中國(guó)綠色算力發(fā)展研究報(bào)告(2024年)_第1頁(yè)
中國(guó)綠色算力發(fā)展研究報(bào)告(2024年)_第2頁(yè)
中國(guó)綠色算力發(fā)展研究報(bào)告(2024年)_第3頁(yè)
中國(guó)綠色算力發(fā)展研究報(bào)告(2024年)_第4頁(yè)
中國(guó)綠色算力發(fā)展研究報(bào)告(2024年)_第5頁(yè)
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版權(quán)聲明 1 1 1 1 2 6 6 13(三)微觀企業(yè)實(shí)踐 16 18(一)算力設(shè)備綠色發(fā)展總體情況 18(二)芯片:工藝和架構(gòu)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)芯片產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高效降耗 21 22 23 25(一)算力載體綠色發(fā)展總體情況 25 31 33 34 35 36(一)可再生能源利用:有效降低算力基礎(chǔ)設(shè)施碳 36(二)綠電綠證交易:全面推動(dòng)算力產(chǎn)業(yè)綠色用能 39(三)儲(chǔ)能和微電網(wǎng):顯著提升能源供應(yīng)安全穩(wěn)定性 42 44 47 47 49 49 51 55 55 55 56 57 57 58 58 58 59 61 61 62 63 63 64 64 65 66 67 67 68 68 68 69 70 71 71 6 11 13 14 19 20 26 27 28 29 29 30 31 38 40 40 41 9 17 21 38 451一、綠色算力發(fā)展背景及內(nèi)涵框架(一)新形勢(shì)下催生綠色算力發(fā)展新要求面對(duì)全球氣候變化、技術(shù)革新以及能源轉(zhuǎn)型的新形勢(shì),發(fā)展低碳、高效的綠色算力不僅是順應(yīng)時(shí)代的要求,更是我國(guó)建設(shè)數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施和展現(xiàn)節(jié)能減碳大國(guó)擔(dān)當(dāng)?shù)闹匾},在此背景下也要求在提升算力規(guī)模和性能的同時(shí),積極探索推動(dòng)算力基礎(chǔ)設(shè)施向綠色、低碳、可持續(xù)的方向轉(zhuǎn)型。從算力側(cè)看,發(fā)展綠色算力是我國(guó)提升人工智能和算力以生成式AI為代表的人工智能應(yīng)用對(duì)算力提出更高的需求,同時(shí)也帶來(lái)了巨大電力消耗。根據(jù)斯坦福人工智能研究所研究顯示,ChatGPT-3單次訓(xùn)練耗電量高達(dá)1287兆瓦時(shí),1單日消耗電量超過(guò)564兆瓦時(shí),以美國(guó)每個(gè)家庭每日平均耗電量換算,ChatGPT-3每天需要消耗掉1.7萬(wàn)個(gè)美國(guó)家庭一天的用電量。根據(jù)美國(guó)UptimeInstitute預(yù)測(cè),到2025年人工智能業(yè)務(wù)在全球數(shù)據(jù)中心總用電量中的占比將從目前的2%猛增至10%。同時(shí),未來(lái)AI算力集群功耗普遍超過(guò)20kW/柜,而機(jī)柜功率超過(guò)15kW后,目前數(shù)據(jù)中心主流風(fēng)冷制冷技術(shù)也將面臨瓶頸。因此,在此背景下就必須要求算力基礎(chǔ)設(shè)施通過(guò)算法與框架優(yōu)化、高能效硬件升級(jí)、可再生能源利2用以及熱回收系統(tǒng)、液冷技術(shù)等節(jié)能措施的實(shí)施,破除人工智能發(fā)展所帶來(lái)的算力和能源瓶頸。從能源側(cè)看,發(fā)展綠色算力是加快能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變和促進(jìn)算能協(xié)同發(fā)展的必然要求。當(dāng)前,全球氣候變化挑戰(zhàn)日益嚴(yán)峻,而算力所消耗大量電網(wǎng)電力通常依賴化石燃料,是碳排放的重要來(lái)源。與此同時(shí),算力需求與能源資源分布呈現(xiàn)空間不均衡態(tài)勢(shì),我國(guó)東西部算力與能源資源供需失衡挑戰(zhàn)突出。在此背景下,算力基礎(chǔ)設(shè)施探索基于多能互補(bǔ)的能源供應(yīng)和算能協(xié)同的空間布局成為必然趨勢(shì)。從需求側(cè)看,發(fā)展綠色算力是賦能千行百業(yè)和助力社會(huì)節(jié)能減排的必然要求。算力作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的新型基礎(chǔ)設(shè)施,承擔(dān)著數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)賦能者、護(hù)航者的角色和使命。從這個(gè)角度來(lái)講,算力消耗的電能本質(zhì)上并非完全來(lái)自自身,而是來(lái)自其內(nèi)部所承載的各類關(guān)乎經(jīng)濟(jì)社會(huì)運(yùn)行、千行百業(yè)發(fā)展所必需的數(shù)字化業(yè)務(wù)系統(tǒng)。這些數(shù)字化業(yè)務(wù)系統(tǒng)托管在集約化建設(shè)、專業(yè)化運(yùn)營(yíng)的算力基礎(chǔ)設(shè)施之上,避免了因分散建設(shè)導(dǎo)致的能耗和碳排放增加。同時(shí),算力賦能千行百業(yè),提高全過(guò)程生產(chǎn)效率,降低全鏈條能源消耗,實(shí)現(xiàn)發(fā)展和減排的雙贏,助力推動(dòng)全社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展。(二)綠色算力內(nèi)涵和發(fā)展框架不斷演進(jìn)綠色算力是算力的綠色低碳發(fā)展追求,是算力高質(zhì)量發(fā)展的重要目標(biāo),是一個(gè)動(dòng)態(tài)演進(jìn)的概念,其內(nèi)涵和框架隨形3勢(shì)與時(shí)俱進(jìn)、不斷豐富演進(jìn)。2023年中國(guó)綠色算力發(fā)展研究報(bào)告基于綠色算力的內(nèi)涵和特點(diǎn),圍繞算力的生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)、管理、應(yīng)用四個(gè)層次構(gòu)建了綠色算力發(fā)展研究框架。在此基礎(chǔ)上,本報(bào)告結(jié)合新形勢(shì)新要求從算力設(shè)備、算力載體、算能協(xié)同和算用協(xié)同等四個(gè)維度進(jìn)一步豐富和完善綠色算力綠色算力指圍繞著算力生產(chǎn)、供給、運(yùn)營(yíng)、應(yīng)用的全過(guò)程,通過(guò)融合推進(jìn)算力設(shè)備、算力載體、算能協(xié)同和算用協(xié)同等多個(gè)環(huán)節(jié)的綠色低碳,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化高質(zhì)量算力的綠色化發(fā)展。從算力全生命周期來(lái)看,算力的碳足跡主要來(lái)源于三個(gè)方面,算力以能源使用為主體的能源間接溫室效應(yīng)氣體(GreenhouseGas,GHG)排放,覆蓋算力全生命周期資產(chǎn)投入及運(yùn)營(yíng)管理產(chǎn)生的間接碳排放,算力運(yùn)行過(guò)程中擁有和控制的排放源產(chǎn)生的直接碳排放。結(jié)合算力碳足跡和綠色算力的內(nèi)涵特點(diǎn),本報(bào)告進(jìn)一步完善豐富了算力設(shè)備高效(Efficient)、算力載體節(jié)能((Clean)、算用協(xié)同普惠(Inclusive)發(fā)展的綠色算力ECCI算力設(shè)備綠色化——高效:算力設(shè)備是包括芯片、服務(wù)器、存儲(chǔ)等生產(chǎn)供給算力的核心IT設(shè)備,提升高效性是其綠色化的關(guān)鍵本質(zhì)。算力設(shè)備綠色化,主要指生產(chǎn)算力的核心IT設(shè)備運(yùn)行的高效化,通過(guò)芯片制造封裝工藝技術(shù)進(jìn)步以及4存算一體、無(wú)損網(wǎng)絡(luò)融合等技術(shù)促進(jìn)計(jì)算存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同(系統(tǒng)層)等方式提升底層IT軟硬件高效性從而降低能耗,是綠色算力在算力設(shè)備微觀層面的核心體現(xiàn)。目前業(yè)界較為關(guān)注衡量配套設(shè)施節(jié)能水平的PUE指標(biāo),但對(duì)于PUE為1.5的數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō),供電、制冷等配套設(shè)施能耗僅為IT設(shè)備能耗的一半,由此可見(jiàn)算力設(shè)備是能耗和碳排放的重要來(lái)源。IT設(shè)備能耗、算效(CE)、存效(SE)是算力設(shè)備高效性的主要核心指征。算力載體綠色化——節(jié)能:算力載體是承載算力設(shè)備的計(jì)算/數(shù)據(jù)中心載體設(shè)施,持續(xù)節(jié)能降碳是其綠色化的主要目標(biāo)。算力載體綠色化,主要指計(jì)算/數(shù)據(jù)中心載體設(shè)施通過(guò)運(yùn)用綠色建筑、供配電、制冷、智能運(yùn)維等新技術(shù)持續(xù)降低計(jì)算/數(shù)據(jù)中心載體設(shè)施的能耗及碳排放,推進(jìn)計(jì)算/數(shù)據(jù)中心載體設(shè)施資源及能源的循環(huán)利用,包括水資源回收利用、余熱回收利用等,是當(dāng)前業(yè)界主體推進(jìn)綠色算力發(fā)展的主要手段。電能使用效率(PUE)、水資源利用率(WUE)等是算力載體節(jié)能化的主要核心指征。算能協(xié)同綠色化——清潔:算能協(xié)同聚焦算力側(cè)與能源側(cè)的協(xié)同布局,提升清潔能源使用率是其綠色化的核心所在。算能協(xié)同綠色化,主要指通過(guò)算力布局選址靠近能源側(cè),提升可再生清潔能源利用率、推進(jìn)綠電和綠證交易、采用儲(chǔ)能5和微電網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)以及建設(shè)綜合能源與算力協(xié)同調(diào)度系統(tǒng)等方式推動(dòng)算力和能源協(xié)調(diào)發(fā)展,旨在實(shí)現(xiàn)算力基礎(chǔ)設(shè)施更高效、可靠和可持續(xù)的能源利用,是支撐算力綠色化發(fā)展的關(guān)鍵所在。可再生能源使用率、數(shù)據(jù)中心綠電綠證采購(gòu)應(yīng)用量等是算力協(xié)同綠色化的主要核心指征。算用協(xié)同綠色化——普惠:算用協(xié)同聚焦算力側(cè)與應(yīng)用側(cè)的協(xié)同賦能,推進(jìn)算力行業(yè)賦能的低成本集約發(fā)展是其綠色化的根本要義。算用協(xié)同綠色化,主要指算力賦能應(yīng)用的集約化,深層次融入支撐應(yīng)用側(cè)提升效率,實(shí)現(xiàn)算力公共普及,進(jìn)一步提質(zhì)增效和降低成本,促進(jìn)應(yīng)用側(cè)節(jié)能減排,其本質(zhì)是推進(jìn)算力基礎(chǔ)設(shè)施的可持續(xù)發(fā)展,也是綠色算力發(fā)展的重要延伸。算力設(shè)備和算力載體是綠色算力創(chuàng)新發(fā)展的基礎(chǔ)底座,反應(yīng)了綠色算力的發(fā)展水平;算能協(xié)同是綠色算力創(chuàng)新發(fā)展的堅(jiān)實(shí)支撐,反應(yīng)了綠色算力的重要條件;算用協(xié)同是綠色算力創(chuàng)新發(fā)展的牽引拉動(dòng),反應(yīng)綠色算力的需求和應(yīng)用狀況,四大方面相互促進(jìn)、協(xié)同發(fā)展。6二、綠色算力總體發(fā)展取得新進(jìn)展(一)宏觀政策環(huán)境全球主要國(guó)家重點(diǎn)聚焦推進(jìn)算力設(shè)備高效演進(jìn)和算力載體節(jié)能低碳。在推進(jìn)算力設(shè)備高效演進(jìn)方面,2023年美國(guó)更新《國(guó)家人工智能研發(fā)戰(zhàn)略計(jì)劃》,通過(guò)此計(jì)劃創(chuàng)新量子計(jì)算和高級(jí)半導(dǎo)體技術(shù)以提升算力效能,責(zé)成各機(jī)構(gòu)識(shí)別和報(bào)告每個(gè)數(shù)據(jù)中心未充分利用的服務(wù)器數(shù)量,并要求逐步減少服務(wù)器數(shù)量。歐盟委員會(huì)公布《2023-2024年數(shù)字歐洲工作計(jì)劃》目標(biāo)之一就是提升算力效率,并從2024年3月份開(kāi)放超級(jí)計(jì)算機(jī)“MareNostrum5”,該計(jì)算機(jī)使用了目前最先進(jìn)的加速器芯片,完全由可持續(xù)能源提供動(dòng)力,其運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量將用于為所在建筑供暖,成為歐洲最環(huán)保的超級(jí)計(jì)算機(jī)之一。日本2023年6月發(fā)布《半導(dǎo)體和數(shù)字產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略》修7訂稿,提出提高數(shù)字設(shè)備和電子元件中所使用的半導(dǎo)體性能以降低整體能耗。在推動(dòng)算力載體綠色低碳方面,美國(guó)政府制定數(shù)據(jù)中心優(yōu)化倡議(DCOI)、美國(guó)聯(lián)邦數(shù)據(jù)中心整合計(jì)劃(FDCCI)、聯(lián)邦政府信息技術(shù)采購(gòu)改革法案(FITARA)等一系列政策和法規(guī),通過(guò)整合和關(guān)閉數(shù)據(jù)中心、設(shè)定數(shù)據(jù)中心PUE及服務(wù)器使用率具體標(biāo)準(zhǔn)、退役老舊機(jī)器等方式,大幅減少數(shù)據(jù)中心數(shù)量和降低PUE值,要求既有數(shù)據(jù)中心的效率法案》,要求2026年7月或之后開(kāi)放的數(shù)據(jù)中心PUE達(dá)到為1.2,從2025年起新建的數(shù)據(jù)中心余熱回收率達(dá)到30%。