人工智能助力城市雙碳目標達成白皮書

《人工智能助力城市“雙碳”目標達成白皮書》1“雙碳”戰(zhàn)略的背景與意義 2（一）全球氣候變化問題日益凸顯，世界主要經(jīng)濟體將“雙碳”上升為國家戰(zhàn)略 2（二）我國主動承擔應對全球氣候變化責任，提出“雙碳”目標 5（三）城市是控制碳排放的主戰(zhàn)場和政策落地實施的基本單元，踐行“雙碳”戰(zhàn)略是城市發(fā)展的迫切需要 9二、城市“雙碳”目標的內(nèi)涵與重點領域 14（一）城市“雙碳”目標下的戰(zhàn)略重點 15（二）推進城市“碳達峰”的“減法”抓手 161.電力、熱力消費作為城市碳排放的主要來源，是推動碳“減法”的核心領域 172.城市建筑運營碳排放量仍在增長，推動實現(xiàn)“凈零”排放迫在眉睫 183.公路交通是交通運輸領域碳減排的主體，存在較大的優(yōu)化發(fā)展空間 194.化工、金屬冶煉等制造業(yè)高污染細分領域是碳排放的主要部門，迫切需要節(jié)約能耗實現(xiàn)綠色化升級 205.城市運行管理效率與碳排放量直接相關(guān)，亟待提升效率降低管理消耗 216.居民能源消費是城市碳排放的主要增長源，低碳消費模式和生活習慣亟待推廣 21（三）助力城市“碳中和”的“加法”舉措 2321.加大城市園林綠化是實現(xiàn)碳中和最直接有效的手段 232.廢物回收再利用能夠從源頭減少原料生產(chǎn)助力碳中和 243.污水處理回收能量、雨水回收灌溉可抵消水務系統(tǒng)碳排放24三、人工智能助力城市“雙碳”目標達成的實施路徑 25（一）總體框架 26（二）人工智能助力降低自身碳排放 281.數(shù)據(jù)中心：利用深度學習算法提高數(shù)據(jù)中心能效水平 282.模型開發(fā)：借助開源平臺降低模型開發(fā)過程碳排放 29（三）人工智能助力監(jiān)測城市碳排放 301.使用智能攝像頭、傳感器近距離采集城市碳排放數(shù)據(jù) 302.采用衛(wèi)星遙感技術(shù)遠距離觀測碳排放數(shù)據(jù) 323.利用人工智能監(jiān)測平臺全方位監(jiān)測城市碳排放 33（四）人工智能賦能城市“雙碳”重點領域 341.優(yōu)化重點行業(yè)減排路徑 34（1）AI+電力：降低能源損耗，減少發(fā)變輸配電各環(huán)節(jié)碳排放 34（2）AI+熱力：智能精細管控，助力熱力系統(tǒng)低碳高效運行 35（3）AI+建筑：動態(tài)運營維護，實現(xiàn)建筑“近零”排放 36（4）AI+制造：推動提質(zhì)降耗，實現(xiàn)行業(yè)低碳減排 372.提升城市綜合治理效能 39（1）AI+城市管理：提升運行效能，減少城市管理碳排放 39（2）AI+交通管理：優(yōu)化道路運行，精準測算交通碳排放 403（3）AI+應急管理：提高響應時效，降低事故引發(fā)碳排放 423.助力全民“雙碳”行動 44（1）AI+生活：助力節(jié)約能源，降低生活碳排放 44（2）AI+出行：促進低碳出行，減少私家車排放 45（3）AI+宣傳：培養(yǎng)低碳意識，全民參與碳普惠 474.促進城市低碳循環(huán)發(fā)展 48（1）AI+園林：森林災害預警，保護碳匯林增加碳匯 48（2）AI+環(huán)保：廢物循環(huán)利用，抵消垃圾處理碳排放 48（3）AI+水務：開發(fā)再生能源，實現(xiàn)水務領域碳中和 505.推動碳交易助力碳中和 52（1）AI+碳監(jiān)測：輔助碳資產(chǎn)管理，助力碳交易利益最大化 52（2）AI+碳核查：全面高效核查，保障碳交易公正有效 53（3）AI+碳金融：探索綠色金融，推動碳交易市場化 54四、人工智能助力城市“雙碳”目標達成的探索實踐 55（一）北京：點面結(jié)合，AI助力城市運行降低碳排放 561.政府層面：AI助力提升城市各環(huán)節(jié)運行效率、服務政府減碳決策 562.行業(yè)層面：AI助力加強碳排放監(jiān)測預測、優(yōu)化節(jié)能減排路徑 573.園區(qū)層面：AI助力降低資源能源投入強度、提升管理精細化水平 604.生活層面：AI助力提升居民節(jié)能減排意識、培養(yǎng)低碳生活 614（二）上海：創(chuàng)新機制，AI助力“雙碳”網(wǎng)格化治理 621.市場層面：AI助力碳交易管理，輔助碳排放決策、控制履約成本 622.行業(yè)層面：AI助力碳排放管控，以全面監(jiān)管為抓手推動碳減排 633.