现在三大云服务提供商都发布了其环境数据，绿色软件基金会实时云项目负责人对此发表了看法。
译自 Sustainability: How Did Amazon, Azure, Google Perform in 2023?，作者 Adrian Cockcroft。
领先的云提供商及其背后的全球巨头公司正在采用环境可持续性实践，但这项工作正在进行中，而且很复杂。
随着 亚马逊、谷歌 和 微软 的不断发展，它们都在 努力应对减少碳排放的挑战，在人工智能资源使用量不断增加的情况下，它们还在全球范围内对可再生能源基础设施进行正确的投资。
云提供商的客户需要详细的信息来了解和 优化其自身工作负载的可持续性。虽然亚马逊 正在进行最大的可持续性投资 并取得了一些良好的成果，但从历史上看，它一直是最不透明的云提供商。
亚马逊于 7 月 9 日发布了 涵盖 2023 年全年的可持续性报告，谷歌 于 7 月 2 日发布了其报告，微软 于 5 月发布了其报告。
在过去的一年左右的时间里，我一直领导着 绿色软件基金会的实时云项目。我们深入研究了可用的信息，确定了每个云提供商数据中的差距和细微差异。我将比较这三份报告，看看自去年以来有什么新变化；这里我的分析是我的个人观点，不代表该项目。
亚马逊的总碳排放量减少了 3%，从 70.74 MmTCO2e（百万吨二氧化碳当量）降至 68.82 MmTCO2e。按业务增长率调整后，其碳排放量下降了 13%，从 93.0 gCO2/$ （每美元商品总额的二氧化碳克数）降至 80.8 gCO2/$。
这延续了去年开始的趋势，即尽管业务增长，但总碳排放量略有下降，因为过去几年启动的内部项目开始成熟并开始产生实质性影响。虽然还有很长的路要走，但这仍然是一个值得称赞的结果。
然而，谷歌的总碳排放量在 2023 年增加了 13%，达到 14.3 MmTCO2e，这在上一年也出现了增长，由于对人工智能数据中心的投资，其碳排放量进展有所下降，微软也是如此，其碳排放量从 16.5 MmTCO2e 上升至 17.2 MmTCO2e。
亚马逊的实体交付和制造业务在其碳足迹中所占的比例远高于其以软件为主的竞争对手，而且亚马逊的收入增长率也略低。但多年来，亚马逊在购买可再生能源方面也比谷歌和微软更加积极。
除了化石燃料之外，亚马逊的所有类别都减少了碳足迹，因为其交付车队作为一项业务的增长速度快于这些车辆的电气化速度。这种趋势部分是由亚马逊将更多交付业务内部化驱动的；在报告中，包括第三方交付碳排放量的类别下降了 4%。
在欧洲和印度，对铁路运输的重视程度提高，正在减少交付碳排放量。电动送货车队增长了七倍多，达到 19,000 辆，但要使其产生实质性影响，还有很长的路要走。
随着时间的推移，亚马逊用于零售和交付的电力使用量，除了数据中心的增长之外，还增加了更多的需求，这与微软和谷歌相比。这就是为什么亚马逊要投资如此多的能源项目。
到目前为止，在可再生能源方面取得了最大的进展。亚马逊所有业务的无碳能源匹配率从 90% 上升到 100%，包括零售和交付。
这不仅仅是 AWS 数据中心的用电量。能源匹配意味着在世界某个地方正在产生并投入电网的可再生能源量，与正在使用的任何不可再生能源量相匹配。
投资组合中的能源项目在地域上尽可能靠近电力需求地。但并非所有项目都能位于附近，而且发电量也不完全匹配当地目前的用电量。
亚马逊的发电组合从 20 吉瓦增加到 28 吉瓦，使其连续第四年成为全球最大的可再生能源购买者。谷歌在 2023 年增加了 4 吉瓦，相当于亚马逊的一半，但这仍然是该公司的一项纪录。
2023 年，亚马逊新增了 42 个公用事业规模的项目。亚马逊的可持续发展报告还指出，该公司正在投资核能，以及太阳能、风能和电池项目。亚马逊还在宾夕法尼亚州购买了一个核动力数据中心。
亚马逊的储能从 2022 年的 445 兆瓦增加到 2023 年的 1.3 吉瓦，以帮助平滑太阳能和风能的日常供需不匹配。现在，新的太阳能发电项目通常会包含电池储能，因为每天的峰值输出可能会被限制，而多余的能量可以储存起来，然后在晚上供应给电网。
100% 无碳能源匹配指标使用的是年度“市场化”方法，该方法基于能源购买量，并对全年进行平均。正如我们之前提到的，内部发电能力永远无法在正确的时间匹配到正确的位置，因此存在一个交易多余可再生能源的市场。
可再生能源证书 (REC) 可以交易长达一年，因此当公司获得 2023 年的最终数据时，可以根据需要购买额外的“非捆绑 REC”来弥补所使用的非可再生能源，并以一定成本获得任何所需的百分比。
