我們正進(jìn)入數(shù)字化、綠色化的雙化協(xié)同發(fā)展新階段。數(shù)字化與綠色化已成為全球發(fā)展的兩大趨勢(shì)，并正深刻改變著人類社會(huì)。

2022年11月18日，習(xí)近平主席在亞太經(jīng)合組織第二十九次領(lǐng)導(dǎo)人非正式會(huì)議上提出：要加速數(shù)字化綠色化協(xié)同發(fā)展，推進(jìn)能源資源、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、消費(fèi)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色發(fā)展。數(shù)字化綠色化協(xié)同發(fā)展正式上升為國家戰(zhàn)略。

在《十四五國家信息化規(guī)劃》（2021年12月發(fā)布）中，根據(jù)信息化、工業(yè)化兩化深度融合的趨勢(shì)，中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化委員會(huì)最初提出了數(shù)字化、綠色化協(xié)同發(fā)展的新概念，并界定為以數(shù)字化引領(lǐng)綠色化，以綠色化帶動(dòng)數(shù)字化。2022年11月7日，國家互聯(lián)網(wǎng)信息辦公室信息化發(fā)展局局長王崧在國新辦新聞發(fā)布會(huì)上表示，將深入推進(jìn)數(shù)字化綠色化協(xié)同轉(zhuǎn)型發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃，確保圍繞計(jì)劃的3項(xiàng)任務(wù)、18項(xiàng)重點(diǎn)行動(dòng)順利實(shí)施。2022年11月中旬，國家五部門聯(lián)合印發(fā)通知，確定在10個(gè)地區(qū)首批開展數(shù)字化綠色化協(xié)同轉(zhuǎn)型發(fā)展（雙化協(xié)同）綜合試點(diǎn)。

2023年2月，《數(shù)字中國建設(shè)整體布局規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》）發(fā)布。《規(guī)劃》提出，到2025年，數(shù)字生態(tài)文明建設(shè)取得積極進(jìn)展。要求建設(shè)綠色智慧的數(shù)字生態(tài)文明，加快數(shù)字化綠色化協(xié)同轉(zhuǎn)型。加快推進(jìn)數(shù)字化綠色化協(xié)同轉(zhuǎn)型發(fā)展，是落實(shí)習(xí)近平主席在第75屆聯(lián)合國大會(huì)上向全世界宣示中國碳達(dá)峰、碳中和承諾的重要行動(dòng)。

據(jù)地球互聯(lián)網(wǎng)恢復(fù)力中心和斯德哥爾摩恢復(fù)力中心聯(lián)合多國研究部門發(fā)布的《2020多領(lǐng)域節(jié)能減排方案路線圖》報(bào)告，到2030年，依靠數(shù)字部門全球可減少15%的化石燃料排放量。以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等數(shù)字技術(shù)為支撐，綠色發(fā)展為核心的雙化協(xié)同轉(zhuǎn)型發(fā)展已然成為工業(yè)革命的第四次浪潮，并具有以下兩大特征：

一是數(shù)字技術(shù)為綠色生產(chǎn)提供數(shù)字支持。數(shù)字技術(shù)可將各項(xiàng)資源數(shù)據(jù)化、系統(tǒng)化，通過數(shù)據(jù)分析掌握生產(chǎn)過程中的資源消耗情況，監(jiān)測(cè)能源利用效率并及時(shí)優(yōu)化調(diào)整；在綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，數(shù)字技術(shù)可以幫助進(jìn)行綠色產(chǎn)品仿真、綠色工藝與輔助制造、綠色產(chǎn)品試制與驗(yàn)證等；在經(jīng)營管理方面，數(shù)字技術(shù)參與設(shè)備數(shù)字化管理、物料跟蹤管理、智能倉儲(chǔ)、精準(zhǔn)配送、產(chǎn)品遠(yuǎn)程運(yùn)維等環(huán)節(jié)。