園區(qū)層面：AI助力園區(qū)可再生能源統(tǒng)籌管理，推動企業(yè)數(shù)字化增效減排 644.社區(qū)層面：AI助力社區(qū)微網(wǎng)智能降碳，社區(qū)生活碳排放集 65（三）蘇州：示范帶動，AI助力制造業(yè)降低碳排放 661.企業(yè)層面：AI助力鋼鐵制造企業(yè)打通減排降碳生態(tài)鏈 662.行業(yè)層面：AI助力降低交通擁堵排放、減少建筑用能排放 67（四）貴陽：雙側(cè)發(fā)力，AI助力碳匯、節(jié)能減排兩手抓 681.政府層面：AI賦能數(shù)據(jù)，助力城市數(shù)字化、低碳化升級 682.行業(yè)層面：AI助力工業(yè)、運輸業(yè)提質(zhì)增效減排 69（五）張家口：搶抓機遇，AI助力森林碳匯和清潔能源發(fā)電 701.政府層面：AI賦能森林防火和生態(tài)保護 702.行業(yè)層面：AI技術(shù)支撐冬奧100%綠色供電，推動張家口新能源外送 70五、人工智能助力城市“雙碳”目標達成的舉措建議 71（一）筑數(shù)字底座，強化新型基礎設施的綠色低碳導向 71（二）摸清碳家底，發(fā)揮人工智能在“雙碳”目標管理方面的作用 725（三）模擬碳足跡，利用人工智能解決方案優(yōu)化碳排放路徑 72（四）賦能新場景，探索踐行城市“雙碳”戰(zhàn)略的新模式 72（五）建“雙碳”平臺，人工智能助力實現(xiàn)城市“雙碳”目標 732年以來，極端天氣與自然災害交織、愈演愈烈，重大山火、3極端高溫、洪澇災害、颶風等災害發(fā)生次數(shù)多、破壞力大，與經(jīng)濟發(fā)展實現(xiàn)脫鉤。碳達峰是實現(xiàn)碳中和的基礎和前提，達峰時間的早晚和峰值的高低直接影響碳中和實現(xiàn)的難度。世界資源研究所（WRI）認為，碳排放達峰并不單4國家領導人在紐約聯(lián)合國總部簽下具有法律約束力的國際和（以下簡稱“雙碳”）承諾。據(jù)世界資源研究所（多個國家和地區(qū)通過立法、制定產(chǎn)業(yè)政策等措施推進56和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的多重效應，有利于促進經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、78四五”規(guī)劃中，超半數(shù)提出要制定“碳達峰”和“碳中和”東、青海和西藏六省提出率先或提前實現(xiàn)“碳達峰”目標。一是大力調(diào)整能源結(jié)構(gòu)。二是加快推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。三是著力提升能源利用效率。四是加速低碳技術(shù)研發(fā)推廣。五是健全低碳發(fā)展體制制定有色金屬、建材、鋼鐵、石化等重點行業(yè)碳達峰實施方案，明確工業(yè)降碳路徑，推廣低碳技術(shù)工藝，開展降碳工程示范，推進各行業(yè)落實碳達峰目標任務。一是推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高端化轉(zhuǎn)型。二是加快能源消耗低碳化轉(zhuǎn)型。三是促進資源利用循環(huán)化轉(zhuǎn)型。四是推動生產(chǎn)過程清潔化轉(zhuǎn)型。五是引導產(chǎn)品供給綠色化轉(zhuǎn)型。制定實施碳達峰行動方嚴格控制高耗能、高排放項目，遏制高碳高排放舊動能；發(fā)展綠色金融，培育綠色低碳技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，激發(fā)綠色低碳的新動能；加強頂層設計規(guī)劃，推進風電新能源開發(fā)布局，建設以新研究制定意見方案，從四大方面推動央企在雙低碳產(chǎn)業(yè)，遏制高能耗項目盲目建設；二是穩(wěn)步推進能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，指導央企嚴格控制化石能源的消費；三是穩(wěn)步推進能源資源高效集約9推動交通運輸業(yè)低碳變嚴格實施能源消費總量和強度雙控制度，提升交通運輸綜合效能。全國鐵路電氣化比例達到強化資源集約節(jié)約利用，交通資源利用方式向研發(fā)新型動力系統(tǒng)、高效清潔載運裝備、新能源安全儲運裝備、船舶和碼頭油氣回收和安全加強縣城綠色低碳建設，促進房地產(chǎn)行業(yè)減從10個方面明確縣城綠色低碳建設的有關(guān)要標重要抓手，強化房地產(chǎn)業(yè)用能結(jié)構(gòu)改革。