上接 如何實施光明富足的零排放社會？（一）從去碳開始的日本活性化
如何實施光明富足的零排放社會？（二）個人能爲去碳做的貢獻
如何實施光明富足的零排放社會？（三）利用生質挑戰去碳化
如何實施光明富足的零排放社會？（四）2050年的電流源構成方案
如何實施光明富足的零排放社會？（五）作爲電力貯藏系統的「新型縮水蓄能發電」
如何實施光明富足的零排放社會？（六）開發取得進展的各種蓄電技術
森 俊介
低碳社會戰略中心 研究統括／首席研究員
三枝 邦夫
低碳社會戰略中心 首席研究員
【導讀】本文爲《如何實施光明富足的零排放社會？》的第七回，以虛構的商社青年員工皆川豐爲主人公解讀低碳社會戰略中心（LCS）公佈的提案。上一回，皆川學習了與再生能源發電一起共同支撐着零排放根基的蓄電技術。本回將把目光轉向能源消費，由LCS研究統括森俊介和首席研究員三枝邦夫介紹有關資訊通訊的電力消費現狀，以及今後面向不斷隊形變換的資訊社會的技術開發重點。
2050年資訊量將增長至現在的4000倍※
用電將超過目前全球總能量消耗
皆川：您好！今天也請多加關照。正如2022年秋季大型IT公司宣佈將在日本開設資料中心所代表的那樣，衆多公司都在向資訊通訊領域投資。LCS也在分析資訊社會的進步與未來能量消耗之間的關係，以及對去碳的影響吧。
三枝：我們一直在估算被稱爲「通訊流量」的網路上收發資訊量與能源消耗的關係。2019年進行的估算結果顯示，假說思科公司以往的全球通訊流量在未來持續線性增長，那麼2030年的通訊流量將增長至現在的30倍，2050年將增長至4000倍，所需電力則將超過現在全球能量消耗的總和。
皆川：現在的發電量屆時會不夠用？
三枝：上述是在通訊流量增長率爲現狀的延長，相關IT設備的節能技術也維持在目前水平的前提下做出的估算值（※），實際情況我認爲不可能和估算值完全一致，但隨着物聯網的普及和AI利用的加速，未來通訊流量出現增加則是毫無疑問的。因此，爲了進行定量分析，我們對資訊通訊技術進行了結構化，透過建模以分析明確未來需要的技術開發。
皆川：資訊通訊技術的結構化的具活體內容是什麼？
三枝：簡單來說，是將資訊通訊系統分爲「終端機客戶」和「基礎設施」兩部分，基礎設施部分又由進行計算處理的「資料中心」和進行資訊交換的「網路」兩部分組成。（圖1）
圖1 資訊通訊系統的結構化
出處：選自2022年LCS 網路研討會「2050年零排放的社會形象——願景和規畫」中「資訊化社會的隊形變換對能源消耗產生的影響（關於資料中心）」的圖表
皆川：以轉乘捷運爲例，我作爲「終端機客戶」將資料輸入智慧型手機，資料中心作爲「基礎設施」計算出最佳換車路綫並透過網路返回結果，是這種感覺嗎？
三枝：正是如此。我們在各個消費領域找出電力消耗大的設備和機器作爲要素，然後估算各要素的能量消耗。耗空大的要素意味着還有大幅削減耗電的餘地，由此也就明確了對該要素進行技術開發在節能方面可獲得的成效。
以資料中心爲例，首先將資料中心的構成要素分爲伺服器、記憶體、交換機、供電設備等若干部分，根據各IT設備的產品出貨數等估算各自的能量消耗。再加上空調設備等的耗電，我們就估算出了2018年日本國内資料中心的能量消耗爲14太瓦時（TWh）。（表1）
表1 資料中心能量消耗的現狀及未來
出處：根據《資訊社會的隊形變換對能源消耗的影響（Vol.2）》中「資料中心能源消耗現狀與未來預測及技術課題」（fy2020-pp-03表10）由本文作者編輯
由專家驗證妥當性
描繪具有客觀性的藍圖
皆川：從表中可以看到，伺服器佔據了資料中心能量消耗的大半，其中承擔計算功能的CPU產生的影響尤其大。
