AI高能耗背后，数据中心如何用上更多绿电？

设计 郁斐

6月6日，工业和信息化部等六部门发布《2023年度国家绿色数据中心名单》。包括通信、互联网、公共机构、能源、金融、智算中心等领域的50家数据中心名列其中。目前，中国已经累计建设246家国家绿色数据中心。 

随着人工智能的爆发式发展，数据中心带来的巨大能耗问题也备受关注。据今年6月发布的《数据中心全生命周期绿色算力指数白皮书》（下称《白皮书》），预计到2030年，中国数据中心能耗总量将超过4000亿千瓦时，若不加大可再生能源利用比例，2030年中国数据中心二氧化碳排放或将超2亿吨。《白皮书》认为，随着PUE（电能利用效率，评价数据中心的核心指标）优化空间的不断缩小，以及数据中心耗电量不断增加，数据中心如何应用绿电成为降低碳排放的关键。因此，要提升可再生能源在替代、供给、结构等方面的权重。 

因数据中心与可再生能源存在区域布局差异，数据中心还会面临能否顺畅地跨省跨区买到绿电的问题。澎湃研究所研究员通过调研及与业内人士交流，进一步探究数据中心如何增加绿电占比，提高可再生能源利用水平，实现绿色低碳运营。 

数据中心与可再生能源布局错位 

目前，中国数据中心大多分布在东部地区，但受土地、能源等资源日趋紧张，继续大规模发展数据中心受限。而西部地区资源充裕，尤其是可再生能源丰富。因此，国家支持数据中心向西部转移。2022年2月，“东数西算”工程启动，选择京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等8地启动建设国家算力枢纽节点，并规划了10个国家数据中心集群。 

时任国家信息中心大数据发展部规划处处长王建冬认为，“东数西算”工程的出发点之一在于，数据中心行业高耗能问题亟待缓解。一方面，东部发达地区特别是北、上、广、深等一线城市能耗指标紧张，难以支撑大型以上数据中心在东部地区落地，制约了数字经济发展。另一方面，甘肃、宁夏等西部地区气候环境适宜、清洁能源富集，数据中心建在此地，其电子元器件长期运行费用低、清洁能源使用成本低。 

2023年12月，《关于深入实施“东数西算”工程加快构建全国一体化算力网的实施意见》进一步提出，要充分发挥风光水电资源丰沛地区的优势，强化绿色低碳技术推广应用，提升数据中心绿电使用比例，增强绿色算力供给水平。到2025年底，国家枢纽节点新建数据中心绿电占比超过80%。 

为了增加可再生能源利用率，国家绿色数据中心在可再生能源富集、自然条件具有天然优势的地区选址建设。如位于湖北省丹江口市的武当云谷大数据中心园区2号楼，积极利用丹江口水力发电厂的清洁绿电，利用丹江口水库深层冷水作为自然冷源，2023年数据中心电能利用效率（PUE）1.20，可再生能源利用率达到100%。 

从整体看，尽管“东数西算”战略稳步推进，数据中心与可再生能源区域错位的问题依然凸显。在国务院发展研究中心资源与环境政策研究所研究室副主任韩雪看来，西部地区的数据中心建设还面临着技术人员不足、运维水平较差等障碍，中东部地区的数据中心很可能面临缺乏本地绿电的境况。 

购买绿电提高可再生资源利用率 

目前，数据中心主要以直接、间接两种方式提升可再生能源利用率。前者通过自建分布式光伏发电站或风力发电站等自发自用绿电；后者采用购买绿电或绿证方式，但绿证相比绿电较为缺乏市场认可度。2023年度国家绿色数据中心可再生能源电力平均利用率达到50%以上。 

对于缺乏本地绿电资源的数据中心来说，靠自建分布式光伏电站直接产生的绿电占比并不高。

因此，数据中心在自建光伏发电站的基础上，还需通过购买绿电或绿证，提升可再生能源利用率。以国家绿色数据中心万国数据浦江数据中心为例，该数据中心的分布式光伏系统年发电量可达23.8万千瓦时，结合绿电直采及绿证交易等方式，自2022年起保持100%的可再生能源利用率。2021年，万国数据与中广核新能源投资（深圳）有限公司签署绿色电力合作框架协议，计划在10年内采购绿电电量不低于20 亿千瓦时。

由于数据中心电费成本占其运行总成本的80%以上，因此数据中心在绿电交易中受绿电价格影响，面临一定成本压力。同时，绿电交易存在资源富集区与负荷中心的供需错配，需给予跨区跨省绿电交易更多支持。据《我国绿电交易现状及重点问题研究》一文，国家电网公司经营区成交绿电的环境溢价在2021、2022、2023年分别达到3分/千瓦时、5分/千瓦时、6.5分/千瓦时。近年来，南方电网公司经营区绿电交易成交价格也在不断走高，2023年成交价格较煤电均价高出1.85分/千瓦时。 

数据中心与可再生能源协同发展 

为了提升可再生能源利用率，除了自建分布式光伏电站，购买绿电、绿证，数据中心还可从绿电供需角度考虑，主动走出去，通过产业协同创新，加强绿电供需双方间的合作。澎湃研究所研究员调研发现，已有数据中心积极探索创新，让绿电从“供”到“需”流动起来，共同实现绿色发展。 

一是增加绿电供给，拓展可再生能源业务。据奥飞数据公告，2021年，公司拓展了新能源业务板块，以投资运营分布式光伏发电项目为主要经营方向，选取自建数据中心作为战略试点，并逐步有序开展外部商业分布式光伏发电项目的签约和建设。据了解，奥飞数据位于河北的自有数据中心——廊坊讯云数据中心，通过投资建设屋顶分布式光伏，实现年绿电发电400多万千瓦时，并实现全额就地消纳。 

二是绿电就地消纳，实现可再生能源价值。上海黎明资源再利用有限公司利用垃圾焚烧发电项目的可再生能源优势，就近筹建“绿色数据中心”。数据中心拟建在厂区原有办公楼区域，其中垃圾焚烧发电厂产生的绿电，可直接供数据中心使用。该项目希望将数字经济与可再生能源深度融合发展，打造100%绿色能源数据中心。据了解，未来数据中心运营后，可就近消纳黎明垃圾焚烧发电厂70%的绿电。对垃圾焚烧发电企业来说，也可通过提供绿电获益，实现可持续经营。 

总之，要想增加数据中心的绿电占比，提升可再生能源利用率，一是在“东数西算”的国家战略布局下，充分利用可再生能源丰富的区位优势选址建设数据中心；二是在本地可再生能源缺乏的情况下，加强对跨省跨区绿电交易的支持；三是鼓励数据中心积极创新，让绿电在供需流动中创造价值，与生态伙伴合作共赢，实现绿色发展。

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