今日立冬，一场全国性的寒潮正在席卷大江南北，北京人的朋友圈里早已被雪景淹没。这个冬天似乎来得格外早——自十月以来，全国各地迎来多次寒潮，气温较往年显著偏低。10月17日，北京的气温就跌破0度，创下1969年以来十月中旬同期最低值。
图丨北京初雪
科学家将极端天气归结为今年发生的拉尼娜现象，但它带来的不仅仅是更早的降温，还有中国北方的极端降水、北美的罕见高温、欧洲的洪水，等等。
即使气候更加极端，但人们会有一些办法去对抗气候。新加坡国父李光耀曾说：空调是人类最伟大的发明。[1]当然，我们不能忽略位置因素：新加坡是热带国家，空调能让热带地区的人们也拥有舒适的生活环境，并保持整座城市国家的高效生产运转。对他们来说，空调值得最高赞誉。
美国人也用空调对抗酷暑与严寒。不间断的空调运转推动美国成为全球人均能源消耗最高的国家之一。
人们拥有另一项伟大的居住条件改善设施——暖气。就在寒潮来临时，北京也在11月6日应景地启动了暖气。每到冬天，你总能在网上看到这样的情绪：有暖气的人在欢呼，以及没有暖气的南方人愈加强烈的羡慕和吐槽。
不论冷暖，人类对抗气候、求生存与改善生活的努力不会停止。某种程度上说，舒适的气候是自私的，不是每个地球居民都能得到空调和暖气的庇护，但每个人都在间接承担调节温度的代价：能源消耗，以及碳排放。
极端气候与拉尼娜现象与碳排放有关，而我们对抗严寒酷暑的手段，又必然带来更多的碳排放。这个循环，有法解吗？
普通酱 | 作者
一萌 | 编辑
放大灯团队 | 策划
暖气，它可都是碳啊
首先需要明确一个立场：虽然我们的集中供暖消耗了大量能源，但在热电联产、废热利用、节能建筑等诸多方面的共同作用下，我们的暖气实际上要比空调取暖等方式环保得多。
那么我们需要看看：暖气到底产生了多少碳排放？
根据清华大学建筑节能研究中心出具的《中国建筑节能年度发展研究报告2021》，在2019年，中国北方集中供暖总计能耗2.13亿tce（吨标准煤），折合碳排放5.5亿吨CO2，约占建筑总能耗的20%，和中国每年总碳排放的5.5%。
图丨第十七届清华大学建筑节能学术周公开论坛，江亿
随着需求的增长，集中供暖能耗仍在逐年提升。根据住建部《2019年城乡建设统计年鉴》，我国城市集中供热面积，从2011年的47.4亿平方米，快速提升至2019年的92.51亿平方米，供热面积几乎翻了一倍。有报告预估，至2022年，城市与县城集中供热面积将达到140亿平方米。
数据来源：《2019年城乡建设统计年鉴》，放大灯团队整理
一边是快速增长的供暖需求，另一边是绿水青山，我们平衡好了吗？你也不用特别担心——在数据里，我们还能看到供暖效率的提升带来的显著成果。热力效率也在提高，它表现为“每供热面积的能耗”，即每个供暖季节，每平方米平均消耗的标准煤重量。这个数字，2001年接近3kg，2019年下降到1.7kg左右，因此在供热面积翻番的同时，能耗并没有翻倍增长。
它是一系列措施产生的正向后果。包括建筑保温节能改造、更精细的供热控制等。
图丨中国建筑节能年度发展研究报告2021
碳排放是必然的，目前供暖系统也在向着更高效率稳步推进，但绝不意味着万事大吉。为了实现碳达峰、碳中和目标，集中供暖这个能耗大户，当然还存在着显著的能源优化和体验优化的空间。集中供暖系统已经运行了几十年，它当然有一些老系统、老习惯，也有一些症结。
比如依靠经验调控、冷热不均。集中供暖的基本模型，是用热源（火电厂、集中供暖锅炉等）“烧开水”，再将热水用管道输送到各家各户，在户内进行散热，热水降温后流回热电厂再“烧水”的循环。
图丨天津大学博士论文《集中供暖系统热负荷预测及运行优化》[2]