新加坡發(fā)布的《綠色數(shù)據(jù)中心技術(shù)路線圖》提出提高冷卻設(shè)備效率、IT設(shè)備溫濕度耐受能力、數(shù)據(jù)中心的資源調(diào)度和負(fù)荷分配集成優(yōu)化能力等建議。在推進(jìn)算能協(xié)同方面,美國(guó)俄勒岡州提出數(shù)據(jù)中心清潔能源新標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定到2027年將數(shù)據(jù)中心用電產(chǎn)生的溫室氣體排放量減少60%,到2040年減少100%,即達(dá)成碳凈零排放。歐盟通過(guò)《歐洲綠色協(xié)議》設(shè)定了到2030年數(shù)據(jù)中心能源效率提升至少30%的目標(biāo),并要求新建設(shè)施必須達(dá)到嚴(yán)格能效標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí),歐盟通過(guò)綠色債券、碳交易等工具為數(shù)據(jù)中心綠色改造提供資金支持,支持?jǐn)?shù)據(jù)中心企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型。在推進(jìn)算用協(xié)同方面,日本能源效率委員會(huì)提出在未來(lái)5年內(nèi)將綠色計(jì)算技術(shù)作為提高能8源效率的主要手段之一,通過(guò)綠色計(jì)算技術(shù)提高日本整體能源效率和降低碳排放。我國(guó)多措并舉引導(dǎo)算力算效提升、推進(jìn)算能和算用協(xié)同高質(zhì)量發(fā)展。2021年之前我國(guó)政策重點(diǎn)聚焦數(shù)據(jù)中心等算力載體綠色化發(fā)展,大力推動(dòng)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)。2019和2021年工信部先后發(fā)布了《關(guān)于加強(qiáng)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》等政策文件,提出提升新建數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展水平,加強(qiáng)在用數(shù)據(jù)中心綠色運(yùn)維和改造,加快綠色技術(shù)產(chǎn)品創(chuàng)新推廣。隨著“雙碳”戰(zhàn)略和“東數(shù)西算”工程啟動(dòng),綠色算力發(fā)展進(jìn)入加強(qiáng)算力算效提升、綠色能源利用和數(shù)智賦能等全面發(fā)展階段。通過(guò)對(duì)2023年國(guó)家發(fā)布數(shù)據(jù)中心和算力相關(guān)政策詞頻分析可以看出,上一年我國(guó)政策更加聚焦提升算力算效、推動(dòng)算能協(xié)同及算用協(xié)同方面,如圖2所示。2023年10月,工業(yè)和信息化部等六部門聯(lián)合印發(fā)《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》,提出完善算力綜合供給體系、提升算力高效運(yùn)載能力、強(qiáng)化存力高效靈活保障、深化算力賦能行業(yè)應(yīng)用、促進(jìn)綠色低碳算力發(fā)展、加強(qiáng)安全保障能力建設(shè)等六點(diǎn)任務(wù)。2023年底,國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家數(shù)據(jù)局、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)《深入實(shí)施“東數(shù)西算”工程加快構(gòu)建全國(guó)一體化算力網(wǎng)的實(shí)施意見(jiàn)》,提出通用算力、智能算力、超級(jí)算力一體化布局,東中西部算力一體化9協(xié)同,算力與數(shù)據(jù)、算法一體化應(yīng)用,算力與綠色電力一體化融合,算力發(fā)展與安全保障一體化推進(jìn)等五個(gè)統(tǒng)籌出發(fā),推動(dòng)建設(shè)聯(lián)網(wǎng)調(diào)度、普惠易用、綠色安全的全國(guó)一體化算力網(wǎng)。2023年國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委正式發(fā)布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T43331-2023數(shù)據(jù)中心(IDC)在綠色、可用性、安全性、服務(wù)能力、算力算效、低碳等六大方面的技術(shù)及分級(jí)要求,提升不同行業(yè)深化賦能作用。發(fā)布時(shí)《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)《深入實(shí)施“東數(shù)西算”工程加快構(gòu)建全國(guó)一體化算力網(wǎng)的實(shí)施國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T級(jí)要求》《北京市算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)實(shí)施方案(2024-2027提出建成具有國(guó)際影響力的智算產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新勵(lì)存量數(shù)據(jù)中心在能耗總量不增加的前提上海上海市智能算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展“算力浦江”智算行動(dòng)實(shí)施方提出建成具有區(qū)域乃至全國(guó)影響力的智能綠色能源使用和加快智算中心新型節(jié)能技廣東《廣東省人民政府關(guān)于加快建設(shè)通用人工智能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新引領(lǐng)地的快綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用,鼓勵(lì)企業(yè)加快高能貴州《關(guān)于促進(jìn)全國(guó)一體化算力網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)建設(shè)的若干《關(guān)于支持內(nèi)蒙古和林格爾集群綠色算力產(chǎn)業(yè)發(fā)關(guān)于支持中衛(wèi)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)中心市高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)建設(shè)全國(guó)一流綠色數(shù)據(jù)中心集群,優(yōu)先支持PUE(電能利用效率)≤1.15、可再生能源使用率≥65%的大型和超大型數(shù)據(jù)中心建設(shè),禁止《青海省促進(jìn)綠色算力產(chǎn)業(yè)發(fā)展為打造立足西部服務(wù)全國(guó)的青海綠色算力《青海省綠色算力基地建設(shè)方海西集聚區(qū))+N(其他市州縣)”綠色算力基地各地積極推動(dòng)算力綠色化發(fā)展,政策布局呈現(xiàn)差異化態(tài)勢(shì)。為更直觀地了解各地在綠色算力政策布局的整體情況,報(bào)告重點(diǎn)梳理了31個(gè)近3年來(lái)所發(fā)布的部分綠色算力相關(guān)政策文件,利用詞頻分析法對(duì)各地在綠色算力細(xì)分領(lǐng)域政策布局情況做了統(tǒng)計(jì)分析,如圖3所示。東部地區(qū)持續(xù)智算等先進(jìn)計(jì)算算力算效提升和新型節(jié)能技術(shù)應(yīng)用。2024年北京市提出建成具有國(guó)際影響力的智算產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用高地;提升智算中心綠色低碳水平,鼓勵(lì)存量數(shù)據(jù)中心在能耗總量不增加模塊化機(jī)房等高效系統(tǒng)設(shè)計(jì)降低PUE、CUE指標(biāo),新建及改擴(kuò)建智算中心提高綠色節(jié)能技術(shù)和設(shè)備覆蓋率。廣東省發(fā)布《廣東省人民政府關(guān)于加快建設(shè)通用人工智能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新引領(lǐng)地的實(shí)施意見(jiàn)》,提出到2025年智能算力規(guī)模實(shí)現(xiàn)全國(guó)第一、全球領(lǐng)先,構(gòu)建全國(guó)智能算力樞紐中心;加快綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用,鼓勵(lì)企業(yè)加快高能效、低碳排的算網(wǎng)存設(shè)備部署,推動(dòng)軟硬件協(xié)同聯(lián)動(dòng)節(jié)能。西部地區(qū)著重算力綠色能源利用和數(shù)據(jù)中心利用率提升。貴州發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)全國(guó)一體化算力網(wǎng)絡(luò)國(guó)家(貴州)樞紐節(jié)點(diǎn)建設(shè)的若干激勵(lì)政策》,支持?jǐn)?shù)據(jù)中心企業(yè)購(gòu)進(jìn)綠色能源,按規(guī)定落實(shí)相關(guān)稅收優(yōu)惠政策;發(fā)放“貴州算力券”,用于支持省內(nèi)外企業(yè)、高校、科研機(jī)構(gòu)等購(gòu)買貴州算力服務(wù)時(shí)抵扣一定比例服務(wù)費(fèi)用,從而提升數(shù)據(jù)中心利用率。內(nèi)蒙古發(fā)布《關(guān)于內(nèi)蒙古和林格爾新區(qū)推進(jìn)數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目綠色化建設(shè)的意見(jiàn)》,落地的數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目提出綠色化、集約化、規(guī)?;螅陆ɑ蚋臄U(kuò)建數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目按約定建設(shè)計(jì)劃建成并運(yùn)營(yíng)后,電能利用效率(PUE值)年度平均值不高于1.2,綠色低碳等級(jí)評(píng)估達(dá)4A以上,且算力算效達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。目前,呼和浩特正在全力建設(shè)綠電消納示范基地,持續(xù)將數(shù)據(jù)中心優(yōu)先納入電力多邊交易體系,提高數(shù)據(jù)中心“綠電”使用比例。隨著互聯(lián)網(wǎng)和通信技術(shù)不斷發(fā)展,算力產(chǎn)業(yè)分工進(jìn)一步明確,在綠色低碳政策背景下,算力產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)綠色化轉(zhuǎn)型的新發(fā)展趨勢(shì)。綠色算力產(chǎn)業(yè)鏈主要由上游綠色算力設(shè)備和軟件供應(yīng)商、綠色算力能源供給商、中游綠色算力載體建設(shè)及服務(wù)商和下游綠色算力賦能應(yīng)用客戶組成。上游算力設(shè)備供應(yīng)商通過(guò)提升核心IT設(shè)備高效運(yùn)行實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展,精簡(jiǎn)指令集架構(gòu)和高密服務(wù)器廠商不斷興起。在指令集架構(gòu)領(lǐng)域,新興的RISC-V架構(gòu)是基于精簡(jiǎn)指令集(RISC)的開(kāi)源架構(gòu),具有高度的可定制性和靈活性。相比于ARM架構(gòu),RISC-V架構(gòu)更加開(kāi)放,可以根據(jù)特定的應(yīng)用需求進(jìn)行定制,以提供更高的性能或效率。隨著新型算力需求激增,RISC-V進(jìn)入應(yīng)用爆發(fā)期,華為、百度、中興、中科院等企業(yè)和機(jī)構(gòu),都利用這一特點(diǎn)采用RISC-V架構(gòu),研發(fā)自己的芯片,根據(jù)RISC-V基金會(huì)統(tǒng)計(jì),2022年RISC-V架構(gòu)芯片出貨量已突破100億顆,中國(guó)廠商就50億顆以上,占比超過(guò)50%。服務(wù)器方面,AIGC等應(yīng)用要求提供高密度的算力服務(wù),傳統(tǒng)的2.5KW-4KW的單柜已不能滿足AIGC市場(chǎng)的需求,20KW-40KW高密服務(wù)器逐漸成為主流。上游綠色能源供給商依托電力能源優(yōu)勢(shì)跨界進(jìn)入綠色算力新賽道。隨著算力對(duì)綠色能源利用需求愈發(fā)旺盛,很多能源企業(yè)也依托自身從發(fā)電到配售電、移動(dòng)儲(chǔ)能、能效管理的“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”一體化產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì),通過(guò)微電網(wǎng)整合冷熱電聯(lián)產(chǎn)、新能源、燃料電池和儲(chǔ)能,在與市電電源并網(wǎng)運(yùn)行的情況下,為數(shù)據(jù)中心供電消納新能源,實(shí)現(xiàn)綠電自發(fā)自用和用電需求全覆蓋,打造大規(guī)模零碳算力。當(dāng)前,中國(guó)能建、中國(guó)節(jié)能環(huán)保集團(tuán)等能源行業(yè)龍頭企業(yè)紛紛開(kāi)始布局規(guī)劃數(shù)據(jù)中心源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化項(xiàng)目建設(shè)。