eo记者 韩晓彤
编辑 姜黎
审核 冯洁
2024年7月3日，国家发展改革委、工业和信息化部、国家能源局、国家数据局印发《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》（以下简称《行动计划》），提出到2025年底，国家枢纽节点新建数据中心绿电占比超过80%；鼓励有关地区探索开展数据中心绿电直供；鼓励数据中心通过参与绿电绿证交易等方式提高可再生能源利用率。
和电解铝一样，数据中心也是用电大户。据公开信息披露，2022年全年，全国数据中心耗电量达到2700亿千瓦时，约占全社会用电量的3%。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。
一方面，随着人工智能（AI）的爆发式发展，数据中心的能耗问题越来越受关注；另一方面，随着PUE（电能利用效率）优化空间不断缩小，使用绿电成为数据中心碳减排的关键一环。
在《行动计划》印发之前，2023年12月，国家发展改革委、国家数据局、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合印发的《关于深入实施“东数西算”工程加快构建全国一体化算力网的实施意见》就提出过到2025年底国家枢纽节点新建数据中心绿电占比超过80%的目标。
据了解，到2030年实现100%可再生能源目标与碳中和目标已成为国内互联网科技数据企业“标配”。秦淮数据集团宣布，到2030年将实现中国运营范围内所有新一代超大规模数据中心100%采用可再生综合能源解决方案；腾讯宣布，不晚于2030年实现100%绿色电力供应；阿里巴巴承诺，不晚于2030年云计算实现范围1、范围2及范围3的碳中和。
2024年7月22日，国务院新闻办公室举行的“推动高质量发展”系列主题新闻发布会披露，截至2024年3月底，数据中心绿电占比超过全国平均水平，部分先进数据中心绿电使用率达到80%左右。
据阿里巴巴集团发布的《2024财年环境、社会和治理（ESG）报告》，阿里云自建数据中心的清洁电力使用比例从2023财年的53.9%提升到2024财年的56.0%。腾讯则在2024年1月宣布，绿电在腾讯自有数据中心年度用电量占比中已达到54％。
宏观层面，政策已为数据中心提升绿电占比指路。
2022年3月，我国“东数西算”工程正式全面启动。国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合印发通知，同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等8地启动建设国家算力枢纽节点，并规划了10个国家数据中心集群。
此举被业内认为将加强数据中心在西部的布局，方便就近消纳西部绿色能源，大幅提升绿色能源使用比例。
更早之前，2021年5月24日，国家发展改革委等部门发布《关于印发〈全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案〉的通知》（发改高技〔2021〕709号），提出原则上将大型和超大型数据中心布局到可再生能源等资源相对丰富的区域；推动数据中心充分利用风能、太阳能、潮汐能、生物质能等可再生能源；支持数据中心集群配套可再生能源电站；鼓励数据中心企业参与可再生能源市场交易。
《关于深入实施“东数西算”工程加快构建全国一体化算力网的实施意见》则提出，支持国家枢纽节点地区利用源网荷储等新型电力系统模式。
数据中心在提升绿电消费方面持续发力，方式也多种多样。
阿里巴巴持续自建分布式光伏，参与投资和建设新能源项目、源网荷储一体化项目。2023年，阿里巴巴分别在河北省保定市和张家口市参与投资及建设了装机容量为500兆瓦和200兆瓦的源网荷储一体化项目。
2023年，腾讯天津高新云数据中心、腾讯上海青浦数据中心等5个数据中心的光伏系统并网发电，新增可再生能源设施装机容量32.6兆瓦。截至2023年末，腾讯数据中心可再生能源设施总装机容量达52.2兆瓦，相比2022年增加了166.3%。
