国内首个“云计算碳排放核算模型”发布，为云碳排提供“准绳”

在“双碳”背景下，云计算产业正面临严峻的节能降耗和温室气体排放挑战，如何实现绿色低碳高质量发展尤其值得关注。

近年来，中国信通院积极开展数字技术助力碳达峰、碳中和研究，并取得显著成果。在2022可信云大会上，中国信通院正式发布国内首个“云计算碳排放核算模型”（以下简称“模型”），为行业实施云服务碳排放核算提供标准和参考。

在会上，中国信通院云计算与大数据研究所云计算部副主任闫丹对此模型进行了深入解读。闫丹表示，随着企业上云用云进程加速，云计算作为企业重要IT基础设施，其碳排放核算迫在眉睫，但国内外对云计算碳排放核算方法尚未统一标准，仍面临一定挑战。目前，在中国信通院和业内多家知名云服务商的共同研讨和制定下，此模型已初步确定了云服务碳排放核算范围、核算框架和核算方法。
 

随着企业数字化转型和上云进程加速，云计算相关数据中心能耗呈逐年上升局势，云计算产业自身节能减排不容忽视，其低碳发展逐步引起全球关注。在政策层面，美国、新加坡、欧盟等均对数据中心的能源优化提出了具体要求。

聚焦到中国，碳中和已经上升为国家战略，各领域都在尝试低能耗绿色发展之路。在云计算领域，我国陆续发布《国家发展改革委等部门关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》、《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）》、《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》等多项政策，对新型基础设施和数据中心发展提出绿色、低碳、集约、高效等要求，通过优化改造现存数据中心、建设绿色低碳数据中心等方法促进产业低碳发展。
 

目前，海外云服务商在节能减碳方面较为领先，多数头部云服务商均已达成碳中和目标，下一步准备实现净零排放。为实现上述承诺，科技巨头采取了种种举措，包括积极建立水下数据中心、大力发展可大幅削减能源账单的人工智能、积极推进可再生能源发电融资等。

我国主要云服务提供商也纷纷响应国家政策，均于2021年底公布了实现碳中和目标的时间以及相关的措施，大部分云服务商承诺了在不同的碳排放范围下于2030年前实现碳中和。具体的实践路径主要聚焦在提高绿色能源使用占比、提升云计算软硬件节能技术、探索高弹性下资源的高效利用等方面。

闫丹表示，云计算减碳并非对单一环节的改进创新，而是一个包括指定目标、确定实现路径、衡量是否产生效果、结合反馈进行纠正等在内的系统性治理体系，涉及到物理资源云化、云化资源编排以及云应用服务等关键环节，例如：

物理资源云化环节，利用虚拟化、云网等技术，将不同地域、不同规格的物理服务器集约化整合后以根据需求以不同粒度提供给用户。在通用的虚拟化架构基础上，对架构进一步优化开发，降低虚拟化组件的总资源需求并保证效率，从而提高物理服务器的云化资源/虚拟化系统比率，降低云资源的平均碳排放。

云化资源编排环节，企业在建立云资源池后，根据工作负载动态分配与管理资源，提高物理服务器的资源利用率并将闲置资源降频、休眠或关停以降低能耗；且保证云服务的服务质量和性能，减少用户额外的资源消耗，从另一方面减排。

云应用服务环节，针对云的优势，利用云原生架构对上层云服务进行开发或重构，对应用特性进行针对性开发适配，并对底层云资源进行精细化管理和动态分配，提升云环境下的能源利用效率和单位能源下的业务性能。
 

伴随各行各业数字化转型的速度加快，用云量增长迅速，云计算成为企业重要IT基础设施。数据显示，企业直接花费在数据中心软硬件的预算基本没有变化甚至有所削减，转而将更多的预算投放到云服务上。

闫丹介绍，虽然海外云服务商开始尝试对云服务碳排放进行核算并为用户提供碳账单，但国内外对云计算碳排放核算方法尚未有统一标准，仍面临一定挑战。

挑战主要表现在三个方面：一是云服务供应链中包含的环节多且复杂，云服务商与用户间碳排放核算范围难以界定；二是我国云服务碳核算所需基础数据库仍不完善，存在数据相对陈旧等问题；三是目前国际上碳核算标准仅涉及传统高排放行业，对云服务等软件服务碳核算未有明确定义。

为了帮助企业更好开展碳中和相关行动，2022年，中国信通院联合阿里云，腾讯云、思特沃克、IBM等云服务提供商共同制定云服务碳排放核算方法，经过了数次研讨，初步确定了云服务碳排放核算模型框架，主要分为四个部分：云服务的直接耗电量、集群级别公共服务的耗电量、云级别公共服务的耗电量以及云级别的直接碳排放。

闫丹表示，云服务与电力输送相似，可参考电力行业制定云计算行业碳核算方法。云计算碳排放核算应根据实际情况，整理供需双方的碳关系，划定用户需核算的环节，明确云服务的碳核算边界，最终以用户云服务的用量和云服务的总排放为基础计算用户使用云服务产生的碳排放。

从云服务碳排放的核算范围看，应涵盖从建设、运营到回收整个生命周期中产生的所有碳排放进行核算。其中，建设过程主要涉及数据中心建设、IT设备采买等，核算节点应包括建筑材料、能源消耗、服务器、机柜、散热设备等。运营过程的碳排放核算应包含用户在使用私有云和公有云过程中所产生的碳排放，包括服务器、存储设备、网络设备、安全设备、散热设备、供电设备、照明设备、数据中心控制系统、发电机等节点，以及运营过程中的碳逸散，运维运营人员的碳足迹等维度。回收过程包含报废和碳回收两个环节的核算，涉及主要元件、辅助元件、热电联产、碳捕获等。

未来，中国信通院将通过在云计算碳中和领域进行持续研究和探索，为行业提供高质量的云服务碳中和标准，与产业生态各方携手开启云计算的“零碳未来”。