今年2月份，國家發(fā)展改革委、中央網信辦、工業(yè)和信息化部、國家能源局聯合印發(fā)文件，同意在京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝、內蒙古、貴州、甘肅、寧夏啟動建設國家算力樞紐節(jié)點，并規(guī)劃了張家口集群等10個國家數據中心集群。至此，全國一體化大數據中心體系完成總體布局設計，“東數西算”工程正式全面啟動。
“東數西算”工程通過構建數據中心、云計算、大數據一體化的新型算力網絡體系，將東部算力需求有序引導到西部，優(yōu)化數據中心建設布局，促進東西部協同聯動，與南水北調、西電東送、西氣東輸等重大工程同屬全國范圍內的重大資源調配工程。“東數西算”工程將對能源電力行業(yè)帶來哪些影響?能源電力行業(yè)應如何服務“東數西算”工程發(fā)展?
數據中心未來發(fā)展趨勢
當前，我國數據中心整體用電規(guī)模已占全社會用電量的2%以上。在發(fā)展過程中，數據中心面臨著東西部發(fā)展“冷熱不均”、機柜上架率整體偏低、能效水平亟待提升等問題。實施“東數西算”工程后，上述問題將在一定程度上得到解決。
綜合各方觀點，今后數據中心發(fā)展將呈現以下趨勢：
一是數據中心將轉向規(guī)模化、集約化發(fā)展，逐步實現有序、合理布局。我國新建大型、超大型數據中心原則上將布局在國家樞紐節(jié)點數據中心集群范圍內;國家樞紐節(jié)點之外新建的數據中心，地方政府不得給予土地、財稅等方面的優(yōu)惠政策。預計2023年年底，國家樞紐節(jié)點算力規(guī)模占比超過70%。
二是數據中心將積極推進綠色、低碳轉型，助力“雙碳”目標實現。“東數西算”工程實施后，數據中心將通過自建可再生能源設施、交易綠色電力、認購可再生能源綠色電力證書等方式增加對風能、太陽能等可再生能源的使用，促進可再生能源就近消納，并通過加強技術創(chuàng)新、實施“以大換小”、應用節(jié)能技術與設備等方式不斷降低電能利用效率值(PUE)。
三是數據中心將嚴控增量、優(yōu)化存量，傳統數據中心將加快改造升級和功能提升。今后，我國東部城市城區(qū)范圍內主要建設規(guī)模適中、具有極低時延要求的邊緣數據中心;東部地區(qū)單純的數據存儲中心、容災備份中心將逐步關停，或改造升級成為具備計算和應用等功能的智慧數據中心。存量“老舊小散”數據中心將分類分批改造升級，加速遷移、整合，提高數據中心的能源利用效率。
四是數據中心算力供需更加均衡，促進我國區(qū)域協調發(fā)展水平顯著提升。與數據中心相關的產業(yè)鏈條長，投資規(guī)模大，帶動效應強。我國東部地區(qū)在市場、技術、人才、資金等方面占有先機，而西部在能源、土地、氣候、成本等方面具有優(yōu)勢。“東數西算”工程通過算力設施由東向西布局，將帶動相關產業(yè)同步向西部轉移，以數據流引領資金流、人才流、技術流、業(yè)務流，打通不同區(qū)域之間協調發(fā)展的堵點、阻點，促進數據流通和價值傳遞。
“東數西算”工程對能源電力行業(yè)帶來哪些影響
●“東數西算”工程將重塑我國區(qū)域經濟結構，緩解局部地區(qū)電力供需緊張狀況。
近年來，我國經濟發(fā)展的重點區(qū)域均面臨不同程度的電力供應緊張狀況。“東數西算”工程實施后，西部地區(qū)有望吸引數據中心以及上游的設備制造業(yè)和下游的數據加工、數據清洗、數據內容服務等相關產業(yè)落地，構建完整的數據中心產業(yè)集群。我國華東、華北和華南地區(qū)將向西部地區(qū)轉移數據中心相關的電力負荷多達數百萬千瓦，可一定程度上緩解東部地區(qū)的電力供需緊張狀況。
●“東數西算”工程有利于促進清潔能源消納，降低二氧化碳排放規(guī)模。