中游綠色算力載體建設(shè)和服務(wù)商不斷升級(jí)節(jié)能減排技術(shù),液冷和模塊化供電服務(wù)商發(fā)展迅猛。隨著數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)量增加,冷負(fù)荷密度提升,風(fēng)冷技術(shù)面臨散熱不足、能耗嚴(yán)重的問(wèn)題,在此背景下,液冷技術(shù)以及超高能效,超高熱密度的特點(diǎn)引起了行業(yè)的普遍關(guān)注。2023年國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商發(fā)布的《電信運(yùn)營(yíng)商液冷技術(shù)白皮書(shū)》中預(yù)測(cè),到2025年50%以上數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目應(yīng)用液冷技術(shù)。國(guó)內(nèi)外多家算力企業(yè)面向客戶提供定制化液冷技術(shù)解決方案,科技公司也逐步建設(shè)部署自身的液冷數(shù)據(jù)中心。根據(jù)IDC預(yù)計(jì),2022—2國(guó)液冷服務(wù)器市場(chǎng)年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到56.6%,2027年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到95億美元。高效UPS、UPS智能在線模式和電力模塊等節(jié)能技術(shù)已通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)實(shí)踐逐步進(jìn)入規(guī)?;瘧?yīng)用,模塊化供配電系統(tǒng)成為趨勢(shì)。另外,微模塊化UPS、變壓器UPS融合和智能配電母線等使配電系統(tǒng)成為一個(gè)整體,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)按需運(yùn)行,有利于加大限度降低配電系統(tǒng)電纜傳輸損耗,降低運(yùn)維成本。下游云服務(wù)商和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的綠色算力需求增加,各行業(yè)應(yīng)用客戶將綠色算力納入自身運(yùn)營(yíng)及供應(yīng)鏈碳中和計(jì)劃。阿里巴巴的碳中和路線圖將作為自身實(shí)現(xiàn)自身運(yùn)營(yíng)和上下游供應(yīng)鏈碳中和的三大目標(biāo)之一,計(jì)劃不晚于2030年實(shí)現(xiàn)上下游價(jià)值鏈碳排放強(qiáng)度減半,率先實(shí)現(xiàn)云計(jì)算的碳中和和綠色云。騰訊也啟動(dòng)數(shù)據(jù)中心分布式新能源項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)建設(shè),設(shè)計(jì)了整體綠色電力交易策略,使用零排放的可再生能源電力,預(yù)計(jì)不晚于2030年實(shí)現(xiàn)自身運(yùn)營(yíng)及供應(yīng)鏈的全面碳中和;不晚于2030年實(shí)現(xiàn)100%綠色電力。全球算力企業(yè)多維度創(chuàng)新綠色實(shí)踐,推進(jìn)“碳中和”計(jì)劃實(shí)踐。2023年國(guó)際數(shù)據(jù)中心龍頭企業(yè)Equinix宣布將其49億美元綠色債券收益全額分配給包括熱回收系統(tǒng)、先進(jìn)冷卻技術(shù)等綠色數(shù)據(jù)中心建筑和能效項(xiàng)目。國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)科技巨頭Google在2020年提出計(jì)劃到2030年在全球范圍內(nèi)所有數(shù)據(jù)中心以小時(shí)單位實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)可再生能源供電,也就是24/7零碳運(yùn)營(yíng)管理計(jì)劃。其他科技巨頭也提出了相似的目標(biāo),亞馬遜計(jì)劃到2040年實(shí)現(xiàn)凈零排放,蘋果公司計(jì)劃到2030年其供應(yīng)鏈和產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)碳中和。我國(guó)算力企業(yè)積極響應(yīng)國(guó)家政策,加速推進(jìn)綠色算力碳中和路徑。目前,中國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商對(duì)于綠色低碳行動(dòng)都設(shè)立了明確的規(guī)劃,中國(guó)電信通過(guò)開(kāi)展節(jié)能技術(shù)應(yīng)用,將在十四五期間實(shí)現(xiàn)大型、超大型綠色數(shù)據(jù)中心占比超過(guò)80%;中國(guó)移動(dòng)將開(kāi)展零碳、低碳數(shù)據(jù)中心建設(shè)部署;中國(guó)聯(lián)動(dòng)通過(guò)供電降損簡(jiǎn)配、空調(diào)利用自然冷源等技術(shù)提高系統(tǒng)能效。第三方數(shù)據(jù)中心服務(wù)商也積極推出綠色算力碳中和計(jì)劃,萬(wàn)國(guó)數(shù)據(jù)發(fā)布環(huán)境、社會(huì)及治理報(bào)告,提出在2030年同時(shí)實(shí)現(xiàn)碳中和及100%使用可再生能源,秦淮數(shù)據(jù)提出將打造100%可再生能源供電的超大規(guī)模生態(tài)集群。國(guó)際部分算力綠色算力實(shí)踐及我國(guó)部分算力綠色算力實(shí)踐及碳中1.綠色債券收益分配綠色數(shù)據(jù)中心建氣體和排放較20192.將在十四五期間實(shí)現(xiàn)大型、超大型綠色數(shù)據(jù)中放早于巴黎協(xié)議10年1.C2三能—碳達(dá)峰碳中和1.“3+5+1+1”碳達(dá)峰碳中調(diào)利用自然冷源等技術(shù)提Microsoft放中和及100%使用可再生項(xiàng)溫室氣體凈零排放1.運(yùn)用人工智能技術(shù)對(duì)2.加強(qiáng)低碳散熱技術(shù)研發(fā)三、算力設(shè)備綠色化發(fā)展態(tài)勢(shì)(一)算力設(shè)備綠色發(fā)展總體情況全球算力設(shè)備能耗隨人工智能需求爆發(fā)大幅增長(zhǎng)。算力設(shè)備是算力能耗和碳排放的重要來(lái)源,以PUE為1.5的數(shù)據(jù)中心為例,其IT設(shè)備耗能約占67%,制冷系統(tǒng)約占27%,供配電系統(tǒng)約占5%,照明及其它約占1%,設(shè)備耗能中服務(wù)器約占50%,存儲(chǔ)系統(tǒng)約占35%,網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備約占15%,如圖5所示。隨著人工智能應(yīng)用需求爆發(fā),全球?qū)λ懔π枨笠渤尸F(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),其中生成式AI將逐漸成為算力IT設(shè)備負(fù)載增長(zhǎng)的主要來(lái)源。根據(jù)調(diào)研顯示,2022年主流AI推理型服務(wù)器和通用計(jì)算存儲(chǔ)型服務(wù)器的處理器、DIMM內(nèi)存等主要芯片能耗占服務(wù)器設(shè)備總能耗60%左右,而在主流AI訓(xùn)練型服務(wù)器中,這一數(shù)值超過(guò)75%。2根據(jù)研究顯示,預(yù)計(jì)到2030年,全球數(shù)據(jù)中心的IT設(shè)備負(fù)載將從2023年的作負(fù)載將以43%的年平均增長(zhǎng)率增長(zhǎng),在IT設(shè)備總負(fù)載占比將從2023年的13%增長(zhǎng)到2030年的50%以上。從2024年到2030年,AI芯片將為數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備負(fù)載帶來(lái)每年4至9GW的新需求,在數(shù)據(jù)中心新增的全部IT設(shè)備負(fù)載中占70%3。3數(shù)據(jù)來(lái)源:datacenterHawk(DCH),FactSet,CogentCommunications,CitiRes來(lái)源:datacenterHawk(DCH),FactSet,CogentCommunications,Ci我國(guó)算力設(shè)備整體效能不斷提升。單純依靠增加晶體管數(shù)量來(lái)提升算力的邊際效益逐漸減少,同時(shí)能耗問(wèn)題成為進(jìn)一步提升算力效率的主要瓶頸,因此,數(shù)據(jù)中心每瓦功耗所過(guò)芯片制造封裝工藝技術(shù)進(jìn)步以及處理器架構(gòu)創(chuàng)新提升單芯片性能,運(yùn)用先進(jìn)存儲(chǔ)、存算一體、無(wú)損網(wǎng)絡(luò)融合等技術(shù)促進(jìn)計(jì)算存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同,以及通過(guò)異構(gòu)計(jì)算資源池化實(shí)現(xiàn)算力統(tǒng)一調(diào)度等方式提升IT設(shè)備高效性從而降低能耗,我國(guó)算力設(shè)備整體效能不斷提升。據(jù)工業(yè)和信息化部統(tǒng)計(jì),截至2023年底,我國(guó)在用數(shù)據(jù)中心機(jī)架總規(guī)模超過(guò)810萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架,算力總規(guī)模達(dá)到230EFLOPS,算力總規(guī)模近5年平均增速近30%,2023年我國(guó)存力總規(guī)模約1200EB,先進(jìn)存儲(chǔ)容量占比超過(guò)25%。耗頭部科技企業(yè)圍繞先進(jìn)工藝和架構(gòu)優(yōu)化創(chuàng)新推動(dòng)實(shí)現(xiàn)芯片高效節(jié)能。先進(jìn)制程工藝、架構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和電源管理等方式是提高通用芯片算效的主要方式。在先進(jìn)制程工藝方面,ARM發(fā)布的新一代移動(dòng)處理器超大核Cortex-X4,基于最新的ARM9.2架構(gòu)和N3E工藝,相比上一代在性能上提升了15%左右,在相同頻率下降低40%的功耗。英偉達(dá)推出的BlackwellGPU采用4nm工藝,結(jié)合第二代Transformer引擎、第五代NVLink、RAS引擎和解壓縮引擎等技術(shù),可支持多達(dá)10萬(wàn)億參數(shù)的模型進(jìn)行AI訓(xùn)練和實(shí)時(shí)LLM推理,比上一代GPU芯片性能提升30倍,能耗可降低25倍?;?nm工藝改進(jìn)、Zen3+核心架構(gòu)優(yōu)化以及LPDDR5內(nèi)存和先進(jìn)省電機(jī)制加持,功耗則可降低35%。在架構(gòu)優(yōu)化方面,阿里自研的倚天710內(nèi)含128核CPU,與飛天操作系統(tǒng)及CIPU融合,在數(shù)據(jù)庫(kù)、大數(shù)據(jù)、視頻編解碼核心場(chǎng)景中的性能提升30%以上,單位算力功耗降低60%以基于Zen3+核心架構(gòu)優(yōu)化以及LPDDR5內(nèi)存和先進(jìn)省電機(jī)制加器全模擬光電智能系統(tǒng)級(jí)能效相當(dāng)于現(xiàn)有高性能芯(三)服務(wù)器:整機(jī)性能優(yōu)化及動(dòng)態(tài)節(jié)能管理助力降低能耗建設(shè)高密度服務(wù)器是提升計(jì)算效率和降低能耗的重要舉措。高密度服務(wù)器一般具備高密度的處理器、內(nèi)存和存儲(chǔ)配置,以及高效的電源和冷卻技術(shù)。一方面,高密度服務(wù)器可以較小的物理空間內(nèi)集成更多的處理器和I/O擴(kuò)展能力,并根據(jù)客戶需求進(jìn)行靈活擴(kuò)展操作,顯著提升計(jì)算機(jī)的性能;另一方面,高密服務(wù)器多臺(tái)節(jié)點(diǎn)共享電源和風(fēng)扇,可以更好的提高電源和散熱系統(tǒng)的使用效率,實(shí)現(xiàn)降低能耗和成本的作用。目前,算力服務(wù)器企業(yè)圍繞計(jì)算效率和降低能耗加快高密度服務(wù)器產(chǎn)品迭代升級(jí)。浪潮信息發(fā)布的高密度服務(wù)器同時(shí)支持CXL技術(shù),實(shí)現(xiàn)按需內(nèi)存擴(kuò)容,有效數(shù)據(jù)帶寬提升達(dá)87%至125%。HPE的ProLiantDL560Gen10高密度服務(wù)器,在2U空間內(nèi)提供4路計(jì)算密度,處理性能提高68%,計(jì)算內(nèi)核數(shù)量提升27%。服務(wù)器整機(jī)節(jié)能技術(shù)可有效實(shí)現(xiàn)能耗節(jié)約。在服務(wù)器設(shè)計(jì)、制造和使用過(guò)程中,優(yōu)化整機(jī)架構(gòu)以及利用管理技術(shù)對(duì)電源和散熱進(jìn)行智能調(diào)控,可降低服務(wù)器能源消耗。一是動(dòng)態(tài)節(jié)能管理技術(shù),主要通過(guò)功耗封頂、主備供電、節(jié)能風(fēng)扇調(diào)速、部件休眠等技術(shù),動(dòng)態(tài)調(diào)整服務(wù)器的運(yùn)行狀態(tài)和電力分配,使服務(wù)器保持高性能的同時(shí)最大程度降低運(yùn)行功耗。二是通過(guò)電源模塊全局池化以及AI自調(diào)節(jié)超融合節(jié)能技術(shù),根據(jù)負(fù)載動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電源供電和儲(chǔ)能,在硬件模塊化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)管理的智能化,使電源始終工作在最佳效率區(qū)間并控制能耗。