如何看待数字技术与双碳目标的关系？

数字技术产业发展需积极应对“双碳”目标。

气候变化已经被国际社会广泛认可为当今全球面临的最重要的挑战之一。为了减轻气候变化所带来的严重影响，国际社会通过巴黎协定等多边协议承诺采取措施限制全球气温上升。2020年，中国政府在第七十五届联合国大会一般性辩论上提出了“中国二氧化碳排放将力争在 2030 年前达到峰值，同时努力争取在2060 年前实现碳中和”的“双碳”目标。此后，实现“双碳”目标成为我国高质量发展的重要内容。

近年来，数字技术在全球范围内迅速发展，成为21世纪的关键经济推动力。中国作为全球最大的经济体之一，数字经济已经成为带动全国经济增长的核心动力。2022 年，我国数字经济规模为 50.2 万亿 [1]，占国民经济生产总值的41.8%（图1）。数字技术的飞速发展深刻改变了消费、投资以及进出口格局。随着大数据、物联网、区块链、人工智能等数字技术的不断涌现和更新，数字技术逐渐渗透到政府治理、企业生产以及居民生活的各个领域，经济社会正经历着深刻转型。中国政府积极推动数字技术的发展，特别是互联网、大数据、人工智能、第五代移动通信（5G）等领域。这些技术的广泛应用正在推动产业转型和产业创新，并对中国经济的增长和国际竞争力的提高产生深远的影响。2021 年，国务院先后发布《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》和《2030 年前碳达峰行动方案》，明确指出“推动互联网、大数据、人工智能、第五代移动通信（5G）等新兴技术与绿色低碳产业深度融合”，“推进工业领域数字化智能化绿色化融合发展”。通过互联网和信息通信技术（ICT）发展数字技术被广泛视作减少碳排放的有效策略 [2,3]，也是我国实现“碳达峰”和“碳中和”目标的重要路径。

然而，数字技术产业高速发展在带来巨大的社会和经济效益的同时，其自身也伴随着环境负外部性的产生[5]，在一定程度上导致了能源消费的增加和碳排放的上升。Walsh等人的研究发现，数字技术部门主要由电信、软件和IT服务以及互联网部门等行业驱动，具有较高的电力消费强度；其中，2013 年数字技术部门消耗了全球发电量的 10 % [6]。与此同时，由于数字技术产业的发展高度依赖稀有金属和矿物的开采，这将导致资源的加速消耗[7]。由于我国数字经济的规模较大，在发展数字经济的过程中，除了要关注产业数字化带来的生产效率的提升，数字技术产业引发的碳排放也值得关注。深刻理解中国数字技术产业的碳排放影响与驱动机制有助于科学制定数字技术产业的碳减排方案，进而助力“双碳”目标的实现。

在过去的几年中，中国的数字经济经历了显著的增长。具体来说，自 2015 年以来，数字经济规模增至50.2 万亿元人民币，年均增长率达到了 15.2%（图 2）。这一增速远超同期国民经济增速，反映出数字经济在中国国民经济结构中的占比正在快速提升。尽管如此，2022 年中国数字经济占GDP的比重为41.5%，这一数字与美国、德国、英国等发达国家相比，仍有较大的上升空间（图 3）。由于持续的技术创新和数字化转型驱动，中国数字经济有望进一步扩大其对国民经济的贡献度。

在电力消耗方面，美国的数字技术设备耗电量占其总电力消耗的 4.5%；对比之下，中国数字技术部门用电量占比仅为3.1%。电力消耗虽非直接衡量数字技术产业规模的指标，但它却反映了技术应用普及度和基础设施建设的水平，也间接指向了数字技术产业发展的潜力。假设维持现有的能源结构不变，中国数字技术产业达到美国同等用电比例时，其电力消耗将增加1209亿千瓦时。假设电力部门维持现有的碳排放强度，增加的这部分电力消耗意味着引发 6141 万吨二氧化碳排放，是现有水平的1.5倍。因此，在数字技术产业发展过程中，其显著的碳排放增长潜力亟需关注。

在碳排放结构方面，中国数字技术产业的碳排放结构与全球数字技术产业的碳排放结构有明显差异（图4）。根据本报告的核算结果，中国数字技术产业的范围一二氧化碳排放占比相对较低，而范围二和范围三排放占比较高，尤其是范围三排放占比达到了 65%。相比之下，全球数字技术产业的范围三排放占比达到了 77%，反映了全球产业链更加错综复杂，使得数字技术产业引发了更多的供应链排放。碳排放结构的这一差异揭示了在数字技术产业发展过程中对供应链碳排放管理与优化的重要性，尤其是考虑到中国数字技术产业在国民经济中的占比日益增长。

随着中国数字技术快速发展，数字设备使用将更加普遍，数据中心、云服务平台得到更广泛应用，这些都将导致电力消耗的增加。考虑到中国数字技术部门的经济规模和用电量占比均与发达国家存在较大差距，未来在发展数字技术的同时，如何遏制行业碳排放增长，是“双碳”目标下实现数字经济稳定发展的关键挑战，也是数字技术产业的责任与担当。

