2021低碳數(shù)據(jù)中心發(fā)展白皮書當(dāng)前，5G、云計算、人工智能等新一代信息技術(shù)快速發(fā)展，信息技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)加速融合，數(shù)字經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展。數(shù)據(jù)中心作為各個行業(yè)信息系統(tǒng)運(yùn)行的物理載體，已成為經(jīng)濟(jì)社會運(yùn)行不可或缺的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，在數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演至關(guān)重要的角色。近年來，我國數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，保持平均每年

30%

左右的增速，預(yù)計未來仍將保持快速增長勢頭。與此同時，數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)能源消耗、綠色和低碳發(fā)展進(jìn)程正在不斷引發(fā)社會關(guān)注。一、

全球低碳數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀（一）全球低碳數(shù)據(jù)中心政策1.全球主要國家碳中和政策全球主要國家都承諾最晚于本世紀(jì)中葉完成國家層面碳中和計劃。政府間氣候變化委員會在2018

年

10

月

8

日發(fā)布特別報告提出將全球變暖限制在

1.5°C，需要在土地、能源、工業(yè)等方面加速轉(zhuǎn)型，到

2050

年左右達(dá)到“凈零”排放。2.全球數(shù)據(jù)中心綠色低碳政策當(dāng)前，多國發(fā)布的數(shù)據(jù)中心相關(guān)政策仍以綠色發(fā)展為主題。新加坡發(fā)布的《綠色數(shù)據(jù)中心技術(shù)路線圖》，基于本國情況，指出需在不影響系統(tǒng)性能和安全要求的情況下盡可能降低數(shù)據(jù)中心能源消耗，并提出提高冷卻設(shè)備效率、IT設(shè)備溫濕度耐受能力、數(shù)據(jù)中心的資源調(diào)度和負(fù)荷分配集成優(yōu)化能力等建議。歐盟率先提出

ICT行業(yè)的降碳目標(biāo)，計劃在2030

年提前達(dá)到氣候中性。塑造歐洲的數(shù)字未來中表示

ICT基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)據(jù)中心應(yīng)確保在

2030

年之前達(dá)到氣候中性（climate.neutral），在

2050

年成為世界第一個實(shí)現(xiàn)氣候中性的大陸。（二）全球低碳數(shù)據(jù)中心發(fā)展現(xiàn)狀1.全球低碳數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展情況數(shù)據(jù)中心雖總能耗高，但是單位實(shí)例能耗強(qiáng)度下降，總體能效不斷優(yōu)化提升。此外，冷卻系統(tǒng)、供配電、服務(wù)器單位功耗和資源池虛擬化技術(shù)的發(fā)展和優(yōu)化，推動

PUE值持續(xù)降低，數(shù)據(jù)中心總體能效水平有所提高。2.全球數(shù)據(jù)中心碳減排目標(biāo)與路線圖設(shè)立情況國際互聯(lián)網(wǎng)科技巨頭大都承諾在

2030

年以前實(shí)現(xiàn)碳中和。國際互聯(lián)網(wǎng)科技企業(yè)優(yōu)化運(yùn)營管理持續(xù)推進(jìn)數(shù)據(jù)中心降碳。Google在

2007

年依靠購買可再生能源和高質(zhì)量碳抵消項(xiàng)目完成碳中和。Google全年數(shù)據(jù)中心電能需求和供應(yīng)隨時間變化的對比。黑色部分代表全年數(shù)據(jù)中心電耗需求隨時間軸變化情況。綠色區(qū)域代表時間點(diǎn)的可再生能源供應(yīng)能力隨時間軸變化情況。部分國際企業(yè)在數(shù)據(jù)中心降碳技術(shù)的研究和探索上走在前列。Microsoft對于數(shù)據(jù)中心降碳提出的技術(shù)解決方案是升級優(yōu)化數(shù)據(jù)中心備用電力系統(tǒng)，包括儲能電池和低碳燃料（氫燃料）。3.全球低碳數(shù)據(jù)中心可再生能源利用情況國際互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)公布的可再生能源目標(biāo)時間點(diǎn)較為明確，數(shù)據(jù)中心企業(yè)也在加快可再生能源的應(yīng)用。4.全球低碳數(shù)據(jù)中心能源數(shù)據(jù)信息披露情況國際上互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)數(shù)據(jù)中心和能源數(shù)據(jù)信息披露較為完善，但顆粒度仍有所差異。Facebook2019

