在數字化浪潮席卷全球的今天，數據中心作為信息技術的核心基礎設施，其能耗問題日益凸顯。特斯拉CEO埃隆·馬斯克曾指出：“AI的盡頭是能源。”這句話道出了一個不爭的事實：能源是支撐未來科技發(fā)展的關鍵。

能源是支撐未來科技發(fā)展的關鍵

全球面臨能源問題

目前，全球數據中心的電力需求急劇增長，尤其是智算中心。據報道，ChatGPT每天消耗超過50萬千瓦時的電力，相當于美國家庭每天用電量的1.7萬多倍。預計到2030年，AI的電力消耗將超過家庭用電量。

隨著技術進步和數字服務的迅速發(fā)展，數據中心行業(yè)的未來趨勢難以把握。根據部署速度、效率提升范圍以及人工智能和加密貨幣趨勢，國際能源署在《2024年電力》報告中預測，2026年全球數據中心、加密貨幣和人工智能的用電量最高將達到1050TWh。

在中國，隨著互聯(lián)網數字化進程加速推進，目前全國數據中心耗電量占全社會用電量約3%。預計到2025年，這一比例將提升至5%，到2030年全國數據中心耗電量將接近4000億千瓦時。特別是在人工智能、大數據等技術的迅猛發(fā)展下，數據中心的電力需求呈幾何級增長。如何平衡技術發(fā)展與能源可持續(xù)利用，成為擺在我們面前的重要課題。

中國綠電應用的現狀

隨著全球對可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護意識的增強，綠色能源作為一種清潔、可再生的能源選擇，正逐漸成為未來能源發(fā)展的主流方向。中國在綠色能源領域扮演著重要角色，不僅是全球光伏系統(tǒng)制造的領導者，還擁有世界上最大的風能和太陽能裝機容量。截至2023年底，全國累計發(fā)電裝機容量約29.2億千瓦，同比增長13.9%。其中，太陽能發(fā)電裝機容量約6.1億千瓦，同比增長55.2%；風電裝機容量約4.4億千瓦，同比增長20.7%。

中國推出了“東數西算”戰(zhàn)略，鼓勵數據中心向資源豐富的西部地區(qū)轉移，以利用西部地區(qū)豐富的可再生能源。截至2023年，已建設了246家國家綠色數據中心，這些中心在提高綠電使用比例和實現綠色低碳運營方面發(fā)揮著重要作用。

提高綠電使用比例和實現綠色低碳運營

國家政策支持也為綠電在數據中心的應用提供了推動力。例如，國家發(fā)展改革委和能源局聯(lián)合發(fā)布的《關于促進綠色數據中心發(fā)展的指導意見》提出，到2025年，全國綠色數據中心的能源利用效率將大幅提高，綠色能源消費比例顯著增加。

目前，我國綠電、綠證市場逐步完善，數據中心在其中極為活躍。據2023年底統(tǒng)計，河北、浙江和江蘇等省份的數據中心購買綠電規(guī)模較大，總交易電量超過17億千瓦時，特別是張北地區(qū)的數據中心，購買綠電超過14億千瓦時。2024年1月至5月，中國南方五省區(qū)（廣東、廣西、云南、貴州、海南）綠電綠證交易量突破138億千瓦時，超去年全年規(guī)模。數據中心、傳統(tǒng)高耗能產業(yè)成為綠色消費主力軍。

綠電驅動的典范案例

在中國廣闊的西部，豐富的風、光資源正逐漸成為驅動綠色算力發(fā)展的新引擎。內蒙古、甘肅、青海等地依托其得天獨厚的自然條件，正大規(guī)模建設風電場、光伏電站，為東部的數據計算需求提供源源不斷的綠色電能，為“東數西算”工程奠定了堅實的基礎。

以下為數據中心應用綠電的成功案例：

中國移動智算中心（呼和浩特）定位于服務全國的萬卡訓練算力池，建設近2萬張AI加速卡，可提供6.7EFlops（FP16）智能算力。項目采用創(chuàng)新的全系統(tǒng)節(jié)能方案，綠電使用比例達到77％，同時運用“雙層雙聯(lián)”微模塊、余熱回收等新技術實現供電系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)降耗提效，PUE可低至1.15，打造了行業(yè)領先的綠色低碳智算中心標桿。

中國電信（國家）數字青海綠色大數據中心全年314天不開啟空調，通過自身儲備碳匯實現“碳中和”，以“綠色、零碳、可溯源”為典型特征實現100%清潔能源供電，每年減碳約30萬噸，相當于植樹造林2000萬棵，PUE值也能保持在1.2以下。

中國聯(lián)通（懷來）大數據創(chuàng)新產業(yè)園，利用所在地的自然冷量，來減少對制冷設備的依賴，可節(jié)約冷卻能耗40%，預計年節(jié)約用電量約3.2億度，減少二氧化碳的排放量約29.1萬噸。并引進國際先進的間接蒸發(fā)冷卻技術，充分利用自然冷源為數據機房提供24℃的送風，將綠電使用率提高到80%以上，PUE值降到1.2以下。

秦淮數據“環(huán)首都·太行山能源信息技術產業(yè)基地”是綠色低碳數據中心的典范。該基地接入綠電市場交易系統(tǒng)，配套建設可再生綠色能源發(fā)電基地，形成從發(fā)電、電力輸配到用電一體化的閉環(huán)模式。其全年平均運行PUE為1.16，遙遙領先行業(yè)平均水平。

萬國數據上海四號數據中心被上海經信委授予“零碳標桿數據中心”，通過水電直購的方式，使綠電比例達到95%，在IT負載增長30%的基礎上，二氧化碳排放量同比下降超過10%。此外，上海四號是萬國數據全國首個部署鋰電池儲能電站技術的數據中心，自2018年10月開始，通過在谷時進行儲能充電、峰時平時進行放電，實現了包括數據中心鋰電池的梯次利用，優(yōu)化供電容量降低數據中心成本。

萬國數據上海四號數據中心

綠電應用的挑戰(zhàn)與未來

綠電在數據中心行業(yè)應用前景廣闊，但仍面臨諸多挑戰(zhàn)?？缡^(qū)交易難度較大，綠電資源主要分布在“三北”地區(qū)，而需求集中在東南部沿海地區(qū)。新能源供給的間歇性和波動性給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來挑戰(zhàn)，跨省區(qū)輸電距離遠且損耗成本高，影響了高耗能企業(yè)的需求。

為了確保數據中心的可持續(xù)發(fā)展，必須采取多管齊下的策略。首先，政策支持和激勵措施至關重要。政府應繼續(xù)推動綠色能源政策，提供稅收優(yōu)惠和補貼，鼓勵企業(yè)投資綠色能源項目。其次，技術創(chuàng)新是關鍵。通過研發(fā)和應用先進的節(jié)能技術，如高效冷卻系統(tǒng)、智能電網和儲能技術，可以顯著降低數據中心的能耗。

綠電在數據中心的應用不僅是應對能源挑戰(zhàn)的有效途徑，更是實現可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

隨著AI技術的進步和數據中心規(guī)模的擴大，國家雙碳戰(zhàn)略的深化，綠電在數據中心的應用將成為趨勢。政策支持和技術發(fā)展將使綠電在未來的數據中心中發(fā)揮更重要的作用，為數據中心的可持續(xù)發(fā)展提供能源保障。

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