在数字技术日趋成熟并广泛渗透的当下，传统产业正面临前所未有的数字化转型挑战。核心的数字技术如物联网（Internetof Things, IoT）、人工智能（Artificial Intelligence,AI）与机器学习（Machine Learning, ML）、大数据分析（BigDataAnalysis，BDA）及区块链（Blockchain Technology，BT）等，可以实现更高效、更可持续的生产方式，从而降低碳排放。联合国环境规划署强调 [11]，实现数字化转型需依赖于不同行业间的协同创新，加快各产业的数字化进程将有助于关键行业实现碳减排。（1）智慧农业 数字技术的应用在农业领域具有巨大的碳减排潜力。《2023中国农业农村低碳发展报告》 [12]显示，我国农业生产总碳排放量为 8.28 亿吨二氧化碳当量，占全国碳排放的6.7%，而农业生产总值占GDP总量的 9.5%。这意味着，我国农业生产以1/16的碳排放量，创造了近 1/10 的GDP。数字技术在智慧农业中的赋能作用不容忽视，它为农业生产和农村发展提供了新的可能性，能够帮助农业部门提高生产效率，进而降低碳排放。数字经济对智慧农业的创新与发展提供了全过程的支撑和赋能作用。

在农业领域，数字技术通过提高生产效率和资源利用率，显示出巨大的碳减排潜力。移动设备和应用程序在提供农业相关信息、病虫害控制等方面发挥着重要作用，同时农业生产的精细化管理也在不断提升农业生产的效率。（联合国粮食农业组织）[14]。此外，数字技术还帮助农业生产者更有效地与市场、物流和金融服务进行对接，优化农业供应链，从而降低碳排放[15]。在中国西部地区，数字科技推动小农价值链的发展对农村发展和减贫产生了积极影响 [16]。据减贫研究数据库数据[17]，到2025 年中国的农业数字经济规模将达到 1.26 万亿，占农业增加值比重达到15%。未来智慧农业有望实现更大的增长，为乡村振兴和可持续发展注入更多动力。

（2）智能制造 智能制造是信息物理系统（Cyber-Physical Systems,CPS）的实体化应用，它通过数字孪生（Digital Twin）、工业物联网、人工智能、机器学习等先进技术的融合，实现了设计、生产、管理和服务的全过程智能化。

钢铁行业数字化：优化生产过程，提高能源效率随着全球经济的数字化转型，钢铁行业也在积极探索数字技术的应用，以优化生产过程和提高能源效率。这一转型涉及协同、运行、技术和要素，目的是实现生产数字化、成本可控化和全程低碳化（图 6） [18]。通过数字技术的引入，钢铁企业能够实现生产过程的实时监控和智能调度，大幅提高生产效率并降低能源消耗。这种技术整合不仅实现了生产流程的自动化和精确控制，还优化了能源管理，达到了能耗和成本的双重优化。此外，数字化还提高了操作流程和能源使用的透明度，优化供应链管理，为钢铁行业的低碳转型奠定了坚实基础[19]。

水泥行业数字化：实现生产的可持续性水泥行业作为传统重工业的代表，也面临着生产效率提升和环境可持续性的双重挑战。数字化技术的引入为水泥行业提供了新的解决方案，推动水泥行业从原材料采购到产品分销的每一个环节都开始实现智能化管理 [21]。利用物联网技术对生产设备进行实时监控和维护，能够显著提高设备运行效率和产品质量。同时，借助大数据和人工智能分析，水泥企业能更准确地预测市场需求，优化库存管理，减少过剩生产带来的资源浪费（图7）。

综上所述，在数字技术的支持下，制造业正经历着从自动化到智能化的跨越。数字孪生技术的应用使得产品的设计与测试可以在虚拟环境中进行，显著降低了研发成本和周期，同时也提高了产品的设计质量 [23]。而AI和ML的结合使用，可以对生产过程的质量控制进行实时监控，确保产品质量的一致性和可靠性[24]。数字化转型还推动了制造业向服务型制造的转变。通过分析和运用大数据，制造商能够更加精准地掌握市场需求和客户偏好，提供个性化的产品和服务。在后市场服务中，制造企业可以利用IoT技术收集的产品使用数据，为客户提供预测性维护和优化服务 [25]。

（3）智慧交通 数字技术对智能交通业的重塑效应显著（图8），特别是在降低碳排放、提升运输效率与质量方面的贡献不可小觑。智能交通系统（Intelligent Transportation Systems, ITS）依托于信息与通信技术的深度集成，旨在通过优化交通流动和增强道路网络智能化，提高安全性，减少环境影响；利用高级数据分析、物联网、人工智能等数字技术的协同作用，实现交通数据的实时收集、处理与分析以缓解高峰时段的拥堵，这不仅提高了路网的通行效率，也显著降低了因交通拥堵造成的燃油浪费和碳排放[26]。