作者简介
李腾达
中移上海产业研究院产业数智化产品部高级产品经理，工程师，长期致力于智能制造、工业互联网、数字化转型、人工智能等领域的技术及应用研究。
邬知衡
中移上海产业研究院产业数智化产品部高级研发项目经理，高级工程师，主要从事智能制造、工业互联网、人工智能等领域的技术研究工作。
论文引用格式：
李腾达, 邬知衡. 数字技术赋能绿色低碳发展:理论、实践与挑战[J]. 信息通信技术与政策, 2025, 51(5): 63-67.
数字技术赋能绿色低碳发展：理论、实践与挑战
李腾达 邬知衡
（中移上海产业研究院，上海 201206）
摘要：在全球绿色低碳发展大趋势下，数字技术成为关键助力。剖析数字技术与绿色低碳发展的理论关联，以能源、工业等多领域案例阐述其应用，提出技术创新、产业融合等层面的发展策略，分析面临的挑战与应对措施。研究表明，数字技术对绿色低碳发展意义重大，克服挑战实现深度融合是未来发展方向。
关键词：数字技术；绿色低碳发展；应用案例；策略挑战
0 引言
在全球气候变化与“双碳”目标背景下，数字技术成为推动绿色低碳发展的核心驱动力。研究表明，数字经济通过优化资源配置、提升能源效率、促进绿色技术创新等路径，显著降低碳排放强度。例如，2014—2020年中国A股上市工业企业通过数字化转型，普遍已实现碳排放强度下降15%~20%，而数字金融包容性通过缓解信贷约束和促进产业集聚，推动了农业绿色低碳现代化[1-2]。这一领域的研究对于破解传统高碳发展模式、构建新型能源体系及实现全球气候治理目标具有战略意义。
1 数字技术与绿色低碳发展的理论基础
1.1 数字技术的概念与发展现状
数字技术涵盖云计算、大数据、人工智能、物联网四大核心技术。云计算通过网络提供可配置的计算资源共享池，企业和个人无需建设复杂的数据中心，降低了运营成本和能源消耗。大数据技术能够对海量数据进行收集、存储、分析和挖掘，为各行业决策提供数据支持。人工智能利用机器学习、深度学习等技术，实现智能化决策和自动化控制。物联网则通过传感器、射频识别等技术，将物理世界的物体连接到互联网，实现物与物、人与物之间的信息交互[3]。数字技术主要可表现出3方面特点。一是数据驱动。实时数据采集与分析能力优化决策效率，如智能电网通过动态负荷预测减少15%~30%的能源浪费[4]。二是集成化。人工智能物联网（Artificial Intelligence & Internet of Things，AIoT）在建筑领域的应用，实现楼宇自控系统能耗降低40%[5]。三是可扩展性。区块链技术支撑的碳交易平台，使碳排放权流转效率大大提升。
当前，中国企业数字化转型已从局部试点（如宝钢能源管理系统）向全产业链协同（如新能源微电网示范项目）演进[6]。
1.2 绿色低碳发展的内涵与重要性
绿色低碳发展以“三低三高”（低能耗、低污染、低排放，高效能、高效率、高效益）为核心，通过技术创新、制度创新和产业转型，实现经济发展与环境保护的协调共进。其重要性主要体现在环境效益、经济转型和政策导向方面。环境效益方面，全球变暖背景下，到2025年，单位工业增加值二氧化碳排放预计降低18%[7]。经济转型方面，绿色金融通过优化资源配置，推动区域经济低碳转型绩效提升20%~35%[8]。政策导向方面，中国“双碳”目标倒逼能源体系重构，根据国家能源局《新型电力系统发展蓝皮书》测算，预计2030年非化石能源占比将达25%[9]。
1.3 数字技术赋能的作用机制
数字技术主要通过以下几个方面推动绿色低碳发展。在提高能源利用效率上，利用智能监测和控制系统，实时掌握能源消耗情况，优化能源分配，减少能源浪费。例如，智能电网通过数字技术实现对电力的精准调度，降低输电损耗。在优化资源配置方面，大数据分析能够准确把握资源供需信息，实现资源的高效配置，减少资源闲置和过度开采。以物流行业为例，利用大数据优化配送路线，降低运输成本和资源消耗。数字技术还能促进绿色创新，为研发新型环保材料、清洁能源技术等提供技术支持，加速绿色科技成果转化。
数字技术已通过以下路径实现赋能。一是精准监测：碳排放动态监测系统误差率低于2%，优于传统人工核算。二是效率提升：智能交通系统（如自行车优先信号灯）减少城市交通碳排放10%~15%。三是模式创新：虚拟电厂整合分布式能源，提高新能源消纳率至95%以上[10]。四是技术协同：数字孪生技术优化工业流程，宝钢通过数字化改造实现吨钢能耗下降12%[11]。
