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郑有炓:信息技术必须节能降耗 3基础设施是关键
证券时报网()11月17日讯
第十五届中国国际高新技术成果交易会&&新一代信息技术峰会17日在深圳市会展中心举行。中国科学院院士、南京大学电子科学与工程学院教授、博士生导师&&郑有炓发表了题为&大数据时代的半导体技术&的演讲。他表示,大数据带来信息风暴正在变革我们的生活、工作和思维,大数据开始了一次重大时代的转型。所以说大数据是新一代信息技术的集中反映,也是新一代信息技术的主要特征。
大数据作为新一代信息技术,特别是作为信息技术的半导体技术,带来了良好的历史发展机遇,也使半导体技术带来严峻的挑战。大数据新一代信息技术必须应对节能降耗绿色发展。顺应全球节能减排的时代需求,各行各业都要节能减排。信息技术本身可持续发展必须要节能降耗,这是符合信息科学本身的科学需求。
2007年英国统计电脑等效排放的二氧化碳对气候的影响不亚于飞机。全世界电脑正常运行,每天向大气排放的废气大概是3500万吨。相当于100万架次进出英国的航班所带来的废气排放量,信息技术节能减排是非常重要的。大数据信息技术的三大技术设施;数据中心服务器、无线网络基站、移动终端平台。现代信息技术的发展,从硬件来说主要是这三个基础设施。现在可以说好多IT企业都围绕这三个方面运转,所以说这三个基础设施的节能减排是非常关键的。
数据中心的服务器是目前信息时代的基础设施,据统计1分钟微博上发生的数据量大于10万,Facebook浏览量一分钟超过600万,世界上每分钟产生1700TB的信息量。数据中心不是创造仓库的资料,它是需要运转的,它需要很大的供电量。2008年Google服务器系统耗电量接近1000兆瓦,2008年中国移动等三大运营商耗电量为231亿度电。
数据中心耗电最大的是电源转换,就是AC&BD电力转换。幕前的转换效率一般在60&65%,以外的能耗就转换为热量撒法出来,这些多余热量必须靠制冷设备散热。制冷设备的能耗占到了总能耗的45%,IT核心设备占30%能耗,系统配电占24%,服务器的耗电量是非常大的。怎么样降低数据中心服务器的能耗,是数据中心可持续发展的一个关键问题。随着数据中心的数据增加,将来就会导致买得起硬件,用不起电。
随着大数据在各个领域的广泛应用,数据中心的需求匀速增加,因而数据中心的电力消耗已经占到全球宁愿电力消耗的8%,预计电力消耗将会翻倍增长。数据中心对电力的巨大需求已经成为制约大数据技术发展的瓶颈,也就是说降低凝好是大数据技术可持续发展面临的最严峻的挑战。
半个多世纪以来,支撑电力系统发展的硅功率电子技术面临硅的&材料极限&已经难于满足类似数据中心服务器这类巨大能耗基础设施节能降耗的需求。第三代半导体材料是一种开关损耗小,耐高温工作能力强的新一代电子电子器件,是对传统电力电子技术的革命。与传统的硅器件相比,采用第三代半导体材料SIC、GaN无,器件能耗有望降低50%,又可工作在高极限环境温度。因此,可大大节省基础设备的冷却费用,并见效设备体积和大小。SiC、GaN器件开关时间高于Si&IGBT的2&3倍,将使无源元件电容电感减小,提高频率又可见效变压器的体积和重量,使设备体积和重量减小。&&
移动互联网基站是无线通信的基础设施,基站的功率放大是无线通信系统中最耗电的器件。它消耗系统近80%的电功率,只有10%用于有信号的发射。基站的能量消耗的非常大,消耗大了就会发热,就需要冷却。随着目前无限通讯的频率升高,从2G马上要向4G阔步,4G的覆盖率范围只有2G的1/16,所以说必须要提高功耗。如果说要提高4G的功耗就要耗电,无限信息技术迅速发展导致能耗的迅速攀升和电磁辐射日益增加构成了困扰无限信息技术可持续发展的主要挑战。Si&LDMOS工作电压只有28V,无限基站电子系统一般要求工作电压为48V,为此必须靠多级转换电路来提升功率电压。
