谷歌最大的登月计划:追寻一个无碳的未来(上)

  编者按:极度高温,暴雨肆虐,飓风不断,气候变化造成的危机已经近在眼前。人类与日俱增的碳排放是这一切的罪魁祸首,碳减排刻不容缓。从政府到企业,全球不少组织已经在开展行动,但像谷歌这样目标如此宏大的,似乎很罕见。这家搜索巨头打算到2030年实现无碳化运营。它打算怎么实现这个目标呢?本文调查了它的计划。文章来自编译。篇幅关系,我们分两部分刊出,此为第一部分。

谷歌,无碳化运营

*谷歌新园区湾景城的屋顶安装了50000片太阳能板

  谷歌的最新园区,湾景城(Google Bay View),由三座低矮建筑组成,它坐落在旧金山湾海岸线附近,位于加州山景城总部以东几英里处。去那里的访客首先注意到的会是它的屋顶。

  建筑的屋顶就像马戏帐篷一样,缓缓地从收缩的尖顶沿弧线下垂,几乎快倾斜到地面。每个屋顶都被叠合的太阳能电池板覆盖住,边缘还会发出拉丝金属的光泽。谷歌把这种设计叫做龙鳞(Dragonscale),确实,建筑看起来就像一头蜷缩在硅谷海滨的神兽。

谷歌,无碳化运营

*在湾景城视察的皮查伊。

  谷歌把这座最新园区设想成自己一个更加宏大的雄心的体现,那就是要实现完全的无碳运营。该公司计划在明年 1 月份向“有限数量”的员工开放湾景城,具体数量要看疫情的走势。在建筑物下方,埋着成千上万根混凝土柱子,这些柱子会作为一种地热电池,储存热量,从而在没有天然气的情况下为建筑物供暖和供水。屋顶面板由纹理独特的玻璃制成,可防止眩光,而檐篷可向内部宽敞的中庭输送柔和的光线。Google 房地产部门负责能源决策的Asim Tahir戴着安全帽、口罩还有安全背心站在南入口处,他说:“我们把它叫做工作大教堂。”

  兼任谷歌及其母公司 Alphabet首席执行官的桑达尔·皮查伊(Sundar Pichai)把脑袋探进去看了看。在疫情期间,施工人员制定了严格规定,客人甚至老板都被限制进入。现在是 9 月的第一个星期五,这位一般都比较少话的高管现在却流露出要跟Bloomberg Green谈谈自己公司气候方面抱负的渴望。在外面,空气中仍被浓烈的野火烟雾弥漫,这已经变成了整个加州每年都要面对的新现实。另一边,飓风艾达正在袭击东海岸。每一场灾难都突显出美国企业在应对气候变化的斗争中已经是多么的迟缓。

  皮查伊承认:“我希望十年前我们就到达这一刻。我很担心,也很焦虑,我们正在浪费时间。”

  去年,皮查伊宣布谷歌计划让公司所有的办公室和数据中心全天候采用清洁能源供电。他把 2030 年定为最后期限,这可能是企业有史以来做出的最雄心勃勃的脱碳承诺。谷歌称之为“登月计划”,这个词谷歌一般都是保留给自己的那些大胆的,但迄今为止大多没有结果的项目(如自动驾驶汽车和无人机送货)使用的。皮查伊说:“这让人稍微有点压力。因为我们还没有完全掌握走到那一步的所有答案。”

  谷歌的数据中心里面堆满了服务器,这些服务器每天要为数十亿次的网络搜索、电子邮件以及地图路线提供动力,为此也占据了电力消耗(2020 年总量 1510 万兆瓦时)的大头。去年,谷歌数据中心每小时的电力需求当中有 67%是由可再生能源提供的,这个数字比上一年增长了 6%。在某些地方(比方说俄克拉荷马州和俄勒冈州)的数据中心,采用清洁资源的比例已经接近或高于 90%。

  但是在其他地方减少碳排放谷歌会面临更大挑战,而它的目标已经远远超出了典型的企业目标。数十家公司已承诺要实现碳中和,用可再生资源来解决其能源使用问题,或者实施碳补偿。(碳补偿是公司可以去购买的信用额度,公司可以向二氧化碳减排事业提供相应资金,以充抵自己的二氧化碳排放量,它是现代人为减缓全球变暖所作的努力之一。)

  苹果自己的运营已经实现了碳中和,且发誓到 2030 年也要让自家的供应链做到这一点。亚马逊则承诺到 2040 年实现碳中和。谷歌的目标是走得更远。致力于实现零碳排放,不使用碳补偿,仅依赖在其所在地附近购买的清洁能源,而且是24 小时全天候。这意味着在智利这个地方,尽管白天由太阳能电池板为谷歌的数据中心供电,但该公司必须在日落时找到(供电的)解决方案。在人口稠密的台湾地区与新加坡,谷歌的数据中心几乎完全靠化石燃料支撑运转,所以谷歌必须非常迅速地找到大量的绿色替代品。

