中國工程院院士、上海交大安泰經管學院講席教授凌文：確定性網絡是能源算力低碳耦合的必要支撐

每經記者 梁宏亮    每經實習記者 溫雅蘭    每經編輯 張凌霄    

據統計，2022年全球能源消費總量為601艾焦，其中可再生能源增長13%，以煤、油、氣、電、核以及可再生能源多輪驅動的能源體系正在逐步形成。

而　“算力”這一近年來科技界的熱點技術名詞，源于計算機和計算技術，匯集了“數”和“算”，強調了計算能力在促進科技進步和社會發展中的重要價值和作用。

能源這一傳統的概念與算力這一嶄新的概念耦合，將碰撞出怎樣的火花？

在第二屆中國（深圳）行業發展高峰論壇暨上海交通大學行業研究院“五年五城”系列活動中，中國工程院院士、上海交大安泰經管學院講席教授凌文以《能源與算力的低碳耦合》為題，圍繞我國能源與算力發展情況展開深入講解，并介紹與團隊首倡概念——“四綠”與分布式能算網。

“能源要呼喚算力，”他表示，“電力決定一個國家的工業化水平，而算力決定一個國家的數字化水平；電力網絡是一個國家的工業化基礎，算力網絡是一個國家的數字化基礎。”

圖片來源：主辦方供圖

首倡“四綠”概念

目前中國能源行業主要面臨能源供應保障問題、生態環境問題、二氧化碳排放問題以及能源系統效率問題。

“中國GDP能耗是世界的1.4倍，達到同樣的GDP，中國的能源消耗要大一些，這與我們的產業結構有關。雖然不能說我們有問題，但實事求是地說我們在這方面仍有改善空間。”凌文說。

在這樣的背景下，中國綠色能源轉型需要走規模能源清潔化、清潔能源規?；约澳茉聪到y智能化的道路。“四綠”，即綠能、綠網、綠數和綠算的概念應運而生，并將成為未來低碳發展的“地基”。

《“十四五”現代能源體系規劃》明確提出要構建“清潔低碳、安全高效”的現代能源體系。目前，我國碳排放量仍非常大，為實現“雙碳”戰略目標，綠色能源將是必由之路。

今年上半年，全國發電裝機27.1億Kw，其中可再生能源13.22億Kw，可見我國綠色能源正在飛速發展。值得一提的是，上半年光伏裝機以4.7億Kw排在世界首位，組件產量占全球70%以上。凌文表示，目前光伏應用仍有很大的提升空間，用好光伏將有很好的前途。

網絡空間關乎人類命運，過去十年，中國正在從網絡大國向網絡強國闊步邁進，在構建網絡空間命運共同體的過程中，“綠網”即綠色網絡的發展必不可少。

近日發布的《數字中國建設整體布局規劃》提到，要推進數字技術與經濟、政治、文化、社會和生態文明“五位一體”深度融合，到2025年基本形成橫向打通、縱向貫通、協調有力的一體化推進格局。

“綠數”是由數字反應的綠色數智生產力、能源算力、智能制造等，從綠色政治、經濟、社會、環境，保障能源安全方面推動綠色發展。加快數字化綠色化協同轉型，將有利于建立健全綠色低碳循環發展經濟體系。

“綠算”指綠色能源來驅動算力生產、供給、服務全過程，涉及到底層算力資源、平臺、應用多個層面的節能減排。凌文特別提到：“中國已經成為全球數據資源大國。當前，算力已成為信息社會的核心生產力，算力需求越來越大。”

為更好為數字化發展賦能，優化數據中心建設布局，促進東西部協同聯動，我國提出“東數西算”戰略工程。其已經成為繼西氣東輸、西煤東送等跨區域調配工程后的又一國家級戰略工程，建設確定性算力網絡對于優化國家算力資源布局、推動中國數字經濟發展意義重大。

應用分布式能算網

為使“四綠”真正融入低碳發展，將分布式能源網與分布式算力網的優勢“聯合”起來，凌文及團隊首次提出構建分布式能算網的概念。

能源是實體經濟的基礎，一次能源是自然界不可再生和可再生能源，二次能源是人類特定需求下加工轉換的能源，而三次能源是數字世界的能源，即算力、運力和存力，三次能源將對虛擬經濟有巨大影響。

“分布式能算網將以‘算’為中心，構筑云、邊、端構成立體算力資源布局。以‘網’為根基，增強連接用戶、數據、算力的網絡能力，將數據作為新的生產要素，融入算網調度。此外，這一概念以‘能’為基礎實現整體能耗、能源的低碳綠色。”凌文解釋道。

作為分布式能算網的應用場景之一，確定性網絡是能源算力低碳耦合的必要支撐。產業互聯網、精密控制、遠程醫療等產業越發展，對網絡的要求就越高。但是網絡仍存在時延、抖動、錯數、調包等問題，不能100%傳輸內容。

凌文以遠程醫療為例，來說明網絡綜合時延大幅度降低才能有確定性。如果用山東威高的手術機器人放在日喀則做腹腔鏡手術，信號傳輸一個來回需要走一萬公里，而光速是30萬公里/秒，這意味著只算數據本身不算節點的前提下，信號傳輸只要1/30秒。而這樣的時延將導致在手術中，這邊手術刀下去之后已經出血，而另一邊還不知道是否要繼續下刀。

“這些都是未來的確定性網絡一定要解決的問題，沒有確定性網絡，分布式能算網就做不出來，可以說確定性網絡是能源算力低碳耦合的必要支撐，”凌文說，“現在我們的網絡時延平均30ms，在前年底我們用劉韻潔院士的確定網絡技術，將全世界第一張確定性網絡建在山東，將時延降到2ms。到去年6月30日，確定性網絡2.0實際運行后，時延已經降到0.02ms，這在世界范圍內是最領先的。”

分布式能算網的應用將對構筑一體智能編排調度和服務系統起到重要推動作用。在未來，分布式能算網將被應用于數字新基建的骨干級確定性網絡基礎設施、金融實時交易、低碳智慧高速公路體系建設以及智慧能源管理與碳云平臺技術等多方面。