GaN射频功率器件则可工作在50V,省去转换电路造成的功耗损失,所以说GaN器件取代Si&LDMOS器件用于基站的功率放大器,效率可提高2&4倍。因此,在基站不变情况下,可提供更高传输速率,而且不需要强风冷,可安装在室外。智能移动终端是这几年来发展最快的,而且占据市场最大的产业。平板显示是人机联系和信息展示的窗口,没有显示技术就没有现代信息技术,因为你的信息不能表述出来。所以移动终端的信息显示显得非常重要,目前移动终端显示主要是靠液晶显示。智能手机和平板电脑在信息的移动终端不是通电话,不是发短信,而是一个信息处理的平台。几乎所有的信息功能都可以通过互联网转移到这个平台上完成。所以说将来可以无处不在的处理办公事务,可以移动处理。这种状况就需要超高的功耗,和显影功能。近年来兴起的IGZO宽带隙半导体材料作为TFT驱动,功耗大大降低。目前的iPad、iPhone等智能移动终端平均工作负载下载系统(CPU+硬盘等)的能耗和显示的能耗比例越为1:1,使用IGZO,个人电脑将节能25%,这对于iPad等靠电池工作的终端就很重要。
(证券时报网快讯中心)
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独家专访:中移动如何实现一年节电82亿度
编者: 中国移动通信集团公司总裁王建宙曾经表态,“中国移动希望能在2010年单位业务量耗电量比2005年减少40%,对比2005年能耗水平预计当年可节约80亿度电量消耗。”面对如此之“豪言...
编者: 中国移动通信集团公司总裁王建宙曾经表态,“中国移动希望能在2010年单位业务量耗电量比2005年减少40%,对比2005年能耗水平预计当年可节约80亿度电量消耗。”面对如此之“豪言壮语”,中国移动到底准备拿出怎样的节能方案及措施,能够省出如此巨大的耗电量,为此,记者在《通信产业报》举办的“2008绿色通信与节能创新研讨会”大会上,采访了中国移动节能减排工作主要负责人秦光泽,他表示,科学严谨的指标管理体系、对于创新节能技术的开放思路和有效的节能实施手段是中国移动节能减排工作顺利实施的有力保障。  人物简介:  秦光泽曾任邮电部移动通信局工程部项目经理、中国移动通信集团公司计划部工程计划处项目经理、中国移动通信集团公司计划部采购管理中心副主任、中国移动通信集团公司计划部业务与支撑网络计划处经理,从今年2月份开始具体负责中国移动“绿色行动计划”推进工作组日常工作(兼任)。  2008年1月,中国移动副总裁李跃在海南“绿色行动计划”专题研讨会上提出了“目标明确,任务清晰,措施有力”的节能减排总体目标,随后,中国移动开展了一系列节能措施。最近,又通过建立内部考核机制和员工推广活动,在中国移动形成全员行动的节能风气――只要有业务能源消耗,就有人在思考如何减少消耗。  科学制定挑战目标  “中国移动为了能够长期有效地坚持节能工作,除成立了由王建宙总裁亲任组长的节能减排领导小组外,还专门成立了‘绿色行动计划’推进工作组,专职负责节能减排日常推进工作。成立专门组织机构,是因为中国移动真正认识到,节能对于一个企业的成本控制的价值,同时每个中国移动员工也觉得这是自己身为国企员工应该对社会做出的贡献。”  听技术出身的秦光泽沉稳地道出这席话,让记者产生出一种感觉,除完成2010年比2005年单位业务量耗电量降低30%的基本目标后,仍然可以轻松地完成自己的挑战目标,即2010年比2005年单位业务量耗电量降低40%,相比2005年能耗水平,2010年当年可节电82亿度,2010 年减少CO2排放当量694万吨。这个挑战目标对于中国移动科学、有效的管理体制,明确地指标体系、全员参与的工作热情来说,定是不难达成。  “挑战目标的设定,是中移动对于企业目前的资源消耗情况,进行了全面的统计和分析而得出。而且由此建立的指标统计和考核体系,为以后长期监测节能工作的进行打下了基础。”据秦光泽介绍,中国移动利用科学的统计方法,对于全集团能耗进行了精细的统计。  根据统计结果显示,电力消耗占据集团公司各类能源消耗比例的87%。