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數據中心“減碳戰”:綠電消費與節能新策略

2025-5-9 11:10 來源: 中國環境 |作者: 劉良偉

打開地圖,可以看到在中國陸地幾何中心處坐落著一座城市——寧夏中衛市。這里不僅能孕育枸杞紅、牛乳香的特色農業,在數字經濟賽道上也擁有天然優勢。

經測算,中衛市到全國主要城市的距離均在2000公里以內,這意味著其能形成一張覆蓋全國大部分地區的綠色算力網,實現光纖直連傳輸時延在20毫秒以內。此外,諸多自然資源稟賦助力其在2024年302個城市算力指數排名中位列第四。

然而,伴隨8個數據中心產業園的運行、13萬架標準機架的落地、11萬張算力卡的安裝以及持續擴大算力規模的發展趨勢,算電協同成為當地主政者面臨的一項重要課題。

不久前,國家發展改革委、國家能源局、工信部等五部門聯合發布《關于促進可再生能源綠色電力證書市場高質量發展的意見》(以下簡稱《意見》),明確將數據中心納入重點節能降碳領域,與傳統高耗能行業并列管理。

政策趨嚴背景下,競速數字經濟新賽道的地區能否順利通關?

東西地區難度不一,購買綠證或成企業重要抓手

《意見》提出,數據中心的綠電消費比例到2030年原則上不低于全國可再生能源電力總量消納責任權重平均水平;國家樞紐節點新建數據中心綠電消費比例在80%基礎上進一步提升。

要實現這樣的目標有多大難度?

“目前,全國可再生能源(包含水電、風電、光伏發電等)消納的平均水平預計在2025年達到36%。按照這一趨勢,到2030年,這一比例可能會提升至40%以上?!兑庖姟芬髷祿行牡木G電消費比例不低于全國平均水平,對于存量數據中心來說,2030年的綠電消費比例至少應達到40%。”騰訊IDC首席能源電力專家牛凱告訴記者。

然而,當前許多存量數據中心的綠電消費比例普遍較低,遠未達到這一要求。因此,專家認為,要達到《意見》提出的目標還面臨較大挑戰。

而新建的國家樞紐節點數據中心面臨更高的標準——綠電消費比例在80%基礎上進一步提升。

“80%”的基礎源自國家發展改革委等五部委于2023年12月發布的《關于深入實施“東數西算”工程加快構建全國一體化算力網的實施意見》。這一文件明確,到2025年底,算力電力雙向協同機制初步形成,國家樞紐節點新建數據中心綠電占比超過80%。

牛凱介紹說:“目前,八大國家算力樞紐節點在綠電消費方面的情況不一。其中,西部地區的綠電消費比例相對較高,與其可再生能源資源豐富、政策支持力度較大有關。寧夏、內蒙古的比例可能達到40%-50%,但仍未達到80%的目標;而京津冀、上海、廣東等東部節點的綠電消費比例普遍較低。國家提出的2025年80%的目標(并在未來進一步提升)對企業來說壓力較大。”

記者從中衛市數據局了解到,目前,作為八大國家算力樞紐節點之一的寧夏樞紐(以中衛集群為支點)新能源使用占比為45.88%,已經實現新能源本地消納。這意味著面對《意見》提出的2030年綠電消費目標,當地可輕松過關。

業內人士認為,對于其他有難度的地區來說,如果政策允許企業通過購買綠證(而非直接采購綠電)來完成消納指標,那么企業只需承擔相應資金成本即可達標,這將大幅降低政策執行難度。

據悉,在數據中心綠電使用模式上,當前市場呈現明顯的“以購買綠電(綠證)為主、自發電為輔”的格局。從實際運營數據來看,超過80%的綠電消費通過市場化采購實現,自發自用的清潔能源占比普遍不足2%。

牛凱認為,伴隨我國電力體制改革持續推進綠電交易市場化、跨區域輸電能力不斷提升以及綠證交易制度的日益完善,這種格局在未來相當長時間內都將持續。

數據中心降能耗的三大法寶

綠色創新發展研究院能源轉型項目主任、高級分析師李鑫迪告訴記者:“目前,數據中心降低能耗的3種主要途徑是提高用能效率、提升可再生能源利用率以及提升數據中心余熱利用率?!?/div>