在實(shí)際生產(chǎn)生活中，區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算等數(shù)字技術(shù)綜合應(yīng)用落地，形成數(shù)字化綠色體系。利用區(qū)塊鏈技術(shù)可有效記錄生產(chǎn)流程，溯源生產(chǎn)和供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)；利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸?shù)冗^程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題；利用人工智能技術(shù)可實(shí)現(xiàn)智能化設(shè)備管理，提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率；利用云計(jì)算技術(shù)存儲(chǔ)企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)驗(yàn)管理數(shù)據(jù)，幫助企業(yè)調(diào)配各項(xiàng)資源。

二是綠色技術(shù)為數(shù)字產(chǎn)業(yè)提供轉(zhuǎn)型動(dòng)力。數(shù)字產(chǎn)業(yè)以數(shù)據(jù)為核心，以信息為加工對(duì)象，綠色發(fā)展已成為數(shù)字產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然方向。數(shù)據(jù)中心作為數(shù)據(jù)載體在數(shù)字產(chǎn)業(yè)中處于核心地位，隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展，社會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)的需求量不斷增加，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心面臨著能耗高、單位能耗強(qiáng)度大等諸多問題。綠色技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用能夠助力傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排，助推數(shù)字產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型。如使用新型高效電源模塊等高性能半導(dǎo)體，可降低數(shù)據(jù)中心輸入電源的損耗，減少傳輸過程中的功耗；采用智能微電網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)房內(nèi)多路供電，降低配電系統(tǒng)損耗，提升供電系統(tǒng)能效；數(shù)據(jù)中心采用液冷和自然冷卻技術(shù)，提高設(shè)備制冷效率；分布式光伏、儲(chǔ)能技術(shù)的使用能夠降低數(shù)據(jù)中心對(duì)外部能源的依賴。在綠色技術(shù)的加持下，數(shù)據(jù)中心單位實(shí)際能耗強(qiáng)度將不斷下降，總體能效逐步優(yōu)化提升。

另外，綠色技術(shù)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)深度融合，推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)綠色低碳發(fā)展。通過統(tǒng)籌綠色低碳基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和工業(yè)大數(shù)據(jù)資源，建立產(chǎn)品全生命周期綠色低碳基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)，落實(shí)產(chǎn)業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)的減碳固碳技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的全鏈減排。例如，在工控生產(chǎn)端采用CCUS（碳捕獲、利用與封存，carbon capture， utilization and storage）技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)碳的直接轉(zhuǎn)化與貯存，減少碳排放；在工控全鏈進(jìn)行碳足跡監(jiān)測(cè)與追蹤等。綠色技術(shù)的全鏈貫通為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)綠色轉(zhuǎn)型提供了動(dòng)力。

比如，法國布伊格集團(tuán)利用智能系統(tǒng)開發(fā)可持續(xù)建筑。布伊格及其業(yè)務(wù)合作伙伴利用優(yōu)化建筑管理的智能系統(tǒng)、與存儲(chǔ)系統(tǒng)相結(jié)合的可再生能源，以及可重復(fù)使用的傳統(tǒng)生物材料開發(fā)低碳、可持續(xù)建筑，并將可持續(xù)理念融合到建筑設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行的全過程。

又比如，挪威通過數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)各類交通工具的無縫對(duì)接。在促進(jìn)跨運(yùn)輸方式、跨運(yùn)輸部門和社會(huì)其他部門的數(shù)據(jù)使用方面，挪威已經(jīng)做了大量工作。例如，依托挪威交通局、鋼鐵局、巴倫斯沃奇和海岸數(shù)據(jù)中心合作的運(yùn)輸計(jì)劃，成立了Entur AS公司。該公司管理全國各類交通工具和用戶數(shù)據(jù)，并開發(fā)和運(yùn)營客戶中心、數(shù)字銷售以及票務(wù)解決方案，為各供應(yīng)商之間的無縫交通對(duì)接提供服務(wù)。提高了公共交通效率，減少了交通領(lǐng)域碳的排放量。

