“行走”在数字孪生世界中的碳足迹

箩筐技术
车联网作为链接车辆、行人、道路、停车场和城市基础设施等不同实体、并提供它们之间实时通信的网络,是在数字孪生世界基础上建立的起来的、以车为互动节点的下一代网络,当其与区块链技术集成,将成为一个去中心化的数字生态体系。

企业碳减排需要量化机制

企业是实现双碳目标中,基数庞大、可贡献减排多的重要群体。除能源供给侧企业,以生产制造、物流运输为主的供应链,以及人员差旅、办公消耗等,是很多普通企业主要碳源。所以,在我国制定的“碳达峰”总体实现路径中,产业结构调整、能源结构调整、建筑交通这三大主要战略途径与每个组织息息相关。

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我国碳达峰总体路径|王宇国网电力科学研究院武汉能效测评有限公司《碳达峰和碳中和的国际经验与中国方案》

卫星遥感及网格等时空数据,是帮助政府在宏观层面上对碳排放监管和碳汇保护的计量监测工具。什么才是适合组织和个人的碳减排量化工具?碳足迹。

什么是碳足迹?

碳足迹(carbon footprint),它表示一个人或者团体的“碳耗用量”,是企业机构、活动、产品或个人通过交通运输、食品生产和消费以及各类生产过程等引起的温室气体排放的集合。它描述了一个人的能源意识和行为对自然界产生的影响,号召人们从自我做起。

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(图片源自网络)

碳足迹并非传统意义上理解的行走足迹,而是一种对某个行为产生或间接产生的碳排放的溯源计量方式,涉及到每个人衣食住行各个方面,例如,我们消耗了一斤牛肉或是一块肥皂,其本身带有碳足迹数据,便于计算这个行为产生的温室气体,从而尽量选择低碳行为或消费品。

企业碳足迹原理相仿,主要关注其业务全生命周期直接产生和间接产生的碳排放,应用这一工具的积极意义在于,能够帮助企业减排工作由被动监管转向主动改进。

在企业制定减排方案和目标后,可以利用碳足迹这个工具量化、追踪、统计进而减少整体流程中的碳排放,加速企业碳目标落地。通过核算工具,精确计算和追溯在新技术研发、产品与工艺设计、生产与供应链等重点环节中分别产生的碳,评估碳排放占比较高的源头;在直接排放环节、间接排放方面都能通过数据分析,主动减少碳排放、或选择碳足迹更低的原材料;进而评估企业整体碳减排方案的有效性,从而更好地改进减排措施。

这也是企业最为熟悉的“量化管理,持续改进”模式。

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企业实现减碳目标的步骤流程|BCG

对于生产制造企业来说,实践这个过程的同时,也便于其对产品准确标注碳足迹,对于未来在低碳绿色时代下的贸易也将产生积极的促进作用。在2020年12月欧盟起草的电池法规中,甚至强制要求提供产品碳足迹报告。

在全球越来越多的企业开始践行减少碳足迹的环保理念的同时,却遇到了不小的技术难题。作为减排重点的制造型企业,其供应链一般包括采购、生产、仓储和运输,其中仓储和运输会产生大量的二氧化碳。这个领域相关的碳足迹,数据量大而繁琐,难以统计,在上下游供应链中,又难以准确分割,如何实现对其的客观、精准统计?车联网+区块链。

车联网+区块链=企业物流碳足迹核算基础设施

车联网作为链接车辆、行人、道路、停车场和城市基础设施等不同实体、并提供它们之间实时通信的网络,是在数字孪生世界基础上建立的起来的、以车为互动节点的下一代网络,当其与区块链技术集成,将成为一个去中心化的数字生态体系。

在这种新网络中动态运行的节点,新能源车,本身就是一种碳减排交通工具;更为重要的是,在“区块链+车联网+智能车”的整体智能环境赋能下,每个组织在其中的动态碳足迹变得可监测、可精准量化统计、可溯源。

这其中,车联网为企业碳足迹核算提供了基础设施。在车联网基础上建立起的智慧物流平台,能够在“车、货、库、路、人”之间建立链接与实时通讯,为碳足迹的感知与数据获取提供了前提条件。

区块链又扮演了何种角色?

首先,区块链作为底层技术与集成,可与车联网及其基础空间数据融合,实现车联网链上的数字孪生。通过区块链实现“物理-虚拟”双向交互与协同,同时能够将多方可信的车联网数据上链,共同构建车联网的链上孪生,这就为碳足迹的客观计量、精准计算提供了标准化依据;同时,去中心化的数字共享网络,也能让不同部门、不同企业在统一标准下实现数据交换,实现企业不同部门在碳减排方面的智能化协作,同时为不同企业的碳交易提供数据与数字技术支撑。

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链接“车、货、库、路、人”的箩筐智慧物流平台

其次,区块链可溯源、不可篡改的特性,能够记录每一次数据流转相关信息并实现数据确权,为车联网提供数字身份管理能力,从而实现时空与归属权追溯。这些数据存储在分布式账本上,通过人工智能计算,可以精准统计归属于组织的“车、货、库、路、人”交通运输的碳足迹,并对供应链上下游的碳足迹实现准确分割,一方面可对时空数据进行里程计算,同时可作为碳交易市场的中间公允数据。

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箩筐智慧物流平台通过碳足迹对碳减排的实时计算

「分布式时空数据库+区块链技术」Inside

面对海量、高并发的车辆动态数据,这样的碳足迹时空溯源车联网平台,如何实现呢?

「分布式时空数据库+区块链技术」,成为碳足迹时空溯源车联网平台的顶层框架与底层技术基础。时空数据库提供海量时空数据的接入、管理、查询等底层能力,融合区块链哈希算法及时间戳技术,在为企业用户提供碳足迹底层数据的可追溯性和保密性同时,为碳足迹提供高精准的核算工具。

根据《ISO14064组织层级温室气体排放和清除量化和报告规范及指南》,组织交通运输的间接排放,属于范围3类别3,其中包括原辅材料从供应商到组织的运输过程排放,组织的产品运输至下游客户过程中的排放,员工通勤和差旅产生的排放等。

对这样的供应链纵向与部门之间的横向精细化分类,时空数据库的数字技术能够实现对其的精确辨别,通过支持对Geopoint字段建立索引、空间过滤、“空间+时间+属性”的多维条件查询,时空数据库与区块链技术的融合应用,对《指南》中归属于组织层级间接排放的主体范围进行自动确权;同时,时空数据库海量并发的时空边缘计算能力,支持对车联网链上数字孪生空间数据进行实时交互计算,为碳足迹运算提供多维度、高稳定的数字技术支撑。

矢志不渝地探索更为先进和高效的工具

在全球范围内,每个人平均碳足迹接近4吨,根据经济发展水平不同,各国碳足迹数据量差异较大,而为了最大限度地避免全球气温上升2℃,到2050年,全球平均每年的碳足迹需要降至2吨以下。这是令人焦虑的数字,但如果将其作为一种可达成的目标去每日践行和推进,便能转化为每个组织、每个人对碳达峰、碳中和的动力和希望。

人类是所有物种中最为善用工具的种群,昔日,原始人类用锋利的石器、皮毛制成的衣物,实现了生存的目标;今日,人类依旧为了生存的目标而努力,也依旧需要先进的工具,数字世界为我们提供了一种路径,但仍需要通过现实世界的实践,才能检验和发现真正高效的工具,我们始终不渝地在数字世界探索和研发更为先进和高效的工具。

“科技向善”,大抵如此。

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