在美國弗吉尼亞州北部的一片郊區，一項實驗正在進行。微軟正在探索地球上最古老的建筑材料之一能否幫助其實現雄心勃勃的氣候目標。

微軟正著手打造第一個使用超堅固、超輕便木材建造的數據中心，旨在大幅減少鋼鐵和混凝土這兩種高碳排放材料的使用。

用木材建造數據中心聽起來可能有些古老，甚至令人難以置信。但微軟工程師開發了一種混合的方法，使用正交膠合木（Cross-Laminated Timber，簡稱CLT）這一耐火的預制木材，讓公司能夠減少鋼鐵和混凝土的使用。據估算，這種融合了木材、鋼鐵與混凝土的獨特建造模式，相較于傳統鋼鐵結構，能顯著降低兩個新建數據中心的隱含碳足跡達35%；而與典型的預制混凝土結構相比，其減排效果更是高達65%。

這一舉措是微軟致力于實現數據中心和建筑運營全面脫碳的重要里程碑。早在2020年，微軟便公布了雄心勃勃的可持續性目標：到在2030年，實現“碳負排放”，即吸收的大氣中的碳量超過排放量。到2050年，將徹底消除自公司1975年成立以來所累積的全部碳足跡。

四年間，我們已在這條道路上取得了顯著進展。今年5月，公司宣布其直接排放量在三年內削減了6.3%。然而，由于數據中心和內部硬件的擴張，間接排放量卻增長了30.9%。這部分排放尤為棘手，因為它們涵蓋了從材料開采、加工、制造到運輸等各個環節的碳排放，超出了微軟的直接控制范圍。

面對這一挑戰，我們正舉全公司之力加速脫碳進程。“這是一場全員參與的戰役”，微軟數據中心工程團隊可持續性負責人吉姆·漢納（Jim Hanna）強調。

盡管單一行動難以彌補2030年目標與當前趨勢之間的鴻溝，但微軟已掌握了多元化的策略手段，能夠有效地推動并加速這一目標的實現進程。

公司正在更新合同條款，要求數據中心建設中使用的材料和設備必須符合低碳標準；同時，部分高產量的供應商也被要求到2030年采用100%無碳電力。此外，從能夠永久封存二氧化碳的混凝土到氫動力鋼鐵生產，微軟加大了對這些低碳建筑材料的投資力度，加速這些材料的商業化進程。正交膠合木作為歐盟低碳建筑的標配材料，近期才開始在美國流行起來。微軟認為，這種材料在美國數據中心的應用，是首個大規模使用工程木材的范例，目前正在接受實踐的檢驗。

微軟并非唯一一家努力實現可持續性目標的公司。眾多大型企業和供應商同樣懷揣著雄心勃勃的碳減排目標，共同面臨著這一全球性挑戰。

我們的許多供應商都與我們并肩前行，大家正攜手共進，實施關鍵舉措，以降低其材料和產品的隱含碳。

01 推動氣候解決方案市場的加速發展

綠色初創公司面臨著一系列復雜挑戰，包括高昂的初始投資、清潔能源供應的局限性、監管框架的混亂，以及缺乏存儲和運輸像氫氣這樣高揮發性材料的基礎設施。

在這樣的背景下，微軟的10億美元氣候創新基金應運而生，它于微軟公布其氣候目標之際成立，旨在通過投資公司和風險基金，加速低碳建筑材料、清潔能源等氣候解決方案市場的快速發展。截至目前，該基金已承諾投入7.61億美元，用于支持一系列具有顛覆性潛力的技術，并在2030年前推動這些技術實現廣泛應用1。這些技術旨在實現全面且可持續的系統性變革，而非僅僅帶來微小的漸進式改進。

氣候創新基金的管理者與戰略規劃師布蘭登·米道夫（Brandon Middaugh）對此表示：“氣候創新基金與微軟在2020年共同推出的可持續性承諾，標志著我們深刻認識到，在既定范圍內實現可持續性目標，很大程度上依賴于現有技術的創新與突破。”

該基金與微軟的各個部門緊密合作，在四大關鍵領域精準定位市場缺口與潛在的增長契機，加速推動低碳建筑材料的商業化進程。這些領域正是市場力量尚未充分挖掘、供應尚待激活的“藍海”地帶，包括：無碳電力、先進材料、可持續燃料和碳移除。

此外，氣候創新基金的投資還與微軟的政策倡導工作相輔相成，共同致力于通過增加無碳能源供應、現代化和擴展電力傳輸網絡，以及確保清潔能源供應鏈的穩健性等措施，加速全球供應鏈的脫碳進程。

在建筑材料供應鏈脫碳方面，鋼鐵和水泥生產的高碳排放量尤為棘手。據世界經濟論壇數據顯示，鋼鐵制造和水泥生產分別占全球碳排放量的約7%和8%。

與傳統建筑材料相比，高昂的成本是另一個挑戰。對于鋼鐵制造商而言，向低碳生產方法轉型的成本巨大，并且高度依賴于無碳能源的可用性，而這也是另一種供不應求的關鍵資源。

對于低碳混凝土的生產而言，雖然資本投入相對較低，但供應鏈卻相對分散，許多小型生產商的利潤空間非常微薄，這是阻礙新技術采用的另一個障礙。此外，由于生產工藝更為復雜，低碳和零碳混凝土的生產周期也可能較長。