2 数字技术在绿色低碳发展中的应用案例分析
2.1 能源领域：智能电网与新能源开发
智能电网是数字技术在能源领域的典型应用。智能电网借助传感器、通信技术以及智能控制系统，实现对电网的实时监测与精准控制。在电网监测方面，通过大量部署的传感器收集电网运行数据，包括电压、电流、功率等关键指标。经由数据分析，能够及时发现故障隐患，并实现故障的快速定位与修复，有效提升电网的可靠性和运行效率。
在调度环节，智能电网基于大数据和人工智能算法，综合考虑电力需求预测和发电情况，优化电力调度方案。这不仅确保了电力供需的平衡，还显著提高了电网的运行效率。例如，北京市延庆区微电网群通过分层调控，实现了风光储的协同调度，推动企业形成并提供综合能源服务。国家发展和改革委员会、国家能源局发布的《电力系统调节能力优化专项行动实施方案（2025—2027年）》提出，到2027年，电力系统调节能力显著提升，各类调节资源发展的市场环境和商业模式更加完善，各类调节资源调用机制进一步完善，支撑2025—2027年年均新增2亿千瓦以上新能源的合理消纳利用，全国新能源利用率不低于90%，进一步优化能源利用效率，提升电力系统调节能力[12]。
国家能源集团在宁夏建设了火电数字孪生系统，部署了3 000多个传感器，用于采集炉膛温度、烟气成分等关键数据。通过采用长短期记忆网络（Long Short-Term Memory，LSTM）神经网络预测灰渣含碳量波动，并利用实时仿真优化燃烧参数，可大大降低机组的供电煤耗。
这些案例充分展示了数字技术在能源领域的巨大潜力和实际成效。
2.2 工业领域：绿色制造与节能减排
在工业领域，绿色制造与节能减排是实现可持续发展的重要途径。汽车制造行业通过数字化设计和仿真技术，在产品研发阶段优化汽车结构和材料选择，降低汽车重量，提高燃油效率。同时，利用智能制造技术，实现生产过程的自动化和精细化控制，减少生产过程中的能源消耗和废弃物排放。
工业企业通过能源管理系统（Energy Management System，EMS），利用数字技术实时监测企业的能源消耗情况，分析能源使用效率，制定节能减排措施。例如，某钢铁企业通过EMS系统，发现部分设备能源利用效率低下，通过设备升级和工艺优化，大大降低了能源消耗。在生产过程优化方面，利用人工智能技术对生产过程进行实时监控和调整，实现生产过程的优化控制，降低能源消耗。兰州新区某化工园区通过数字化管理，使固废综合利用率从60%显著提升至85%[13]。
这些实践充分展示了数字技术在工业领域推动绿色制造与节能减排的巨大潜力和实际成效。
2.3 交通领域：智能交通与绿色出行
在交通信号控制方面，利用物联网、大数据和人工智能技术，实现交通信号灯的智能控制。根据实时交通流量数据，动态调整信号灯的时长，优化交通流，减少车辆等待时间和尾气排放。例如，某城市采用智能交通信号控制系统后，交通拥堵指数下降了20%，车辆尾气排放减少了15%[14]。在智能物流配送方面，利用大数据分析和路径规划算法，优化物流配送路线，提高配送效率，降低运输成本和能源消耗。某物流企业通过智能物流配送系统，实现了配送里程缩短10%，运输成本降低8%[15]。哈尔滨市采用动态路径优化技术，通过人工智能调度平台，大大提高了公交准点率，并降低了日均二氧化碳排放量。
共享单车平台利用物联网和移动互联网技术，实现共享单车的定位、解锁和计费等功能。用户通过手机应用程序即可方便地使用共享单车，减少了私人汽车的使用，降低了碳排放。网约车平台通过大数据分析和智能匹配算法，实现乘客与司机的高效匹配，减少车辆空驶里程，提高出行效率。例如，某网约车平台通过优化匹配算法，使车辆空驶率降低了15%，有效减少了能源消耗和尾气排放[16]。
2.4 建筑领域：智慧建筑与节能降耗
在建筑设计阶段，利用建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术，对建筑的能耗、采光、通风等进行模拟分析，优化建筑设计方案，提高建筑的节能性能。在施工过程中，利用物联网技术对施工设备和材料进行实时监控和管理，提高施工效率，减少施工过程中的能源消耗和废弃物排放。在建筑运营管理阶段，通过智能控制系统，根据室内外环境参数自动调节建筑的照明、空调、通风等设备，实现建筑的节能运行。例如，某智慧建筑采用智能控制系统后，能源消耗降低了30%[17]。深圳某超高层建筑采用智能照明与暖通联动，全年节能率达35%[17]。