绿电交易方面，彭博新能源财经发布的《2023年中国企业绿电交易排行榜》显示，阿里巴巴集团以16.1亿千瓦时位列中国企业绿电交易买方披露或计划规模第一，腾讯位列第五。根据中国电力企业联合会、北京电力交易中心、广州电力交易中心、国家可再生能源信息管理中心联合发布的“2023年中国绿色电力（绿证）消费TOP100企业名录”，阿里巴巴集团排行第7，腾讯位列第21。据腾讯披露，2023年，腾讯共采购绿电约6亿千瓦时，相比2022年增加了79.6%。腾讯2024年的签约绿电采购量超过13亿千瓦时，是2023年的两倍。
多位受访者表示，2025年底国家枢纽节点新建数据中心绿电占比超过80%的目标不难实现，关键在于采用哪种方式性价比最高。
通常理解上，数据中心负荷曲线几乎为一条直线，和新能源发电随机、波动的出力曲线不匹配。
具体而言，传统数据中心夜间负荷比日间负荷稍低，但全天峰谷差在10%以内。值得注意的是，目前大量布局的智算集群数据中心，即以AI计算任务为主的数据中心比常规数据中心用电负荷波动性稍大，新能源出力更难与之匹配。
“从发用电曲线契合程度看，总体上与数据中心最为契合的是出力曲线为一条直线的核电，且常规核电站发电量大，可以覆盖数据中心用电。但通常来说，数据中心部署快，核电站建设周期长，速度上尚不能完全匹配。”阿里云相关负责人说。
更重要的是，核电是否应该被纳入绿电交易体系，业界对此尚有争论。据国家能源局官网2023年8月发布的《对十四届全国人大一次会议第7024号建议的答复》，考虑到国内外对核电核发绿证还有不同认识，暂不核发绿证。
腾讯绿色能源高级架构师熊伟表示，对数据中心来说，用电安全性和稳定性至关重要。多位受访者认为，额外性、可溯源性、就近性是其选用绿电时坚持的原则。
当前数据中心主要以直接和间接两种方式提高可再生能源消费占比，前者主要包括分布式新能源供电和源网荷储一体化项目，后者主要包括参与绿电交易和购买绿证。
● 分布式新能源供电
自建分布式新能源电源是多位受访者眼中最方便、直接的绿电使用方式。然而，这些分布式新能源的发电量相对数据中心的用电量来说，往往只是“杯水车薪”。
熊伟表示，数据中心建筑上的屋顶光伏不足以解决用电问题，主要起着充分利用闲置屋顶、填补空缺的作用。
阿里云相关负责人说，如果数据中心为多层水泥结构建筑，自建屋顶光伏的发电量或只能覆盖该数据中心用电量的千分之几。
还有一种为数据中心供电的方式是聚合分布式光伏。熊伟介绍，由于企业负责数据中心电力业务的人力有限，需要聚合商提供此类服务。但由于聚合分布式光伏有距离限制，分散式风电则需留足倒塔安全距离，聚合分布式资源的方式受到一定的空间限制。
● 源网荷储一体化项目
前述阿里云相关负责人介绍，常规风电和光伏日内出力波动较大，除核电外，海上风电和水电的日内发电曲线相对均匀，与数据中心的用电曲线较为契合。虽然水电出力季节性波动明显，但理论上可以用海上风电配合水电以及一定量的火电“组合”保障数据中心用电。
多位受访者认为，为适应风电、光伏的波动性，数据中心应积极投入源网荷储一体化项目。通过源网荷储一体化项目，数据中心白天使用光伏，晚上使用风电，再搭配一定储能，基本可以覆盖全部用电。数据中心还可以将人工智能和机器学习融入源网荷储一体化项目，优化能源调度，更好地处理能源数据。
然而，源网荷储一体化项目尚缺乏完善的价格机制。
多位受访者认为，源网荷储一体化项目需要大电网作为备用，如果不缴纳输配电费，对电网企业有失公平，但如果全额缴纳输配电费，对数据中心也有失公平。
他们期盼未来出台“中间方案”，根据具体项目的不同特点制订不同方案。至于缴纳多少输配电费、备用容量费，国家层面需出台相关测算标准，让数据中心和电网企业都不“委屈”。
● 绿电交易（含PPA）
物理直连之外，参与“证电合一”的省内、跨省跨区绿电交易也是数据中心使用绿电的重要方式。
多位受访者介绍，由于跨省跨区交易相对灵活，能够突破地域限制，跨省跨区绿电交易是未来数据中心主要的绿电来源形式之一。