加緊指定零碳建筑技術(shù)標準、建筑節(jié)能和可再生能源利用通用規(guī)范等規(guī)范性文件，加快指定建《北京市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十天氣，消除劣Ⅴ類水體，森林覆蓋率達到45%。突出碳排放強度和總量“雙控”，明促進經(jīng)濟社會全面綠色轉(zhuǎn)型，確保在2025《上海市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十《天津市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十《河南省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十實施電力“網(wǎng)源儲”優(yōu)化、煤炭穩(wěn)產(chǎn)增儲、《福建省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十《廣東省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十《青海省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十《西藏省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十江落實國家二。三。年前碳排放達峰行動方《黑龍江省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第2028年左右實現(xiàn)碳達峰提供有力支撐.到《遼寧省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十再生能源，支持氫能規(guī)模化應用和裝備發(fā)《吉林省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十和重要領域綠色化改造，全面構(gòu)建綠色能量發(fā)展綜合評價體系和黨政領導班子綜合《河北省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十《河北省人民政府關(guān)于建立健全綠《湖北省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十《湖南省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十以降碳為總抓手，堅持和完善能耗“雙控”《山東省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十鼓勵金融機構(gòu)成立綠色金融事業(yè)部或綠色《陜西省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十《山西省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十統(tǒng)籌推進基礎設施建設，建設智慧能源系《中共安徽省委關(guān)于制定國民經(jīng)濟《浙江省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十《江蘇省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十2025年碳排放總量和強度控制完成國家下《江蘇省生態(tài)環(huán)境廳2021年推動《中共海南省委關(guān)于制定國民經(jīng)濟《2021年四川省人民政府工作報《2021年云南省人民政府工作報《貴州省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二。三五年遠景國家碳排放達峰目標任務全面落實,生態(tài)環(huán)《甘肅省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二。三五年遠景索建立溫室氣體排放統(tǒng)計核算體系，建立《江西省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二。三五年遠景《重慶市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二。