(jīng)營；也可以利用衛(wèi)星遙感等領(lǐng)域數(shù)據(jù)，對碳匯經(jīng)營效果進行實時監(jiān)測，并根據(jù)實際經(jīng)營效果采取有針對性的增匯措施。

3.4 應(yīng)用場景層

3.4.1 低碳減排

碳中和數(shù)據(jù)銀行在發(fā)揮基礎(chǔ)設(shè)置層、數(shù)據(jù)要素層和運行模式層作用的基礎(chǔ)上，可實現(xiàn)對高能耗高排放行業(yè)生產(chǎn)制造側(cè)的數(shù)字化、低碳化、智能化改造，同時通過智能預(yù)測和增匯方法學，實現(xiàn)對碳匯項目的精準監(jiān)測和有效經(jīng)營，通過碳源和碳匯兩個領(lǐng)域最終實現(xiàn)碳中和數(shù)據(jù)銀行促進低碳減排的應(yīng)用場景價值。

3.4.2 綠色金融

推進碳達峰碳中和需要完善綠色金融標準，充分發(fā)揮綠色貸款、債券、基金支持減碳增匯作用，建立更加完善的綠色金融激勵機制體系，建立覆蓋面廣、強制性高的環(huán)境信息披露制度。碳中和數(shù)據(jù)銀 行通過對碳達峰碳中和領(lǐng)域的數(shù)據(jù) 治理，可以為低碳技術(shù)投資、碳金融產(chǎn)品和碳排放權(quán)抵質(zhì)押融資提供數(shù)據(jù)支撐，推動綠色金融激勵機制和綠色金融體系的建立，最終發(fā)揮數(shù)據(jù)要素在金融科技側(cè)助推數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展和減碳增匯的作用。

3.4.3 碳交易市場

2021 年7 月，全國碳排放權(quán)交易市場正式開啟交易。張希良等［13］、李濤等［14］研究指出，無論是碳排放權(quán)交易市場的碳排放交易，還是國家核證自愿減排的碳匯交易，都是在基于碳排放和碳匯相關(guān)數(shù)據(jù)的認證交易。碳中和數(shù)據(jù)銀行一方面可為碳排放權(quán)交易和國家核證自愿減排量交易提供海量的存儲資源和充足算力支持，保障交易順利實施；另一方面可為兩項碳交易提供堅實的數(shù)據(jù)支撐，促進碳市場 健康、協(xié)調(diào)、高質(zhì)量發(fā)展。

4 數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施助力碳達峰碳中和的多維使能價值

數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施是新時代高質(zhì)量發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，面向碳中和的數(shù)據(jù)銀行是推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的新模式、新動能，能夠為有效整合碳中和領(lǐng)域相關(guān)的技術(shù)流、物質(zhì)流、資金流和人才流提供堅實的數(shù)據(jù)支撐和平臺基礎(chǔ)，有助于推進“雙碳”領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)模式創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、數(shù)據(jù)要素融合共享和開放應(yīng)用，最終實現(xiàn)政治、經(jīng)濟、社會和生態(tài)等多維效益和價值實現(xiàn)（如圖5 所示）。

圖5 碳中和數(shù)據(jù)銀行賦能多維價值創(chuàng)造和效益實現(xiàn)模式

4.1 政治效益：治理體系與治理能力現(xiàn)代化

從全球視角看，綠色發(fā)展是人類命運共同體的重要價值內(nèi)涵，為推動全球積極應(yīng)對氣候變化、落實《巴黎協(xié)定》的減排目標，我國推動全球制定統(tǒng)一的綠色低碳技術(shù)標準，規(guī)范建設(shè)統(tǒng)一碳交易市場，凝聚國際社會綠色可持續(xù)發(fā)展共識，共同構(gòu)建全球人與自然生命共同體，對于展現(xiàn)我國作為負責任大國的正面形象、推動我國參與國際治理體系和提升國際治理能力等諸多方面都有著積極的政治效益。從國內(nèi)視角看，一方面，政府基于數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施能夠加快實施一系列政策工具，構(gòu)建面向“雙碳”目標的創(chuàng)新體系，包括政企合作的研發(fā)伙伴關(guān)系等，可以打破阻礙生態(tài)創(chuàng)新的各類路徑鎖定和路徑依賴，鼓勵社會資源從傳統(tǒng)技術(shù)向綠色經(jīng)濟轉(zhuǎn)移，推動國家生態(tài)文明建設(shè)目標實現(xiàn)；另一方面，基于碳中和相關(guān)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施以及由此衍生的碳中和數(shù)據(jù)銀行可以幫助地方政府認清本地區(qū)“雙碳”進展和存在問題，支撐地方政府在“雙碳”領(lǐng)域的科學決策和精準施策，推動國家綠色治理體系和綠色治理能力現(xiàn)代化。