年

可

持

續(xù)

年

度

報

告，

展

示

了2015

年到

2019

年，年度行業(yè)平均

PUE和其自有數(shù)據(jù)中心

PUE的發(fā)展趨勢和對比情況。2020

年

9

月，F(xiàn)acebook又公布了針對數(shù)據(jù)中心的可持續(xù)發(fā)展數(shù)據(jù)，更加詳細(xì)的披露了最近五年用電量、年度平均

PUE、可再生能源占比、年度平均

WUE、溫室氣體排放（范圍

1/2/3）等信息，還列出了同期每個數(shù)據(jù)中心分別的用電量、溫室氣體排放（范圍

1/2）和用水量等信息。數(shù)

據(jù)

中

心

運(yùn)

營

商

也

正

逐

步

完

善

信

息

披

露。Equinix是當(dāng)前在數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商中披露較為完善的企業(yè)之一。公布了用電量、可再生能源使用比例、溫室氣體排放（范圍

1/2）、碳排放強(qiáng)度等。二、

我國低碳數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀（一）我國數(shù)據(jù)中心綠色低碳政策1.國家層面政策國家發(fā)布一系列政策推進(jìn)數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展。2013

年，工信部聯(lián)合四部委發(fā)布《關(guān)于數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局的指導(dǎo)意見》，充分考慮資源環(huán)境條件，引導(dǎo)大型數(shù)據(jù)中心優(yōu)先在能源相對富集、氣候條件良好、自然災(zāi)害較少的地區(qū)建設(shè)。國家發(fā)布政策引導(dǎo)溫室氣體排放核查工作規(guī)范發(fā)展。2013

年，國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布《企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南》，明確了各行業(yè)溫室氣體的核算邊界、核算方法、質(zhì)量保證等。我國積極開展碳排放權(quán)交易試點(diǎn)工作，持續(xù)推進(jìn)碳排放權(quán)交易市場建設(shè)。2011

年

10

月，國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布《國家發(fā)展改革委辦公廳關(guān)于開展碳排放權(quán)交易試點(diǎn)工作的通知》，批準(zhǔn)在

7

個省市開展碳排放權(quán)交易試點(diǎn)工作。2.地方層面政策地方政府出臺政策引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展。2018

年，北京市更新《北京市新增產(chǎn)業(yè)的禁止和限制目錄》，城六區(qū)禁止所有新建和擴(kuò)建數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目，其他區(qū)域禁止建設(shè)，PUE在

1.4

以下的云計算數(shù)據(jù)中心除外。各試點(diǎn)城市圍繞碳排放核查陸續(xù)出臺了相關(guān)政策規(guī)定。北京市要求重點(diǎn)排放單位或用能報告單位建立重點(diǎn)能源消耗活動水平數(shù)據(jù)和排放因子定期測量檢測機(jī)制，編制二氧化碳排放年度報告。地方政府發(fā)布碳市場相關(guān)政策，為市場交易主體明確交易配額。在市場交易主體的確定和準(zhǔn)入方面，各試點(diǎn)城市和地區(qū)均以二氧化碳的年排放量為標(biāo)準(zhǔn)（湖北除外），湖北、重慶、廣東還以能耗作為標(biāo)準(zhǔn)。（二）我國綠色低碳數(shù)據(jù)中心發(fā)展現(xiàn)狀1.我國低碳數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展情況：我國數(shù)據(jù)中心能效水平不斷提高，部分優(yōu)秀綠色數(shù)據(jù)中心案例已全球領(lǐng)先。截至

2019

年年底，全國超大型數(shù)據(jù)中心平均

PUE為

1.46，大型數(shù)據(jù)中心平均

PUE為

1.55；規(guī)劃在建數(shù)據(jù)中心平均設(shè)計PUE為

1.41

左右，超大型、大型數(shù)據(jù)中心平均設(shè)計PUE分別為

1.36、1.39，預(yù)計未來幾年仍將進(jìn)一步降低。2.我國數(shù)據(jù)中心碳減排目標(biāo)與路線圖設(shè)立情況：頭部互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)紛紛啟動碳中和目標(biāo)和碳減排路線圖規(guī)劃，踐行碳中和戰(zhàn)略。2020

