2021低碳数据中心发展白皮书.pdf

低碳数据中心发展白皮书（2021 年）2021 数据中心高质量发展大会2021-5-13当前，5G、云计算、人工智能等新一代信息技术快速发展，信息技术与传统产业加速融合，数字经济蓬勃发展。数据中心作为各个行业信息系统运行的物理载体，已成为经济社会运行不可或缺的关键基础设施，在数字经济发展中扮演至关重要的角色。近年来，我国数据中心产业快速发展，保持平均每年 30%左右的增速，预计未来仍将保持快速增长势头。与此同时，数据中心产业能源消耗、绿色和低碳发展进程正在不断引发社会关注。2020 年 9 月 22 日习近平总书记在 75 届联合国大会上首次作出我国“二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和”的庄严承诺，具有重大战略意义，彰显出我国应对气候变化的决心和雄心。2020 年的中央经济工作会议把“做好碳达峰、碳中和工作”作为八大重点任务之一，明确大力发展新能源。在中华人民共和国国民经济和社会发展第十四五个五年规划和 2035 年远景目标纲要中，明确提出到 2035 年，“生产生活方式绿色转型成效显著，能源资源配置更加合理、利用效率大幅提高，单位国内生产总值能源消耗和二氧化碳排放分别降低 13.5%、18%”，“非化石能源占能源消费总量比重提高到20%”。数据中心亟需顺应这一发展趋势，降低碳排放，逐步实现数据中心“碳中和”目标。前言编写单位主编单位：中国信息通信研究院云大所特别鸣谢：百度、阿里巴巴、腾讯、中金数据、秦淮数据、万国数据、河北省凤凰谷零碳发展研究院、绿色和平等单位的大力支持。低碳数据中心发展白皮书一、全球低碳数据中心产业发展现状.1（一）全球低碳数据中心政策.11.全球主要国家碳中和政策.12.全球数据中心绿色低碳政策.1（二）全球低碳数据中心发展现状.21.全球低碳数据中心绿色发展情况.22.全球数据中心碳减排目标与路线图设立情况.23.全球低碳数据中心可再生能源利用情况.44.全球低碳数据中心能源数据信息披露情况.4二、我国低碳数据中心产业发展现状.6（一）我国数据中心绿色低碳政策.61.国家层面政策.62.地方层面政策.6（二）我国绿色低碳数据中心发展现状.71.我国低碳数据中心绿色发展情况.72.我国数据中心碳减排目标与路线图设立情况.73.我国低碳数据中心可再生能源利用情况.74.我国低碳数据中心能源数据信息披露情况.8三、我国低碳数据中心未来发展路径.9（一）提高数据中心效率，降低数据中心 PUE.9（二）积极采购可再生能源和清洁能源.91.市场化采购可再生能源和清洁能源.92.购买可再生能源绿色电力证书.9（三）大力建设应用可再生能源和清洁能源.101.投资建设分布式可再生能源项目.102.投资建设大型集中式可再生能源项目.10（四）创新研发节能减碳技术.101.大力开展储能技术研发应用.102.持续探索碳捕集与封存技术.10（五）推动使用碳中和金融工具.11（六）加强碳中和管理制度和体系建设.11四、加快低碳数据中心发展的政策建议.12附录一我国太阳能、风能及水能资源丰富地区.13（一）太阳能资源丰富地区.13（二）风能资源丰富地区.14（三）水能资源丰富地区.14附录二低碳数据中心优秀案例介绍.151.百度云计算（阳泉）中心 1#模组.152.秦淮数据环首都 太行山能源信息技术产业基地一期.153.阿里巴巴乌兰察布数据中心开发区园区 A 楼.164.中金数据昆山一号数据中心.164目录低碳数据中心发展白皮书1一、全球低碳数据中心产业发展现状（一）全球低碳数据中心政策1.全球主要国家碳中和政策全球主要国家都承诺最晚于本世纪中叶完成国家层面碳中和计划。政府间气候变化委员会1在2018 年 10 月 8 日发布特别报告提出将全球变暖限制在1.5C，需要在土地、能源、工业等方面加速转型，到 2050 年左右达到“净零”排放。2表 1 全球主要国家碳中和计划时间欧盟设定了到 2020 年所有新建筑都需接近零能源消耗的目标，并且需要 2050 年完成在绿色协议制定的整个欧盟的净零排放目标。美国政府承诺到 2030 年，温室气体排放水平比 2005 年减少50-52%。3最终到 2050 年，使美国实现碳中和。亚洲国家日本和韩国也都在 2020 年年底发布了国家层面的绿色发展战略，日本绿色增长战略提出目标要在 2050 年实现碳中和。韩国也在 2020 年10 月正式宣布到 2050 年实现碳中和，成为继中国和日本之后第三个宣布碳中和目标的亚洲国家。