给电脑减碳,英特尔有一套绿色进化论

文章来源:36 氪

概述

  • 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。”

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如何帮助一台电脑实现“从摇篮到摇篮”的绿色闭环?这场可持续发展高峰论坛上,英特尔携手生态合作伙伴,给出一套全生命周期的减碳最优解。

你办公桌前的那台电脑,用了多久了?

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话,需要约 3.9 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。

作为全球最大的半导体芯片制造商之一,英特尔早就关注到了这一点。

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。

01 给耗能大头降碳,先从电源下手

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。

台式机电源转化效率偏低

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,在高能效比的第 12 代英特尔® 酷睿™ 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。

02 一台废弃电脑,其实浑身是宝

给一艘泰坦尼克装满垃圾,会有多少吨?如果,再把这个总量乘以 1600 呢?

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。

因此,在所有的电子垃圾中,PCB 板的降解回收是最难啃的一块骨头。

PCB 板的降解回收是行业一大痛点

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。