再比如，加拿大通過共享服務(wù)消減數(shù)據(jù)中心數(shù)量和升級(jí)冷卻策略達(dá)到降低能耗目的。加拿大國土境內(nèi)的大部分地區(qū)溫度較低，環(huán)境因素非常適合數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和管理。而加拿大的數(shù)據(jù)中心行業(yè)使用能源的比例較小，只占加拿大自然資源的1%。原因在于，加拿大通過共享服務(wù)來消減數(shù)據(jù)中心的數(shù)量。其目標(biāo)是要求485個(gè)聯(lián)邦數(shù)據(jù)中心合并為7個(gè)，從而將其600000平方英尺（約合55741平方米）而減少至180000英尺（約合16722平方米），并減少了服務(wù)器數(shù)量，從23434臺(tái)減少至14369臺(tái)。除了數(shù)據(jù)中心合并，為了降低能耗，加拿大還在不斷減少運(yùn)行中的物理設(shè)備數(shù)量。另外，由于冷卻系統(tǒng)所消耗的電能經(jīng)常是其計(jì)算設(shè)備所消耗的三分之一或更多，升級(jí)冷卻策略也是降碳的重要途徑。

政策方面，歐盟發(fā)布多部政策支持建筑行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，突破數(shù)據(jù)共享、技術(shù)和基金障礙促進(jìn)交通部門數(shù)字化，圍繞提高能源使用效率制定大數(shù)據(jù)行業(yè)節(jié)能政策。同時(shí)，歐盟各國加強(qiáng)學(xué)生數(shù)字化培養(yǎng)，引導(dǎo)公民低碳環(huán)保意識(shí)；法國利用數(shù)字化減少碳足跡，為綠色科技初創(chuàng)企業(yè)提供基金支持；挪威鼓勵(lì)建筑行業(yè)的數(shù)字化應(yīng)用戰(zhàn)略；奧地利推出數(shù)字化房屋改造項(xiàng)目；新加坡將推廣智能電表、智能可再生能源以及實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)現(xiàn)代化作為能源政策的重點(diǎn)。

數(shù)字化綠色化的雙化協(xié)同發(fā)展是新趨勢(shì)、新潮流，特別需要關(guān)注以下新情況、新特征：

第一，不是所有的數(shù)字化場(chǎng)景都有助于節(jié)能降碳，過度數(shù)字化反而增加能源消耗。首先，數(shù)字化的本源是采礦業(yè)。據(jù)世界銀行報(bào)告稱，到2050年，信息和通信技術(shù)（ICT)的重要元素石墨、鋰和鈷的開采量將增加近500%。數(shù)字化高速發(fā)展無疑會(huì)帶來礦石開采的高能耗。其次，ICT用電量驚人。根據(jù)歐盟的戰(zhàn)略報(bào)告，目前ICT占全球用電量的5％9％和溫室氣體排放量的3%左右。另據(jù)中國信息通信研究院的測(cè)算，預(yù)計(jì)到2030年，全國各地區(qū)數(shù)據(jù)中心二氧化碳的排放量將超過2億噸，成為我國經(jīng)濟(jì)體系第一大碳排放源。最后，數(shù)字垃圾也成為新的污染源。據(jù)聯(lián)合國多個(gè)機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)布的《2020年全球電子垃圾監(jiān)測(cè)》稱，到2030年，全球電子垃圾將達(dá)7400萬噸。數(shù)字產(chǎn)業(yè)自身節(jié)能降碳迫在眉睫。