三五年遠景等化石能源燃燒活動和工業(yè)生產(chǎn)過程以及土地利用變化與和是指通過能效提升和能源替代將人為活動排放的二氧化氧化碳排放，實現(xiàn)源與匯的平衡，也就是指通過植樹造林、進入平臺期并在一定范圍內(nèi)波動，然后進入平穩(wěn)下降階段，含電力、熱力等行業(yè)；消費端包含建筑、交通、制造業(yè)等。二是通過垃圾資源化處理、雨水收集、再生水利用等方式，2.城市建筑運營碳排放量仍在增長，推動實現(xiàn)“凈零”建筑業(yè)全過程碳排放主要包括內(nèi)含碳排放和運營碳排方米，新增建筑的工程建設產(chǎn)生的碳排放主要集中在鋼鐵、和壓延加工業(yè)排放強度的歷年均值明顯高于制造業(yè)其他行和市民生活為目標而進行的管理活動，包括市政基礎設施、境管理、應急管理等眾多子系統(tǒng)。傳統(tǒng)城市管理模式粗放、從城市運行角度來看，園林綠化是實現(xiàn)城市“碳中和”吸收了25%-30%的人類活動導致的二氧化碳排放，在實現(xiàn)城市“碳中和”產(chǎn)生一定影響。但從生態(tài)環(huán)保的角度來看，污水處理廠通過能量回收利用能夠抵消污水處理過程人工智能作為新一輪產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動力，對城市與經(jīng)濟社會各領域融合發(fā)展，并逐漸成為助力城市“雙碳”人工智能通過賦能電力、熱力、建筑、制造等高碳排領域，助力提高能效、節(jié)約能源、減少碳排放。在城市治理層面，冷設備和配電設備損耗。通過建立數(shù)據(jù)中心深度學習模型，實現(xiàn)智能供電、智能散熱，確保數(shù)據(jù)中心低能耗高效運行，與2020年行業(yè)平均PUE1.59相比，在相同的ICT負載條件下，數(shù)據(jù)訓練、多端多平臺部署的高性能推理引擎和產(chǎn)業(yè)級開源模型庫等領先技來自谷歌和美國加州大學伯克利分校的研究人員最近聯(lián)合發(fā)表一項法+硬件上的多重優(yōu)化。針對實驗結(jié)果，研究人員還分析并總結(jié)了模型之間碳排放表現(xiàn)出現(xiàn)巨大差異的原因，如DNN（深度神經(jīng)網(wǎng)絡）模型的類視覺傳感器能夠輔助降低暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗。在工業(yè)領域，百度利用智能攝像頭全流程監(jiān)管建筑垃圾準運車，能夠?qū)崿F(xiàn)智能存違規(guī)率，減少了建筑垃圾處置不當產(chǎn)生的碳排放。百度還可以美國NomadGo公司利用索尼半導體提供的人工智能視覺傳感器上海麥越環(huán)境技術(shù)有限公司開展了溫室氣體|二氧化碳排放在線監(jiān)測的方法，優(yōu)勢在于“看得廣、看得清”，與側(cè)重“看得準、中國礦業(yè)大學攝影測量與遙感學科帶頭人薛勇團隊利用衛(wèi)星遙感技碳排放的量化監(jiān)測是世界各國最終實現(xiàn)溫室氣體減排的重要技術(shù)基感知數(shù)據(jù)和人工智能模型應用到綜合清潔能源優(yōu)化、高頻采集追蹤碳足+降碳”的綠色減碳模式，創(chuàng)新推出縣域“碳達峰、碳中和”進程監(jiān)控分和縣城，覆蓋蘭考現(xiàn)有能源消費、工業(yè)體系、生態(tài)碳匯全口徑的“雙碳”人工智能助力電力系統(tǒng)提升整體供能效率和綜合利用國網(wǎng)信通產(chǎn)業(yè)集團支撐的國網(wǎng)安徽電力人工智能平臺已開展二期建使用習慣，建筑結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)壓力分布等參數(shù)，通過傳感器、數(shù)字化，促進整個系統(tǒng)高效運行，助力節(jié)約供熱系統(tǒng)能耗、百度智能云與中環(huán)寰慧攜手進行能源行業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型實踐，利用力提供智慧供熱AI模型?；谖锫?lián)網(wǎng)平臺將數(shù)據(jù)統(tǒng)一接入，），人工智能賦能建筑可提供綠色高效智慧建筑解決方案，檢測等環(huán)節(jié)可以顯著提高工作效率，基于收集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，煤炭煉焦的配煤過程提出“基于機器學習和優(yōu)化算法的煙氣脫硫優(yōu)化方生產(chǎn)效率及精度穩(wěn)定性效果。正泰新能源借助AI質(zhì)檢據(jù)支持和AI賦能，實現(xiàn)綜合指揮調(diào)度、決策分析及資源共建市管理場景中的主要事件?！