浪潮推出的M6四路服務(wù)器采用PID智能溫度檢測(cè)機(jī)制調(diào)控技術(shù),風(fēng)扇能夠精確按業(yè)務(wù)負(fù)載節(jié)能調(diào)速,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)送風(fēng)并解決溫度傳遞滯后性問(wèn)題。同時(shí)配合硬件低風(fēng)阻布局,如防回流型導(dǎo)風(fēng)罩、T型散熱器、一體化風(fēng)扇墻等,具備智能功耗封頂功能,可有效提升散熱效率,助力機(jī)房在節(jié)能降耗方面提升6%。(四)存儲(chǔ):效率和密度不斷優(yōu)化升級(jí)引領(lǐng)綠色節(jié)能方提升存儲(chǔ)密度是應(yīng)對(duì)存儲(chǔ)需求激增降低單位容量存儲(chǔ)功耗的主要途徑。隨著數(shù)據(jù)量不斷增長(zhǎng)以及AI技術(shù)革命推動(dòng),存儲(chǔ)需求急劇攀升,進(jìn)而引發(fā)存儲(chǔ)耗電量的大幅增加,驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備性能向更快傳輸速度和更高存儲(chǔ)密度提升。新一代動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器DDR5擁有超高頻寬及低功耗優(yōu)勢(shì),不僅傳輸速率較上一代增加50工作電壓亦由DDR4的1.2V下降至DDR5的1.1V,能夠提高整體系統(tǒng)能源效率。非易失性存儲(chǔ)器閃存(FlashMemory)作為當(dāng)前固態(tài)硬盤主流的存儲(chǔ)介質(zhì),其存儲(chǔ)陣列中的存儲(chǔ)單元是由晶體管組成,相較于依靠磁盤轉(zhuǎn)動(dòng)以及讀寫加載數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)機(jī)械硬盤(HDD),具有高存儲(chǔ)密度、低能源消耗、低成本的優(yōu)勢(shì),數(shù)據(jù)訪問(wèn)速度提高了大約100倍,單盤IOPS提升了至少1000倍以上,可以更好為熱數(shù)據(jù)提供在線存儲(chǔ)。高帶寬存儲(chǔ)器(HBM)使用先進(jìn)的封裝方式垂直堆疊多個(gè)DRAM,與處理器通過(guò)中介層互聯(lián)實(shí)現(xiàn)近存計(jì)算,擁有多達(dá)1024個(gè)數(shù)據(jù)引腳,可顯著提升帶寬和密度,降低功耗和封裝尺寸。龍頭企業(yè)圍繞存儲(chǔ)效率的提升逐步向極限物理制程演進(jìn)。在非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)方面,華為發(fā)布的消費(fèi)級(jí)固態(tài)硬盤,采用基于7nm工藝制造的控制器芯片和閃存顆粒,可提高數(shù)據(jù)傳輸速率并降低響應(yīng)時(shí)間得延遲,功耗僅為6.5瓦,是PCIe4.0接口SSD產(chǎn)品平均水平的一半。長(zhǎng)江存儲(chǔ)推出的PC411SSD采用了第四代3D堆疊技術(shù)閃存芯片,可實(shí)現(xiàn)高耗。在高帶寬存儲(chǔ)器技術(shù)方面,SK海力士推出的HBM3E,流成型底部填充)封裝工藝,HBM3E散熱性能比其前代產(chǎn)品提高了10%。在光存儲(chǔ)技術(shù)方面,我國(guó)推出的超級(jí)光盤在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了PB·量級(jí)的超大容量光存儲(chǔ),超越傳統(tǒng)光盤存儲(chǔ)極限的數(shù)據(jù)寫入和讀取功能,數(shù)據(jù)密度達(dá)到了每平方英寸(6.45平方厘米)26TB。四、算力載體綠色化發(fā)展態(tài)勢(shì)(一)算力載體綠色發(fā)展總體情況AI需求爆發(fā)前,全球數(shù)據(jù)中心耗電量相較于需求增長(zhǎng)較為平穩(wěn)。2010—2022年間全球互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量增長(zhǎng)了1.25倍4,全球互聯(lián)網(wǎng)流量增長(zhǎng)了25.74倍5,而數(shù)據(jù)中心能耗卻 僅增長(zhǎng)了33-89%6。相比數(shù)據(jù)中心需求增長(zhǎng)量而言,數(shù)據(jù)中心 的能耗占比全球用電量并沒(méi)有增長(zhǎng)太多,始終維持在1%左右。AI應(yīng)用快速發(fā)展將帶來(lái)全球數(shù)據(jù)中心耗電量大幅增長(zhǎng)。自1月累計(jì)用戶超過(guò)1億,AI迎來(lái)快速發(fā)展。隨著AIGC率先在傳媒、電商、影視等數(shù)字化程度高、內(nèi)容需求豐富的行業(yè)取得重大創(chuàng)新發(fā)展,與此同時(shí),金融、醫(yī)療、工業(yè)等各領(lǐng)域4數(shù)據(jù)來(lái)源:InternationalTelecommunication(ITU),GlobalConnectivityRep5數(shù)據(jù)來(lái)源:InternationalTelecommunication(ITU),GlobalConnectivityRep6數(shù)據(jù)來(lái)源:InternationalEnergyAgencAIGC的應(yīng)用也都在快速發(fā)展,AI應(yīng)用的普及將成為全球的重要電力需求增長(zhǎng)來(lái)源。根據(jù)國(guó)際能源署(IEA)于2024年1月公開(kāi)發(fā)布的《2024年電力報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示,全球數(shù)據(jù)中心、加密貨幣、AI等相關(guān)電力需求將從2022年的460TWh上升至2026年的620-1050TWh,4年CAGR為9.6%-22.9%7,數(shù)據(jù)中心和人工智能消耗全球總用電量占比明顯跳升。來(lái)源:InternationalEnergyAgency(IETelecommunication(ITU),GlobalConnectivity7數(shù)據(jù)來(lái)源:InternationalEnergyAgenc來(lái)源:InternationalEne全球數(shù)據(jù)中心能效水平進(jìn)一步提升,持續(xù)下行空間有限。根據(jù)UptimeInstitute統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),隨著老舊數(shù)據(jù)中心廣泛應(yīng)用冷熱空氣隔離、優(yōu)化冷卻控制和提高送風(fēng)溫度等措施,推動(dòng)全球PUE從2007年的2.5迅速下降至2014年的1.65。2014年至今,空氣冷卻仍然占據(jù)數(shù)據(jù)中心冷卻主導(dǎo)地位,全球PUE持續(xù)下降空間已明顯縮窄,導(dǎo)致整體用電量的節(jié)約幅度明顯弱于2007-2014年期間的水平。全球超大型數(shù)據(jù)中心加速建設(shè),推動(dòng)數(shù)據(jù)中心PUE進(jìn)一步優(yōu)化。隨著技術(shù)以及商業(yè)模式發(fā)展,數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)形態(tài)從機(jī)柜租賃轉(zhuǎn)為算力租賃,這要求算力更為高效和集約部署,推動(dòng)全球超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心加速建設(shè),并帶動(dòng)一批老舊小數(shù)據(jù)中心淘汰關(guān)停。根據(jù)Gartner的數(shù)據(jù),2022年全球數(shù)據(jù)中心數(shù)量從2015年的45萬(wàn)個(gè)縮減至2022年的43萬(wàn)個(gè)。SynergyResearch數(shù)據(jù)顯示,截止到2023年底,大型數(shù)據(jù)中心數(shù)量增加到992個(gè),并在2024年初增長(zhǎng)到超過(guò)1000個(gè),比2018年數(shù)量增長(zhǎng)了一倍。全球大型和超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心集約化建設(shè),帶動(dòng)全球數(shù)據(jù)中心PUE不斷下降。我國(guó)數(shù)據(jù)中心耗能水平呈下降趨勢(shì),中西部地區(qū)綠色算我國(guó)數(shù)據(jù)中心810萬(wàn)在用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架總耗電量達(dá)到1500億KWh。國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,2023年全社會(huì)用電量92241億千瓦時(shí),同比增長(zhǎng)6.7%,因此,數(shù)據(jù)中心在用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架總耗電量占全社會(huì)用電1.6%,數(shù)據(jù)中心碳排放總量為0.84億噸。我國(guó)數(shù)據(jù)中心廣泛采用的自然冷源利用、優(yōu)化冷卻控制、提高供電效率等能效措施取得明顯成效。據(jù)測(cè)算,2023年我國(guó)數(shù)相比有進(jìn)一步提升。其中,東北、華北等北部地區(qū)充分利用自然風(fēng)冷等自然資源優(yōu)勢(shì),平均PUE分別為1.40與1.39,遠(yuǎn)低于華南、華中等南部地區(qū)平均PUE1.53與1.54。與此同時(shí),為引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展,助力實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo),國(guó)家層面通過(guò)示范遴選一批能效水平高且綠色低碳、布局合理、技術(shù)先進(jìn)、管理完善、代表性強(qiáng)的數(shù)據(jù)中心,推動(dòng)各地綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)。中西部地區(qū)綠色數(shù)據(jù)中心發(fā)展迅猛,根據(jù)工業(yè)和信息化部統(tǒng)計(jì)最新公示的《2023年度國(guó)家綠色數(shù)據(jù)中心名單》,2023年度共遴選了50個(gè)國(guó)家綠色數(shù)據(jù)中心,其中,中西部地區(qū)入選“國(guó)家綠色數(shù)據(jù)中心”數(shù)量占比持續(xù)提升,從第一批占比26.6%增長(zhǎng)到第五批的占比46%。(二)制冷:液冷和自然冷源利用成為降低能耗的重要手段利用自然冷源是近年業(yè)界日益重視的探索方向。數(shù)據(jù)中心一年四季都需要制冷,冬季及過(guò)渡季節(jié)室外溫度低于室內(nèi)溫度時(shí),自然界存在著豐富的冷源,合理開(kāi)發(fā)利用自然冷源是降低數(shù)據(jù)中心能耗,降低機(jī)房PUE關(guān)鍵性措施。自然冷卻主要包括空氣側(cè)自然冷卻技術(shù),水側(cè)自然冷卻技術(shù),氟側(cè)自然冷卻技術(shù),以及二氧化碳載冷技術(shù)等。其中,新風(fēng)直接自然冷卻作為最直接的自然冷卻方式,可直接利用新風(fēng)系統(tǒng),將室外冷風(fēng)供應(yīng)到數(shù)據(jù)中心,減少換熱流程。目前,新風(fēng)直接自然冷卻技術(shù)已經(jīng)在部分地區(qū)得到了應(yīng)用,如雅虎在紐約地區(qū)數(shù)據(jù)中心采用全新風(fēng)自然冷卻技術(shù),PUE可達(dá)1.08。直接水側(cè)自然冷卻技術(shù)應(yīng)用穩(wěn)步推廣。直接水側(cè)自然冷卻系統(tǒng)直接抽取較為冷且恒定湖、海水等自然低溫水,將冷卻源直接引入數(shù)據(jù)中心,在冷卻的過(guò)程中不對(duì)內(nèi)部環(huán)境造成影響,可最大化使用自然冷源,取得良好的節(jié)能效益,受到業(yè)界關(guān)注。Google位于芬蘭的數(shù)據(jù)中心采用了海水冷卻方式,利用水下通道將海水運(yùn)輸至數(shù)據(jù)中心,并混合熱水進(jìn)行調(diào)溫,以達(dá)到適合數(shù)據(jù)中心冷卻的溫度,年均PUE約為1.14。自然冷源選擇需要考慮數(shù)據(jù)中心布局建設(shè)所在地的氣候及溫濕度條件等因素。我國(guó)華北、西北及東北等地區(qū),室外氣溫低于10℃的天數(shù)全年占比可觀,“東數(shù)西算”規(guī)劃布局中,十個(gè)國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)集群所在區(qū)域在氣候環(huán)境都有比較優(yōu)勢(shì),利用當(dāng)?shù)刈匀焕湓床粌H能夠節(jié)省機(jī)械制冷的能耗,而且自然冷源供給充足、無(wú)污染,屬于綠色冷源。液冷技術(shù)成為數(shù)據(jù)中心高效制冷熱點(diǎn)方向。隨著市場(chǎng)主流芯片功耗密度持續(xù)提升,傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱技術(shù)已難以滿足當(dāng)前的高密度計(jì)算散熱需求,液冷技術(shù)將高比熱容的液體作為熱量傳輸媒介,直接或間接接觸發(fā)熱器件,縮短送風(fēng)距離,傳熱路徑短,換熱效率高,成為AI時(shí)代支撐高密度部署、應(yīng)對(duì)節(jié)能挑戰(zhàn)的重要途徑。目前,冷板液冷和浸沒(méi)式液冷是數(shù)據(jù)中心行業(yè)應(yīng)用的兩種主流液冷技術(shù)。冷板式液冷技術(shù)已形成相對(duì)成熟的解決方案。冷板式液冷作為非接觸式液冷,通過(guò)液冷板將發(fā)熱器件的熱量間接傳遞給封閉在循環(huán)管路中的冷卻液體帶走熱量。