2.全球数据中心绿色低碳政策 当前，多国发布的数据中心相关政策仍以绿色发展为主题。如美国政府通过 DCOI 数据中心优化倡议4、FDCCI 美国联邦数据中心整合计划5、FITARA 联邦政府信息技术采购改革法案6等一系列举措，以整合和关闭数据中心、资源虚拟化、可用性、设定数据中心 PUE 及服务器使用率具体标准、退役老旧机器的方式，实现了数据中心数量减少7000个，大约占比 50%；数据中心 PUE 从平均 2.0 以上下降到近一半大型数据中心达到 1.5 甚至 1.4 以下，部分服务器使用率从 5%提升到 65%以上。新加坡发布的绿色数据中心技术路线图，基于本国情况，指出需在不影响系统性能和安全要求的情况下尽可能降低数据中心能源消耗，并提出提高冷却设备效率、IT 设备温湿度耐受能力、数据中心的资源调度和负荷分配集成优化能力等建议。欧盟率先提出 ICT 行业的降碳目标，计划在2030 年提前达到气候中性。欧盟方面则是通过2020 年欧盟数据中心能源效率行为准则的最佳实践指南7和欧洲数据中心能源效率现状白皮书8进一1.IPCC:Intergovernmental.Panel.on.Climate.Change2.https:/www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/11/pr_181008_P48_spm_zh.pdf3.https:/news.un.org/zh/story/2021/04/10826824.Data.Center.Optimization.Initiative5.Federal.Data.Center.Consolidation.Initiative6.Federal.Information.Technology.Acquisition.Reform.Act7.2020.Best.Practice.Guidelines.for.the.EU.Code.of.Conduct.on.Data.Centre.Energy.Efficiency8.The.Current.State.of.Data.Center.Energy.Efficiency.in.Europe低碳数据中心发展白皮书（2021 年）1 一、全球低碳数据中心产业发展现状（一）全球低碳数据中心政策 1.全球主要国家碳中和政策 全球主要国家都承诺最晚于本世纪中叶完成国家层面碳中和计划。政府间气候变化委员会 表 1 全球主要国家碳中和计划时间 数据整理：中国信息通信研究院 欧盟设定了到 2020 年所有新建筑都需接近零能源消耗的目标，并且需要 2050 年完成在绿色协议制定的整个欧盟的净零排放目标。美国政府承诺到 2030 年，温室气体排放水平比 2005 年减少50-52%，序号国家碳中和时间点1美国20502欧盟20503英国20504日本20505韩国20506奥地利20407加拿大20508法国20509芬兰203510德国205011新西兰205012南非205013瑞典204514乌拉圭2030数据整理：中国信息通信研究院低碳数据中心发展白皮书2步细化和规范了数据中心 PUE、SUE9、DCiE10等绿色指标。塑造欧洲的数字未来11中表示 ICT 基础设施和数据中心应确保在 2030 年之前达到气候中性（climate.neutral）12，在 2050 年成为世界第一个实现气候中性的大陆。13（二）全球低碳数据中心发展现状1.全球低碳数据中心绿色发展情况数据中心虽总能耗高，但是单位实例能耗强度下降，总体能效不断优化提升。数据中心总体耗电较高，根据 2020 年初Science刊登的文章14重新校准全球数据中心能耗估算，2018 年全球数据中心总耗电达到 205TWh，占当年度全球总用电量的 1%。但是从单计算实例来看，全球数据中心能耗强度自 2010 年以来每年下降 20%，能源效率显著提升15。此外，冷却系统、供配电、服务器单位功耗和资源池虚拟化技术的发展和优化，推动 PUE 值持续降低，数据中心总体能效水平有所提高。2.全球数据中心碳减排目标与路线图设立情况国际互联网科技巨头大都承诺在 2030 年以前实现碳中和，具体情况见图 1。国际互联网科技企业优化运营管理持续推进数据中心降碳。Google 在 2007 年依靠购买可再生能源和高质量碳抵消项目16完成碳中和。