為減少未來對傳統鋼鐵的依賴，微軟去年投資了瑞典的Stegra（前身為H2 Green Steel），該公司正在瑞典北部建設全球首座大規模綠色鋼鐵廠，預計碳排放量將比傳統煉鋼減少高達95%。

Stegra用可再生能源產生的氫氣來替代煤炭，其生產工藝排放的是水蒸氣而非二氧化碳，實現了對傳統高爐工藝的顛覆性創新。

除了投資外，微軟還在其供應鏈中積極推廣使用低排放鋼鐵，并成為RMI可持續鋼鐵買家平臺的成員。RMI是一個致力于通過市場驅動解決方案，推動全球能源系統轉型的非營利組織。

“較為罕見的是，微軟作為投資者，不僅提供了寶貴的資金支持，更主動提出簽訂產品購買合同。

米道夫強調，“更貼切地來說，我們正努力推動這些早期合同成為關鍵的‘催化劑’。”

微軟還投資了Boston Metal，該公司利用可再生能源開發了一種獨特的煉鋼工藝，能夠在煉鋼過程中產生氧氣而非二氧化碳。

為推動綠色鋼鐵所依賴的無碳能源市場的發展，微軟還投資了位于馬薩諸塞州納蒂克的初創公司Electric Hydrogen，該公司利用電力將水分解為氧氣和氫氣。

米道夫指出：“解決方案的一部分，在于確保我們的供應商擁有開發綠色解決方案所需的技術。”

為此，微軟的氣候創新基金還投資了多項低碳混凝土技術，包括將二氧化碳注入混凝土的CarbonCure技術，以及使用微藻生產零碳水泥的Prometheus Materials技術。目前，微軟已在美國部分數據中心使用CarbonCure技術，并計劃在其位于弗吉尼亞州的兩座新數據中心中少量使用Prometheus低碳水泥作為試點，以測試其強度和耐久性。

02 利用規模優勢開辟新市場

在科技領域之外，諸如教育和醫療等行業，也在逐步采用更多綠色建筑材料，但鮮少有企業能達到微軟這樣的規模。“微軟憑借其龐大的體量，在市場中占據了得天獨厚的地位。”紐約結構工程公司宋騰添瑪沙帝（Thornton Tomasetti）紐約辦事處的助理托馬斯·胡克（Thomas Hooker）說道。該公司與負責微軟兩座新弗吉尼亞數據中心設計的Gensler公司有緊密合作。

“微軟幾乎可以成為一個市場推動者，并在一定程度上能夠促進這些技術的廣泛應用，僅僅是因為這對微軟而言是重中之重。”胡克補充道。

正交膠合木（CLT）就是一個已找到商業立足點的市場例證。CLT作為一種工程木材，以其天然的低碳屬性、豐富的資源儲備，以及相對簡單的制造工藝，在美國與歐洲地區得到了日益廣泛的應用，近十年來已成為綠色建筑的主要材料。2021年，微軟用CLT建造了其新的硅谷總部，這是該公司首次大規模使用CLT。

CLT通常由云杉、松木或花旗松制成。它比普通木材更堅固、更輕便、更穩定。CLT由3至9層木材交替堆疊并粘合而成，再經過壓制形成堅固耐用的板材。與在高溫下易變形甚至失效的鋼材相比，CLT在遭遇火災時會形成一層炭化層，這層炭化層不僅具備隔熱效果，還能在更長時間內保持結構的完整性。

微軟選用了可持續采伐的CLT來替代通常用于地板和天花板的部分厚混凝土。為確保結構的耐用性和防水性，還額外施加了一層薄混凝土進行加固。即便加入了這層薄保護層，建筑的整體重量仍大幅降低，所需鋼材也大大減少，這是降低建筑隱含碳的又一關鍵因素。

03 成本效益分析

負責微軟數據中心設計的結構工程師大衛·斯旺森（David Swanson）指出，相較于大型商業建筑中常用的波紋鋼，CLT在預制場外的安裝過程更快、更安全。盡管CLT在美國的普及程度日益提升，但其價格仍高于傳統材料，且并非所有建筑工種都具備使用這種新型材料的經驗。平均而言，與建造單戶住宅所用的傳統木材相比，CLT可能會使材料成本增加5%至10%，但這也會因當地市場條件的不同而有所差異。然而，對于微軟總部或數據中心這種大型工程項目而言，由于建設周期的縮短、對熟練勞動力需求的減少以及規模經濟效應的作用，使用CLT往往具有更高的成本效益。

這種成本效益分析已成為數據中心規劃流程中不可或缺的一部分。

我們一直在努力驗證這些新型材料在數據中心環境中的適用性。我們要確保它們能夠發揮卓越的性能、保障安全、具備韌性，并提供我們數百年來使用其他材料所習以為常的所有功能。

在低碳材料尚未實現廣泛普及之前，規劃零碳未來無疑是一項復雜而艱巨的任務，這充分反映了影響新興技術主流應用的眾多變量和挑戰。

“我們必須成為系統思考者，全方位、多角度地審視那些流入微軟數據中心的各種材料的完整價值鏈，同時也要深入考量為數據中心供給各類設備的整個供應鏈條。”漢納指出，“這無疑是擺在我們面前的艱巨挑戰，但請相信，這絕非一項無法達成的目標，而是我們邁向更加可持續未來的必經之路。”