冷板式液冷對(duì)于服務(wù)器芯片組件及附屬部件改動(dòng)較小,主要途徑為加裝液冷模塊,采用集中式或分布式CDU供液、Manifold分液,對(duì)芯片、內(nèi)存等部件進(jìn)行精準(zhǔn)制冷。浸沒(méi)式液冷技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用。浸沒(méi)式液冷是將發(fā)熱電子元器件直接浸沒(méi)在非導(dǎo)電冷卻工質(zhì)中,通過(guò)冷卻工質(zhì)循環(huán)流動(dòng)來(lái)進(jìn)行散熱的接觸式冷卻技術(shù),可實(shí)現(xiàn)100%液體冷卻,散熱節(jié)能優(yōu)勢(shì)明顯。未來(lái)隨著浸沒(méi)式液冷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)、應(yīng)用部署成本降低,將進(jìn)入大規(guī)模商用加速(三)供配電:降低傳輸損耗是供配電系統(tǒng)節(jié)能重點(diǎn)方向提升供電設(shè)備負(fù)載能力可優(yōu)化供電系統(tǒng)整體效率。數(shù)據(jù)中心傳統(tǒng)的供配電系統(tǒng)組成復(fù)雜,包括變壓器、UPS、配電柜等多套設(shè)備,同時(shí)傳統(tǒng)UPS供電方案電能損耗較大,能效水平不高。提升單一設(shè)備能效,如發(fā)展節(jié)能型變壓器以及高效交流不間斷電源,可有效提升數(shù)據(jù)中心供電效率。以非晶合變壓器為代表的節(jié)能變壓器與普通變壓器相比,具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和低損耗的特點(diǎn),去磁與被磁化的過(guò)程極易完成,可降低損耗、增加有效載荷,比315KVA硅鋼磁芯變壓器在空載或負(fù)載時(shí)下降40%-60%的損耗。UPS的增強(qiáng)型ECO模式(Ecology、Conservation和Optimization)讓UPS在減少電源保護(hù)的情況下運(yùn)行,可實(shí)現(xiàn)高達(dá)99%的效率,當(dāng)旁路輸入異常時(shí),0ms切換至電池供電,旁路輸入恢復(fù)正常,0ms切換回旁路供電,整流單元正常充電,使UPS運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)狀態(tài)系統(tǒng)架構(gòu)重構(gòu)提升供電系統(tǒng)能效逐漸在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。集成式電力模塊作為一種供、配電一體化解電力監(jiān)控等多個(gè)變配電設(shè)備和電源系統(tǒng)的全部功能進(jìn)行集約整合,通過(guò)一體化設(shè)計(jì)減少占地和供電級(jí)數(shù),縮短供電鏈路和部署工期,形成功能更加完備的全融合型電源系統(tǒng)。聯(lián)通位于德清的數(shù)據(jù)中心采用融合型智能電力模組,從變壓器出線柜逐級(jí)到UPS輸出,全部柜體并排安裝,柜體之間全部采用銅排母線連接,銅排母線與配電柜體整合設(shè)計(jì)制造,簡(jiǎn)約了級(jí)間保護(hù)的重復(fù)設(shè)置,解決了傳統(tǒng)攢機(jī)方案相鄰柜體間電纜上下翻折、降低線路和配電損耗的問(wèn)題;同時(shí)采用一級(jí)能效變壓器、高效模塊化UPS及動(dòng)態(tài)在線功能提升整體電力模組運(yùn)行效率。(四)運(yùn)維:智能化能效管理助推數(shù)據(jù)中心邁向精準(zhǔn)節(jié)智能化運(yùn)維管理助力數(shù)據(jù)中心走向能源效率精準(zhǔn)管理。智能化運(yùn)維管理系統(tǒng)可以根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)匹配合理的服務(wù)容量與資源,應(yīng)用數(shù)據(jù)分析手段改善電能利用率、制冷供冷效率,避免資源的閑置與浪費(fèi)。一方面,采用數(shù)字化3D、數(shù)字孿生等新技術(shù),集中管理數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施層面的物理設(shè)備,結(jié)合全方位實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)感知計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等資源的使用情況及能耗水平,通過(guò)全局可視化幫助管理者把握數(shù)據(jù)中心運(yùn)行狀態(tài),發(fā)現(xiàn)任何異常或潛在的能源浪費(fèi)可及時(shí)采取措施應(yīng)對(duì),實(shí)現(xiàn)全生命周期端到端的能耗能效能力對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化分析,整合預(yù)訓(xùn)練好的深度學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)模型,結(jié)合運(yùn)維專家能效調(diào)優(yōu)的經(jīng)驗(yàn)協(xié)助動(dòng)態(tài)匹配機(jī)房負(fù)載和環(huán)境參數(shù),可自動(dòng)推理暖通系統(tǒng)最低能耗運(yùn)行參數(shù)。同時(shí),輸出的結(jié)果可及時(shí)反哺節(jié)能模型,推動(dòng)節(jié)能模型不斷迭代,優(yōu)化節(jié)能策略。目前,以華為、阿里巴巴、騰訊、秦淮數(shù)據(jù)為代表的企業(yè)逐漸在AI能效調(diào)優(yōu)方向落地實(shí)踐,開(kāi)展數(shù)據(jù)中心用能監(jiān)測(cè)分析與負(fù)荷預(yù)測(cè)。(五)資源回收:回收技術(shù)助力綠色算力變碳為能數(shù)據(jù)中心資源回收技術(shù)創(chuàng)新不僅可以有效降低數(shù)據(jù)中心的能源消耗,同時(shí)也降低溫室氣體的排放,助力綠色算力變碳為能。目前,數(shù)據(jù)中心資源回收主要包括廢熱回收和廢水等資源回收。余熱回收主要分為空氣余熱回收和水余熱回收兩種方式??諝庥酂峄厥帐窃跀?shù)據(jù)中心內(nèi)設(shè)置空氣余熱回收器,將排出的空氣經(jīng)過(guò)余熱回收器的過(guò)濾處理,回收產(chǎn)生的廢熱以便再利用。水余熱回收是在數(shù)據(jù)中心內(nèi)設(shè)置水余熱回收裝置,將數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的廢水進(jìn)行處理,使其轉(zhuǎn)化為符合條件的熱量,再通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行回收利用。一方面,余熱回收技術(shù)可有效降低數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)和園區(qū)供熱系統(tǒng)的能耗,提高能源綜合利用率;另一方面,回收的熱量也可銷售,攤薄數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)成本,產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí),水資源回收利用也日益成為行業(yè)關(guān)注焦點(diǎn)。根據(jù)UptimeInstitute發(fā)布的數(shù)據(jù),單個(gè)大型數(shù)據(jù)中心每年的用水量高達(dá)675萬(wàn)加侖。廢水資源回收技術(shù)應(yīng)用能夠有效減少數(shù)據(jù)中心耗水量,提高水利用效率。通過(guò)排污水再回收、雨水回收兩種途徑,可提高非傳統(tǒng)水源利用效率,減少數(shù)據(jù)中心外部水源的輸入量。對(duì)于排污水再回收,由于空調(diào)或者冷卻的排污水水質(zhì)具有高鹽分、高硬度、高堿度等特點(diǎn),需采用膜法處理改變濃縮倍數(shù),降低排污水的無(wú)機(jī)鹽含量后再次回到循環(huán)水或其他用水點(diǎn),可有效降低數(shù)據(jù)中心水資源消耗。對(duì)于雨水回收,將雨水作為一種資源回收利用,回收后的雨水經(jīng)過(guò)凈化、消毒等處理后,可以作為市政供水的一種有效補(bǔ)充。五、算能協(xié)同綠色化發(fā)展態(tài)勢(shì)(一)可再生能源利用:有效降低算力基礎(chǔ)設(shè)施碳排放全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型拐點(diǎn)初步顯現(xiàn),龍頭算力企業(yè)積極探索可再生能源100%利用。根據(jù)全球能源智庫(kù)Ember基于多國(guó)數(shù)據(jù)集(包括國(guó)際能源署、歐盟統(tǒng)計(jì)局、聯(lián)合國(guó)以及各個(gè)國(guó)家統(tǒng)計(jì)部門數(shù)據(jù))發(fā)布《2024全球電力評(píng)論》顯示,2023年得益于太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電量的增長(zhǎng),可再生能源發(fā)電量在全球發(fā)電量中的占比達(dá)到了前所未有的30%,2023年或?qū)⒊蔀殡娏π袠I(yè)碳排放量達(dá)到峰值的標(biāo)志性轉(zhuǎn)折點(diǎn),比2007年的峰值低12%。值得一提的是,我國(guó)在2023年對(duì)全球風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電增長(zhǎng)作出巨大的貢獻(xiàn),新增太陽(yáng)能發(fā)電占全球總量的51%,新增風(fēng)能占比更是達(dá)到60%。龍頭科技和算力企業(yè)紛紛積極探索可再生能源100%利用,美國(guó)十大互聯(lián)網(wǎng)及算力進(jìn)一步降低了數(shù)據(jù)中心碳排放。亞馬遜、微軟、Salesforce等其他7家領(lǐng)先互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也承諾在2025-2035年之間實(shí)現(xiàn)100%可再生能源應(yīng)用率。我國(guó)可再生能源高質(zhì)量躍升發(fā)展,綠色能源資源稟賦與算力用電負(fù)荷時(shí)空仍需適配。近年來(lái),我國(guó)大力發(fā)展可再生能源,新型能源體系加快構(gòu)建。2023年,我國(guó)可再生能源發(fā)展出現(xiàn)歷史性變化,總裝機(jī)達(dá)15億千瓦,在全國(guó)發(fā)電總裝機(jī)中占比過(guò)半,超過(guò)火電裝機(jī)8。新能源配建儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模約1236萬(wàn)千瓦9,主要分布在內(nèi)蒙古、新疆、甘肅等新能源發(fā)展較快的省區(qū)。其中,西藏、青海、新疆、內(nèi)蒙古南部、山西、陜西北部、河北、山東、遼寧、廣東東南部等地區(qū)的太陽(yáng)能資源相對(duì)富集。內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、甘肅、新疆、河北及沿海等地風(fēng)能資源分布廣泛。但目前算力資源和需求仍集中在東部地區(qū),綠色電力富集地區(qū)與算力用電負(fù)荷地區(qū)仍020.9%表4全國(guó)及主要省市可再生能源發(fā)電當(dāng)前我國(guó)數(shù)據(jù)中心可再生能源推廣利用仍處于起步階段。當(dāng)前我國(guó)數(shù)據(jù)中心可再生能源推廣利用仍有較大潛力空間。根據(jù)《綠色數(shù)據(jù)中心政府采購(gòu)需求標(biāo)準(zhǔn)(試行)》,數(shù)據(jù)中心使用的可再生能源使用比例應(yīng)逐年增加,2023年可再生能源最低使用率5%、2025年30%,2027年50%、2030年75%、2032年達(dá)到100%。11數(shù)據(jù)中心行業(yè)一直在積極應(yīng)用可再生能源電力。阿里巴巴、騰訊、百度、秦淮數(shù)據(jù)、萬(wàn)國(guó)數(shù)據(jù)等企業(yè)積極探索通過(guò)可再生能源專線供電、開(kāi)展可再生能源電力交易或可再生能源綠色電力證書(shū)交易等方式提高可再生能源利用比例。(二)綠電綠證交易:全面推動(dòng)算力產(chǎn)業(yè)綠色用能全球ICT行業(yè)積極投入綠電交易,數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商通過(guò)綠電交易降低碳足跡。全球ICT行業(yè)的能源消耗量與二氧化碳排放量逐年增長(zhǎng),上游能源短缺和成本上升,下游數(shù)據(jù)流量需求旺盛,將給ICT行業(yè)帶來(lái)雙重壓力。ICT行業(yè)在可再生能源項(xiàng)目上投入了大量資金,以保護(hù)自己免受電價(jià)波動(dòng)影響,減少對(duì)環(huán)境的影響,并提高其品牌聲譽(yù)。超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商主要通過(guò)簽署數(shù)據(jù)中心可再生能源電力購(gòu)買協(xié)和谷歌已簽訂超過(guò)38W的合同,以匹配其當(dāng)年以數(shù)據(jù)中心為主的全部電力運(yùn)營(yíng)消耗。我國(guó)數(shù)據(jù)中心綠電綠證交易仍有較大發(fā)展?jié)摿?。?021年9月啟動(dòng)試點(diǎn)以來(lái),我國(guó)綠電交易政策體系持續(xù)完善,綠電交易市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,截至2023年底,國(guó)網(wǎng)經(jīng)營(yíng)區(qū)累計(jì)成交綠電規(guī)模830億千瓦時(shí)12。