三枝：你抓住了重點。將估算細分，就會明白計算裝置的節電對於降低電力消耗效果最好。
皆川：就是透過這種方式，來明確在資訊通訊領域降低能量消耗所需要的技術開發的，對吧。
三枝：對於資訊通訊系統模式中的網路部分，也用同樣的方法進行估算，就會明白針對無線基地台和路由器進行的研究開發對降低能量消耗是有效的。將來，不僅要考慮現有設備的節能，還有透過引入量子電腦以及構建使用燈火信號進行資訊通訊的網路來實施大幅節電和大容量通訊的設想。
皆川：在分析中對各個要素設備都進行了仔細的估算，讓我很是驚訝。
三枝：的確如此。事實上，理解每個設備的機制和技術開發的動向很有必要。爲此，我們就所使用的統計資訊的妥當性徵求專家的意見，力求做到客觀性分析。如果目的只是估算能量消耗，那麼只要從通訊公司的客戶數來估算就可以了，但我們認爲展示有效的技術開發正是LCS的意義所在，所以我們有意選擇了一種有難度的方法。
透過資訊科技提高生活品質
爲必要的技術開發給付費用
皆川：對於終端機客戶的估算又如何呢？
森：這個問題由我來介紹吧。因爲客戶需求會左右通訊流量增減，這是一個重要分析，但是資訊通訊技術的利用場景涉及醫療、運輸、娛樂等多個方面，所以我們正在嘗試等比縮小利用領域的估算。在此之前，我先介紹一下透過近年來通訊内容的需求變化以及新冠疫情中生活方式的變化，對未來通訊流量進行的估算考察。
皆川：也就是說爲了預測未來，首先要了解過去的需求變化。
森：爲了瞭解近年終端機客戶的需求變化，我們按影片、語音、文字等内容類型計算出了通訊流量的變化，發現影片内容是近幾年通訊流量快速增長的主要原因。這種趨勢持續下去的話，到2030年，通訊流量將以每年20%的速度增長。此外，我們對新冠疫情期間遠程辦公對通訊流量的影響進行的分析發現，如果40%的工作都線上上完成，那麼通訊量最大將增加33%。
皆川：這樣一來能量消耗也會大爲增加吧。
森：當然由於日本的人口減量，終端機客戶的需求也有可能下降，但比如說網上發佈影片被VR取代的話，客戶數量即使保持不變，通訊流量也會進一步增加。爲了因應由於新冠疫情中減量行程和通訊安全等帶來的通訊流量必然增加的社會變化，資訊通訊的節能化也是不可缺少的。當然，費用方面也不能忽視。全球的通訊營運商都面臨着人均銷售額低迷的困擾，這也有可能制約服務的推廣。爲了形成合適的客戶需求，還必須考慮哪些情況應該使用通訊技術，並做好爲必要的技術給付費用的準備。
皆川：的確，由新冠疫情催生出的線上問診和遠程授課現在都已經習以爲常了。
森：這是一個過去沒有注意到的，依靠資訊通訊消除了「不便」的好例子。資訊化社會的隊形變換有增加環境負擔的一面，但同時也有切實提高生活品質的一面，另外還有透過最適化電力的供需、減量人員行程等減輕環境負擔的效果。
皆川：您描繪的藍圖考慮到了生活方式的滿意度以及減輕環境負擔，的確非常有意思。
三枝：對新冠疫情導致的變化進行分析時，如果能讓人員行程、電力、社會生產性方面的專家參與，還可以做出更細緻的估算。LCS的提案此前被日本總務省的資訊通訊白皮書引用等，讓我們感受到了社會關注度的提升，爲此我們將繼續操作研究，以便做出更具現實意義的估算。
皆川：透過二位的介紹，讓我明白了不僅要提高能量消耗估算的可信度，還明白了未來應該關注哪些技術開發。期待LCS今後能推出更好的分析結果。非常感謝二位今天的介紹。
——以上對話根據採訪内容虛構而成。（TEXT：高橋麻美、PHOTO：石原秀樹、楠聖子）
原文：JSTnews 2023年1月號
翻譯：JST客觀日本編輯部
