给电脑减碳英特尔有一套绿色进化论

2023-04-20

  如果给全国的商用PC算一笔碳账,按照平均4年的全生命周期来算,约等于消耗980万吨标准煤。把这些碳排放用种植冷杉树去抵消的线万平方公里的种植面积,如果把海南省的陆地上都种满,也不够。

  根据IDC数据统计,2022年商用PC在中国的装机量达到1.3亿台,这也意味着商用PC在创造了巨大的社会价值的同时,也在其全生命周期的碳排放中造成了不小的环境影响。

  从耗碳程度来看,商用PC因为更大的尺寸和用料,其碳排放量比笔记本电脑高出很多。

  具体落实到碳排环节,笔记本造成的碳排放中有80%都来源于生产制造环节,但是商用PC,特别是台式机方面,则有52%的碳排放来自制造阶段,43%的碳排放来自使用阶段。这也意味着,商用PC行业的绿色转型路线需要更多“量身定制”的策略。

  4月12日,在以“可持续共未来”为主题的英特尔可持续发展高峰论坛上,英特尔CEO帕特·基辛格表示:“科技是实现绿色经济的唯一途径,但我们在发展数字技术的过程中也消耗着更多的能源。”

  如帕特·基辛格所言,可持续发展也不是独立于英特尔自身业务之外的“额外标签”,而是成为英特尔业务中的重要支柱部分。

  当日下午,由中国电子学会牵头主办,英特尔协办的“绿色计算机行业技术研讨会”正式召开,会议围绕计算机行业的低碳转型路径展开探讨。

  英特尔认为,打造一台绿色的商用PC,需要从四个方面去下手:即定义和设计、制造和交付、使用和维护、回收和循环,从而实现产品从“摇篮回到摇篮”的全生命周期。

  对于整个行业来说,节能降碳的方法论已然明晰,如可以在包装上使用更为环保的材料,在产品制造阶段,也能够使用可回收型塑料,在运维和系统部署上实现低碳化,这些都是快速实现节能降碳的直接方式。

  不过,目前业内仍存在两大核心问题,亟待寻找到更合适的解决方案,一是电源的可持续性问题,二是可回收器件的比例问题。

  电源产品是帮助“上岗”前的电脑稳定供电,回收环节则是让“下岗后”的电脑获得新生。这也诠释了「从摇篮到摇篮」的内涵所在。

  正如好马配好鞍,一个能够提供稳定足量电力的电源是一台电脑稳定运行的基础。

  英特尔中国区技术部工程师杨伦谈到,从整机系统来看,在产品在全生命周期当中所产生的碳排放中,用户使用阶段基本上占到接近50%的比例。

  那么提升电源转换效率,就是在用户使用阶段实现节能减排既直接又有效的方式。

  不过,面对庞大的消费市场,这个问题有点复杂。杨伦谈到:“对于英特尔的商用台式机市场,从OEM、ODM客户,以及电源厂家所反馈的信息来看,中国目前商用 PC领域,ATX电源主流还处在铜牌的能效等级这个级别。”线上市场的整体电源效率整体偏低,那么在相对更加混乱的线下市场,这个问题只会更加严重。

  论坛现场,杨伦也算了一笔能效账:目前台式机的市场保有量约是1.18亿台(包括消费类加商用PC类),假设ATX电源的转换效率能提升5%,其每年所节省的能源相当于节省标准燃煤22.5 万吨。如果用前文提到的冷杉树去衡量,这相当于每年种植了100平方公里的冷杉树林,这带来的改变将是巨大的。

  目标明晰之后,那么就有了更加明确的指向性。英特尔也提出了“小而省,省而优”的理念,用更小的电源尺寸,实现更高的能效利用。

  在产品设计维度,绿色商用PC采用了小型化无风扇的12V单路输出电源,达到了80 Plus白金标准,在体积减少70%的基础上,转化效率依然能超过92%,极大减少供电过程中的能源损耗。