數(shù)據(jù)中心已發(fā)展成為綠電交易的主要參與者,國(guó)網(wǎng)青海電力充分發(fā)掘綠電交易需求,通過(guò)“e-交易”平臺(tái)組織省內(nèi)平價(jià)光伏電站和大數(shù)據(jù)企業(yè)參與綠色電力交易,2023年累計(jì)成交電量0.46億千瓦時(shí)13?;ヂ?lián)網(wǎng)頭部企業(yè)綠電交易意愿強(qiáng),規(guī)模大,如阿里云自2021年9月參加國(guó)內(nèi)首次市場(chǎng)化綠電交易后,顯著提高了自建數(shù)據(jù)中心清潔能源的使用比例。2023財(cái)年,阿里云自建數(shù)據(jù)中心的清潔能源電力占比為53.9%,減碳量達(dá)110.5萬(wàn)噸,處于同業(yè)領(lǐng)先水平14。2023年騰訊數(shù)據(jù)中心可再生能源設(shè)施總裝機(jī)容量達(dá)52.2兆瓦,同比增長(zhǎng)166.3%,共采購(gòu)綠電約60.4萬(wàn)兆瓦時(shí),避免碳排放約34.5噸15。綠證是我國(guó)可再生能源電量環(huán)境屬性的唯一證明,是認(rèn)定可再生能源電力生產(chǎn)、消費(fèi)的唯一憑證,是為綠色算力發(fā)展提供綠色電力消費(fèi)的權(quán)威證明。根據(jù)國(guó)家能源局公布數(shù)據(jù),截至2022年底,全國(guó)累計(jì)核發(fā)綠證約5954萬(wàn)個(gè),累計(jì)交易數(shù)量1031萬(wàn)個(gè)。伴隨綠電綠證交易規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,數(shù)據(jù)中心企業(yè)參與度仍有待提升。(三)儲(chǔ)能和微電網(wǎng):顯著提升能源供應(yīng)安全穩(wěn)定性儲(chǔ)能成為降低算力中心電力成本的重要技術(shù)。算力中心儲(chǔ)能技術(shù)是指用于存儲(chǔ)電能并在需要時(shí)釋放以滿足數(shù)據(jù)中心電力需求的技術(shù),應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯。儲(chǔ)能可以替代柴發(fā)進(jìn)行應(yīng)急,作為數(shù)據(jù)中心的備用電源,能夠在市電斷電時(shí),提供穩(wěn)定的供電;儲(chǔ)能能夠成為數(shù)據(jù)中心的一路主供電源,通過(guò)并網(wǎng)為數(shù)據(jù)中心提供高安全性的日常供電。數(shù)據(jù)中心還可利用儲(chǔ)能系統(tǒng)在波谷時(shí)存儲(chǔ)電力,并在高峰期利用,參與電力市場(chǎng)調(diào)峰、輔助調(diào)頻等,使數(shù)據(jù)中心從中獲益。儲(chǔ)能電池和儲(chǔ)能系統(tǒng)目前受到算力行業(yè)廣泛關(guān)注。儲(chǔ)能電池是實(shí)現(xiàn)電能存儲(chǔ)和釋放主要載體,可提供備用電源和平衡電力負(fù)載。當(dāng)前鉛酸電池在我國(guó)數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能領(lǐng)域的市場(chǎng)占有率超過(guò)90%,與鉛酸電池方案相比,磷酸鐵鋰電池壽命長(zhǎng)達(dá)10年,且體積是鉛酸蓄電池2/3、重量是其1/3,可有效儲(chǔ)能系統(tǒng)通常由儲(chǔ)能電池組、能量轉(zhuǎn)換器、控制器、監(jiān)控系統(tǒng)等組成,提供綜合能源管理功能,幫助數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)更加高效可靠的能源管理。目前主流數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能系統(tǒng)包括不同功率的液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)、風(fēng)冷儲(chǔ)能系統(tǒng)、儲(chǔ)能電池集成系統(tǒng)等。如科創(chuàng)儲(chǔ)能推出的浸沒(méi)式液冷儲(chǔ)能系統(tǒng),具備UPS功能,并給其精密空調(diào)供電,增加數(shù)據(jù)中心應(yīng)急電源的容量和備用時(shí)間,延長(zhǎng)供電時(shí)間,降低UPS系統(tǒng)的投資成本,充放電深度可達(dá)100%,系統(tǒng)效率可達(dá)90%以上,循環(huán)壽命提升30%以上,預(yù)計(jì)十年累計(jì)減少二氧化碳排放量100萬(wàn)千克以上。電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)在數(shù)據(jù)中心儲(chǔ)能系統(tǒng)中仍是主流技術(shù),液流電池、重力儲(chǔ)能、氫儲(chǔ)能等長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)未來(lái)可期。液流電池儲(chǔ)能技術(shù)相對(duì)成熟,基本具備大規(guī)模開(kāi)發(fā)技術(shù)條件。500kW/4000kWh鐵鉻液流電池儲(chǔ)能項(xiàng)目成功交付,標(biāo)志著鐵鉻液流電池儲(chǔ)能技術(shù)從試點(diǎn)示范邁向規(guī)模化商業(yè)應(yīng)用。重力儲(chǔ)能是一種利用重物的重力勢(shì)能來(lái)儲(chǔ)存電能的方式,河北懷來(lái)25MW/100MWh重力儲(chǔ)能項(xiàng)目是全球首個(gè)服務(wù)于數(shù)據(jù)中心的重力儲(chǔ)能項(xiàng)目,利用人工智能算法控制儲(chǔ)能塊的移動(dòng),實(shí)現(xiàn)勢(shì)能與電能的相互轉(zhuǎn)化,可連續(xù)儲(chǔ)存4小時(shí)電量,儲(chǔ)能規(guī)模為100MWh。氫儲(chǔ)能技術(shù)是唯一具備物質(zhì)和能量雙重屬性的儲(chǔ)能技術(shù),是僅有的儲(chǔ)能容量能達(dá)到太瓦級(jí)、可跨季節(jié)儲(chǔ)存的能力儲(chǔ)備方式。蘋果、谷歌、Equinix等國(guó)外企業(yè)的探索應(yīng)用已證實(shí)了氫能數(shù)據(jù)中心的可行性,隨著可再生能源電力和氫能成本的下降,未來(lái)氫能在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域?qū)⑵鸬街匾饔?。微電網(wǎng)為數(shù)據(jù)中心綠色能源的穩(wěn)健供應(yīng)保駕護(hù)航。微電網(wǎng)是指由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、負(fù)荷、監(jiān)控和保護(hù)裝置等組成的小型發(fā)配電系統(tǒng),既可與大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行,也能在電網(wǎng)故障或需要時(shí)與主網(wǎng)斷開(kāi)單獨(dú)運(yùn)行。數(shù)據(jù)中心基于微電網(wǎng)系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)能量供需的精確平衡和調(diào)度優(yōu)化,從而提高能源利用效率。騰訊天津高新云數(shù)據(jù)中心分布式新能源微電網(wǎng)項(xiàng)目總裝機(jī)容量達(dá)10.54兆瓦,年產(chǎn)零碳綠電量1200萬(wàn)度,相當(dāng)于6000個(gè)家庭一年用電量。(四)算能協(xié)同及算力調(diào)度:促進(jìn)算力和能源協(xié)同聯(lián)動(dòng)調(diào)度通過(guò)算力資源的動(dòng)態(tài)調(diào)度和統(tǒng)籌優(yōu)化提升資源利用率是算力綠色發(fā)展新方向。算力調(diào)度是通過(guò)構(gòu)建算力、存力、網(wǎng)絡(luò)資源的智能調(diào)度平臺(tái),根據(jù)計(jì)算任務(wù)的需求,合理分配和管理計(jì)算資源,采用分布式、異構(gòu)算力虛擬化、云原生等方案,實(shí)現(xiàn)模塊化部署、池化共享、智能化調(diào)度,提高計(jì)算資源的利用率和靈活性,利用算力感知、算網(wǎng)編排、算力路由等技術(shù),針對(duì)算力業(yè)務(wù)需求,根據(jù)全域?qū)崟r(shí)的算、網(wǎng)、數(shù)據(jù)資源以及云、邊、端分布情況,靈活、動(dòng)態(tài)地計(jì)算最優(yōu)協(xié)同策略與調(diào)度路徑,減少部分閑置資源的無(wú)負(fù)載運(yùn)行,大幅降低設(shè)備的運(yùn)行成本和能源消耗,實(shí)現(xiàn)算力資源動(dòng)態(tài)調(diào)配、優(yōu)化利用和精準(zhǔn)匹配,已成為算力綠色發(fā)展新趨勢(shì)和方向。各地積極建設(shè)算力調(diào)度平臺(tái),推動(dòng)算力綠色高效利用。目前,包括地方政府、科研機(jī)構(gòu)、社會(huì)團(tuán)體、算力企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)交換中心等多方主體積極布局算力調(diào)度領(lǐng)域。在地方層面,自2022年底開(kāi)始,“東數(shù)西算”國(guó)家一體化算力網(wǎng)絡(luò)樞紐節(jié)點(diǎn)紛紛開(kāi)啟算力調(diào)度工作,其他非樞紐節(jié)點(diǎn)地區(qū)也紛紛開(kāi)始開(kāi)展布局算力調(diào)度平臺(tái)。在企業(yè)層面,基礎(chǔ)電信運(yùn)營(yíng)商及云服務(wù)商依托自身在網(wǎng)絡(luò)及云資源的優(yōu)勢(shì)聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈上下游建設(shè)算力調(diào)度平臺(tái),對(duì)算網(wǎng)資源的開(kāi)展智能調(diào)度和優(yōu)化。在第三方機(jī)構(gòu)層面,科研機(jī)構(gòu)、社會(huì)團(tuán)隊(duì)和互聯(lián)網(wǎng)交換中心等第三方機(jī)構(gòu)自身不擁有網(wǎng)絡(luò)資源、算力資源,憑借第三方中立的身份更有利于開(kāi)展算力調(diào)度服務(wù),尤其適合中小型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商、算力服務(wù)商抱團(tuán)發(fā)展,也推動(dòng)算力調(diào)度發(fā)展模式臺(tái)內(nèi)蒙古和林格爾新區(qū)“多云”線布算力和能源系統(tǒng)協(xié)同調(diào)度對(duì)綠色算力輸出具有重要作用。數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)80%綠電且要保證能源的高效利用,離不開(kāi)與電力的深度融合,“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”可精確控制用電負(fù)荷和儲(chǔ)能資源,解決清潔能源消納及其產(chǎn)生的電網(wǎng)波動(dòng)性等問(wèn)題。數(shù)據(jù)中心綜合能源系統(tǒng)是一種將多種能源資源和能源管理技術(shù)結(jié)合起來(lái),以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心能源的高效利用和管理的系統(tǒng)。對(duì)比源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化更側(cè)重于電力和儲(chǔ)能之間的整合,無(wú)法應(yīng)對(duì)突發(fā)的能源波動(dòng)或負(fù)載波動(dòng),綜合能源系統(tǒng)能夠通過(guò)統(tǒng)籌調(diào)度算力與電力解決同一站點(diǎn)內(nèi)源、荷、儲(chǔ)缺乏協(xié)同,能源運(yùn)營(yíng)效益未得到有效開(kāi)發(fā)的問(wèn)題。阿里巴巴和華北電力大學(xué)聯(lián)合實(shí)現(xiàn)行業(yè)首次數(shù)據(jù)中心和電力系統(tǒng)以促進(jìn)可再生能源消納為目標(biāo)的協(xié)同調(diào)度。在電力系統(tǒng)調(diào)峰信號(hào)的引導(dǎo)下,將位于江蘇省南通數(shù)據(jù)中心部分算力負(fù)載轉(zhuǎn)移至河北省張北數(shù)據(jù)中心,完成跨區(qū)域算力-電力優(yōu)化調(diào)度驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),有效增加華北電網(wǎng)可再生能源消納。中國(guó)移動(dòng)浙江公司首創(chuàng)通信站點(diǎn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化能源體系,以源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化為依托,推進(jìn)能源運(yùn)營(yíng)從被動(dòng)用電向主動(dòng)調(diào)度轉(zhuǎn)型。算力、能源、熱力協(xié)同耦合的算力綜合能源系統(tǒng)是新的發(fā)展方向。數(shù)據(jù)中心在消費(fèi)巨量電力的同時(shí),其GPU、CPU以及IT設(shè)備散產(chǎn)生大量的中低溫余熱。隨著綜合能源系統(tǒng)不斷創(chuàng)新實(shí)踐,帶動(dòng)數(shù)據(jù)中心算力與能源互動(dòng)協(xié)同,有效利用數(shù)據(jù)中心能源消費(fèi)側(cè)海量低溫余熱,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心算力與能源、熱力的耦合互動(dòng)以及多目標(biāo)下的最優(yōu)運(yùn)行將成為數(shù)據(jù)中心節(jié)能減碳的關(guān)鍵。美國(guó)能源部最早開(kāi)展了用戶側(cè)冷、熱、電負(fù)荷的需求側(cè)響應(yīng)和管理;日本建立的智能工業(yè)園區(qū)示范工程,將電力、燃?xì)?、供?供冷等多種能源系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合,通過(guò)多能源協(xié)調(diào)調(diào)度,提升企業(yè)能效、滿足用戶多能源的高效利用。