在数字化浪潮席卷全球的今天，数据中心作为信息技术的核心基础设施，其能耗问题日益凸显。特斯拉CEO埃隆·马斯克曾指出：“AI的尽头是能源。”这句话道出了一个不争的事实：能源是支撑未来科技发展的关键。
能源是支撑未来科技发展的关键
全球面临能源问题
目前，全球数据中心的电力需求急剧增长，尤其是智算中心。据报道，ChatGPT每天消耗超过50万千瓦时的电力，相当于美国家庭每天用电量的1.7万多倍。预计到2030年，AI的电力消耗将超过家庭用电量。
随着技术进步和数字服务的迅速发展，数据中心行业的未来趋势难以把握。根据部署速度、效率提升范围以及人工智能和加密货币趋势，国际能源署在《2024年电力》报告中预测，2026年全球数据中心、加密货币和人工智能的用电量最高将达到1050TWh。
在中国，随着互联网数字化进程加速推进，目前全国数据中心耗电量占全社会用电量约3%。预计到2025年，这一比例将提升至5%，到2030年全国数据中心耗电量将接近4000亿千瓦时。特别是在人工智能、大数据等技术的迅猛发展下，数据中心的电力需求呈几何级增长。如何平衡技术发展与能源可持续利用，成为摆在我们面前的重要课题。
中国绿电应用的现状
随着全球对可持续发展和环境保护意识的增强，绿色能源作为一种清洁、可再生的能源选择，正逐渐成为未来能源发展的主流方向。中国在绿色能源领域扮演着重要角色，不仅是全球光伏系统制造的领导者，还拥有世界上最大的风能和太阳能装机容量。截至2023年底，全国累计发电装机容量约29.2亿千瓦，同比增长13.9%。其中，太阳能发电装机容量约6.1亿千瓦，同比增长55.2%；风电装机容量约4.4亿千瓦，同比增长20.7%。
中国推出了“东数西算”战略，鼓励数据中心向资源丰富的西部地区转移，以利用西部地区丰富的可再生能源。截至2023年，已建设了246家国家绿色数据中心，这些中心在提高绿电使用比例和实现绿色低碳运营方面发挥着重要作用。
提高绿电使用比例和实现绿色低碳运营
国家政策支持也为绿电在数据中心的应用提供了推动力。例如，国家发展改革委和能源局联合发布的《关于促进绿色数据中心发展的指导意见》提出，到2025年，全国绿色数据中心的能源利用效率将大幅提高，绿色能源消费比例显著增加。
目前，我国绿电、绿证市场逐步完善，数据中心在其中极为活跃。据2023年底统计，河北、浙江和江苏等省份的数据中心购买绿电规模较大，总交易电量超过17亿千瓦时，特别是张北地区的数据中心，购买绿电超过14亿千瓦时。2024年1月至5月，中国南方五省区（广东、广西、云南、贵州、海南）绿电绿证交易量突破138亿千瓦时，超去年全年规模。数据中心、传统高耗能产业成为绿色消费主力军。
绿电驱动的典范案例
在中国广阔的西部，丰富的风、光资源正逐渐成为驱动绿色算力发展的新引擎。内蒙古、甘肃、青海等地依托其得天独厚的自然条件，正大规模建设风电场、光伏电站，为东部的数据计算需求提供源源不断的绿色电能，为“东数西算”工程奠定了坚实的基础。
以下为数据中心应用绿电的成功案例：
中国移动智算中心（呼和浩特）定位于服务全国的万卡训练算力池，建设近2万张AI加速卡，可提供6.7EFlops（FP16）智能算力。项目采用创新的全系统节能方案，绿电使用比例达到77％，同时运用“双层双联”微模块、余热回收等新技术实现供电系统、制冷系统降耗提效，PUE可低至1.15，打造了行业领先的绿色低碳智算中心标杆。
中国电信（国家）数字青海绿色大数据中心全年314天不开启空调，通过自身储备碳汇实现“碳中和”，以“绿色、零碳、可溯源”为典型特征实现100%清洁能源供电，每年减碳约30万吨，相当于植树造林2000万棵，PUE值也能保持在1.2以下。
中国联通（怀来）大数据创新产业园，利用所在地的自然冷量，来减少对制冷设备的依赖，可节约冷却能耗40%，预计年节约用电量约3.2亿度，减少二氧化碳的排放量约29.1万吨。并引进国际先进的间接蒸发冷却技术，充分利用自然冷源为数据机房提供24℃的送风，将绿电使用率提高到80%以上，PUE值降到1.2以下。
秦淮数据“环首都·太行山能源信息技术产业基地”是绿色低碳数据中心的典范。该基地接入绿电市场交易系统，配套建设可再生绿色能源发电基地，形成从发电、电力输配到用电一体化的闭环模式。其全年平均运行PUE为1.16，遥遥领先行业平均水平。
万国数据上海四号数据中心被上海经信委授予“零碳标杆数据中心”，通过水电直购的方式，使绿电比例达到95%，在IT负载增长30%的基础上，二氧化碳排放量同比下降超过10%。此外，上海四号是万国数据全国首个部署锂电池储能电站技术的数据中心，自2018年10月开始，通过在谷时进行储能充电、峰时平时进行放电，实现了包括数据中心锂电池的梯次利用，优化供电容量降低数据中心成本。
万国数据上海四号数据中心
绿电应用的挑战与未来
绿电在数据中心行业应用前景广阔，但仍面临诸多挑战。跨省区交易难度较大，绿电资源主要分布在“三北”地区，而需求集中在东南部沿海地区。新能源供给的间歇性和波动性给电力系统的稳定运行带来挑战，跨省区输电距离远且损耗成本高，影响了高耗能企业的需求。
为了确保数据中心的可持续发展，必须采取多管齐下的策略。首先，政策支持和激励措施至关重要。政府应继续推动绿色能源政策，提供税收优惠和补贴，鼓励企业投资绿色能源项目。其次，技术创新是关键。通过研发和应用先进的节能技术，如高效冷却系统、智能电网和储能技术，可以显著降低数据中心的能耗。
绿电在数据中心的应用不仅是应对能源挑战的有效途径，更是实现可持续发展的必由之路。
随着AI技术的进步和数据中心规模的扩大，国家双碳战略的深化，绿电在数据中心的应用将成为趋势。政策支持和技术发展将使绿电在未来的数据中心中发挥更重要的作用，为数据中心的可持续发展提供能源保障。
为分享绿色智算建设成果，树立可供学习的典型案例，促进企业沟通与合作，中国智算产业绿色科技大会【点击链接了解大会详情：http://www.idcquan.com/Special/2024CICIC/】启动 “寻找数字产业「新质生产力」行动计划”绿色智算典型案例征集。
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