集中供暖系统的设计，要考虑到供需两端与管网等方方面面的问题，而供暖过程中也需要精确调度。有研究指出，先前中国集中供暖系统的运行管理人员，基本很少能合理调节集中供暖系统，而不合理的运行调节方式，是造成暖气系统能耗偏高的主要原因之一。[2]
其中一个典型的现象是“局部过热”，另外也无法满足人们对室温个性化的需求。上文《中国建筑节能年度发展研究报告2021》特别提出，中国城镇集中供暖存在严重的过热现象。很多采暖建筑冬季室内温度高达 25°C，远高于要求的 20°C的舒适采暖温度。它当然会造成能源浪费：当室外温度为 0°C时，室温为 25°C的房间供暖能耗比室温为 20°C的房间高 25%。
局部过热还带来另外一重健康风险：由于室内外温度骤变，提高了心脑血管突发疾病的风险。而如果供暖不足，居民长期处于低温环境，同样会给血管增加负担。
集中供暖需要更精细的调节，但供暖系统老旧，信息化程度低。如果热力站成了信息孤岛，也没有实现数据共享，就无法实现节能增效。显然这是一个值得被信息改造的行业：它直接关乎国计民生，体量和碳排放巨大，能产生显著的经济和社会价值。
而说到信息采集与控制，这其实正是云服务的长项。近年来，上海、成都等城市都将打造“善治之城”作为目标，而《科技日报》曾撰文总结称，技术的变革为社会治理方式和体制的创新铺设了底层逻辑，也为“善治”的实现提供了条件。
亟待升级的供暖系统，也该用上创新技术了。
热从云上来
供热系统如何借助智能化调节，以兼顾节能减排、安全高效？现在是数字化的时代了，我们有了更多手段，去升级原有的供热调度系统——更多的传感器物联网、更精确的信息、更准确的天气和需求模型，这些都是让热网变得更聪明的关键因素。
图丨暖气调度需要大量的信息和调节[2]
从上面的供热的模型图和调度参数，我们大概可以判断出，它应该包括这几个环节：
- 在供热端，需要对热力站进行自动化与信息化改造。
- 在传输和需求端，需要对热力网络的集中监控。
- 应该有一个统一平台，智能分析决策，引入气候模型、运行监控、计量收费等多方面的信息。
- 最终实现源、网、站、户的联动，高效节能供热。
这就是“热网上云”的过程，在这朵“云”上，供热企业可以直接看到终端的供热情况，而AI的全自动调度控制，也解放了原本依赖经验调度的运维人员，并实现更及时准确的控制。
逻辑对了，就得见效果。在对暖气需求最大的东北，就有一个云供暖的成功案例。
2020年冬天，华为云帮助哈尔滨市的一家供热公司完成了智能化改造。
2019-2020供热季，华为与哈尔滨太平供热联合展开智慧供热实践，推出“供热智能体”，借助华为云EI数据治理和算法分析能力，人工智能技术对换热站、单元、住户的运行规律进行画像，构建出根据气候变化产生热量需求的预测模型，实现 “热源、管网、换热站、住户”联动的全网协同控制，按需定产，平衡供热。
根据他们公开的数据，这家热企，原本就有着不错的热利用效率，历史供热能耗0.38GJ/m2（即每平方米供热面积消耗的能量），已经远低于严寒地区供热的平均水平（0.49GJ/m2），而在智能系统引入后，他们的效率再次提升，达到0.35GJ/m2，整体节能10%以上。
这是怎么做到的？根据华为云的案例介绍，在哈尔滨市的方案中，热源、换热站、单元、户，四个层级，各自完成了重要的自动化工作。
在热源端，也就是热电厂等，原本由粗放式的天气预报和人工经验确定生产，生产方案按“天”为单位调整。而在华为智慧供热系统中，他们用智能热电网络中的传感器获得更细化的环境数据，让人工智能按小时级、从更多数据维度上及时调整产热量。这套系统的预测准确率达到98.2%。
在换热站到单元的管网环节，云系统的引入，则可以实现供热平衡，杜绝冷热不均匀的情况发生。在哈尔滨，华为智慧供热的供热平衡目标达成了99%。