牛凱介紹說,這3種途徑中,提高可再生能源利用率是當前行業的主流做法。 除此以外,提高用能效率的核心是降低PUE值(值越低,電能使用效率越高),包括采用更高效的制冷系統(如液冷技術)、優化服務器功耗等。以騰訊為例,其自建數據中心的PUE已控制在1.2以下,分布在廣東、江蘇、冀北、天津、重慶等地,其中部分采用了先進的液冷降溫技術。

而在余熱回收利用,雖然目前應用范圍有限,但具有較大潛力。值得注意的是,各地政策對PUE的要求日趨嚴格,如北京新建數據中心要求PUE低于1.15,這直接推動了技術創新和能效提升。

牛凱認為:“這3個方面共同構成數據中心綠色發展的完整框架,其中用能效率提升是最基礎且最具經濟效益的措施,而可再生能源使用則是實現碳中和的關鍵路徑?!?/div>

可喜的是,就目前各地的實踐而言,不少政府積極發力,以解企業用電“燃眉之急”。

例如,部分城市允許算力中心投資配套風光電場,通過自發自用解決綠電供應問題,政府為此類項目開辟了政策通道。

此外,以寧夏為代表的地方政府統籌模式也為行業做出了有益示范。寧夏地方政府通過一攬子規劃,協調新能源企業與算力中心對接,提高綠電供應比例,并通過市場化交易機制顯著降低電價,為園區內算力企業創造競爭優勢。

與此同時,多地還推出算力券政策,通過財政補貼打包降低企業算力使用成本。

李鑫迪介紹說,2023年,我國數據中心平均PUE約為1.48,近10年來已有明顯下降,但相對于先進水平仍有提升空間。例如,位于杭州的阿里巴巴仁和液冷數據中心,采用阿里單相浸沒式液冷解決方案,助力PUE大幅降低,其設計年均PUE達到1.12,運營PUE預期為1.09,達到全球領先的能效水平。

探索微電網模式,發揮戈壁灘優勢

在綠電和算力“雙向奔赴”的過程中,各地百花齊放般涌現出豐富的實踐探索,尤其是一些富有地方特色、充分發揮地方稟賦優勢的案例引人關注。

青海省柴達木盆地的戈壁灘,成片的光伏板在陽光下泛著微光,為遠處的銀灰色建筑源源不斷地輸送著清潔能源。

這里是全球首個規?;鍧嵞茉慈f卡算力中心——中國柴達木綠色微電網數據中心示范項目(以下簡稱柴達木微電網項目),建設了“自發、自儲、自用、自?!钡奈㈦娋W新型電力系統,規劃建設高功率機架1024個,承載萬卡集群。

中國移動青海公司算力分公司總經理助理劉靖寰告訴記者:“在數據中心運營成本中,電力支出占絕對比重。以中國移動(青海)高原大數據中心為例,其年運營成本約6000萬元,其中電費支出高達4000萬元,占比近2/3。通過采用光伏直供模式,如柴達木微電網項目,電價可從常規的每千瓦時0.42元降至每千瓦時0.32元左右,降幅達25%以上,這意味著項目建成后每年能節省約1000萬元電費支出,帶動整體運營成本下降近20%。”

在我國其他地區,也有依賴政府補貼實現低電價的情形,但這種模式存在政策的不確定性,而柴達木微電網模式通過物理直連實現了可持續的低電價。

那么,這種擺脫傳統電網體系、實現清潔能源直供的模式是否可以復制推廣呢?

劉靖寰告訴記者:“這種模式有兩個關鍵門檻:一是需要大面積土地,如光伏儲能設施占地超數據中心占地的100倍;二是需要具備高日照條件,青海戈壁灘年日照超346天,能夠實現穩定、低成本的電力供應。因此,這種模式在經濟發達地區(如京津冀等地)難以復制,因其土地資源稀缺且開發成本高,但在青海這類光照充足、有閑置土地的區域具有顯著優勢,既能盤活低價值土地,又能保障數據中心穩定供電?!?/div>

據介紹,目前柴達木微電網項目仍處于示范階段,如果成功,可在新疆、內蒙古等擁有類似自然條件的地區推廣復制。

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