2017 年至今一直保持全球运营范围全年总用电量维度下的100%可再生能源使用率，但是在某些区域或某些9.SUE（服务器使用效率）是对 PUE 的补充，在计算数据中心能源效率时也考虑了 IT 设备的效率。10.Data.Center.Infrastructure.Efficiency 由 Green.Grid 提出，IT 设备功率除以总设备功率计算的百分比表示。11.Shaping.Europes.Digital.Future12.当一个组织的活动对气候系统没有产生净影响时，就是气候中立。在气候中立的定义中，还必须考虑区域或局部的地球物理效应，例如辐射效应（例如来自飞机凝结轨迹的辐射效应）。13.p.27,A.European.strategy.for.data14.1.Eric.Masanet 等，Recalibrating.global.data.center.energy-use.estimates,.Science.28.Feb.2020：Vol。367，Issue.6481，pp.984-986.15.Eric.Masanet 等，Recalibrating.global.data.center.energy-use.estimates,.Science.28.Feb.2020：Vol。367，Issue.6481，pp.984-986：与 2010 年相比，2018 年全球数据中心计算实例增加了 550%，而同期全球数据中心的耗电量仅增加了 6%。16.过去 13 年 google 开展 40 个碳抵消项目，总计抵消了 2000 万吨二氧化碳。碳抵消项目包含从垃圾填埋场和养殖场捕获甲烷气体等时段仍依赖电网碳基能源。低碳数据中心发展白皮书（2021 年）4 情况见图 1。数据整理：中国信息通信研究院 图 1 部分国际互联网科技企业碳中和目标情况 国际互联网科技企业优化运营管理持续推进数据中心降碳。Google 在 2007 年依靠购买可再生能源和高质量碳抵消项目200720122020203020401990200020102020203020402050谷歌微软脸书苹果亚马逊碳中和目标时间点图.1.部分国际互联网科技企业碳中和目标情况数据整理：中国信息通信研究院.为实现真正意义上的 100%可再生能源，Google 在 2020 年 9 月提出计划到 2030 年在全球范围内所有数据中心以小时单位实现实时可再生能源供电，也就是 24/7 零碳运营管理计划。Google 首先在单一数据中心设施开展测试，为来源：Google.247-carbon-free-energy.2020图.2.Google 数据中心以小时单位无碳能源全年使用情况示意图低碳数据中心发展白皮书（2021 年）4 情况见图 1。数据整理：中国信息通信研究院 图 1 部分国际互联网科技企业碳中和目标情况 国际互联网科技企业优化运营管理持续推进数据中心降碳。Google 在 2007 年依靠购买可再生能源和高质量碳抵消项目 完成碳中和。2017 年至今一直保持全球运营范围全年总用电量维度下的100%可再生能源使用率，但是在某些区域或某些时段仍依赖电网碳基能源。来源：Google 247-carbon-free-energy 2020 图 2 Google 数据中心以小时单位无碳能源全年使用情况示意图 为实现真正意义上的 100%可再生能源，Google 在 2020 年 9 月提 过去 13 年 google 开展 40 个碳抵消项目，总计抵消了 2000 万吨二氧化碳。碳抵消项目包含从垃圾填埋场和养殖场捕获甲烷气体等 200720122020203020401990200020102020203020402050谷歌微软脸书苹果亚马逊碳中和目标时间点低碳数据中心发展白皮书3实现对小时单位电能数据的监测，Google 和两家企业（Tomorrow 和 WattTime）合作，建立并打通了数据通路并取得符合实时性和颗粒度要求的数据。Google 全年数据中心电能需求和供应随时间变化的对比具体见图 2。黑色部分代表全年数据中心电耗需求随时间轴变化情况。绿色区域代表时间点的可再生能源供应能力随时间轴变化情况。由于全年区域可再生能源供应能力不稳定，实时数据中心电耗和可再生能源供应量尚存在差值，达到小时单位精度的可再生能源实时供应是非常有挑战性的任务。Google 设置了零碳电力占比17和二氧化碳减排量两个关键性指标来度量进展，前者对应数据中心达到 7/24 实时零碳运营的程度，后者帮助企业在不同时间和地区设计确定可再生能源采购的优先级。17.