4.2 經(jīng)濟效益：產(chǎn)業(yè)低碳綠色轉(zhuǎn)型

以碳中和數(shù)據(jù)銀行為代表的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施可以激活多元市場主體，實現(xiàn)對金融、工業(yè)、交通、服務(wù)業(yè)等產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化、智慧化、綠色化、低碳化賦能，推動產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型升級。實現(xiàn)“雙碳”目標歸根到底要靠技術(shù)創(chuàng)新和效率提升，通過外部成本內(nèi)部化、加快生態(tài)創(chuàng)新，從根本上改變生產(chǎn)方式和生活方式，特別是創(chuàng)新作為經(jīng)濟增長的根本動力，需要在綠色低碳領(lǐng)域開展一系列技術(shù)和機制創(chuàng)新，而數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施可以為市場主體的技術(shù)開展和機制創(chuàng)新提供數(shù)據(jù)要素和平臺支撐，推動區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)基于綠色化、低碳化、數(shù)智化方向的重構(gòu)和優(yōu)化，最終在科技創(chuàng)新和機制創(chuàng)新進程中實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型。

4.3 社會效益：綠色普惠生產(chǎn)生活

在政府層面，數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施可以輔助政府綠色政策實施，通過制定和健全綠色標準、各種補貼的應(yīng)用和相關(guān)政策法規(guī)，鼓勵消費者進行綠色消費，推進生活方式和經(jīng)濟增長方式的綠色轉(zhuǎn)變。在企業(yè)層面，可以推動企業(yè)采取積極綠色低碳措施，有效降低成本、提升綠色消費的規(guī)模效益、品質(zhì)和體驗。在群眾層面，可以通過碳普惠等綠色行動機制，激勵全民形成主動低碳、環(huán)保、節(jié)約、綠色意識和習慣。通過在政府端、企業(yè)端和群眾端的共同合力，推動全社會生產(chǎn)方式、消費方式、生活方式和發(fā)展格局的綠色化，促進生活方式和社會治理的雙重變革目標實現(xiàn)。

4.4 生態(tài)效益：人與自然和諧共生

碳達峰碳中和是生態(tài)文明建設(shè)不可或缺的部分，實現(xiàn)“雙碳”目標對有效應(yīng)對氣候變化、構(gòu)建優(yōu)良生態(tài)生活生產(chǎn)空間、實現(xiàn)人與自然和諧共生均有著極其重要的作用。當前社會經(jīng)濟和自然生態(tài)正處于從高碳向低碳乃至零碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期，同時隨著后疫情時代經(jīng)濟綠色復蘇，通過數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施探索最優(yōu)資源配置，通過持續(xù)綠色創(chuàng)新，促成在能源結(jié)構(gòu)、綠色消費、綠色制造等眾多行業(yè)的價值鏈重構(gòu)，推動高質(zhì)量發(fā)展和綠色生態(tài)效益的提升。此外，在電力、交通、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、負碳排放領(lǐng)域，數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施有助于賦能新的綠色技術(shù)和模式不斷涌現(xiàn)，帶來生活質(zhì)量提升、生態(tài)環(huán)境保護等多重效益，在有效減緩氣候變化、促進人與自然和諧共生、推動構(gòu)建美好生活家園等多方面具有重要的潛在價值。

5 數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施助力碳達峰碳中和的現(xiàn)實挑戰(zhàn)

5.1 數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施運行成本高、壓力大

數(shù)據(jù)要素是數(shù)字經(jīng)濟時代的核心戰(zhàn)略資源，但數(shù)據(jù)存儲成本高、算力能耗高，對數(shù)字經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和數(shù)據(jù)要素價值化帶來巨大挑戰(zhàn)?！?019 中國企業(yè)綠色計算與可持續(xù)發(fā)展研究報告》指出，我國85%的數(shù)據(jù)中心的電源使用效率（PUE）值為1.5～2.0，運維能耗成本占總成本的40%～60%，且磁盤列陣每隔3 年～5 年就需進行設(shè)備更換［15］；而且，大量淘汰設(shè)備也存在資源浪費、環(huán)境污染的風險，更不利于數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的長期永久存儲，數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施綠色低碳運行面臨巨大壓力。

5.2 區(qū)域行業(yè)數(shù)智化、低碳化高質(zhì)量發(fā)展協(xié)同難

為促進高質(zhì)量發(fā)展目標的實現(xiàn)，需要在區(qū)域和行業(yè)兩個層面同時兼顧數(shù)智化和低碳化發(fā)展趨勢。我國區(qū)域發(fā)展差異大，無法保證綠色化數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運營和地方發(fā)展能夠齊頭并步，區(qū)域數(shù)智化、低碳化高質(zhì)量發(fā)展協(xié)同難。行業(yè)層面，實現(xiàn)“雙碳”目標在政策、技術(shù)、標準、國際接軌等方面面臨一系列難題和挑戰(zhàn)，加之數(shù)智化和低碳化未完全融合，需要破解產(chǎn)業(yè)、法律、科技、制度、金融、安全等多行業(yè)多領(lǐng)域全方位協(xié)同的阻礙。