亚马逊承诺到 2030 年实现 100% 的目标，并以 2025 年为目标，并自豪地于 2023 年实现 100% 的目标。意识到亚马逊终于赶上了谷歌，让人感觉不那么令人印象深刻，谷歌在过去七年中一直使用相同的年度市场化方法实现了 100% 的无碳能源匹配。亚马逊的可持续发展报告指出，与能源相关的碳排放量（称为范围 2）为 2.79 兆吨二氧化碳当量。换句话说，当亚马逊实现 100% 无碳能源时，仍然排放了 279 万吨二氧化碳当量。
几年前，谷歌开始使用更严格的“24×7”每小时匹配的基于位置的方法进行测量和报告。微软也尝试过 24×7，但仅限于 Azure 瑞典地区，而 AWS 还没有采取任何措施。
亚马逊在其 范围 1 和 2 审计报告 的脚注中隐藏了其基于位置的能源排放量：“亚马逊的范围 2（间接）温室气体排放量：基于位置的方法 (LBM) 为 15.67 兆吨二氧化碳当量。” 大部分差异来自亚马逊的发电项目，这些项目没有被基于位置的方法计算在内。在定义这些方法时，报告的作者没有考虑到能源的大型最终用户也可能是多个地点的大型能源生产者。
谷歌会向客户公开其所有云区域的基于位置的数据，而 AWS 需要效仿，并开始按区域报告范围 2 基于位置的数据。
鉴于亚马逊可再生能源项目的地理位置和规模，我认为 AWS 的基于位置的方法的碳排放量通常会低于谷歌和 Azure。但 AWS 需要公布其结果——无论这些数字是好是坏。
新的亚马逊报告中包含一项声明，即该公司正在“购买额外的环境属性（例如可再生能源证书），以表明我们支持我们在运营的电网中的可再生能源，这与我们已签约项目的预期发电量相一致。”
风能或太阳能发电场需要两到三年才能投入运营，因此亚马逊在公开市场上购买了与他们承诺建设的未来发电能力相匹配的 REC。这是一项好政策，因为非捆绑 REC 购买在跨地区和国家作为实际投资的廉价替代品时，声誉不佳。但在这里，它们被购买是为了匹配对新发电能力的投资。
然而，可持续发展报告第 26 页也有一段脚注：
“AWS 旨在在其消耗电力的同一电网中采购可再生电力。在某些情况下（例如，同一电网中没有可再生能源），AWS 可能会在其他地点采购可再生能源属性。”
能源审计报告中也有类似的脚注：
“亚马逊的范围 2（间接）温室气体排放量：基于位置的方法 (LBM) 为 15.67 兆吨二氧化碳当量。大部分差异来自亚马逊的发电项目，这些项目没有被基于位置的方法计算在内。”
“亚马逊采用全球方法来计算亚马逊全球运营消耗的电力百分比，这些电力由可再生能源来源匹配。亚马逊的目标是在其消耗电力的同一电网中采购可再生电力。在某些情况下，亚马逊可能会在其他地方采购可再生能源。”
这是一个不幸的事实：特别是亚洲地区的可再生能源不足，因此使用跨境可再生能源证书。这是我第一次看到亚马逊发表此声明，亚马逊加入了谷歌和微软的行列，它们多年来一直在购买跨境可再生能源证书和碳抵消。
亚马逊提供了一个 包含 22 个 AWS 区域的列表，其中在市场上采购了 100% 的可再生能源。这涵盖了加拿大、中国、欧洲、印度、日本和美国的所有区域。跨境可再生能源证书用于实现澳大利亚、巴林、巴西、香港、印度尼西亚、以色列、韩国、新加坡、南非和阿拉伯联合酋长国的 100% 匹配。自 2022 年以来的区别在于添加了“市场内”措辞，并将日本添加到之前发布的 100% 列表中。
然而，亚马逊在亚洲的发电能力远超谷歌或微软，亚马逊将跨境可再生能源证书定位为最后的手段，这是我们在这种情况下所能期待的最佳结果。
问题在于，根据市场方法，亚洲的云计算能源使用将被报告为零碳，因为云计算提供商将通过在其他地方购买可再生能源证书来支付额外费用。然而，亚洲地区使用量的增加将导致比在欧洲或美国使用相同量时排放更多的碳，为了衡量这种差异，需要使用和报告基于位置的方法。
亚马逊宣布了一项新计划，以与 亚马逊可持续发展交易所 合作，让主要供应商参与其供应链的脱碳工作，分享内部开发的剧本和可持续发展科学模型，用于可再生混凝土和氢气等方面。这里有一些有趣的工作和良好的建议；它是由亚马逊中央可持续发展团队的可持续发展科学家们共同完成的。
用于建筑的低碳混凝土和钢铁是一项良好的投资，并且发展迅速，从 2023 年的 16 个 AWS 数据中心增加到 36 个，但它对碳总量的影响仍然很小。效率和电气化升级以及在现有建筑物上使用当地太阳能正在产生更大的影响。
AWS、Azure 和谷歌都已开始向生物柴油（主要来自回收的食用油）过渡，用于备用发电机，AWS 减少了用于交付的航空货运的使用，并开始使用电动汽车为数据中心的卡车设备提供动力。这是值得的，因为它有助于发展全球生物柴油供应市场，尽管目前这只是碳足迹总量中很小的一部分。