2006年中国移动耗电量在68.21亿度左右,2007年用电78.91亿度,且由于业务高速增长,用电量曾现逐年递增。这其中,通信基站耗电占据70%以上,通信机房耗电约15%。其中基站耗电通信设备与空调大致为1:1。为此,中移动现在已经和近40家主要设备供应商(涉及的领域包括移动通信主设备、IT设备、传输设备、网络优化设备、天馈线、电源设备、空气调节设备等)签订了“绿色行动计划”战略合作备忘录,通过联合工作组开展合作研发和设计革命,降低设备耗电量。通过此项活动,形成一种以运营商为中心,带动产业链共同节能的新风向。  中国移动也针对空调耗电量大的问题,不断向欧洲发达国家运营商学习,正积极设法开展提高基站温度的新创举。同时,中国移动也在不断采用新的节能技术,如节能空调改造、推广智能通风换热等很多新型节能技术,争取使基站平均节能在2010年达到40% 左右。新的无污染能源的使用也纳入中国移动的节能计划,针对新能源太阳能、风能等发电设备已经纳入中国移动的集采范围。  立足“绿色行动计划” 倡导社会节能  “不单单是‘节约电能’,根据‘绿色行动计划’的整体部署思路,不但要在内部建立节能体系,倡导绿色产业链的形成,更要运用移动通信的技术优势、市场渠道和社会影响力,帮助企业和社会大众建立节能理念。”秦光泽表示。  “绿色行动计划”代表三层含义,“绿色”代表了以节能减排为中心,在各方面降低资源消耗,降低企业综合成本,并运用移动通信技术促进社会资源消耗的降低,具体涵盖“节能”、“节材”、“节地”、“节成本”、“废弃物回收”和“社会信息化”。  “行动”涵盖了中国移动的各项节能减排工作。其中,企业内部,公司上下群策群力、全体员工共同参与,在运营各环节中推广落实节能减排措施;企业外部,中国移动将与多方积极互动,营造健康的行业生态环境,通过设备资源节约、能耗降低和成本下降实现各方共赢与“和谐共成长”,为行业创造“绿色蓝海”。  “计划”表示中国移动将制定总体工作目标,同时分解落实各年度工作目标和工作措施。通过扎实的工作和不懈的努力,中国移动将争创通信行业节能减排工作的领先者,带动行业节能减排整体工作的提升。  通过分析“绿色行动计划”的具体含义,可以看出移动内部节能和带动社会节能都占据了重要的地位。中国移动正不断地带动社会各界加入节能活动,在废弃物回收方面,中国移动目前已与各大手机生产厂商开展了“绿箱子”活动,预计到2009年,在任何一个中国移动自营营业厅,都可以回收大众用户的旧手机,预防电子垃圾的产生;倡导用户将SIM卡回收,重新刷号,可以有效控制号码的占用,同时为用户降低再入网的成本。  作为奥运主要赞助商,中国移动北京公司主办了“绿色奥运?我的环保赛场”为主题的环保节能创意大赛,大赛采用短信的形式面向全社会征集环保金点子,希望更多的人认识到环保节能的重要性,影响更多人参加到环保节能的行动中来。  中国移动集团客户部门也在积极行动,向各大中小企业推动电子商务,减少能源使用,此项业务的推广有两个主要思路,一是向大型企业推广信息化应用,倡导移动办公,减少人员出差。以中国移动自身为例,通过内部推广电子化的手段,月份公司内部员工收发邮件达到6亿封,总部召开视频会议454次,极大地提高了工作效率,此外中国移动开展的手机报业务,2007年全年发送手机报达到141亿份,和传统报纸相比,节约用纸41500吨。二是,面向电力、石油、市政环保等重点领域完善信息化行业应用解决方案,充分发挥信息技术特点,助力全社会提高节能减排。例如,中国移动与电力部门达成合作,运用电子通信手段实现远程抄表的功能。  中国移动不是刚刚才开始  中国移动的“绿色行动计划”周密而全面,短短几个月内,就建立起一套完成的体系方案,这与中国移动长期对于能源利用的关注是分不开的。  中国移动集团总裁王建宙曾表示,中国移动参与了中国大熊猫为标志的世界自然基金会(WWF)提出一个“拯救气候计划”,该计划的目标是到2010年,每年减少1000万吨二氧化碳排放量。目前共有全世界12家知名企业正为实施这个计划而努力。  同时,秦光泽表示,中国移动一直关注着国内外同行和其他行业在节能方面的新举措,以供学习借鉴。但秦光泽也表示,不管借鉴怎样的节能方式,中国移动都会以保证网络质量为前提,毕竟中国移动的网络质量一直处于国际先进水平。  中国移动也将绿色工程完全纳入中国移动企业社会责任的考核,成为每个中国移动员工行为实施准则。  秦光泽认为,通过开展各种节能措施,不但会增强中国移动的软实力,更能带动企业自身、电信产业链、以至整个社会的可持续发展。