基于 Tomorrow 公司提供接口得到的地区单位小时的能源消耗组合。总体来看，尽管当前部分区域电网以小时单位的发电结构数据难以获得,但是 24/7 实时零碳管理提供了一种更全面降低区域碳排放的理念和思路。部分国际企业在数据中心降碳技术的研究和探索上走在前列。Microsoft 对于数据中心降碳提出的技术解决方案是升级优化数据中心备用电力系统，包括储能电池和低碳燃料（氢燃料）。2020 年 Microsoft 已经成功对氢燃料电池进行测试，为 2030 年以前消除对柴油发电机备用电源的依赖并实现碳负排放打下坚实的基础。技术持续研究、测试和落地将推动Microsoft2050年消除历史所有碳排放目标的实现。低碳数据中心发展白皮书43.全球低碳数据中心可再生能源利用情况国际互联网企业公布的可再生能源目标时间点较为明确，数据中心企业也在加快可再生能源的应用。Google、Apple 和 Facebook 分 别 在 2017、2018 和 2020 年完成运营体系的 100%可再生能源使用，包含其数据中心基础设施。Microsoft 和Amazon 将完全实现可再生能源使用的目标节点定为在 2025 年。截止 2019 年 Amazon 可再生能源使用率为 42%，Microsoft 的数据中心产业可再生能源使用率为 60%，具体见表 2。低碳数据中心发展白皮书（2021 年）7 数据中心企业 Equinix 在 2019 年全球范围内使用超过 5250 亿瓦时的可再生能源，2015 年到 2019 年可再生能源使用的比例从 34%提高到 92%。4.全球低碳数据中心能源数据信息披露情况 国际上互联网企业数据中心和能源数据信息披露较为完善，但颗粒度仍有所差异。整体来看，国际企业披露信息一般包括最近几年的数据中心能效（PUE）、温室气体排放总量和电力消耗总量。部分企业还能提供水资源利用率（WUE）和区域电网能源结构等信息。来源：Facebook Sustainability Report 2019 图 3 Facebook 公司数据中心可持续性统计报告 Facebook2019 年可持续年度报告，展示了 2015 年到 2019 年，年度行业平均 PUE 和其自有数据中心 PUE 的发展趋势和对比情况。相对于行业平均 PUE1.5，Facebook 数据中心更加高效，最近五年始终来源：Facebook.Sustainability.Report.2019.图.3.Facebook 公司数据中心可持续性统计报告18.GW（吉瓦）是功率单位。1 吉瓦=10 亿瓦=1000 兆瓦=1 百万千瓦。19.Facebook.Renewable.energy.April.202120.Equinix.sustainability.report.FY201921.WUE 的单位为 liters.per.kWh.IT.load，每千瓦时 IT 设备负载所需水量。22.p.15,.Facebook.sustainability.report.2019Facebook 也在快速推进可再生能源使用，大量签约购买可再生能源，已经在全球范围内签订了超过 6GW18的可再生能源合同19。在 2020 年，可再生能源项目甚至实现了对企业员工远程在家办公电能消耗的统计覆盖。数据中心企业 Equinix 在 2019 年全球范围内使用超过 5250 亿瓦时的可再生能源，2015 年到 2019年可再生能源使用的比例从 34%提高到 92%20。4.全球低碳数据中心能源数据信息披露情况国际上互联网企业数据中心和能源数据信息披露较为完善，但颗粒度仍有所差异。整体来看，国际企业披露信息一般包括最近几年的数据中心能效低碳数据中心发展白皮书（2021 年）6 对柴油发电机备用电源的依赖并实现碳负排放打下坚实的基础。技术持续研究、测试和落地将推动 Microsoft2050 年消除历史所有碳排放目标的实现。3.全球低碳数据中心可再生能源利用情况 表 2 全球部分互联网科技企业 100%可再生能源的目标和进展 数据整理：中国信息通信研究院 国际互联网企业公布的可再生能源目标时间点较为明确，数据中心企业也在加快可再生能源的应用。Google、Apple 和 Facebook 分别在 2017、2018 和 2020 年完成运营体系的 100%可再生能源使用，包含其数据中心基础设施。Microsoft 和 Amazon 将完全实现可再生能源使用的目标节点定为在 2025 年。