  为了实现自己的目标,谷歌借助了非传统的采购合同与一揽子新技术,如锂离子电池储能、预测风场类型的算法,以及钻入地壳的地热井。今年夏天早些时候,微软也跟随谷歌的脚步,承诺也要实现 24/7 全天候的无碳排放。这些公司都是市值达数万亿美元的创新先驱,都想着要在保持惊人增长的同时减少碳排放:尽管全球经济萎缩,但谷歌和微软去年仍增加了超过 910 亿美元的利润。另一方面,虽说两者都是很庞大且很有影响力的能源消费者,但他们大多受制于过时的公用事业,而后者大都以化石燃料为基础。谷歌知道这一点。谷歌的能源总监Michael Terrell说:“最终的解决方案是让电网实现全天候的无碳排放。路该怎么走我们还没完全弄清楚,这真的很有挑战性。”

谷歌,无碳化运营

*湾景城被太阳能板覆盖的屋顶。

  谷歌的环境记录并非一干二净。批评者谴责它资助否认全球变暖的政治家,接受漂绿(green-washing)广告,在YouTube上推动气候阴谋论。员工指责公司跟石油公司签订的云计算交易。谷歌的服务器群要消耗大量的水。不过,公司在可再生能源方面的做法(2020年公司购买1540万兆瓦时的清洁能源)却赢得了广泛赞誉。在治理和社会影响方面,风险管理公司摩根士丹利资本国际公司(MSCI)给谷歌的评级很糟糕,理由是面临众多的竞争诉讼;但在环境问题上,MSCI给了谷歌最高评价。

  皮查伊承诺,谷歌应对气候问题方面的工作将创造 20000 多个清洁能源的工作岗位,并帮助数百座城市减少碳足迹。谷歌需要花费大量资金才能实现无碳排放,而且可能还被迫抑制自己对计算能力的巨大需求。

  尽管如此,在皮查伊看来,这些努力仍有商业意义。他说,谷歌的投资可降低现有可再生能源的成本,并刺激新的可再生能源出现。谷歌还会尝试出售部分节能技术。技术员工开始要求更环保的企业实践,想要想湾景城这样可持续发展的工作空间,而不仅仅是喊喊让未来更宜居这样的口号。皮查伊说,不脱碳的企业将会被淘汰。他说:“如果这件事没做对,你就没法吸引人才。现在还是青少年的更年轻一代,从他们身上,我看不出他们愿意为一家自己觉得在污染环境的公司效劳,他们不会做这样的决定。”

谷歌,无碳化运营

*谷歌仍在建设中的新的湾景城园区。

  早在2015 年那时,谷歌就开始了湾景园区的规划,但新园区的设计理念在此之前就已经成熟了。公司创始人对环保的要求很高,第一皮办公室就得配环保地毯和可回收材料。作为早期的地热实验,他们曾找人在人行道上钻了 12 个孔,给园区餐厅抽取热水。工程师们还在停车场折腾太阳能的各种原型。

  这些绿色项目也有省钱的目的。15 年前,这个搜索引擎开始迅速扩张,相继增加了 Gmail 、 YouTube 等高耗能的服务。谷歌高级副总裁兼早期员工 Urs Hölzle 回忆道:“什么时候看到账单都会非常震惊。”2007 年,谷歌在公司总部楼顶装了一套 1.6 兆瓦的太阳能电池组,同时启动了一项计划,为一系列可再生能源项目提供资金,目标是把成本降至煤炭燃料以下——他们把这个项目叫做 RE<C。

  那一年,谷歌还声称自己已经抵消了公司所有的碳排放,不过分享的相关数据几乎没有。替Greenpeace 跟踪科技企业的Gary Cook 说“他们说,‘相信我们,我们已经实现了碳中和。’”

  后来,随着太阳能和风能价格的急剧下跌,谷歌放弃 RE<C。不过,公司仍继续购买可再生能源。 2010 年,谷歌跟爱荷华州一座 114MW 的风电场签订了电力购买协议(PPA)。两年后,公司制订了一个目标,那就是用了多少化石燃料,就额外购买多少的可再生能源。该公司原先认为这个过程需要十年时间。但由于新的风电场和太阳能系统的涌现,目标实现只用了五年时间。

  凭借这一成就,谷歌被媒体称赞实现了“100% 可再生”。不过,根据负责谷歌基础设施的 Hölzle 的说法,部分员工对这种说法技术上的不准确感到愤怒。谷歌其实并没有 100% 地使用可再生能源。Hölzle 回忆起当时他们的看法是:“就拿这个时候的这个数据中心来说吧,显然现在它用的还是煤炭。” 谷歌需要一个更好的目标。

谷歌,无碳化运营

*谷歌的年度能耗已经超过了缅因州(缅因州的用电量为 2019 年数据;所有其他数字均为 2020 年)