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其它电力、电子
基站节能通风系统
型号:AHSC-VC01
品牌:AHSC
原产地:中国
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第一章:基站能耗概述
能源问题是制约一个国家经济发展的主要问题,在国家“十一五”发展纲要中特别强调指出能源问题的紧迫性,提出了要把节约资源作为基本国策,并将能源消耗指标作为“十一五”规划目标中最重要的约束性指标之一。
2007年中国移动电费支出就达76亿元人民币,中国联通也高达45亿元,电费支出几乎占据了两家移动运营商80%以上的运维费用。这个数字还在随着中国移动和中国联通网络的快速扩张而迅猛增长。因此,基站节能技术的研究对于移动运营商的节能减排有着重要的意义。
从日在京召开的“通讯领域基站节能减排高层研讨会”上获悉,在信息通信技术产业中,基站设备的能源消耗占到90%,其中,平均每个基站空调的电费支出约占整个基站电费支出的50%左右。以单个基站一年的空调耗电量大约是1.5万千瓦时测算,我国全部基站空调每年的能耗是101亿千瓦时以上,节能潜力可谓巨大。
作为移动运营商,中国移动和中国联通也都提出了自己的节能减排目标,中国移动的基本目标是2010年单位业务量耗电量比2005年下降30%,中国联通近期目标是到2010年单位业务量能耗较2005年下降20%。
根据2007年数据统计,如图1所示,中国移动整体能源消耗的重点为基站耗电,占整体耗电的73%,其他部分如通信机房耗电、管理用房耗电和渠道用房耗电分别占15%、6%和6%。对于基站耗电,主要的部分是主设备耗电和空调耗电,分别占基站耗电的51%和46%。对于通信机房耗电,主要的部分是通信机房设备耗电和通信机房空调耗电,分别占通信机房耗电的52%和34%。对于通信机房的设备耗电,主要包括业务和支撑系统设备耗电、交换设备耗电和传输设备耗电,分别占通信机房设备耗电的70%、23%和7%。
从图1可见,若想从根本上降低基站耗电,节约运营成本,只有从机房主设备和空调入手。
我国多数地区季节性比较明显,冬、春、秋三季及夏季的早晚时段,室外温度远远低于室内,室外的低温便可用来散热降温。利用这一特性,我公司研发出智能节能新风控制系统,根据用户设置和室内外条件,可以控制空调和风机协同工作,大大减少空调的运行时间,最大可能的节省空调能耗,降低运营成本,提高经济效益。
第二章:智能节能新风系统组成
本系统由智能新风控制器、空调、风机、压力传感器、温湿度传感器、烟雾传感器等组成,如图2。
1、&&&&&&& 智能新风控制器
依微电脑为核心,采用合理的电子技术和控制逻辑程序,通过判断外部传感器的输入和用户设置,控制风机和空调工作。通过RS-485通信接口,可实现本地设备状态上传中心机房,中心机房远程设置参数、远程控制本地设备等功能。
2、&&&&&&& 空调
带自启动或非自启动的工业或家用空调,为机房提供制冷功能。
3、&&&&&&& 风机
直流或交流风机,为机房提供制冷、通风功能。
4、&&&&&&& 压力传感器
检测机房内外压差。
5、&&&&&&& 温湿度传感器
实时检测室内外温湿度,为控制器提供控制数据。
6、&&&&&&& 烟雾传感器
实时检测室外空气质量,为控制器提供控制数据。
第三章:节能原理及功能简介
根据电子设备相关规定,站能温度基本保持在24℃ - 30℃内,因机房封闭性好,发热设备多,要保持站内温度,无论站外条件如何,空调一年中绝大多数时间都处于工作状态,消耗了大量的电能。
