廣州棠下數據中心機房。 江迪 攝

　　“雙碳”目標提出以來，我國各行各業都在探索進行低碳轉型。數據中心作為數字經濟的“底座”迅速蓬勃發展，能耗值已相當于湖南全省用電量，節能降耗居高不下，日益成為新型產業綠色低碳發展的典型突出問題。為實現產業綠色發展，數據中心不僅要突破節能降耗瓶頸，也要能適應新能源占比逐漸提高的新型電力系統，并承擔系統負荷側柔性調節的重任。新形勢下，數據中心與新型電力系統，必須協同發展。

　　數據中心與新型電力系統相輔相成

　　作為未來經濟社會發展的關鍵基礎設施，我國數據中心產業規模持續穩步增長。中國信息通信研究院《數據中心白皮書(2022年)》數據顯示，2021年我國在用數據中心機架同比增長29.6%，達520萬架；市場收入達1500億元，近三年年均復合增速達30.69%。研究人員預計，2025年我國數據中心市場收入有望超4000億元。

　　高速發展的數據中心行業也面臨嚴峻的能耗挑戰。根據生態環境部環境規劃院統計，2021年全國數據中心能耗達到2166億千瓦時，約占當年全國總用電量的2.6%，相當于湖南省全年用電量。

　　“雙碳”目標下，國家對數據中心和與之息息相關的電力行業提出了新的發展要求。2021年11月，國家發改委等部門印發《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展實施方案》，從節能技術、綠色用能等方面對數據中心綠色低碳發展作出明確要求；2022年5月，國家發改委、國家能源局《關于促進新時代新能源高質量發展的實施方案》明確，要加快構建適應新能源占比逐漸提高的新型電力系統。

　　數據中心的發展與新型電力系統的建設相輔相成。一方面，數據中心需適應新能源占比逐步提高的新型電力系統，并通過購買綠電、自建分布式發電等方式提升綠色用能比例；另一方面，數據中心可結合自身的用電屬性挖掘負荷釋放潛力，參與電力輔助服務或需求響應市場，助力電力系統柔性調節和可再生能源有效消納。

　　有電網企業正積極構建新型電力系統，并在數據中心建設上助力。例如，廣東電網公司廣州供電局不斷加快多站融合超低能耗IDC(互聯網數據中心)示范點建設，推進數字電網建設和數字化轉型，打造具有廣州特色的特大城市新型電力系統。

　　電、碳市場助力綠色用能

　　近年來，數據中心行業已在探索開展綠電市場化交易。2021年9月，南方電網公司與國家電網公司聯合組織召開綠色電力交易試點啟動會，騰訊公司于會上簽訂了風電采購協議，騰訊深汕數據中心成為參與國家組織的綠色電力交易的首批市場主體。隨著適應新型電力系統的電力市場體系逐步建立完善，綠電交易將成為數據中心用能綠色化的重要手段。

　　此外，全國碳市場已啟動一周年，各地也逐步探索擴大覆蓋范圍，廣東已明確計劃將數據中心行業納入廣東碳市場。在地方的探索推動下，碳交易將成為數據中心以市場化途徑實現低碳轉型的重要方式。在廣州，數據中心已經能夠在電力市場上通過綠電交易提高清潔用能占比，挖掘負荷釋放空間。不久后還可通過碳交易降低碳排放，建立碳賬戶，獲得綠色金融支持。

　　目前，國內數據中心在碳排放監測方面仍有空白，可試點建立數據中心碳排放監測預警指標體系，包括總量指標、強度指標、交易指標等，實時監控識別風險點和異常點，為碳排放監管提供量化數據參考，為數據中心行業進入碳市場建立技術和數據支撐。

　　2021年5月，《全國一體化大數據中心協同創新體系算力樞紐實施方案》印發，全國一體化算力網絡國家樞紐節點的建設和數據中心集群的發展為數據中心節能降耗提供了新的機遇。在國家“東數西算”工程建設下，未來數據中心集群可通過參與綠電交易和碳交易，探索新型基礎設施節能降耗的規模化和示范化。

　　“可再生能源+儲能”提高能效

　　根據國家發改委指導意見，數據中心綜合節能評價標準體系不僅包括傳統的電能使用效率標準，還應包括可再生能源利用率等指標，實現清潔能源、儲能等多類型節能優化技術的集成應用。

　　可再生能源利用方面，除了采購綠電，就近開發分布式可再生能源和集中式新能源電站，直供數據中心的用能，也是另一個重要途徑。根據近年來的探索驗證，“可再生能源+儲能”“源網荷儲一體化”均為行之有效的用能模式。

　　結合國內外經驗，業內建議優先最大限度就近開發優質風、光資源，特別是分布式、小型化的風光發電，大力推進可再生能源在用戶側就近利用，包括在數據中心園區和屋頂建設分布式光伏電站，有條件的可在周邊建設大型光伏、風電或其他新能源電站，實現自發綠電直供。

　　為滿足數據中心持續穩定供電的需求，應對可再生能源發電的間歇性和波動性，可探索利用鋰電池、飛輪儲能等多元化儲能手段，在數據中心的能耗規模與用能標準下，充分發揮儲能效益。通過可再生能源配套儲能，數據中心在保障自身綠色電力穩定供應的同時，也可參與電力輔助服務或需求響應市場“反哺”電力系統。

　　高效制冷助力節能降耗

　　傳統數據中心中，制冷系統能耗約占總能耗的40%。在機架不斷增加、數據存儲和運算需求不斷攀升的情況下，發展高效的制冷技術是綠色數據中心建設亟待解決的問題。

　　目前國內應用較廣的冷卻技術包括自然冷源、高效空調、優化氣流組織、蓄冷等，更高效的制冷技術包括液冷、冷熱通道、新型末端制冷等。業界認為，浸沒式液冷技術是未來數據中心節能制冷的重要發展方向，尤其可應對南方高溫高濕環境無法高效利用自然冷源的問題。

　　研究表明，液冷技術能有效解決高功率芯片的散熱問題，可降低數據中心約30%的能耗。另外，相比其他制冷技術，其對余熱利用有更大的優勢。液冷系統的出水溫度普遍達40℃以上，其余熱品位高于傳統制冷技術，且能抓取所釋放的大部分熱量，能為數據中心園區或其他用戶供熱。

　　未來，智能化和自動化是數據中心等新基建發展的必然趨勢。基于海量的傳感器數據，中心能根據實時溫濕度、用電負荷等實現自然冷源、聯合供冷等多種制冷模式的實時自動切換。此外，智能化數據中心還能優化預測運行能耗并選擇最優用能方案，實現全壽命周期智慧節能。

　　(作者吳瓊 單位：廣東電網公司廣州供電局)