但由于送受端省内市场与跨省跨区市场的衔接机制尚待完善，涉及送受端省区的送电协议计划或交易合同、非水电可再生能源电力消纳权重完成情况以及物理通道要求等复杂因素，目前跨省交易本质上还是按照“网对网”的方式在进行。个别省区“惜售”，在东部沿海等本地绿电供应有限的地区，用户有时会遇到买不到绿电或不得不高价买绿电的情况。
因此，受访者呼吁，未来可以通过签署更多绿色电力采购协议（Power Purchase Agreement, 以下简称“PPA”），提前锁定量价，减少绿电供给的不确定性。
在他们看来，数据中心用电相对稳定，与PPA能够提供的可预期、量价稳定的长周期绿电供应特点相吻合。
不过，有绿电交易业内人士透露，PPA受政策鼓励，但鲜有“落地”案例，就算“落地”也多为场外框架协议，而非通过交易中心签署的量价合同，这主要是由于发电企业对未来发用电情况、政策及宏观经济走向的不确定性有所顾虑。
还有受访者表示，随着我国新能源入市不断推进，新能源上网电价和保障性收购小时数逐渐“松动”，越来越多的新能源发电企业期盼通过PPA锁定未来收益。PPA对发用双方将是双赢的选择。
也有受访者表示，希望将新能源企业的股权投资和PPA的签署相结合，也可以和源网荷储一体化项目结合，作为数据中心未来提升绿电使用比例的重要方向。
● 购买绿证
购买“证电分离”的绿证是数据中心“最后的选择”。“在其他选择都无法满足硬性指标要求时才会考虑。”一位数据中心从业者说，“绿证难以保证可溯源性和就近性。”
不过，如果未来绿证被纳入强制考核指标，购买绿证就是实现新建数据中心绿电占比超过80%相对容易的方式。但仅靠购买绿证，难以获得使用绿电的直接感受。
另有绿电交易业内人士表示，购买绿证是国际上普遍采用的市场化降碳方式，同样可以促进可再生能源发展，为实现“双碳”目标做出贡献。
某种程度上，数据中心是特殊的绿色电力用户，因为其可以进行电算协同，促进新能源被更好地调度和消纳。
随着绿电使用比例的不断提升，用电管理正在变得更加复杂。而数据中心的算力正好可以用于处理复杂的能源数据，帮助电力运营机构开展电力需求和发电出力预测，支持绿电消纳。
业内人士表示，“算力和电力一样也有传输成本。这种传输成本不只是经济层面的‘过路费’，也涉及物理层面的宽带和时延等。”
京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏八大国家算力枢纽节点中，只有内蒙古、甘肃、宁夏位于新能源富足地区，具有绿电资源优势，具备给数据中心提供充足绿电供应的天然基础。
整体而言，我国数据聚集地区与新能源资源富足地区存在天然错配。
据介绍，实时数据被业界称为热数据，需要就近存储在临近的数据中心。热数据集中度和经济发展程度高度相关，我国热数据主要集中在京津冀、长三角、粤港澳大湾区等地区，这些地区缺乏新建大型新能源电站的条件。
另一位数据中心从业者说：“有观点认为，应该尽量把数据中心迁往内蒙古、甘肃、宁夏等地，但受限于数据传输带宽，有些地方时延特别长，只能存放使用频率较低的冷数据和备用数据。”
据其介绍，曾有数据中心尝试异地开展算力和电力的协同调度试验，将一些数据调往风电大发地区以促进消纳，但试验结果显示，这种做法不只技术上非常复杂，管理面临的挑战也很大。
“站在数据中心全局角度考虑，节省的用电成本相比增加的算力等其他成本是非常少的。算力调度应综合考虑全局成本。”该从业者透露。
据了解，与电解铝行业不同，不同数据中心的用电成本在其生产成本中的占比不同，部分数据中心电力成本占比低于电解铝行业。相比而言，电解铝行业的生产环节更为柔性，更适宜和绿电“联动”。
不过，对数据中心而言，具体哪些地区存储热数据，哪些地区存储冷数据、备用数据，是进行数据全备份还是热数据随时互联，仍有优化空间。
此外，多位受访者共同呼吁，在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝等地区出台相关政策保障“证电合一”绿电供应，创造有利于数据中心企业完成国家枢纽节点新建数据中心绿电占比超过80%目标的条件。
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