為應(yīng)對經(jīng)濟(jì)下行壓力，中國力推數(shù)據(jù)中心和5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，但新基建的能源環(huán)境足跡值得關(guān)注。

中國電信數(shù)據(jù)中心，貴州省。圖片來源：Alamy

在全球疫情籠罩與經(jīng)濟(jì)下行的壓力下，中國領(lǐng)導(dǎo)層明確提出要加快5G網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)度。“新基建”被賦予了穩(wěn)投資、穩(wěn)增長、實(shí)現(xiàn)中國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要任務(wù)。

“新基建”概念最早在2018年底的中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議中提出。區(qū)別于傳統(tǒng)的公路、鐵路、建筑等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，它更著力于社會(huì)的數(shù)字化與智能化。而新冠疫情讓“新基建”上升到新的政治高度。

但“新基建”熱潮之下，數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的能耗和氣候影響是不能不考慮的因素。數(shù)據(jù)中心和5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持綠色低碳發(fā)展，以理性市場需求為出發(fā)點(diǎn)，杜絕盲目建設(shè)；同時(shí)，政府相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)繼續(xù)加強(qiáng)對新建數(shù)據(jù)中心合理布局的引導(dǎo)，提高能效，積極引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)向可再生能源轉(zhuǎn)型，既能在短期內(nèi)推動(dòng)經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，又能在中長期內(nèi)實(shí)現(xiàn)真正高質(zhì)量、可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2019年6月，工信部正式發(fā)放了5G牌照，同年10月底5G投入商用，圍繞5G產(chǎn)業(yè)的投資迅速展開。工信部2019年通信業(yè)統(tǒng)計(jì)公報(bào)顯示，截至2019年底，我國5G基站數(shù)超13萬個(gè)，用戶規(guī)模以每月新增百萬的速度擴(kuò)張。

2020年是5G建設(shè)的關(guān)鍵之年。目前有19個(gè)省市的政府工作報(bào)告將“推進(jìn)5G通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)”列入2020年重點(diǎn)工作，各省區(qū)市共出臺5G政策文件累計(jì)達(dá)200余個(gè)。而三大運(yùn)營商中國移動(dòng)、中國電信、中國聯(lián)通與中國鐵塔將在今年投入1973億元進(jìn)行5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，預(yù)計(jì)2020年底5G基站數(shù)超55萬個(gè)，實(shí)現(xiàn)全國所有地市覆蓋。

作為全球數(shù)字經(jīng)濟(jì)核心區(qū)，中國數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域投資同樣火熱。2019年中國數(shù)據(jù)中心數(shù)量大約有7.4萬個(gè)，約占全球數(shù)據(jù)中心總量的23%。過去三年，中國數(shù)據(jù)中心的IT投資市場的平均增速為15%，接近全球平均增速的兩倍。

根據(jù)各省市發(fā)改委發(fā)布的2020年重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目清單，全國今年約有100個(gè)大數(shù)據(jù)中心與互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心相關(guān)項(xiàng)目。科智咨詢預(yù)計(jì)到2022年，中國IDC市場規(guī)模（包括托管業(yè)務(wù)、CDN業(yè)務(wù)及公共云業(yè)務(wù)）將增長至3201億，將是2012的15倍。

2012-2022 中國IDC業(yè)務(wù)市場規(guī)模

單位：億元人民幣

數(shù)據(jù)來源: IDCquan

與5G與數(shù)據(jù)中心發(fā)展規(guī)模同樣迅猛的是能耗數(shù)據(jù)。

《中國數(shù)據(jù)中心冷卻技術(shù)年度發(fā)展報(bào)告2016》顯示，數(shù)據(jù)中心需要保持24小時(shí)不間斷運(yùn)行，主要能耗來自于IT設(shè)備和為IT設(shè)備降溫的制冷設(shè)施，分別占數(shù)據(jù)中心整體能源消耗的40%。

綠色和平與華北電力大學(xué) 2019 年的報(bào)告顯示，2018年中國數(shù)據(jù)中心總用電量為1,609億千瓦時(shí)，約占中國全社會(huì)用電量的2%，超過上海市2018年全社會(huì)用電量。照此趨勢預(yù)計(jì)，2023年中國數(shù)據(jù)中心總用電量將增長66%，達(dá)到2,668億千瓦時(shí)。

圖片來源：中國數(shù)據(jù)中心2018-2023年能耗增長預(yù)測 ? 綠色和平

假如中國的能源結(jié)構(gòu)保持現(xiàn)狀，報(bào)告估計(jì)2023 年中國數(shù)據(jù)中心用電將會(huì)產(chǎn)生1.63 億噸二氧化碳排放，相當(dāng)于一個(gè)中型國家的碳排放水平。

5G網(wǎng)絡(luò)同樣面臨能耗劇增的挑戰(zhàn)。根據(jù)華為發(fā)布的《通信能源目標(biāo)網(wǎng)白皮書》，雖然5G網(wǎng)絡(luò)每比特?cái)?shù)據(jù)的平均能耗僅為4G的十分之一，但是由于5G站點(diǎn)數(shù)量是 4G 的 2 至 3 倍，同時(shí)擁有更大流量，單設(shè)備功耗將是 4G 的 3-3.5倍，網(wǎng)絡(luò)整體耗電量將比現(xiàn)在翻一倍，每年超過1,000億千瓦時(shí)。

根據(jù)加拿大麥克馬斯特大學(xué)的研究預(yù)測，2040年信息通信行業(yè)（ICT）的碳排放占全球碳排放的比例將從2007年的1.6%上升至14%。2020年，研究預(yù)計(jì)數(shù)據(jù)中心占全行業(yè)碳排放比例最大（45%），其次是通信網(wǎng)絡(luò)（24%）與終端設(shè)備（31%）。

