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数据中心成新耗能大户 亟需绿色转型
数据中心成新耗能大户。2022年全年，全国数据中心耗电量达到2700亿千瓦时，占全社会用电量约3%。2021年，全国数据中心耗电量为2166亿千瓦时，为同期三峡电站累计发电量1036.49亿千瓦时的两倍。随着互联网数字化进程加速推进，预计到2025年，全国数据中心用电量占全社会用电量的比重将提升至5%，到2030年全国数据中心耗电量将接近4000亿千瓦时，数据中心减排迫在眉睫。
“数据中心绿色发展问题已经受到社会各界的广泛关注。”日前，中国电子学会副秘书长洪京一在“算力-电力联合调度促进数据中心绿色发展研讨会”上说，“一方面，数据中心用电量大、用电负荷高，在‘双碳’目标下减排任务重;另一方面，新型电力系统建设需要云计算、5G等高科技支撑，算力调度在提高可再生能源电力应用比例、降低用能成本、增强电网安全等方面具有重要意义。”
亟需绿色转型
国网能源研究院经济与能源供需研究所正高级工程师唐伟指出，随着数字技术向经济社会各领域渗透，区块链、云计算等新型数字产业逐渐壮大，数字经济蓬勃发展，全社会数据总量呈现爆发式增长，数据资源存储、计算和应用需求大幅提升。数据中心是数字经济发展的基石，24小时连续运行，电力成本占运营总成本的60%-70%，规模增长迅速。伴随着我国产业转型升级和数据中心规模不断扩大，其耗电量会持续攀升。
东方材料董事长、数字政府建设服务联盟副理事长许广彬认为，算力已经成为当今时代发展的关键要素。这背后是政策端和市场端的双重驱动：从全国一体化大数据中心体系构想到部署“东数西算”，“数字中国”战略持续深化落地。同时，“双碳”目标和新型电力系统的提出，让数据中心和绿色转型紧密联系在一起，有了新的发展要求。
《“十四五”数字经济发展规划》明确，按照绿色、低碳、集约、高效的原则，持续推进绿色数字中心建设，加快推进数据中心节能改造，持续提升数据中心可再生能源利用水平。《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》提出，大力推动绿色数据中心创建、运维和改造，引导新型数据中心走高效、清洁、集约、循环的绿色发展道路。鼓励企业探索建设分布式光伏发电、燃气分布式供能等配套系统，引导新型数据中心向新能源发电侧建设，就地消纳新能源，推动新型数据中心高效利用清洁能源和可再生能源、优化用能结构，助力信息通信行业实现碳达峰碳中和目标。
具备参与需求响应条件
随着国家政策出台，加强以数据中心为代表的新型基础设施节能降碳，提升数据中心绿电使用占比，推动数据中心参与电力市场成为越来越多地区的重点工作，因而加快绿色数据中心建设势在必行。《上海市推进算力资源统一调度指导意见》提出，到2025年，新建数据中心绿色算力占比超过10%。宁夏也表示要提升绿色数据中心的可再生能源利用率。
参与电力需求响应成为助力数据中心绿色转型的重要途径。唐伟表示，数据中心具备参与需求响应的条件。“数据中心可调负荷参与需求相应形式有三种直接参与、通过负荷聚合商参与以及通过数据中心运营商参与。数据中心会根据各个市场调峰缺口，结合成本和调峰市场的调峰收益决定是否负荷转移，获取收益。当市场发布需求的紧急发电容量时，数据中心参与投标紧急容量并参与实际调节，获得激励收入。跨区域电网发生阻塞时，由区域负荷聚合商引导辖区内和辖区外的数据中心完成数据负荷前移，减少阻塞费用的同时，让数据中心获得激励收入。”
在此背景下，已经有地方政府发布支持鼓励文件。2022年10月，《江苏省电力需求响应实施细则(修订征求意见稿)》出台，提出拥有储能、充电桩设施、数据中心、基站等可中断负荷的用户和运营商，可以独立参与需求响应。对通过需求响应临时性增加(填谷)负荷，促进可再生能源电力消纳，执行可再生能源消纳补贴。
向主动支撑者转变
互联网时代加速发展，算力行业进入“高速路”，市场对算力“按需取用”的刚性需求，为相关产业链带来万亿级的增长空间。对于高能耗的数据中心来说，绿色化将成为其未来发展的关键一步，包含储能在内的新能源将为其提供强有力的支撑。同时，数据中心的绿色化转型也将为新型电力系统的建设作出贡献。
腾讯、英特尔和中国电信联合发布的《数据中心算力-电力灵活性协同研究》报告显示，可再生能源供应存在明显的间歇性、随机性以及不可控特性，这给电网的长期发电容量和短期实时平衡都带来巨大挑战。大数据、人工智能、物联网等技术的应用和融合，给精细化进行用户负荷管理与响应带来新契机，对需求侧负载进行实时调节成为可能。举例来说，通过数据中心，企业可以灵活地进行绿电配比，在一天中消纳更多的可再生能源电力。数据中心将算力和电力结合起来，协同发展潜力巨大。
唐伟认为，新型电力系统需要以数据为驱动，数据中心是新型电力系统发展的底座。数据中心正由能源被动消费者向新型电力系统主动支撑者转变。利用数据中心良好的负荷调节特性，使数据中心从“黑色”能源消耗者，转变为促进绿色可再生能源消纳的助推者，推动电网清洁低碳转型，助力电网供需平衡。