  不仅如此,英特尔还和合作伙伴基于第三代功率半导体,探索氮化镓在PC电源中的使用。基于氮化镓高频率、宽禁带、超耐温、能源转换效率高的特性,可以大幅缩小电源的占用空间。在采用氮化镓电源后,绿色商用PC可以达到80 Plus钛金标准,转换效率可以超过96%,因此在使用过程中几乎不会产生多余的能源消耗。

  在散热方面,在高能效比的12代酷睿处理器的助力之下,绿色商用PC只需采用一个简单的散热风扇,即可实现处理器的散热。同时,由于主板的板载电压调节器具备6%的能效提升,这也使得产品在减少生产用料的同时,也能让后续使用过程中的热量和噪音,得到有效的控制。

  根据联合国数据显示,2019 年全球的电子垃圾排放量是5360万吨,相比5年前的电子垃圾总量提升了21%。这个数字,预计将在2030年达到7400万吨。

  这是个什么概念?相当于1600艘泰坦尼克号装满了全球一年的电子垃圾,而电脑主板中的印刷电路板(PCB),则在电子垃圾中占到很大的一部分。

  以台式机为例,从PCB在生产过程当中,其排放量就已经占到整机的45%。在原材料组成部分,PCB的主要组成部分是覆铜板,它的成分中有40%的铜,30%的玻璃纤维,以及30%的树脂及填料。

  在传统的PCB回收方法中,业内的做法是先提取40%的铜,再去处理剩余的60%,因为这六成的材料是不可降解或分解的,所以处理方法更是简单粗暴:要么焚烧,要么填埋。

  就地焚烧会产生二恶英等有毒致癌气体,严重污染大气和人体健康;填埋则会污染大地,一百年后甚至都很难完成降解,可以说完全是一种“伤天害地”的粗暴处理方式。

  针对这一难题,英特尔携手合作伙伴从两大方面入手解决:少用和改良PCB材质。

  首先,直接减少PCB使用量。英特尔同合作伙伴一起,从PC中面积最大的主板入手,给绿色商用PC的主板元器件从约1800减少到约1400个。数百个非必要电子器件被精简后,节省了约22%的材料使用,PCB主板面积减少了36%,从源头减少污染。

  再者,通过技术创新来改良PCB材质。作为英特尔生态合作伙伴的生益科技,为绿色商用PC提供了环保可降解PCB解决方案。

  生益科技选择从“电子工业的地皮”——覆铜板下手,这也是制作PCB的核心材料,其特性决定了PCB是否能实现降解和回收。

  2016年,生益科技开发了全球第一个可降解覆铜板:由于特殊的树脂配方,它在经过处理后,可以把原本破碎废弃的玻璃纤维和有机物分离,不再作为混合的物体直接废弃。之后,玻璃纤维布被分离后可以重新作为生产PCB的基础材料,而有机物也可以再次被转化为填充料来使用,做到真正意义上从摇篮到摇篮的循环。

  可以看出,没有任何一家公司是可以单枪匹马实现可持续发展目标的,需要与整个供应链上的生态伙伴、供应商通力合作。

  在此次峰会上,中国电子学会牵头的绿色计算机标准工作组正式挂牌成立,这也就意味着之后在PC领域,从生产制造、运行维护,到产品的回收再利用等环节将引入节能减排和绿色的设计和考量,制定具有可操作性的绿色计算机标准规范。而面对“双碳目标”,以及实现路径上的诸多困难,英特尔也将会通过生产、技术、生态三大力量,在生产、运营、研发与应用整体流程中减少“碳排放”,并携手合作伙伴一同全面减少技术生态系统的碳足迹,据悉,在PC领域,英特尔将致力于在2030年将客户端相关的排放量降低30%以上,并为PC客户端产品提升10倍的能源效率。

  在可持续发展高峰论坛结束后的一场采访中,英特尔首席可持续发展官兼全球公共事务副总裁Todd Brady对36氪表示,“可持续发展一定是一个长期投资,它不是像一个开关一样,只要你一打开就能解决所有的问题,应对所有的挑战。”

  很多人都曾质疑过,在移动时代下,商用PC还有新故事可讲吗?但是,如果把这个故事的底色换为绿色,能做的还有更多。

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