年底，秦淮數(shù)據(jù)集團(tuán)提出計劃在

2023

年實(shí)現(xiàn)中國運(yùn)營范圍內(nèi)所有新一代超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心

100%

采用“可再生綜合能源解決方案”，直接參與投資不少于

2GW的清潔能源。3.我國低碳數(shù)據(jù)中心可再生能源利用情況：我國可再生能源裝機(jī)規(guī)模和利用水平逐步提升。我國互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)應(yīng)用可再生能源比例逐漸提升。根據(jù)國家能源局發(fā)布的《2020

年度全國可再生能源電力發(fā)展監(jiān)測評價報告》顯示，2020

年，全國可再生能源發(fā)電量達(dá)

22148

億千瓦時，同比增長約

8.4%；其中，水電

13552

億千瓦時，同比增長4.1%；風(fēng)電

4665

億千瓦時，同比增長約

15%；光伏發(fā)電

2605

億千瓦時，同比增長

16.1%；生物質(zhì)發(fā)電

1326

億千瓦時，同比增長約

19.4%。我國互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)應(yīng)用可再生能源比例逐漸提升。近年來，我國互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)應(yīng)用可再生能源的意識逐步加強(qiáng)，規(guī)模有所增長。4.我國低碳數(shù)據(jù)中心能源數(shù)據(jù)信息披露情況：我國低碳數(shù)據(jù)中心能源數(shù)據(jù)信息披露較少，越來越多的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)開始自愿披露

ESG信息。目前在我國

22

家主流互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)當(dāng)中，其中

55%

的企業(yè)披露了用電總量，50%

的企業(yè)披露了溫室氣體排放總量，41%

的企業(yè)披露數(shù)據(jù)中心

PUE信息。三、

我國低碳數(shù)據(jù)中心未來發(fā)展路徑為實(shí)現(xiàn)我國

2060

年碳中和目標(biāo)，數(shù)據(jù)中心亟需提高數(shù)據(jù)中心效率，擴(kuò)大可再生能源的使用范圍，創(chuàng)新研發(fā)節(jié)能減碳技術(shù)，推動使用碳中和金融工具，加強(qiáng)碳中和管理制度和體系建設(shè)。（一）提高數(shù)據(jù)中心效率，降低數(shù)據(jù)中心

PUE堅持資源環(huán)境優(yōu)先原則，充分考慮資源環(huán)境條件，數(shù)據(jù)中心優(yōu)先在能源相對富集、氣候條件適宜、自然災(zāi)害較少的地區(qū)進(jìn)行建設(shè)，提高數(shù)據(jù)中心能源利用效率。鼓勵采用液冷、高壓直流、微模塊以及虛擬化、云計算等技術(shù)和方案，充分考慮動力環(huán)境系統(tǒng)與

IT設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的精準(zhǔn)適配，鼓勵采用智能化系統(tǒng)和平臺優(yōu)化數(shù)據(jù)中心整體能效，持續(xù)降低數(shù)據(jù)中心

PUE。（二）積極采購可再生能源和清潔能源1.市場化采購可再生能源和清潔能源隨著電力市場化改革的推進(jìn)，市場化采購可再生能源項(xiàng)目試點(diǎn)正在加快推進(jìn)。目前，我國電力系統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)行方式是分散化的，這種分散式的機(jī)制限制了靈活性資源的潛力。可再生能源消納責(zé)任制（通常稱為“RPS”）將有助于推動簽訂電力中長期合同在我國的發(fā)展。分布式能源市場化交易（隔墻售電）過網(wǎng)費(fèi)尚未明確，試點(diǎn)推進(jìn)緩慢。2019