单位:百万兆瓦时。

资料来源:谷歌的可持续发展报告;美国能源信息署

  Terrell负责的是能源采购及公用事业关系部。谷刚开始歌考虑实现全天候使用可再生能源时,他发现这一前景“确实可行。” 截止2017年时,谷歌已签署26份购电协议,但每一份协议都要经过重重的监管考验,令人筋疲力尽。太阳能和风能是越来越便宜了,但储能的成本仍非常高昂。而谷歌还在不断扩张。2017至2020年间,为了满足消费者和云服务的需求,谷歌又设立了15个新的数据中心。

  Terrell 的团队必须发挥创造力。谷歌网站停电的时候,公司一般都会用备用发电机发电来保持服务圆转。在比利时,谷歌跟当地的一家电力公司 Elia Transmission Belgium SA 合作,把设在靠近法国边境 St.-Ghislain 的一座数据中心的柴油发电机换成了锂离子电池。Terrell表示,该公司正在探索将储存在电池里面的多余能量输送给当地公用事业供应商的办法。他说:“与其把这些能源晾在一边,用来帮助运营商管理电网不好吗?”他预测谷歌在其他地方也会这么做。

  “我们在这里做的事情他们都还没有相关认证”。

  在内华达州这里,谷歌在拉斯维加斯校外有一座庞大的数据中心,该公司跟 Fervo Energy 达成了购电协议,后者正致力于开发一种新的获取地热的方法。Fervo 的负责人Tim Latimer 曾是一名石油工程师,他借鉴了石油开采的技术来实现更清洁的目标。大多数地热井都要挖掘到数千英尺深的地下才能利用地球的自然热量;但Fervo 的系统不仅纵向挖,还横向挖掘地下储层来攫取更多的能量。这家初创公司打算明年在内华达州开挖第一口井。按照谷歌的乐观看法,绿色的氢以及先进的核能很快也将成为可用资源。

  自然地,谷歌也会寻求利用软件来应对挑战。工程师为此开发了一款工具,名字叫做 “碳智能计算平台”,这个工具可以在能源使用量下降期间安排计算任务。Google 认为某些活动(比方说对 YouTube 视频进行编码或者给 Google 翻译增加新术语)属于“不紧急”事项,不值得去即时满足计算需求。所以这些软件任务会被搁置,直到有足够的太阳能或风能可用。有的计算机模型则用来预测风力什么时候会达到最强。谷歌后来还增加了一项把任务转移到不同数据中心的功能。

  在弗吉尼亚州,谷歌把自己的24/7计划转交给配电商AES公司。今年5月,谷歌跟该公司签署了数额不详、为期10年的协议,涵盖来总量为500MW的可再生能源项目,AES要靠自己拥有或购买的可再生能源来满足相关需求。AES CEO Andrés Gluski表示,自己的公司将依靠太阳能和风力发电以及锂离子电池储能的“混合搭配”方案为谷歌提供能源。他说,其他高科技企业也跟AES签订了类似的脱碳协议,不过拒绝透露公司名字。各家企业的这种一拥而上可能会令谷歌的24/7计划复杂化,或者至少让他们付出高价。AES预计部分设备,如太阳能电池板和电池会出现短缺Gluski称最快2023年“将出现瓶颈。”这位前电信高管把即将到来的可再生能源市场比作20世纪90年代,当时对手机的需求突然出现暴涨。他说:“我们讨论的这种需求的扩张是电力部门之前从来没见过的。” AES公司承诺到截止日期前将为谷歌提供完全清洁的能源。

  谷歌在亚洲遇到的问题不一样。当地要么缺乏足够的清洁能源生产商,要么没有太大的空间可供生产能源。在新加坡,该公司购买了公共住房屋顶的太阳能发电。不过谷歌在亚洲运营的大部分业务用的都是化石燃料。Hölzle承认:“我不知道在亚洲我们是不是可以达到100%的可再生”。Terrell说,指望政策改变可能是谷歌在该地区实现24/7使用可再生能源目标的唯一办法。

  2020 年,谷歌发布了一份内容详尽的 24/7 计划白皮书,里面列出了自己采用的手段和会计标准——至少对于谷歌来说细节惊人,因为它很少透露内部数据。这种程度的披露赢得了之前对谷歌持质疑态度的批评者的肯定,其中就包括现在担任环境倡导组织 Stand.earth全球气候运动主管Cook。他说:“换做亚马逊肯定不会提供这种东西。”

  但谷歌做这个有自己的优势:它没有像亚马逊那么庞大的履行中心,它的员工人数比苹果和微软都要少。斯坦福大学环境科学家Rob Jackson表示,他希望谷歌能够提供存储的电池容量和以及计划在晚上和阴天供电额度的详细情况。(谷歌发言人表示,该公司已经签署了超过 280 兆瓦的储能协定,并计划“始终使用”清洁能源,比如地热资源等,全天候覆盖所有的用电。)不过Jackson也表示,谷歌的努力“超出了我所看到的大多数其他公司所为。这一点还是很令人兴奋的。”

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*地热供暖及制冷系统。

  译者:boxi

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