因此,基于綜合能源系統(tǒng)的理念、技術(shù)和模式,圍繞數(shù)據(jù)中心構(gòu)建算力綜合能源系統(tǒng),可在源荷儲(chǔ)數(shù)智化管理的基礎(chǔ)上,利用熱泵、吸收式制冷、蓄冷蓄熱等技術(shù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心余熱再利用。數(shù)據(jù)中心通過(guò)需求響應(yīng)等方式有效減少用電量和熱能的浪費(fèi),實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排與提質(zhì)增效。六、算用協(xié)同綠色化發(fā)展態(tài)勢(shì)(一)算用協(xié)同賦能產(chǎn)業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型賦能工業(yè)綠色化發(fā)展。我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域能源消費(fèi)占總量2/3左右,碳排放量占比70%左右,是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的術(shù)融合以數(shù)字化轉(zhuǎn)型驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)方式變革,從能源消費(fèi)低碳化、資源利用循環(huán)化、生產(chǎn)過(guò)程清潔化等方面助力工業(yè)節(jié)能減排,全面提升工業(yè)綠色低碳技術(shù)創(chuàng)新、綠色制造和運(yùn)維服務(wù)水平,推動(dòng)工業(yè)經(jīng)濟(jì)綠色低碳發(fā)展。例如新華粵集團(tuán)圍繞能耗管理、碳資產(chǎn)管理、節(jié)能減排三大場(chǎng)景構(gòu)建能耗雙碳管理平臺(tái),采用“云、管、邊、端”的架構(gòu),通過(guò)采集電表、水表、蒸汽表等能耗數(shù)據(jù),在邊緣計(jì)算層對(duì)能耗數(shù)據(jù)計(jì)算,實(shí)現(xiàn)設(shè)備利用率提升12%,生產(chǎn)效率提升13%,預(yù)估2023年碳減排量為8900噸,實(shí)現(xiàn)碳資產(chǎn)增值50萬(wàn)元。賦能建筑業(yè)節(jié)能降碳。我國(guó)建筑能耗約占全社會(huì)能源消費(fèi)的28%~30%,在建筑運(yùn)行階段碳排放占全社會(huì)總排放比例為22%?!熬G色建造”和“高質(zhì)量發(fā)展”是“十四五”規(guī)劃對(duì)建筑業(yè)提出的新要求,為實(shí)現(xiàn)“智能、綠色、安全、高質(zhì)量、可持續(xù)”等具體發(fā)展目標(biāo),建筑行業(yè)正面臨著達(dá)成行業(yè)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)AEC(即建筑、工程和施工)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的雙重挑戰(zhàn)。算力與數(shù)字技術(shù)融合對(duì)建筑業(yè)的節(jié)能減排具有重要作用,在建筑建造階段,將云計(jì)算、BIM(建筑信息改善傳統(tǒng)工地施工現(xiàn)場(chǎng)粗放管控角度,實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)境保護(hù)。在建筑運(yùn)行階段,基于智能燈具、智能傳感控制器及智能照明物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)打造新型智能建筑,可實(shí)現(xiàn)建筑的零碳照明。(二)算用協(xié)同賦能居民低碳環(huán)保生活賦能綠色出行。交通領(lǐng)域碳排放約占全球碳排放總量的四分之一,受到各國(guó)的高度重視。在我國(guó),交通運(yùn)輸領(lǐng)域的碳排放量大約占我國(guó)碳排放總量的10%,道路交通在交通全行業(yè)碳排放中的占比約80%,且仍處于快速發(fā)展階段。隨著“雙碳”目標(biāo)的進(jìn)一步落地,以道路交通為主的交通行業(yè)綠色化轉(zhuǎn)型勢(shì)在必行。算用協(xié)同賦能綠色出行,通過(guò)以數(shù)據(jù)算力優(yōu)化交通運(yùn)力,將人、車、線、站、路、停車場(chǎng)等多方面數(shù)據(jù)傳遞給城市交通的“智慧大腦”,形成分級(jí)決策方案,讓交通系統(tǒng)更智能,公交出行更高效、自駕出行更環(huán)保,為減緩道路交通碳排放持續(xù)增長(zhǎng)提供了重要路徑。賦能綠色就醫(yī)?!禜ealthcare’sClimateFootprint》報(bào)告指出,醫(yī)療機(jī)構(gòu)的碳足跡相當(dāng)于全球凈排放量的4.4%(約為20億噸二氧化碳當(dāng)量),其中我國(guó)醫(yī)療機(jī)構(gòu)的碳排放總量位列全球第三。在“雙碳”戰(zhàn)略背景下,持續(xù)提升用能效率,打造綠色、友好的醫(yī)療及工作環(huán)境是當(dāng)前我國(guó)醫(yī)療機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要方向。算力與數(shù)字技術(shù)融合在賦能醫(yī)療領(lǐng)域的廣泛深度應(yīng)用,通過(guò)覆蓋醫(yī)院內(nèi)外全場(chǎng)景、全流程實(shí)踐,為醫(yī)學(xué)影像、藥物研發(fā)、輔助診斷、精準(zhǔn)醫(yī)療、健康管理、醫(yī)療信息化、醫(yī)療機(jī)器人等場(chǎng)景提供靈活高效的支撐,全面提高醫(yī)療服務(wù)質(zhì)效,提升患者就診體驗(yàn),極大便利了居民綠色就醫(yī)。(三)算用協(xié)同賦能城鄉(xiāng)綠色智慧發(fā)展賦能生態(tài)環(huán)境治理。當(dāng)前,算用協(xié)同賦能生態(tài)文明建設(shè)已成為提升生態(tài)環(huán)境治理現(xiàn)代化水平、全面推進(jìn)美麗中國(guó)建設(shè)、加快推進(jìn)人與自然和諧共生的現(xiàn)代化的關(guān)鍵所在。通過(guò)生態(tài)、海洋各類環(huán)境要素的多手段綜合、響應(yīng)快速的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境要素全域監(jiān)測(cè)感知,全面提升環(huán)境治理的整體性、系統(tǒng)性、協(xié)同性,推動(dòng)形成綠色智慧的生產(chǎn)生活方賦能園區(qū)綠色運(yùn)營(yíng)。工業(yè)園區(qū)的耗能約占全社會(huì)總耗能為精準(zhǔn)減排的落腳點(diǎn)、攻堅(jiān)區(qū),確保節(jié)能、減耗、提質(zhì)、減碳工作的落實(shí),是我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的必然要求和重要途徑。算用協(xié)同賦能園區(qū)綠色運(yùn)營(yíng),重點(diǎn)圍繞安全生產(chǎn)管控、全流程數(shù)據(jù)化監(jiān)管、環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)、能源管理等模資源等進(jìn)行集成管理,全面提高園區(qū)的智能化水平和運(yùn)營(yíng)效率,實(shí)現(xiàn)園區(qū)低碳、低污染、高效能運(yùn)行。例如,中國(guó)聯(lián)通智研院研發(fā)“5G+北斗”雙碳園區(qū)無(wú)人化運(yùn)營(yíng)平臺(tái),通過(guò)構(gòu)建以業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)為核心抓手的“智慧云腦”(業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)),結(jié)合5G、北斗、邊緣計(jì)算等技術(shù),助力客戶實(shí)現(xiàn)園區(qū)管理自動(dòng)化、無(wú)人化和協(xié)同化,提高生產(chǎn)管理流程安全性和工作效率,實(shí)現(xiàn)園區(qū)的綠色低碳、高效運(yùn)營(yíng)。七、綠色算力區(qū)域發(fā)展成效算力作為新質(zhì)生產(chǎn)力,因其對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)具有倍增和持續(xù)效應(yīng),成為支撐區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的原動(dòng)力和區(qū)域發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的新焦點(diǎn)。隨著八大國(guó)家算力樞紐節(jié)點(diǎn)全面啟動(dòng),“東數(shù)西算”工程已經(jīng)從系統(tǒng)布局階段進(jìn)入到全面建設(shè)階段,算力網(wǎng)絡(luò)國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)搶抓國(guó)家實(shí)施“雙碳”戰(zhàn)略、“東數(shù)西算”工程重大機(jī)遇,聚力培育壯大綠色算力產(chǎn)業(yè),在算效、存效、年均電能利用效率(PUE)、算力水資源利用率(WUE)、可再生能源利用率等方面取得明顯成效。(一)東部國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn):加強(qiáng)算力高效利用提升綠色算力水平京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝四個(gè)東部國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)服務(wù)于重大區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略實(shí)施需要,一方面加強(qiáng)新型算力基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)設(shè)計(jì),推進(jìn)建設(shè)涵蓋通用計(jì)算、智能計(jì)算、超級(jí)計(jì)算的融合算力中心,部署滿足低時(shí)延業(yè)務(wù)需求、架構(gòu)先進(jìn)、技術(shù)成熟的數(shù)據(jù)中心,有效提升算力算效水平。另一方面,東部國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步統(tǒng)籌城市內(nèi)部和周邊區(qū)域的數(shù)據(jù)中心布局,實(shí)現(xiàn)大規(guī)模算力部署與土地、用能、水、電等資源的協(xié)調(diào)可持續(xù),推動(dòng)算力中高時(shí)延需求向周邊區(qū)域和西部地區(qū)轉(zhuǎn)移。東部國(guó)家算力樞紐節(jié)點(diǎn)周邊區(qū)域積極采用新型節(jié)能技術(shù)降低數(shù)據(jù)中心能源消耗,通過(guò)探索建設(shè)分布式光伏發(fā)電、燃?xì)夥植际焦┠艿扰涮紫到y(tǒng),以及自建可再生能源設(shè)施、綠色電力交易、認(rèn)購(gòu)可再生能源綠色電力證書(shū)等方式,優(yōu)化用能結(jié)構(gòu),來(lái)推動(dòng)數(shù)據(jù)中心高效利用可再生能源。專欄1:東部國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)區(qū)域綠色算力發(fā)展基礎(chǔ)及實(shí)踐粵港澳大灣區(qū)樞紐節(jié)點(diǎn)韶關(guān)集群起步片區(qū)高新區(qū):截至2023年底,韶關(guān)集群高新區(qū)在運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目共2個(gè),數(shù)據(jù)中心機(jī)架總計(jì)0.9萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架,總算力規(guī)模為23PFlops,總存力規(guī)模為80PB,其中先進(jìn)存儲(chǔ)規(guī)模為46PB。韶關(guān)集群電力資源、可再生能源相對(duì)充足,為數(shù)據(jù)中心發(fā)展提供電力保障。韶關(guān)是廣東主要的電力能源基地之一,同時(shí)加快推進(jìn)新能源電力保障工程,為韶關(guān)集群高新區(qū)數(shù)據(jù)中心提供綠色能源。京津冀樞紐節(jié)點(diǎn)張家口集群起步片區(qū)懷來(lái)縣:截至2023年底,張家口集群懷來(lái)縣片區(qū)在運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目為10個(gè),數(shù)據(jù)中心機(jī)架總計(jì)22.3萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架,總算力規(guī)模達(dá)2921PFlops,總存力規(guī)模達(dá)12941PB,其中先進(jìn)存儲(chǔ)規(guī)模占比接近60%,約為7663PB。張家口集群懷來(lái)縣年平均氣溫9.1℃,空氣濕度小,基于風(fēng)能和太陽(yáng)能資源,為數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)提供充足的綠色能源供應(yīng)。懷來(lái)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)基地投資荷儲(chǔ)一體化、分布式光伏發(fā)電、數(shù)據(jù)中心余熱回收、抽水蓄能等工程,加快建設(shè)綠色零碳數(shù)據(jù)中心集群。