爸腔埯惤币矎亩鄠€方面體現(xiàn)度提高指揮效率，實現(xiàn)人機互動能力。其次是AI感閉環(huán)近2000條，有效提高城市管理效率，人工智能技術(shù)能有效挖掘傳統(tǒng)交通行業(yè)中人、車、路、制、路網(wǎng)流量調(diào)控、人車特征關(guān)聯(lián)、交通行為研判等功能，關(guān)鍵路口的交通流量突然增加，人工智能就會根據(jù)采集到的即時交通數(shù)路經(jīng)常出現(xiàn)“溢出”現(xiàn)象（排隊的機動車長度＞道路態(tài)，實時調(diào)整配時方案，緩解交通擁堵造成案例二：欣緯智慧與華為聯(lián)合推出AI＋應急管理全棧解決方案道路日常管控監(jiān)測能力，強化對重點車輛的管控，保障道路高一定的保證。DuerOS加持的智慧家居，還能實現(xiàn)智案例二：艾拉物聯(lián)利用AI助力家庭生活降耗減排艾拉物聯(lián)開發(fā)的第四代全屋智能解決方案由多路傳感聯(lián)動+AI算法行為模式，分析后通過AI技術(shù)在云端做機器訓練，最后具體屬于哪個類別，還可以通過小程序下方的"語音"和"拍照"功能，用語出行產(chǎn)生的碳排放。在公共交通出行方面，通過人工智能、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，提升公共交通領域智能調(diào)度效率，現(xiàn)沿途有路況明顯變化的路段，屏幕中還將以“氣泡+黃條”的形顯示出來，方便用戶快速了解明顯變化路段。百度地圖運用智擎和機器學習模型，打造智能定位功能，用戶在導航過程中，星信號或弱衛(wèi)星信號的環(huán)境，依然能夠完成連貫導航，提升用驗并準確到達目的地。基于百度地圖慧眼常駐點、通勤距離、等時空數(shù)據(jù)，百度地圖慧眼結(jié)合北京生態(tài)環(huán)境局推出的各種交排放因子，聯(lián)合中國城市規(guī)劃設計研究院測算全國主要城市萬勤碳排放總量，可以反映城市職住空間和交通支撐對碳排放的城市、每一時刻的所有交通出行相關(guān)數(shù)據(jù)，然后做出最），和決策系統(tǒng)，其核心思想是“激活閑置資源、中心調(diào)度、高效匹配”。司機和乘客匹配、訂單分配是滴滴智能調(diào)度的核心。滴滴研究院利用深度學習來做路徑規(guī)劃和時間預估的系統(tǒng)進行訂單分配，實現(xiàn)司機和乘客的最優(yōu)匹配，最大限度提升匹配率和成交率，極大地提升了用戶出行舒適感與城市整體的交通效率。哈啰出行在智能調(diào)度和AI派單階段，依托哈啰大腦基于歷據(jù)、站點屬性、天氣等因素，通過AI來計算城市各點位的城市最后一公里問題上，顯著提升了城市交案例一：百度地圖借助AI技術(shù)實現(xiàn)碳減排量記錄功能倡議全技術(shù)，在地圖中為用戶直觀展示碳減排量，呼吁大眾選擇綠色在垃圾焚燒發(fā)電領域，人工智能可以輔助管理垃圾焚燒爐，金漉科技通過百度智能云的服務在百度飛槳深度學習平臺上搭建自作，利用AI提升食品和飲料包裝循環(huán)利用效率。阿爾的工廠中安裝了AMP公司的Cortex分類機器人，Cortex機器人配備了機芬蘭機器人公司ZenRobotics和美國廢物服務公司Recon合作，道工序，就分類出多種多樣的廢物組分。ZenRobotics還與江蘇綠和環(huán)境對水務信息進行及時處理，實現(xiàn)水務系統(tǒng)全流程的科學化、和先進工藝，已作為北京市首臺套政府采購項目獲得了政府的驗收和嘉送、混料、發(fā)酵、勻翻等環(huán)節(jié)，可避免人員在臟、毒、臭的環(huán)境下工作，古、廣西、云南、重慶等有機廢物無害化處理工程。在推動國家“雙碳”據(jù)、衛(wèi)星遙感等技術(shù)輔助監(jiān)測與管理，實現(xiàn)在線實時監(jiān)測。案例一：江蘇電力利用AI助力火電碳排放計量，實現(xiàn)碳排放費數(shù)據(jù)為基礎，融合應用中國碳核算數(shù)據(jù)庫能源消耗數(shù)據(jù)及相關(guān)經(jīng)濟數(shù)總量、單位GDP碳排放強度的測算及動態(tài)監(jiān)測。使用人工智能技術(shù)，可以實現(xiàn)碳排放氣體的精準計算，相應的熱回收和再利用；中水回收系統(tǒng)回收利用各處廢水，節(jié)省50%至學習等技術(shù)，建立跨部門、跨區(qū)域、跨行業(yè)數(shù)據(jù)融合通道，效提升城市建設、管理各環(huán)節(jié)工作效率、降低碳排放壓力，并提供智能分析服務和識別結(jié)果，為城市管理、公共