而最终，户内的传感器，则可以将供暖的结果直接反馈给系统，也是用户供暖状况的最终保障，由AI自动识别控制的暖气系统，能直接监控到供热是否合格、避免冷暖不均，保护居民的健康。智能控制的系统，也让用户反馈供暖问题更简单，打个电话就能解决出现的问题。
华为云支持下的哈尔滨智慧供热项目试点，在上一个采暖季，哈尔滨市6.6万户居民体验上了智慧供热，全采暖期间节约标准煤约5193吨，减少碳排放约3397吨。
智能的城市，有温度的城市
集中供暖的优化，为碳中和做出了直接的贡献。另一方面，它也是用信息化、数字化改造升级我们的城市的直观案例，这正是现代科技打造“善治之城”的一个切口。
“善治”即良好的治理。它是一个最近二三十年来学界及政界推崇的新概念。它与中国古代的“善政”颇有相似之处。在老子《道德经》中，就有“居善地，心善渊，与善信，政善治，事善能，动善时”的观点。今天看来，善治是公共利益最大化的过程，在《走向善治的中国》里，资深媒体人程冠军概括了善治的三个必要条件：法治、德治与现代化。[3]
一方面，善治的执行主体仍然是“人“，因此，善治也要求贤能之治。另一方面，在数字化的时代，这个概念的落地，自然离不开智慧城市的帮助。《科技日报》认为，新基建的重要使命之一，就是变“智治”为“善治”，新一代数字信息基础设施建设的根本目的是提高人们的生活质量，给人们更多安全感、幸福感。[4]
人与机器正在共同打造“善治之城”，最终的落脚点是长远的、高质量的城市发展。如上所说，在各地打造智慧城市，建设“善治之城”的过程中，云服务等技术起到了至关重要的作用，它从支持传统的政府办公、政务服务，走向支持城市治理、各类型行业应用、安全高效运营的方方面面。
华为智慧供热就是一个从城市到行业的典型案例，而自去年疫情起，政企行业正在加速上云，从直播会议到疫情监测管控，都离不开云的贡献。
全球知名分析机构IDC最新发布的《中国政务云基础设施市场份额，2020：泾渭分明》的报告中，面向政企客户的云解决方案华为云，在政务云市场占有率32.2%，连续4年蝉联中国政务云基础设施市场份额第一。
科技有温度，城市有温暖。决定一座城市高度的不只是高楼大厦，更有人们能触感的温度。
在城市里，“云上服务”还有过这样一个故事：华为云曾支持建设的上海市“最小管理单元”，为独居老人安装了智能水表。某天，志愿者发现一户老人的水表几天没有用水，随后就发信息给老人并上门走访，发现老人只是出门玩了几天，于是放下心来。实际上，智能水表和社区志愿者在避免独居老人的居家意外乃至“孤独死”—— 可以看出，基于云端数字技术打造的智慧城市服务，除了要有立体感知、全域协同的“硬实力”，还要有以人为本、知冷知暖的“软关怀”。
在数字技术赋能下，城市越来越变成一个更高效、节能、人性化的智能体，这是一个顺应时代的趋势，公众可能难以理解技术本身。但最终，这些复杂的技术都将服务于每一个人，每个组织，每个行业，并让城市不断进化、长治久安。
References：
[1] 澎湃新闻，
空调：最伟大的发明，也是最让人疲惫的发明
https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_3916627
[2] 天津大学博士论文《集中供暖系统热负荷预测及运行优化》
[3] 新华网，《专家详解“善治”中国新概念:公共利益最大化的实现过程》
http://theory.people.com.cn/n/2015/1204/c40531-27892146.html
[4] 科技日报，《变“智治”为“善治”是“新基建”的重要使命》
http://www.xinhuanet.com/tech/2020-04/02/c_1125802197.htm