西部地區(qū)是我國重要的清潔能源生產基地。推進“東數西算”工程，部分電力負荷將在空間層面實現轉移，有利于提高數據中心對綠色能源的利用水平，促進電網消納西部地區(qū)富余清潔能源。當前，我國數據中心綠電使用率約為23%。若通過“東數西算”工程在2025年將這一比例提高至50%，可多消納可再生能源電量800億千瓦時，相當于一年減少二氧化碳排放4500萬噸左右。
●“東數西算”工程將促進西部地區(qū)加大配套電網建設規(guī)模。
與一般產業(yè)相比，數據中心對電網供電能力(供電可靠性、電能質量等)要求極高，往往需要雙電源或多電源供電，確保萬無一失。與東部地區(qū)相比，我國西部地區(qū)配電網建設相對滯后，部分地區(qū)存在網架結構薄弱、電源支撐能力不足等問題。為了確保“東數西算”工程順利推進，西部地區(qū)尤其是算力樞紐節(jié)點和數據中心集群所在區(qū)域需加快新建或改造升級配套電網。
●“東數西算”工程為綜合能源服務業(yè)務提供巨大的潛在市場。
與南水北調、西電東送、西氣東輸等重大工程相比，“東數西算”工程更加需要借助市場和社會的力量。算力投資和需求的主體都是企業(yè)，技術創(chuàng)新和推廣應用、綠色電力交易等行為也高度依賴市場。
對數據中心而言，用電成本占到其運營成本的60%以上。因此，節(jié)能、節(jié)電對數據中心的運營至關重要。目前，我國數據中心PUE均值為1.49左右。根據《貫徹落實碳達峰碳中和目標要求 推動數據中心和5G等新型基礎設施綠色高質量發(fā)展實施方案》，到2025年，我國新建大型、超大型數據中心平均PUE降到1.3以下，國家樞紐節(jié)點進一步降到1.25以下，綠色低碳等級達到4A級以上。這將為包括電網企業(yè)在內的相關企業(yè)開展綜合能源服務業(yè)務開辟廣闊的市場空間。電網企業(yè)可以憑借資源優(yōu)勢和專業(yè)特長實施能源管理，幫助數據中心提升能效水平，降低運營成本。其中，能源托管、余熱回收等業(yè)務具備較大的市場開發(fā)潛力。
多方面入手服務“東數西算”工程發(fā)展
能源電力行業(yè)應從算力與電力協同運行機制研究、配套專項供電方案制訂、綠色用能技術應用等方面入手，服務“東數西算”工程發(fā)展。
建議以實現“電力+算力”協同運行為目標，針對“電力+算力”協同的內在機理、技術體系、激勵機制等開展專門研究。數據中心既是算力基礎設施，也是電力消費大戶。算力的高能耗屬性使其與電力之間具有相互影響的內在關系。電力和算力能在優(yōu)勢互補的基礎上形成有機協同。然而，“電力+算力”是一個新生事物，人們對二者協同運行的機理認識還不夠深入，需對“電力+算力”協同的技術支撐體系、激勵機制等加強研究攻關。
建議電網企業(yè)盡快研究制訂算力樞紐節(jié)點數據中心集群專項供電方案。應充分考慮樞紐節(jié)點地區(qū)電網建設的特殊性，積極做好電網規(guī)劃與通信網絡、土地、環(huán)保、財稅等規(guī)劃的銜接和協同，并統籌處理電網建設在規(guī)劃、投資、建設、監(jiān)督、評估等環(huán)節(jié)的重大事項，及時動態(tài)調整樞紐節(jié)點地區(qū)電網建設規(guī)劃和投資規(guī)劃，確保“東數西算”工程電力充足穩(wěn)定供應。
建議能源電力行業(yè)加快推廣先進綠色技術產品和解決方案，為數據中心綠色、低碳轉型做好服務保障。應加快推廣應用高效網絡設備、高效制冷系統、高效供配電系統、高效輔助系統等綠色技術產品以及模塊化、智能化、創(chuàng)新性的用能解決方案;積極打造綠色數據中心服務平臺，為數據中心開展綠色設計、施工和采購、運維和改造等提供支撐保障。
（作者單位：國網能源院、新疆電力經研院）
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