(二)西部國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn):充分發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì)打造綠色算力產(chǎn)業(yè)貴州、內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏四個(gè)西部國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)氣候適宜,可再生能源豐富,充分發(fā)揮自身資源優(yōu)勢(shì),定位于不斷提升算力服務(wù)品質(zhì)和利用效率,打造面向全國(guó)的非實(shí)時(shí)性算力保障基地,夯實(shí)網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)保障,積極承接全國(guó)范圍的后臺(tái)加工、離線分析、存儲(chǔ)備份等非實(shí)時(shí)算力需求。西部國(guó)家算力樞紐節(jié)點(diǎn)也在積極更新?lián)Q代老舊數(shù)據(jù)中心,加快部署新型數(shù)據(jù)中心,以承接?xùn)|部地區(qū)中高時(shí)延業(yè)務(wù)需求。一方面,西部國(guó)家算力樞紐節(jié)點(diǎn)積極應(yīng)用綠色算力技術(shù)和產(chǎn)品,提升整體算力能效利用水平。根據(jù)信通院調(diào)研統(tǒng)計(jì),截至2023年底,我國(guó)八大國(guó)家算力樞紐節(jié)點(diǎn)年均電能利用效率(PUE)值達(dá)到1.257,基本接近于2025年新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心目標(biāo)值1.2516。另一方面,西部國(guó)家算力樞紐節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)可再生能源利用,推動(dòng)算能協(xié)同發(fā)展,積極探索綠電直供模式,通過(guò)“風(fēng)-光-儲(chǔ)”一體化清潔能源供電方式為算力基礎(chǔ)設(shè)施提供“綠電”。專欄2:西部國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)區(qū)域綠色算力發(fā)展基礎(chǔ)及實(shí)踐內(nèi)蒙古樞紐節(jié)點(diǎn)和林格爾集群起步片區(qū)和林格爾新區(qū):截至2024年5月底,內(nèi)蒙古樞紐和林格爾數(shù)據(jù)中心集群已集聚數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目32個(gè),已投用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架達(dá)到26.6萬(wàn)架,服務(wù)器裝機(jī)能力達(dá)到150萬(wàn)臺(tái)??偹懔σ?guī)模達(dá)2.4萬(wàn)P,其中智算算力規(guī)模2.18萬(wàn)P,通用算力規(guī)模1500P,超級(jí)算力規(guī)模200P。和林格爾新區(qū)區(qū)位、氣候條件適宜,年平均氣溫約6.2℃,有利于數(shù)據(jù)中心自然冷卻。風(fēng)電資源豐富,配套多元化儲(chǔ)能和綜合能源供應(yīng)系統(tǒng)等,數(shù)據(jù)中心用電可再生能源利用率占比近80%。全市總出口帶寬達(dá)到58.5T,與國(guó)內(nèi)18個(gè)主要城市實(shí)現(xiàn)了直連,實(shí)現(xiàn)了“京津冀互訪延時(shí)7毫秒、長(zhǎng)三角樞紐互訪延時(shí)15毫秒、粵港澳大灣區(qū)樞紐互訪延時(shí)23毫秒”。蒙西電網(wǎng)電力價(jià)格較低,數(shù)據(jù)中心用電價(jià)格0.32元/度。積極探索綠電直供模式,實(shí)施綠色能源供給示范項(xiàng)目,未來(lái)數(shù)據(jù)中心貴州樞紐節(jié)點(diǎn)貴安集群貴安新區(qū)起步片區(qū)貴安電子信息產(chǎn)業(yè)園:截至2023年底,貴安集群貴安新區(qū)貴安電子信息產(chǎn)業(yè)園在運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目19個(gè),數(shù)據(jù)中心機(jī)架總計(jì)15.3萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架,總算力規(guī)模達(dá)1005PFlops;總存力規(guī)模達(dá)9097PB,先進(jìn)存儲(chǔ)規(guī)模為5543PB。貴州氣候條件優(yōu)越,相較于周邊省市氣溫低5-6℃,空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良,可為數(shù)據(jù)中心提供優(yōu)質(zhì)自然冷源。貴州電力資源充足,作為“西電東送”電力輸出省份,“水火風(fēng)光”四電并舉,清潔能源資源豐富,片區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)中心用電可再生能源占比可達(dá)52%。八、趨勢(shì)展望與發(fā)展建議(一)創(chuàng)新引領(lǐng),加強(qiáng)綠色算力技術(shù)研發(fā)產(chǎn)品應(yīng)用加強(qiáng)綠色算力核心技術(shù)研發(fā)。鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)加大技術(shù)研發(fā)投入,推動(dòng)高性能芯片工藝和架構(gòu)一體化創(chuàng)新,開(kāi)展先進(jìn)存儲(chǔ)、存算融合先進(jìn)技術(shù)研發(fā),加強(qiáng)新型數(shù)據(jù)中心預(yù)制化、液冷等技術(shù)創(chuàng)新,加快仿真模擬熱管理和可再生能源、分布式供能、微電網(wǎng)利用等領(lǐng)域新技術(shù)研發(fā),探索數(shù)據(jù)中心智能運(yùn)維機(jī)器人系統(tǒng)創(chuàng)新。加快先進(jìn)綠色技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用。大力推動(dòng)綠色數(shù)據(jù)中心創(chuàng)建、運(yùn)維和改造,加快應(yīng)用高密度集成等高效IT設(shè)備、液冷等高效制冷系統(tǒng)、高壓直流等高效供配電系統(tǒng)、分布式能源、儲(chǔ)能電池管理、能效環(huán)境集成檢測(cè)等高效輔助系統(tǒng)技術(shù)產(chǎn)品。(二)政策保障,優(yōu)化綠色算力發(fā)展政策支持環(huán)境加強(qiáng)綠色算力頂層政策規(guī)劃?!笆奈濉笔恰疤歼_(dá)峰”的關(guān)鍵期,應(yīng)綜合考慮當(dāng)前算力發(fā)展和能源緊缺現(xiàn)實(shí)情況,多部委聯(lián)合完善綠色算力發(fā)展機(jī)制,加強(qiáng)綠色算力政策頂層設(shè)計(jì),統(tǒng)籌推進(jìn)算力、算法、數(shù)據(jù)、能源協(xié)同一體發(fā)展,推動(dòng)綠色算力技術(shù)和產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,為保障算力高質(zhì)量發(fā)展發(fā)揮重要支撐作用。優(yōu)化綠色算力區(qū)域發(fā)展政策環(huán)境。加強(qiáng)區(qū)域綠色算力產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,支持地方在綠色算力產(chǎn)業(yè)培育、金融支持、科技人才、能源消費(fèi)等方面政策貫徹實(shí)施,加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研、用、政、金多維度協(xié)同機(jī)制。加快形成區(qū)域綠色算力評(píng)估體系,研究制定綠色算力發(fā)展指數(shù),推進(jìn)區(qū)域綠色算力發(fā)展成效評(píng)估,遴選典型示范。加強(qiáng)綠色算力標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定。加強(qiáng)貫穿綠色算力全生命周期綠色標(biāo)準(zhǔn),從包括綠色算力等級(jí)評(píng)定、清潔能源利用評(píng)價(jià)、算力設(shè)備能效等級(jí)、綠色算力智能運(yùn)維規(guī)范等多方面推動(dòng)算力設(shè)備、算力載體、算能協(xié)同及算用協(xié)同層面同步實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。(三)產(chǎn)業(yè)筑基,構(gòu)筑綠色算力產(chǎn)業(yè)協(xié)同服務(wù)生態(tài)打造產(chǎn)業(yè)體系提升綠色算力供給能力。加快培育壯大先進(jìn)綠色算力產(chǎn)業(yè),構(gòu)建先進(jìn)綠色計(jì)算企業(yè)梯度培育體系,在做大做強(qiáng)先進(jìn)綠色算力領(lǐng)軍企業(yè)的同時(shí),引導(dǎo)“專精特新”中小企業(yè)發(fā)展,構(gòu)建大中小融通發(fā)展,產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同創(chuàng)新的發(fā)展格局。加強(qiáng)各方協(xié)作完善綠色算力第三方服務(wù)體系。依托第三方服務(wù)機(jī)構(gòu),落地構(gòu)建相應(yīng)評(píng)估評(píng)測(cè)體系,引導(dǎo)行業(yè)開(kāi)展能效星級(jí)評(píng)級(jí)、節(jié)能等級(jí)評(píng)價(jià)、綠度評(píng)價(jià)認(rèn)證等工作,鼓勵(lì)企業(yè)依據(jù)評(píng)測(cè)優(yōu)先采購(gòu),引導(dǎo)供應(yīng)鏈綠色生產(chǎn)。搭建服務(wù)平臺(tái)構(gòu)造綠色算力產(chǎn)業(yè)生態(tài)。匯聚技術(shù)、產(chǎn)品、人才等各種資源,推動(dòng)綠色算力領(lǐng)域的交流與合作,促進(jìn)要素之間的流動(dòng),為綠色算力發(fā)展?fàn)I造良好環(huán)境。(四)算能協(xié)同,強(qiáng)化綠色算力與能源協(xié)同發(fā)展推動(dòng)綠電與算力協(xié)同布局,完善綠電資源開(kāi)發(fā),深挖區(qū)域可再生能源潛力,持續(xù)引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心因地制宜利用綠色資源。推動(dòng)西部數(shù)據(jù)中心通過(guò)自建風(fēng)光儲(chǔ)和新能源專線供電等方式,豐富綠色電力直供機(jī)制,增加對(duì)可再生資源的充分利用和就近消納。鼓勵(lì)東部數(shù)據(jù)中心通過(guò)綠電綠證市場(chǎng)落實(shí)減排義務(wù),間接實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型。建立健全算力電力協(xié)同調(diào)度機(jī)制,支持國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)地區(qū)利用“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”等新型電力系統(tǒng)模式,精準(zhǔn)匹配算力需求和綠電供給,形成可持續(xù)的綠色電力供應(yīng)體系。健全完善綠電交易環(huán)境。探索并建立合理完善的跨區(qū)域綠色交易機(jī)制,逐步推進(jìn)綠電交易市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一定價(jià)和統(tǒng)一協(xié)調(diào)分配,實(shí)現(xiàn)綠色電力就近消納和跨區(qū)域綠電交易的協(xié)同運(yùn)行。推動(dòng)綠電交易與碳市場(chǎng)有效銜接,激發(fā)企業(yè)購(gòu)買綠電的積極性。(五)算用融合,推動(dòng)算力應(yīng)用綠色化全面拓展深入挖掘綠色算力賦能應(yīng)用場(chǎng)景。建設(shè)綠色算力消費(fèi)鼓勵(lì)機(jī)制,引導(dǎo)企業(yè)積極消費(fèi)綠色算力,探索綠色算力和企業(yè)報(bào)告。鼓勵(lì)加強(qiáng)綠色算力行業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新。推動(dòng)綠色算力在垂直領(lǐng)域的拓展應(yīng)用,打造一批綠色算力產(chǎn)品及行業(yè)應(yīng)用優(yōu)秀案例,推進(jìn)面向重點(diǎn)領(lǐng)域的試點(diǎn)示范和規(guī)模落地,促進(jìn)數(shù)字化綠色化協(xié)同發(fā)展,激發(fā)綠色算力引擎賦能千行百業(yè)。附件:東數(shù)西算樞紐節(jié)點(diǎn)各片區(qū)綠色算力發(fā)展情況1、京津冀樞紐張家口集群—懷來(lái)縣2020年以來(lái),張家口集群懷來(lái)縣數(shù)據(jù)中心加速發(fā)展,形成良好的產(chǎn)業(yè)集聚,并帶動(dòng)數(shù)據(jù)中心上下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展。騰訊華北信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)總部基地、中國(guó)聯(lián)通懷來(lái)數(shù)據(jù)中心、萬(wàn)國(guó)數(shù)據(jù)HL1一期、云之鼎普洛斯懷來(lái)大數(shù)據(jù)科技產(chǎn)業(yè)園、合盈數(shù)據(jù)(懷來(lái))科技產(chǎn)業(yè)園一期以及秦淮數(shù)據(jù)多個(gè)數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目建成并投入運(yùn)營(yíng),為

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