第二，不是所有綠色技術(shù)都需要賦予數(shù)字化外殼，微小技術(shù)改造能產(chǎn)生巨大節(jié)能效果。數(shù)字化綠色化協(xié)同轉(zhuǎn)型中的技術(shù)協(xié)同路徑并不必須在綠色技術(shù)上附加數(shù)字技術(shù)。對(duì)傳統(tǒng)工藝流程的綠色改造，引進(jìn)節(jié)能減排的新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備依然可以產(chǎn)生巨大的節(jié)能效果。比如，某不銹鋼企業(yè)采用的無硝酸清洗技術(shù)、18輥6連軋、退火爐設(shè)備無污染排放技術(shù)，某鋼鐵企業(yè)為解決蒸汽跑冒滴漏問題，對(duì)蒸汽系統(tǒng)節(jié)能改造，使蒸汽的熱量更高效地被傳遞利用，實(shí)現(xiàn)了余能回收和綠色低碳供能雙重效果。以上案例均沒有附加數(shù)字化技術(shù)。

第三，雙化兩大系統(tǒng)不是完全重合或割裂，研究其平衡的熵值是未來一大重要課題。數(shù)字化與綠色化，以前往往作為兩個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)存在，兩大系統(tǒng)之間好似割裂，但也有其融合的場(chǎng)景。這一場(chǎng)景可以描述為：數(shù)字化轉(zhuǎn)型能夠產(chǎn)出綠色低碳結(jié)果，而綠色發(fā)展又不拖累生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)進(jìn)步。實(shí)現(xiàn)這一場(chǎng)景就需要將兩大系統(tǒng)進(jìn)行平衡和協(xié)調(diào)，這種平衡的熵值究竟是多大，將是未來需要研究的課題。

在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、制度三種動(dòng)力中，制度創(chuàng)新是一種自上而下由政府主導(dǎo)的發(fā)展動(dòng)力，經(jīng)濟(jì)和技術(shù)則是一種自下而上由企業(yè)探索形成的發(fā)展動(dòng)力。制度動(dòng)力需要部門協(xié)同和專項(xiàng)政策支持。除了既有的項(xiàng)目專項(xiàng)資金、技術(shù)研發(fā)資金、標(biāo)桿獎(jiǎng)勵(lì)等政策投入外，政府還需不斷細(xì)化政策舉措，如將資金保障寫入政策，探索雙化試驗(yàn)場(chǎng)等；經(jīng)濟(jì)動(dòng)力需要資本的注入和可持續(xù)的商業(yè)模式。比如，能源行業(yè)的能源即服務(wù)（EaaS）模式、交通行業(yè)的出行即服務(wù)（MaaS）模式，以及綠電 多元碳匯交易模式等都是典型的雙化商業(yè)模式；技術(shù)動(dòng)力更多地聚焦在場(chǎng)景應(yīng)用上。包括以數(shù)字技術(shù)為底座、應(yīng)用于綠色場(chǎng)景，以綠色技術(shù)為底座、應(yīng)用于數(shù)字場(chǎng)景兩個(gè)方面。比如，利用數(shù)字化手段對(duì)綠色生產(chǎn)全程監(jiān)測(cè)、控制和治理，使用綠色技術(shù)降低數(shù)據(jù)中心能耗，幫助智能工廠排污等。

本書用八章的篇幅深入研究雙化協(xié)同發(fā)展的時(shí)代背景、研究進(jìn)展、發(fā)展模式、推進(jìn)機(jī)制、實(shí)現(xiàn)路徑、工業(yè)雙化策略、雙化協(xié)同評(píng)價(jià)方法、實(shí)踐案例等。由王振、范佳佳負(fù)責(zé)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、框架搭建和文字統(tǒng)稿。具體執(zhí)筆分工：第一章，王振；第二章，海駿嬌；第三章，范佳佳；第四章，夏蓓麗；第五章，張美星；第六章，高慶浩；第七章，范佳佳；第八章案例部分，由上海社會(huì)科學(xué)院信息研究所智慧城市研究室提供。

本書的出版要感謝研究團(tuán)隊(duì)的通力合作，感謝上海社會(huì)科學(xué)院出版社對(duì)本書的編輯校審，以及中國信息通信研究院華東分院的大力支持。同時(shí)，本書作為全國第一部專門研究雙化協(xié)同的著作，還有很多不盡完美的地方，敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。