年，國家能源局發(fā)布了

26

個分布式發(fā)電市場化交易試點(diǎn)區(qū)域，“隔墻售電”首先在試點(diǎn)區(qū)域中實(shí)施，但由于過網(wǎng)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)難以達(dá)成統(tǒng)一，試點(diǎn)推進(jìn)面臨諸多挑戰(zhàn)。2.購買可再生能源綠色電力證書：隨著平價上網(wǎng)時代的到來，購買綠證成為企業(yè)碳減排的可行選擇。目前，我國綠證由于與補(bǔ)貼掛鉤，綠證價格較高，采購綠證給企業(yè)帶來較高的經(jīng)濟(jì)成本壓力，影響了企業(yè)認(rèn)購綠證的積極性。（三）大力建設(shè)應(yīng)用可再生能源和清潔能源1.投資建設(shè)分布式可再生能源項(xiàng)目：購電合同模式不斷成熟，投資建設(shè)分布式可再生能源項(xiàng)目發(fā)展提速。企業(yè)在自有屋頂安裝太陽能光伏板，或在自己場地內(nèi)安裝風(fēng)電機(jī)組，自發(fā)自用，余電出售給電網(wǎng)。2.投資建設(shè)大型集中式可再生能源項(xiàng)目：從長遠(yuǎn)來看，投資建設(shè)大型集中式可再生能源項(xiàng)目是一種可行選擇。數(shù)據(jù)中心企業(yè)可以直接建設(shè)、投資集中式風(fēng)電、光伏電站，并擁有項(xiàng)目的部分所有權(quán)。通過投資等方式自建可再生能源項(xiàng)目能夠滿足高比例的用電需求，從長期看具備一定的經(jīng)濟(jì)性。（四）創(chuàng)新研發(fā)節(jié)能減碳技術(shù)1.大力開展儲能技術(shù)研發(fā)應(yīng)用電解水制氫成本不斷下降，競爭力逐漸增強(qiáng)。氫能雖然不是一次能源，但其碳排放較低，是未來潛力巨大的“能源載體”。目前，我國每年生產(chǎn)的氫氣中，40%

來自煤氣化，12%

來自甲烷蒸汽重整，另外

40%

的氫氣是鋼鐵生產(chǎn)中煉焦過程、氯堿生產(chǎn)、輕烴脫氫等環(huán)節(jié)的副產(chǎn)品。隨著電池技術(shù)的發(fā)展，電池儲能有望在未來滿足長時間儲能的需求。目前在美國市場上已出現(xiàn)了可再生能源和供電時間達(dá)

4

小時的電池儲能結(jié)合的組合方案。電動汽車市場的急速擴(kuò)張加速了中國電池儲能成本的下降，這也使得電池儲能有望在約2025

年后快速發(fā)展，并到

2040

年左右將超過抽水蓄能成為最常用的儲能方式。隨著電池技術(shù)的加快研究和發(fā)展，電池儲能還有望在將來滿足長期儲能的需求。冰蓄冷技術(shù)實(shí)現(xiàn)用電負(fù)荷的“移峰填谷”，降低用電費(fèi)用。冰蓄冷技術(shù)，是在電力負(fù)荷較低的夜間，采用電制冷機(jī)進(jìn)行制冰，將冷量以冰的方式儲存起來；而在電力負(fù)荷較高的白天，再把儲存的冷量釋放出來，實(shí)現(xiàn)用電負(fù)荷的“移峰填谷”，通過峰谷電的差價，降低用電費(fèi)用。2.持續(xù)探索碳捕集與封存技術(shù)引導(dǎo)發(fā)電企業(yè)運(yùn)用

CCS技術(shù)改造化石能源發(fā)電降低碳排放量。CCS可以捕獲

90%

的碳排放量，在燃煤電廠加裝

CCS將使得其變?yōu)橐环N相對低碳的發(fā)電技術(shù)，CCS技術(shù)的應(yīng)用取決于其未來的成本下降速度。ALLAM-FETVEDT循環(huán)是一種創(chuàng)新天然氣（或合成氣）發(fā)電技術(shù)，其為實(shí)現(xiàn)低排放低成本