以某绿色建筑项目为例，该项目利用数字技术实现了建筑能源的精细化管理。通过安装在建筑各个部位的传感器，实时采集建筑的能源消耗数据，如电力、燃气、水等。利用大数据分析技术，对能源消耗数据进行分析，找出能源消耗的高峰时段和低效环节，制定针对性的节能措施。同时，通过智能控制系统，实现对建筑设备的远程控制和自动化调节，提高能源利用效率，实现建筑节能降耗。上海某商业综合体通过BIM模型优化，空调系统能效比（Energy Efficiency Ratio，EER）从3.2提升至4.5[18]。
3 数字技术赋能绿色低碳发展的策略与路径
3.1 加强数字技术研发与创新
加大对数字技术研发的投入，鼓励高校、科研机构和企业开展产学研合作。政府设立专项科研基金，支持数字技术在绿色低碳领域的关键技术研发，如高效的数据处理算法、智能能源管理技术、绿色通信技术等。鼓励企业加大研发投入，建立企业技术研发中心，提高企业创新能力。加强国际合作与交流，引进国外先进的数字技术和经验，促进国内数字技术的发展。
3.2 推动数字技术与传统产业深度融合
政府出台相关政策，引导传统产业积极应用数字技术进行绿色低碳转型。设立产业融合专项资金，对积极应用数字技术实现绿色发展的企业给予财政补贴和税收优惠。加强数字基础设施建设，为传统产业与数字技术融合提供支撑。开展数字技术应用培训，提高传统产业企业员工的数字技术应用能力。鼓励企业开展数字化转型试点项目，总结经验并推广应用。
3.3 完善数字技术赋能绿色低碳发展的政策支持体系
制定完善的数字技术与绿色低碳发展相关政策法规，明确数字技术在绿色低碳领域的应用标准和规范。加大财政补贴力度，对数字技术研发、绿色低碳项目建设等给予资金支持。完善税收优惠政策，对从事数字技术赋能绿色低碳发展的企业给予税收减免。建立健全绿色金融体系，引导金融机构加大对数字技术与绿色低碳发展相关项目的信贷支持。
3.4 培养数字技术与绿色低碳发展复合型人才
高校优化专业设置，开设数字技术与绿色低碳发展相关的交叉学科专业，培养既懂数字技术又熟悉绿色低碳发展理念的复合型人才。加强职业培训，针对在职人员开展数字技术和绿色低碳发展相关的培训课程，提高其专业技能。鼓励企业与高校、科研机构合作，建立人才培养基地，通过实践教学培养实用型人才。
4 数字技术赋能绿色低碳发展面临的挑战与应对措施
4.1 面临的挑战
首先，数字技术在绿色低碳领域的应用仍面临一些技术瓶颈。例如，在数据处理方面，随着数据量的不断增长，数据处理速度和存储能力面临挑战。在人工智能算法方面，部分算法的准确性和稳定性有待提高，难以满足复杂的绿色低碳应用场景需求。在物联网技术方面，设备之间的互联互通和兼容性问题尚未完全解决，影响了数字技术在绿色低碳领域的大规模应用。
其次，数字技术的应用涉及大量的数据收集、存储和传输，数据安全和隐私保护面临严峻挑战。黑客攻击、数据泄露等安全事件时有发生，给企业和个人带来巨大损失。在绿色低碳领域，能源数据、环境数据等涉及国家安全和公共利益，数据安全尤为重要。同时，如何在保障数据安全的前提下，实现数据的合理共享和利用，也是亟待解决的问题。
最后，数字技术的发展和应用存在明显的区域差异，导致数字鸿沟问题日益突出。发达地区在数字基础设施建设、数字技术应用等方面具有明显优势，而欠发达地区相对滞后。这使得欠发达地区在利用数字技术实现绿色低碳发展方面面临困难，进一步加剧了区域发展不平衡。
4.2 应对措施
一是加大技术研发投入，突破技术瓶颈。政府和企业加大对数字技术研发的投入，鼓励科研机构和高校开展前沿技术研究。建立产学研用协同创新机制，加强技术交流与合作，共同攻克技术难题。设立技术研发专项奖励基金，对在数字技术关键领域取得突破的团队和个人给予奖励。
二是完善数据安全与隐私保护法律法规和监管机制。制定完善的数据安全与隐私保护法律法规，明确数据收集、使用、存储和传输等环节的责任和义务。加强监管力度，建立健全数据安全监管体系，对数据安全违法行为进行严厉打击。企业加强自身的数据安全管理，采用先进的数据加密、访问控制等技术，保障数据安全。