5.3 “雙碳”多線程、多路徑目標實現(xiàn)阻力大

實現(xiàn)“雙碳”目標是一項系統(tǒng)工程，有著多線程、多路徑的目標實現(xiàn)路徑。產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型是“雙碳”目標的核心關(guān)鍵，推進綠色轉(zhuǎn)型需要培育新興產(chǎn)業(yè)、匯聚產(chǎn)業(yè)集群、科技創(chuàng)新驅(qū)動。碳中和是“雙碳”目標的標準度尺，無論是政府、企業(yè)、個人還是區(qū)域和城市，都需要有具體的評價標準和明確的實施規(guī)范來度量實現(xiàn)碳中和的進展程度。建設(shè)美麗生態(tài)和美好生活是“雙碳”目標的終極目的，需要發(fā)揮政策、法律、財稅、金融等多種工具的作用，支持碳中和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，實現(xiàn)氣候減緩、節(jié)能減排、生態(tài)恢復、環(huán)境保護、經(jīng)濟發(fā)展等多項目標協(xié)同。

6 結(jié)論與啟示

6.1 研究結(jié)論

數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施是建設(shè)數(shù)字中國的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)“雙碳”國家戰(zhàn)略目標需要綠色低碳、安全可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施。本研究針對節(jié)能減排和保障高質(zhì)量發(fā)展的能源需求的矛盾、整合推動能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級和產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展，助力“雙碳”目標的路徑與機制面臨的多重挑戰(zhàn)，結(jié)合數(shù)據(jù)要素驅(qū)動創(chuàng)新發(fā)展和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施賦能行業(yè)數(shù)智化的本質(zhì)特征，提出了“數(shù)據(jù)—機制—使能”過程視角下數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施賦能“雙碳”目標實現(xiàn)的系統(tǒng)創(chuàng)新框架，揭示了以碳中和數(shù)據(jù)銀行為代表的新型數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施助力碳達峰碳中和、實現(xiàn)多維價值創(chuàng)造的動態(tài)過程機制，并進一步探討了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施助力碳達峰碳中和需要直面的現(xiàn)實挑戰(zhàn)，為推動數(shù)字中國戰(zhàn)略與“雙碳”目標協(xié)同實施，實現(xiàn)數(shù)字要素引領(lǐng)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展提供理論和實踐啟示。

6.2 政策啟示

展望未來，針對數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施助力碳達峰碳中和面臨的緊迫需求和現(xiàn)實挑戰(zhàn)，我國需要多措并舉，進一步建設(shè)和發(fā)揮好以數(shù)據(jù)銀行為代表的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)性支撐作用，加快實現(xiàn)“雙碳”目標。一是要完善數(shù)字中國戰(zhàn)略和“雙碳”目標協(xié)同的頂層設(shè)計；二是要加強綠色低碳科技攻關(guān)，尤其是利用數(shù)據(jù)要素和數(shù)字技術(shù)加快突破綠色低碳核心技術(shù)；三是多部門、跨區(qū)域和跨領(lǐng)域協(xié)同推進碳中和數(shù)據(jù)銀行建設(shè)，加速工業(yè)制造等關(guān)鍵領(lǐng)域減碳；四是注重完善政策法規(guī)體系，通過制度創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新牽引的雙輪驅(qū)動，打破碳達峰碳中和的數(shù)據(jù)融通壁壘；五是要充分發(fā)揮我國超大規(guī)模市場和海量場景驅(qū)動的優(yōu)勢，加快碳中和數(shù)據(jù)銀行多元應(yīng)用場景的開發(fā)建設(shè)。在此基礎(chǔ)上，探索數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施助力實現(xiàn)碳達峰碳中和的中國模式和中國經(jīng)驗，實現(xiàn)數(shù)字創(chuàng)新引領(lǐng)新發(fā)展階段經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展，也為全球碳達峰碳中和事業(yè)貢獻中國力量。

致謝：

本文系2021 年中國技術(shù)未來分析論壇學術(shù)年會最佳論文獎獲獎?wù)撐?，清華大學李紀珍教授，北京工業(yè)大學黃魯成教授、李欣教授，中國科學技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究院高志前研究員，中國科學院大學陳凱華教授，浙江工業(yè)大學陳衍泰教授對本文提出了寶貴意見和建議，一并致謝。