ICT細(xì)分領(lǐng)域碳排放比例2020年的預(yù)測

數(shù)據(jù)來源: McMaster University

一面是即將騰飛的數(shù)字經(jīng)濟(jì)，另一面是日益增長的能耗與碳排放。解決數(shù)字新基建的能耗問題，已經(jīng)成為數(shù)字新基建實(shí)現(xiàn)綠色低碳、高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

對于中國數(shù)字新基建的綠色低碳發(fā)展，提高能效是基本要求，向可再生能源轉(zhuǎn)型是關(guān)鍵。

工信部《關(guān)于加強(qiáng)“十三五”信息通信業(yè)節(jié)能減排工作的指導(dǎo)意見》提出，“到2020年，通信業(yè)能耗基本可比國際先進(jìn)水平，實(shí)現(xiàn)單位電信業(yè)務(wù)總量綜合能耗較2015年底下降10%”，并要求新建的大型、超大型數(shù)據(jù)中心PUE值達(dá)到1.4以下，新能源和可再生能源應(yīng)用比例大幅提升。

PUE (Power Usage Effectiveness)是衡量數(shù)據(jù)中心電源使用效率的主要指標(biāo)，指數(shù)據(jù)中心總用電量與IT設(shè)備總用電量的比值，數(shù)值越接近1則表示能耗效率越高。

根據(jù)一項(xiàng)針對中國200家大中型企業(yè)的訪談發(fā)現(xiàn)，2019年，依然有85%的受訪企業(yè)數(shù)據(jù)中心PUE在1.5-2.0之間，未來仍有很大的提升空間。

一線城市率先行動(dòng)。目前，北京、上海、深圳等數(shù)據(jù)中心集中地區(qū)均對低能效數(shù)據(jù)中心采取嚴(yán)格的限制政策，限制低能效（PUE）的數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目審批，推動(dòng)行業(yè)進(jìn)行綠色升級。

限制措施不僅是由于數(shù)據(jù)中心建設(shè)和能耗規(guī)模增長過快，同樣來自于“十三五”能耗總量和強(qiáng)度“雙控”目標(biāo) （能耗強(qiáng)度降低目標(biāo)和能耗增量控制目標(biāo)）的壓力。

相比于明確的能效目標(biāo)，中央層面關(guān)于數(shù)據(jù)中心的“可再生能源應(yīng)用比例大幅提升”的政策更多以引導(dǎo)和鼓勵(lì)為主，雖明確了大方向，但缺乏具體目標(biāo)。

綠色和平與華北電力大學(xué)合作的報(bào)告顯示，中國數(shù)據(jù)中心行業(yè)目前尚未形成大規(guī)模采購可再生能源電力的趨勢。2018 年，中國數(shù)據(jù)中心平均可再生能源使用占比約23%。僅有少數(shù)有零星省市走在前面，統(tǒng)籌數(shù)據(jù)中心與可再生能源共同發(fā)展，比如河北省張家口市。《中國數(shù)壩·張家口市大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2019—2025年)》提出，到2021年，數(shù)據(jù)中心對綠色能源的消納比例上升至70%以上，2025年達(dá)90%以上。

作為國家級可再生能源示范區(qū)和2022年冬奧會(huì)的主辦地之一，張家口市2017年首創(chuàng)了“政府+電網(wǎng)+發(fā)電企業(yè)+用戶側(cè)”共同參與的“四方協(xié)作機(jī)制”。通過該機(jī)制，阿里巴巴和秦淮數(shù)據(jù)位于張家口市的數(shù)據(jù)中心基地在2019年前三季度分別采購了可再生能源1.40億千瓦時(shí)與0.95億千瓦時(shí)。2019 年上半年，該秦淮數(shù)據(jù)官大數(shù)據(jù)基地可再生能源使用比例達(dá)56%。2019 年8 月，該阿里巴巴數(shù)據(jù)中心基地可再生能源比例達(dá)到40%。

除了河北張家口以外，近年來在中央政策的支持下，貴州、四川、內(nèi)蒙古等可再生能源資源豐富（水、風(fēng)、光）、氣候優(yōu)良的地區(qū)也涌現(xiàn)出多個(gè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)與數(shù)據(jù)中心的國家級新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)示范基地。

新增數(shù)據(jù)中心的建設(shè)正在由核心城市逐漸轉(zhuǎn)向環(huán)核心城市，以及中西部省市。未來隨著5G網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)據(jù)中心的布局有望向可再生能源豐富的中西部省市進(jìn)一步深入，實(shí)現(xiàn)“西數(shù)東輸”的暢想。這不僅有助于中西部地區(qū)較為豐富的可再生能源的消納，在越來越完善的能效政策下，也將大力推動(dòng)數(shù)據(jù)中心行業(yè)往綠色低碳方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)較高比例可再生能源應(yīng)用。

國際對于數(shù)據(jù)中心及ICT產(chǎn)業(yè)的降耗與減碳的必要性已有廣泛共識。近期，歐盟委員會(huì)發(fā)布數(shù)字戰(zhàn)略，指出歐盟的ICT產(chǎn)業(yè)應(yīng)當(dāng)且能夠在2030年前實(shí)現(xiàn)碳中和。

而在中國的新基建計(jì)劃與綠色發(fā)展要求下，中國的5G網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)中心建設(shè)不僅將決定數(shù)字經(jīng)濟(jì)命脈，還將影響中國未來能否實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展。