三是加强数字基础设施建设，缩小“数字鸿沟”。政府加大对欠发达地区数字基础设施建设的投入，改善网络通信条件，提高宽带覆盖率。实施数字技术普及工程，开展数字技术培训和推广活动，提高欠发达地区居民和企业的数字技术应用能力。引导发达地区与欠发达地区开展数字技术合作，促进数字技术资源的共享和流动，缩小区域“数字鸿沟”，推动区域绿色低碳协调发展。
5 结束语
数字技术在绿色低碳发展中具有巨大的应用潜力，在能源、工业、交通、建筑等多个领域取得了显著成效，通过提高能源利用效率、优化资源配置、促进绿色创新等方式，有力地推动了绿色低碳发展。然而，数字技术赋能绿色低碳发展仍面临技术瓶颈、数据安全、“数字鸿沟”等挑战。通过加强数字技术研发与创新、推动数字技术与传统产业深度融合、完善政策支持体系和培养复合型人才等策略与路径，以及采取针对性的应对措施，可以有效克服这些挑战，实现数字技术与绿色低碳发展的深度融合。
未来，可关注新兴数字技术如区块链在绿色低碳领域的应用，探索其在能源交易、碳足迹追踪等方面的潜力。加强数字技术对绿色低碳发展影响的量化研究，建立更完善的评估指标体系。在国际合作方面，研究如何通过数字技术促进全球绿色低碳发展合作，共同应对气候变化挑战。
Digital technology empowers green and low-carbon development: theory, practice, and challenges
LI Tengda, WU Zhiheng
（China Mobile Shanghai Industrial Research Institute, Shanghai 201206, China）
Abstract: Under the global trend of green and low-carbon development, digital technology has emerged as a pivotal enabler. This paper analyzes the theoretical linkages between digital technology and green low-carbon development, illustrates its applications through case studies in energy, industry, and other sectors, and proposes development strategies encompassing technological innovation and industrial integration. Additionally, it examines existing challenges and corresponding countermeasures. The research demonstrates that digital technology holds significant potential for advancing green and low-carbon development, with overcoming barriers to achieve deep integration representing a critical future direction.
Keywords: digital technology; green and low-carbon development; application cases; strategic challenge
本文刊于《信息通信技术与政策》2025年 第5期
主办：中国信息通信研究院
《信息通信技术与政策》是工业和信息化部主管、中国信息通信研究院主办的专业学术期刊。本刊定位于“ 信息通信技术前沿的风向标，信息社会政策探究的思想库 ”，聚焦信息通信领域技术趋势、公共政策、 国家/产业/企业战略，发布前沿研究成果、焦点问题分析、热点政策解读等，推动5G、工业互联网、数字经济、人工智能、大数据、云计算等技术产业的创新与发展，引导国家技术战略选择与产业政策制定，搭建产、学、研、用的高端学术交流平台。
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