本控制器利用空气的热交换原理(如图3),通过实时检测室内外温度、湿度、空气质量、风机状态、空调状态、气压条件,并和用户设置条件进行对比,如果条件满足,即关闭空调,新风投入运行,直到条件不满足。在设置合理的情况下,在秋、冬、春三季节大部分时间可以取代空调,既能实现对机房制冷的目的,又能节省大量的电能。
本系统在有空调、无空调和空调出故障的条件均可正常工作,最大限度的营造出一个比较优良的基站环境。通过RS-485通信接口,可实现本地设备状态上传中心机房,中心机房远程设置参数、远程控制本地设备等功能。
第四章:节能分析
按照我国大部分气候条件,粗略计算,无新风系统情况下,空调每年工作10个月,每天工作14小时,压缩机工作时间占80%。目前基站采用空调一般为3匹 (2.58KW)。有新风新风系统,空调一年平均工作6个月,每天平均工作10小时,新风系统一年平均工作8个月,每天平均工作10小时,新风系统总功率200W。按照电费1元/KW·h,30天/月计算,列表如下表1。
运行时间(h)
功率(KW)
<font color="#.58
<font color="#.58
<font color="#.2
全荷运行比
各用电量(KW·h)
<font color="#53.6
总用电量(KW·h)
<font color="#33.6
节约电费(元)
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& 随着全国的TD-SCDMA网络建设将全面展开,3G无线基站、机房以及配套工程建设开始逐步进入设备选型、机房设计、工程施工的重要阶段。
& 在环保、节能、安全成为当前社会发展潮流的大背景下,3G建设标准成为各方关注的焦点。3G网络建设不仅要符合国家出台相关安全节能环保相关的法律法规,而且还要和建设“和谐社会”相结合,为社会的稳定发展做出贡献。
& 针对即将展开的新一轮通信网络建设,工业和信息化部最近颁布了《电信运营业中央企业安全生产监督管理办法》,制定出有关通信网络安全、机房节能建设等新的要求和标准,对新建通信机房、新入网的通信设备提出安全节能环保性能要求。比如,工业和信息化部、运营商集团总部提出新采购的通信设备必须选用具有节能降耗的设备;根据国家又好又快的发展规定,通信基站设备必须选用电磁辐射污染低的设备;今后新建的通信机房必须按标准建立三级防雷系统。
&& 7月25日,由人民邮电出版社、中国通信学会普及和教育工作委员主办,通信世界网承办的“通信网(3G)新技术新产品推广会”在长春召开。此次会议重点推广3G配套设备安全、节能、环保、防雷等方面的新技术新产品。与会相关部门、电信运营商、专家、企业就有关3G机房建设的安全标准要求、3G无线通信设备及配套设备雷击防护要求、3G机房的防雷设计和解决方案、3G无线通信设备及配套设备能耗检测、3G基站电磁辐射的环境保护等问题进行了研讨。
& 3G建设必须注意安全问题
& 近年来,通信安全生产越来越受到各方面的重视。工业和信息化部为保障通信建设工程安全生产, 6月底出台了《通信建设工程安全生产管理规定》。在“通信网(3G)新技术新产品推广会”上,工业和信息化部相关部门负责人就通信安全生产问题指出,在3G网络建设时期,一定要注意通信工程建设的安全问题,特别是电信运营企业相关负责人,一定要有安全意识,这才能确保电信业的安全生产运营。
& 今年三月份出台的《电信运营业中央企业安全生产监督管理办法》规范了电信运营业中央企业安全生产规则,并且明确提出要依照法律法规建立严格的追究安全生产的机制。搞好安全生产的前提和基础就是安全生产标准。安全生产标准是认定事物、追究责任的一个标识。工业和信息化部相关部门负责人透露,工业和信息化部已成立通信安全生产标准组,制定安全生产标准、行业安全生产标准。
& 在此次会议上,电信研究院规划设计研究所副所长鲁春丛、中讯邮电咨询设计院电源检测中心主任陈燕昌、中讯邮电咨询设计院高级工程师华京分别从3G机房安全设计标准、通信电源安全标准以及3G的无线基站的防雷等方面详细的阐述了在今后3G建设当中的需要注意的一些安全生产的问题。
