世界工程日聚焦於塑造可持續的未來

這是一篇客座文章。這裡表達的觀點是作者自己的，並不代表 IEEE Spectrum、Institute 或 IEEE 的立場。

人的健康和社會經濟進步與環境息息相關。人們的生計、商業、產業和生物多樣性都依賴於穩定和健康的環境。可持續性是我們生存和人類未來的基礎。然而，數十年的環境退化對我們造成了深遠的影響，帶來了重大挑戰。

工程師、研究人員、產業、政府和社會必須共同解決環境問題，以保護我們的星球。採用可持續的做法是我們的迫切責任。我們有責任保護和維持這個唯一的家園。

世界工程日是每年的3月4日。這個全球性活動慶祝工程成就，並表彰工程師對進步的貢獻。今年的主題是「通過工程塑造我們的可持續未來」，強調工程在推進可持續性和促進環境責任方面的角色。

工程師幫助塑造一個可持續的世界，IEEE 的幾個倡議旨在促進更可持續的未來。

日益嚴重的環境危機

地球正在變暖。極端天氣事件，包括乾旱、洪水、熱浪、暴風雪和野火，正在加劇，影響人們的生活和經濟。恢復的成本不斷上升。

環境退化也帶來了重大的健康威脅。氣溫上升導致呼吸道和心血管疾病、傳染病的擴散和飢餓。

此外，空氣和水污染、森林砍伐和土壤退化也造成了重大損害。根據世界衛生組織的資料，空氣污染每年導致約700萬人死亡，全球99%的人口呼吸著不健康的空氣。它還導致癌症、肺病和呼吸道感染。

森林砍伐通過減少地球的碳吸收能力加速氣候變化，而土壤退化威脅全球的食物安全。地球上三分之一的土地已經受到嚴重損害。

我們必須立即採取果斷行動，以確保可持續的未來：減少污染、保護森林和恢復生態系統。

雖然這可能感覺壓力很大，但正確的工程、技術、政策改革和行為改變可以幫助創造一個更具韌性和可持續的世界。

工程的角色

工程一直是推動世界進步的力量，現在必須在可持續性努力中處於前沿。綠色工程，也稱為可持續工程，是一種產品和應用開發的方法，平衡環境兼容性、經濟可行性、盈利能力和性能。它以多種方式促進可持續環境：

• 數位轉型。利用人工智慧、物聯網、大數據和雲計算來改善商業和工業流程，優化供應鏈和能源消耗，減少碳足跡。

• 可再生能源創新。豐富和擴展太陽能、風能、水能和地熱能的產生和利用。

• 可持續基礎設施。設計和建造能源效率高、低碳影響的建築、綠色智慧城市和智能、綠色的交通系統。

• 循環經濟和廢物管理。採用新技術和解決方案來回收和將廢物轉化為能源，開發和使用更多可生物降解的材料。

儘管對環境挑戰的認識不斷提高，綠色技術的早期進展也在持續，但許多氣候政策和技術未能以必要的速度和規模減少溫室氣體排放。一個有前景的解決方案是技術強迫——這是一種促使政策制定者和行業領導者設定超越當前技術能力的雄心勃勃的環境目標的策略，推動創新和開發突破性解決方案。

新加坡推動去碳化港口運營、加州的零排放汽車行政命令以及德國逐步淘汰核能的法令是技術強迫的三個例子。

數位轉型使各個行業能夠實施數據驅動的可持續性策略。工程師和研究人員利用資訊科技和人工智慧來優化資源使用和監測環境影響。結合傳統模型，像 DeepMind 這樣的機器學習努力可以預測天氣模式，幫助優化能源網絡，並增強氣候建模。利用區塊鏈技術的去中心化系統可以幫助確保道德採購、碳足跡追蹤和綠色認證。物聯網可以用於韌性和可持續的農業以及更可持續的環境，減少資源消耗並提高廢物管理效率。

促進可持續性的數位技術也間接影響環境，必須減少其影響。綠色物聯網、綠色人工智慧、綠色雲端、綠色軟體和節能區塊鏈等技術正在出現。新的專用人工智慧晶片、冷卻技術和儲存裝置正在減少數據中心的碳足跡。

可持續軟體工程旨在創造環保的軟體，消耗更少的能源和資源。這種方法還確保了更綠色的開發過程，促進可重用、模組化的軟體或代碼的創建。

半導體氣候聯盟旨在減少在製造和半導體價值鏈其他環節中的環境影響。

在能源領域，光伏技術和太陽能發電的重大創新提高了效率和可負擔性。風能的進展包括增強的發電和優化、浮動風力發電機、人工智慧驅動的風電場管理和先進的儲能技術。

可持續智慧城市在最大化效率的同時，最小化其環境影響，通過使用基於自然的解決方案、能源效率措施、智能 HVAC 系統和碳負材料等綠色建築來實現。由物聯網感測器、人工智慧驅動的交通管理和智能電網提供支持的連接系統正在優化城市的可持續性。

從線性經濟（取、製、廢）轉向循環經濟（減少、重用、回收）促進了環境保護。可生物降解的包裝材料，如生物塑料、納米纖維素和藻類材料，結合廢物轉能源技術和使用人工智慧驅動的分揀和化學回收的先進回收系統，進一步促進了更循環的經濟。

工程可以通過這些措施來應對氣候變化。

工程師需要加倍努力

工程師在實施促進可持續進步的新解決方案方面具有獨特的優勢，並確保他們建造的基礎設施和系統能夠適應新出現的挑戰。

工程師和開發者是問題解決者，但他們也必須是未來主義者。作為未來的主動設計者，他們應該採用前瞻性、環保的做法。為了推動有影響力的變革，工程界必須參與跨學科的合作和政策倡導，同時促進道德考量。他們應該有更大的夢想，將好的想法變為現實。

讓我們承諾——並立即行動——創造一個更清潔、更綠色的星球。如果不現在，那麼什麼時候呢？

IEEE 如何推動可持續性

IEEE 通過促進研究和技術發展以及全球合作來推進可持續性。它創建了多個倡議、會議和標準，以支持可持續發展。

IEEE 氣候變化網站為工程師和技術人員提供文章、研究論文、即將舉行的活動列表和其他資源。IEEE 標準協會制定支持電力系統、智慧電網、能源效率和環境保護的技術指導方針。例如，IEEE 1547 確保可再生能源源的整合進入電網。IEEE 的可持續 ICT（資訊和通信技術）倡議專注於通過推廣節能計算、綠色數據中心和循環經濟實踐來減少資訊和通信技術的環境影響。IEEE 可持續計算期刊、IEEE 綠色通信與網絡期刊、IEEE 可持續能源期刊和 IEEE 光伏期刊等出版物涵蓋了這一主題。IEEE Xplore 的氣候變化收藏提供了四個廣泛主題的文章：貢獻、影響、替代能源和預防與緩解。每年的 IEEE SustainTech 領導論壇提供了見解和與利益相關者合作的機會。今年的活動定於8月19日和20日在加州聖荷西舉行。