亚马逊正确地将对基于自然的解决方案和碳捕获的投资定位为减少碳排放的第二优先事项。但这是一项值得的额外投资，因为它预计随着时间的推移，需要扩大这些解决方案的规模，以实现 2040 年净零 气候承诺 目标，因为剩余的直接排放将变得更难消除。
可持续发展不仅仅关乎碳和气候变化。全球特别缺乏清洁水，人们担心用于冷却数据中心的水量，近年来水量大幅增加。几年前，云计算提供商开始测量和报告他们的用水量，他们都有减少用水量和向运营地点返还更多清洁水的目标。
有两种衡量水的方法，一种是数据中心使用的水量占能源使用量的比例。用水效率 (WUE) 以升/千瓦时衡量。另一种是补充的水量占使用水量的比例。
AWS 的 WUE 在 2023 年从 0.19 升/千瓦时提高到 0.18 升/千瓦时，这是 AWS 在全球范围内运行的所有设施的平均值。不幸的是，AWS 只提供了全球平均值，这消除了通过工作负载放置进行优化的任何机会。
微软 Azure 按区域提供 WUE，从零到超过 2 升/千瓦时不等。谷歌没有报告 WUE 数据。
AWS 在 2023 年报告了 41% 的“水正”，这是一个新的指标，目标是 100%。这似乎是“水补充”的另一个名称。
谷歌报告称，2023 年的水补充率从 6% 提高到 18%，但该公司最终的目标是返还比使用量更多的水。谷歌几年前 因用水量过高而受到批评，并且显然正在迎头赶上，而 AWS 已经取得了良好的进展。 Azure 并未提供补充数据。这是绿色软件基金会实时云项目正在努力解决的问题，他们试图通过指出差距，让所有云提供商在相同的指标上使用相同的名称进行标准化。
AWS 之前曾发布过针对亚洲、欧洲和美国的数据中心与云碳减排对比报告，这些报告多年来被用作许多营销声明的基础。这些报告已经过时，并在 6 月份被一份新的 碳减排对比 报告取代。
埃森哲受委托撰写了这份报告，虽然这是一份有用的文件，它所做出的声明似乎也合理，但计算过程缺乏透明度，并且埃森哲使用了许多客户无法用来模拟自身特定情况的私有 AWS 数据。
客户需要的不仅仅是营销声明，这份报告本可以包含更多基础数据和计算结果，而不仅仅是标题结果。
AWS 仍然没有提供任何电源使用效率 (PUE) 信息。谷歌几周前在其可持续发展报告中发布了按地区更新的 PUE 数据，并定期发布季度更新。微软 Azure 发布了其所有地区的 PUE 数据。
当您测量云区域中工作负载的能耗时（例如，通过收集 NVIDIA GPU 能耗指标），您需要乘以 PUE 来计算为数据中心提供的能耗，以涵盖冷却和传输效率损失，然后乘以该能耗的碳含量。
在炎热潮湿的气候中，PUE 会更高。当然，一些工作负载必须位于特定区域。但大量的计算和存储容量（如备份/存档）可以位于任何地方。如果没有区域 PUE 和 WUE 数据，就无法优化全球工作负载的放置。
谷歌和 Azure 提供的另一个数据是公司按地区计算的无碳能源 (CFE) 比例。这将考虑当地电网碳排放混合，然后减去正在运行的可再生能源项目的本地发电量。这是一种表明哪些地区受益于低碳能源的好方法，可以用来优化全球工作负载的放置。
AWS 客户仍然没有提到范围 3 供应链报告（范围 3 指的是组织不拥有或控制的资产的排放，但这些资产会直接影响组织的供应链。）
Azure 和 GCP 开始报告范围 3 已经很多年了，AWS 承诺提供范围 3 也已经很多年了。他们告诉我他们有一个团队正在研究这个问题，但直到发布一些东西之前，这是一个巨大的差距。微软在 2021 年发布了一份关于其范围 3 方法的 优秀白皮书。
AWS 客户碳足迹工具(CCFT) 在 2022 年首次发布时令人尴尬，并且从那以后没有取得任何进展。根据市场方法，它将报告所有人的范围 1 和 2 碳足迹为零，没有范围 3 数据，并且将过多的数据汇总在一起。
我最近尝试使用 CCFT 数据来跟踪一家公司的进展，但三个使用类别 EC2、S3 和其他与三个地理位置欧盟、美洲和亚洲相结合，使得无法弄清楚发生了什么。美洲的“其他”类别占主导地位，但它只告诉你这一点。
来自 GCP 和 Azure 的客户碳跟踪工具提供了您需要的所有详细信息，但使用 AWS，您无法看到哪个区域或什么服务。升级到 AWS 支持没有产生任何结果。完全没用。
总之，亚马逊在减少碳足迹方面取得了不错的进展，而谷歌和微软则在下降。然而，AWS 的某个人需要阅读并遵循 亚马逊交易所碳测量指南 中给出的建议。该指南指出需要指标和透明度，而 AWS 仍然处于起步阶段，没有透明度，也没有在客户多年来一直要求的指标方面取得进展。