数据中心成碳排大户和电老虎，北上广深不再欢迎

撰文 | Shushu

编辑 | 郭郭

→这是《环球零碳》的第260篇原创

在数字化浪潮席卷全球的背景下，数据中心被公认为信息产业发展的制高点，谁掌握了数据，谁就占有了转变经济发展方式的先机。

自2020年数据中心被纳入“新基建”以来，中国各地数字化相关产业发展浪潮愈发风起云涌。一方面，地方政府把它看作是一个经济抓手，因为其亩均税收相对于一般工业项目更高，这对政府招商来说是一个可量化且重要的指标，另一方面，数据中心又符合国家政策鼓励方向。

因此，此前数年，地方政府对数据中心一直保持积极态度。

但地方的这种态度在2021年8-9月国家发改委印发《2021年上半年各地区能耗双控目标完成情况晴雨表》和《完善能源消费强度和总量双控制度方案》后，逐渐发生转变。

就2021年上半年的能耗双控晴雨表结果来看，宁夏、新疆、广东、江苏等省份已经亮起“红灯”。这些省份基本都有数据中心建成或在建中，尤其是东部省份，集中了我国一半的数据中心。

而这些数据中心仅仅起到数据存储作用，并不给当地直接产生价值，却耗电量巨大。国家能源局发布的数据显示，2020年，我国数据中心耗电量突破2000亿千瓦时，创历史新高。据机构预测，预计到2030年，数据中心能耗总量将在此基础上翻一番。数据中心也因此成为全球增长最快的电力消费设备之一。

虽然，2022年政府工作报告中提出推动能耗“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变后可能将利于数据中心发展，但据统计，2021全国数据中心二氧化碳排放量约1.35亿吨，较2020年增加3915万吨，占全国二氧化碳排放量的1.14%左右，已经成为现代经济体系中一大碳源。不仅如此，目前中国数据中心的碳排放占全社会比例还较全球平均水平高出一倍。

基于此，数据中心的能耗、碳排和产值之间的矛盾开始显现。

因此，从地方政府的角度来看，万元GDP能耗和碳排要下降，单位能耗的 GDP产值要上升，能耗的使用分配需要非常谨慎。

曾经风光一时、被地方政府视为香饽饽的数据中心项目，在能耗总量和碳排放控制下，突然成了烫手山芋。数据中心该何去何从？我国现阶段如何解决这个问题？

数据中心成电老虎，北上广深“不再欢迎”？

通常来说，数据中心项目作为重点用能单位，需要地方政府审批并提供节能报告等，提供的各项指标也由各地发改和经信相关部门设置和管理。针对数据中心的指标以控制能耗为主，主要包括PUE（PowerUsageEffectiveness，电能利用效率），可再生能源结构比例以及碳排放量三个维度，其中PUE是主要的政策抓手。

PUE是数据中心总能耗与IT设备能耗的比值，基准是2，数值越接近1代表其用能效率越高。2021年7月，工信部发布《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》，能效水平方面，新建大型及以上数据中心PUE降低到1.3以下，严寒和寒冷地区力争降低到1.25以下。

图说：数据中心效率

来源：谷歌官网

地方政府基于各方压力，在新建数据中心的审批过程中，所在地区有无用能指标、数据中心PUE等考核愈发严格，申请新建十分困难。

从各地情况来看，北京根据数据中心建设规模，设定了不同的PUE准入水平，其中，年能源消费量大于等于3万吨标准煤的项目，PUE值不应高于1.15；上海要求数据中心新建项目PUE控制在1.3以下，改建项目控制在1.4以下，集聚区新建大型数据中心综合PUE降至1.25以下；深圳提出PUE不高于1.25的数据中心，才可享受新增能源消费量40%以上的支持；广州开展低小散旧数据中心升级改造，项目设计PUE 值平均低于1.3。

据业内专业人士透露，PUE1.3以下的值对一个规模型的数据中心来说很难达到。

从万国数据运营和建设的数据中心统计，位于京津冀地区的数据中心年平均PUE为1.28，长三角地区的年平均PUE为1.33，而粤港澳地区年平均PUE达1.38。

中国电子节能技术协会秘书长吕天文表示，“数据中心具有数据存储、计算等不同功能，而计算才能带来增值收益。在北上广深等地，部分数据中心耗费大量电力、占用能耗指标，除了交些电费，对当地GDP的实际贡献非常有限。”

为了转移电老虎，国家实施“东数西算”工程

图说：全国算力网络八大国家枢纽节点布局

来源：国家发改委，中金公司研究部

备注：红色箭头表示数据流通方向

9月26日，国家发改委表示，目前，8个国家算力枢纽节点建设方案均进入深化实施阶段，新开工项目达到60余个，规模超110万标准机架，总投资超4000亿元。

此前23日，四川省人民政府就已发布关于承接制造业有序转移的实施意见，指出建设全国一体化算力网络成渝国家枢纽节点，加快建设天府数据中心集群，承接国家“东数西算”工程，持续打造以成都为中心，川东、川南、川西、川北协同发展的大数据产业集群，形成大数据产业集聚发展格局，培育全国大数据产业重要增长极。

虽然“东数西算”工程紧锣密鼓地开展，但也有不少专家认为，高能耗和高碳排放问题仍未从根本消除。“东数西算”可缓解东部城市能耗压力，促进西部可再生能源消纳力度，从整体上降低能耗强度。但也要看到，很多西部省区的能耗压力同样很大。

尤其是数据中心集中布局的地方，例如内蒙古乌兰察布、鄂尔多斯等地，之前因能耗“双控”不力而被警告，如果使用的电力来自煤电，今后又将面临数据中心这个排碳大户的问题。

其实，把数据中心西移的目的是为了就近消纳西部绿色能源，但实际上，如果IT设备功耗没有优化，无论使用何种电源，数据中心用电量也不会变化，绿色化背后的能耗压力依然存在，能耗越高，使用绿电量越大。如果绿电没有实现市场化、低成本，数据中心运营商的能耗运营成本未来也将是个大问题。

如何为数据中心“瘦身”？

图说：数据中心能耗构成

来源：东西智库

从数据中心本身来看，分为四个部分，供配电、IT设备、新风制冷。它们分别占到数据中心用能的10%、60%和30%左右。若要“瘦身”，需要从供电侧、用电侧等方面进行考虑。

以位于北京市顺义区的万国数据十一号数据中心为例：

在供电侧，采用变双路不间断供电为单路高压直流供电。通过调整供电架构，降低用电损耗的同时，也提升了用电效率。另外，还将采购和使用绿电。

在用电侧，以能耗监测系统实现绿色智能运营。通过动态监测服务器负荷变化、室内外温湿度、暖通设备运行频率等关键指标，有效指导决策，优化设备调用，实现精确制冷。

据悉，目前该数据中心PUE已达到1.22。在满负荷状态下，它每年能节省用电约1000万千瓦时。

也有不少专家提出，在研究如何为数据中心节能的时候，大家更注重基础设施电能使用效率，但对于用电最多的IT设备，反而缺少能效标准及改造参考。即便是老旧数据中心节能改造，也没有业内普遍认可的技术方案和领头企业。

值得一提的是，如果今后通过电网难以购买到100%由可再生能源提供的电力，又或者点对点跨省份绿电市场化交易尚未形成规模，将也在一定程度上制约数据中心绿色化水平的持续提升。

注：首图来源于Cabling Installation & Maintenance

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