CCS燃煤燃?xì)獍l(fā)電提供一條有力路徑。探索應(yīng)用結(jié)合碳封存的

DACCS和

BECCS技術(shù)推動減排降碳。DACCS是從大氣中直接捕集二氧化碳。加拿大碳工程公司開發(fā)了一種使用液態(tài)氫氧化鉀溶劑吸收大氣中二氧化碳的

DAC技術(shù)。BECCS技術(shù)應(yīng)用除了成本下降速度之外，還取決于可利用的生物質(zhì)資源量。目前，大部分的

BECCS設(shè)施都涉及從乙醇廠捕集發(fā)酵工藝產(chǎn)生的二氧化碳。（五）推動使用碳中和金融工具：擴(kuò)大綠色金融工具使用范圍，解決減排資金缺位問題。目前，我國的綠色債券發(fā)行主體多是能源和交通企業(yè)，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)發(fā)行綠色債券較少。我國互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、數(shù)據(jù)中心企業(yè)需加強(qiáng)自身能力建設(shè)，探索應(yīng)用綠色債券、綠色票據(jù)等金融工具進(jìn)行融資的潛力，拓寬綠色轉(zhuǎn)型的融資渠道。（六）加強(qiáng)碳中和管理制度和體系建設(shè)加強(qiáng)低碳數(shù)據(jù)中心管理制度和體系建設(shè)。在組織和戰(zhàn)略方面，數(shù)據(jù)中心亟需設(shè)立職能完善、分工明確的碳管理組織機(jī)構(gòu)，加快提出碳中和目標(biāo)并納入企業(yè)長期發(fā)展戰(zhàn)略，積極開展二氧化碳相關(guān)學(xué)習(xí)培訓(xùn)，開展節(jié)能減排宣傳；在管理體系層面，數(shù)據(jù)中心宜建立有效、覆蓋全面的二氧化碳排放監(jiān)測計劃，積極開展第三方碳排放核查，建立完善的碳信息公開和碳信息披露制度，實(shí)現(xiàn)碳減排精細(xì)化管理。內(nèi)部碳定價是大型企業(yè)管理和促進(jìn)低碳轉(zhuǎn)型的有效工具。通過在公司內(nèi)部為商業(yè)決策所涉及溫室氣體排放賦予財務(wù)價值，排放量可以轉(zhuǎn)化為一項(xiàng)財務(wù)指標(biāo)，進(jìn)而影響決策過程。目前，企業(yè)碳成本核算呈上升趨勢，已經(jīng)采用或計劃制定內(nèi)部碳價的企業(yè)數(shù)量自

2015

年起，五年內(nèi)增加了

80%。我國的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)需積極借鑒國際經(jīng)驗(yàn)，在企業(yè)內(nèi)部實(shí)施碳定價，推動企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展。四、加快低碳數(shù)據(jù)中心發(fā)展的政策建議一是推廣應(yīng)用數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗技術(shù)，包括供配電、制冷和

IT設(shè)備節(jié)能降耗技術(shù)。冷卻技術(shù)近年來不斷發(fā)展更新、方式多樣化，但仍然是數(shù)據(jù)中心非

IT設(shè)備能耗的主要來源，在冷卻技術(shù)上仍需加大研發(fā)投入和測試實(shí)驗(yàn)，高效利用自然冷卻資源推進(jìn)綠色數(shù)據(jù)中心優(yōu)化升級。二是加快降碳技術(shù)研究和創(chuàng)新，推動清潔能源、儲能和碳捕集碳封存技術(shù)加速應(yīng)用。當(dāng)前氫能大規(guī)模利用主要受限于制備技術(shù)和儲運(yùn)成本。氫燃料電池也是國際企業(yè)在數(shù)據(jù)中心備用電源領(lǐng)域替換柴發(fā)的的方案之一。儲能技術(shù)方面，抽水儲能受限于地理環(huán)境，電化學(xué)儲能則仍需進(jìn)一步提高安全性并加強(qiáng)統(tǒng)籌規(guī)劃。建議對電化學(xué)儲能行業(yè)規(guī)范市場準(zhǔn)入、優(yōu)化安全標(biāo)準(zhǔn)并推動技術(shù)升級，加大對其他儲能技術(shù)進(jìn)行研究，比如重力儲能

31

和壓縮空氣儲能技術(shù)等，鼓勵碳捕集碳封存技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新。三是從外部和企業(yè)內(nèi)部完善企業(yè)碳減排管理制度體系，優(yōu)化碳減排管理。從外部來看，建議政府部門完善需求側(cè)用能管理，碳排放管理、核查與評估，碳排放交易制度和體系。從內(nèi)部來看，建立企業(yè)碳減排目標(biāo)和戰(zhàn)略組織與管理，借鑒歐美國家企業(yè)實(shí)施內(nèi)部碳定價將降碳指標(biāo)落實(shí)到各個部門，促進(jìn)行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型。四是建立健全可再生能源政策法規(guī)，推動可再生能源在數(shù)據(jù)中心的交易和應(yīng)用。推動市場主體直接開展交易，有針對性地建立可再生能源發(fā)電參與電力