截止 2019 年 Amazon 可再生能源使用率为 42%，Microsoft 的数据中心产业可再生能源使用率为60%，具体见表 2。Facebook 也在快速推进可再生能源使用，大量签约购买可再生能源，已经在全球范围内签订了超过 6GW序号企业名称100%可再生能源目标时间 进展情况1Google2017年已实现2Apple Inc2018年已实现3Facebook2020年已实现4Microsoft2025年60%（2019年数据中心产业）5Amazon2025年42%（2019年）6Adobe2035年47.9%（2020年）7Digital Reality长期目标30%（2019年）8Equinix长期目标92%（2019年）表.2.全球部分互联网科技企业 100%可再生能源的目标和进展数据整理：中国信息通信研究院（PUE）、温室气体排放总量和电力消耗总量。部分企业还能提供水资源利用率（WUE）和区域电网能源结构等信息。Facebook2019 年可持续年度报告，展示了2015 年到 2019 年，年度行业平均 PUE 和其自有数据中心 PUE 的发展趋势和对比情况。相对于行业平均 PUE1.5，Facebook 数据中心更加高效，最近五年始终维持在 1.1 上下。另外，Facebook 在 2012年就开始监控统计WUE指标。从2015年到2019年，WUE21指标一直维持在 0.21 到 0.27 的范围内，同期业界平均 WUE 为 1.80。单位负载的用水效率可以达到行业平均水平的6.7到8.6倍，具体见图3。22.2020 年 9 月，Facebook 又公布了针对数据中心的可持续发展数据，更加详细的披露了最近五年用电量、年度平均 PUE、可再生能源占比、年度平均 WUE、温室气体排放（范围 1/2/3）等信息，还列出了同期每个数据中心分别的用电量、温室气体排放（范围 1/2）和用水量等信息，具体见图 4。低碳数据中心发展白皮书5 数据中心运营商也正逐步完善信息披露。Equinix 是当前在数据中心运营商中披露较为完善的企业之一。公布了用电量、可再生能源使用比例、温室气体排放（范围 1/2）、碳排放强度等，具体见图 5。此外，所有新数据中心都基于能源效率进行.来源：Facebook.Sustainability.Data.2019图.4.Facebook 公司数据中心 PUE、温室气体排放等数据低碳数据中心发展白皮书（2021 年）8 维持在 1.1 上下。另外，Facebook 在 2012 年就开始监控统计 WUE 指标。从 2015 年到 2019 年，WUE 来源：Facebook Sustainability Data 2019 图 4 Facebook 公司数据中心 PUE、温室气体排放等数据 2020 年 9 月，Facebook 又公布了针对数据中心的可持续发展数据，更加详细的披露了最近五年用电量、年度平均 PUE、可再生能源占比、年度平均 WUE、温室气体排放（范围 1/2/3）等信息，还列出了同期每个数据中心分别的用电量、温室气体排放（范围 1/2）和用.来源：Equinix.Sustainability.report.FY2019图.5.Equinix 电能和温室气体排放统计低碳数据中心发展白皮书（2021 年）9 水量等信息，具体见图 4。来源：Equinix Sustainability report FY2019 图 5 Equinix 电能和温室气体排放统计 数据中心托管企业也正逐步完善信息披露。Equinix 是当前在数据中心托管领域披露较为完善的企业之一。公布了用电量、可再生能源使用比例、温室气体排放（范围 1/2）、碳排放强度等，具体见图5。此外，所有新数据中心都基于能源效率进行了精细规划，针对 PUE指标进行了区域差异化设计。基于年平均用电效率，将美洲目标定在1.30-1.40，亚太地区（包括大洋洲）1.33-1.43，EMEA23.EMEA 为 Europe,.the.Middle.East.and.Africa，代表欧洲、中东、非洲三地区24.P61,.CLICKING.CLEAN:.WHO.IS.WINNING.THE.RACE.TO.BUILD.A.GREEN.INTERNET?了精细规划，针对 PUE 指标进行了区域差异化设计。基于年平均用电效率，将美洲目标定在 1.30-1.40，亚太地区（包括大洋洲）1.33-1.43，EMEA231.29-1.42。24低碳数据中心发展白皮书6 二、我国低碳数据中心产业发展现状（一）我国数据中心绿色低碳政策1.