& 鲁春丛在演讲是指出,由于目前通信业快速发展,电信运营企业为快速发展业务,对通信设备的技术指标要求相对高一些,但对设备的安全指标一般重视不够。比如在通信机房方面就有很多问题。此外在一些设计施工、机房的安全管理上也存在很多问题。鲁春丛说,目前在3G机房建设方面,工业和信息化部成立了相关的标准组织,已制定出一系列的通信机房安全生产标准。这些标准从机房的选址、环境要求、机房的设置安排、设计要求、设计会审、施工组织、工程验修、维护管理等八个方面对3G机房建设做出了规定。
& 中讯邮电咨询设计院电源检测中心主任陈燕昌则从通信电源安全标准背景、通信电源安全标准的依据和范围、通信电源安全标准内容相关解决方案、通信电源安全标准的防护措施等四个方面谈了3G建设当中通信电源的安全问题。陈燕昌说,从目前情况看,必须对通信电源各种产品要按照行业标准进行检测,以保证它符合要求。要强调通信工程电源产品的寿命和试验,之前业界这一方面做得比较少,现在看来还是十分的有必要。
& 中讯邮电咨询设计院高级工程师华京主要从3G无线基站与2G无线基站的区别角度讲了3G基站防雷的问题。华京说,在行业标准里面已对2G基站的防雷接地、以及电缆的防护都做了一些规定,这些规定大部分对于3G的基站防护都是可以借鉴和采用的。从总体上来看,做好3G基站的雷电防护主要中包括几个措施:一个就是要使用带外护层的天线;第二个根据实际情况的需要,要相应的接口上做电压保护。
& 节能是3G建设的主流
& 作为国家的经济重要组成部分,我国信息业取得重要发展的同时,网络技术的节能、电信运营企业的节能环保,以及整个产业的和谐发展都成为产业上下共同关心的问题。为此工业和信息化部组建了通信环保工作组,加强对环保的理解与支持。当前,运营商推出了各种利于环保的服务,制造企业加大了节能产品研发力度。通信业进一步的重视环保和节能已成为业界共识。&& 经分析统计,通信行业能耗主要存在两方面:设备耗电和空调耗电。统计显示,中移动基站耗电占75%,站点设备占51%,空调占46%,其他3%。
& 不过,虽然目前通信行业对节能环保有了一个认识的飞跃,各家企业也都采取了积极的措施开展节能环保工作,但是,从目前的情况看,通信业在节能环保方面还存在很多问题。这些问题主要有:缺少通信行业设备能耗的统一等级标准;缺少其他的通信业节能标准,如机房建设环保标准;缺乏通信设备的能耗效率标识管理;为了节能而节能,如随便提高环保温度问题,影响通信网络信质量;基站送清风问题,什么技术都上,没有标准,也没有统一规定。
& 据了解,为了解决这些问题,工业和信息化部采取的一个具体措施就是要组建通信业的节能办公室。这一部门的主要职责是制定通信行业节能的相关标准,并且通过第三方开展对通信设备的节能检测和认证。
& 在此次长春会议上,中国移动公司和诺基亚西门子、AVOCENT、APC等公司演讲的重点内容都围绕节能减排展开。
& 中国移动《绿色行动计划》推进工作组项目经理杨志军介绍说,中国移动2007年总的耗电量是78.9亿度,电力消耗占各类能源消耗比例为87%,2007年的耗电量比2005年增长率为15.7%
& 中国移动目前正在全面推动“绿色行动计划”:到2010年实现单位业务量耗电量比2005年下降40%,对比2005年能耗水平,预计当年可节约80亿度电量消耗。杨志军介绍说,从目前来看的话,中国移动的业务量增长速度很快的,耗电总量是保持一个20%的水平。绿色行动计划表明中国移动将以节能减排为中心,在各方面降低资源消耗降低企业的资源成本,而行动则表明中国移动从内外两个方面进行工作,首先内部是要全体员工的共同参与,在各个环节中推广落实节能减排的措施,其次在外部与多方积极互动,营造健康的行业生态环境。实现各方的共鸣,实现和谐发展。
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