国家层面政策国家发布一系列政策推进数据中心绿色发展。2013 年，工信部联合四部委发布关于数据中心建设布局的指导意见，充分考虑资源环境条件，引导大型数据中心优先在能源相对富集、气候条件良好、自然灾害较少的地区建设。2019 年，工信部联合国家机关事务管理局、国家能源局发布关于加强绿色数据中心建设的指导意见，提出到2022年，数据中心平均能耗基本达到国际先进水平，水资源利用效率和清洁能源应用比例大幅提升。2019 年，工业和信息化部发布关于组织申报 2019 年度国家新型工业化产业示范基地的通知，明确提出支持数据中心采用水电、风电、太阳能等绿色可再生能源。国家发布政策引导温室气体排放核查工作规范发展。2013 年，国家发展和改革委员会发布企业温室气体排放核算方法与报告指南，明确了各行业温室气体的核算边界、核算方法、质量保证等。2017 年 12 月，国家发展和改革委员会发布关于做好 2016、2017 年度碳排放报告与核查及排放检测计划制定工作的通知制定企业碳排放补充数据核算报告模板、企业排放监测计划模板。2020 年12月，生态环境部发布 企业温室气体核查指南（试行）（征求意见稿）对企业温室气体排放的核查工作进行规范，明确了核查程序、核查要点、核查工作流程、技术服务机构要求等。我国积极开展碳排放权交易试点工作，持续推进碳排放权交易市场建设。2011 年 10 月，国家发展和改革委员会发布国家发展改革委办公厅关于开展碳排放权交易试点工作的通知，批准在 7 个省市开展碳排放权交易试点工作。2015 年 1 月，国家发展和改革委员会发布碳排放权交易管理暂行办法，明确了我国统一碳排放权交易市场的基本框架。2020 年 12 月，生态环境部发布碳排放权交易管理办法（试行），对碳排放配额分配和清缴，碳排放权登记、交易、结算，温室气体排放报告与核查等活动做出规定。2.地方层面政策地方政府出台政策引导数据中心绿色发展。2018 年，北京市更新北京市新增产业的禁止和限制目录，城六区禁止所有新建和扩建数据中心项目，其他区域禁止建设，PUE 在 1.4 以下的云计算数据中心除外。2021 年，北京市发布北京市数据中心统筹发展实施方案（2021-2023年），提出以集约化、绿色化、智能化为目标，打造世界领先的高端数据中心发展集群。上海市发布上海市推进新一代信息基础设施建设助力提升城市能级和核心竞争力三年行动计划（20182020 年）和上海市数据中心建设导则（2021）等政策，指出要严格控制新建数据中心，确有必要建设的必须确保绿色节能。深圳市发布深圳市发展和改革委员会关于数据中心节能审查有关事项的通知，指出建立完善能源管理体系，对于 PUE 值低于 1.25 的数据中心优先支持。广东省发布广东省 5G 基站和数据中心总体布局规划（2021-2025 年），指出优先规划布局绿色数据中心，各地市有序推进数据中心建设，先提高上架率，后扩容与新增。各试点城市围绕碳排放核查陆续出台了相关政策规定。北京市要求重点排放单位或用能报告单位建立重点能源消耗活动水平数据和排放因子定期测量检测机制，编制二氧化碳排放年度报告。上海市低碳数据中心发展白皮书7要求二氧化碳年排放量超 1 万吨的企业实行碳排放报告制度。深圳要求控排企业必须量化并提交上一年度温室气体排放情况。地方政府发布碳市场相关政策，为市场交易主体明确交易配额。在市场交易主体的确定和准入方面，各试点城市和地区均以二氧化碳的年排放量为标准（湖北除外），湖北、重庆、广东还以能耗作为标准。从配额分配方式看，北京根据企业的历史能源消耗量分配配额。广东省对控排企业使用基准法或历史法计算各部分配额。上海的准入行业中电力、航空、机场、港口采用基准线法分配配额。深圳对电力、供水、燃气行业按照基准线方法分配，依据价值量碳强度指标确定制造业的交易配额。（二）我国绿色低碳数据中心发展现状1.我国低碳数据中心绿色发展情况我国数据中心能效水平不断提高，部分优秀绿色数据中心案例已全球领先。截至 2019 年年底，全国超大型数据中心平均 PUE 为 1.46，大型数据中心平均 PUE 为 1.55；规划在建数据中心平均设计PUE 为 1.41 左右，超大型、大型数据中心平均设计PUE 分别为 1.36、1.39，预计未来几年仍将进一步降低。从绿色技术来看，国内数据中心不断创新绿色节能新应用，多个数据中心获得开放数据中心委员会（ODCC）与绿色网格（TGGC）联合开展的“数据中心绿色等级评估”AAAAA 等级。如 2019 年，字节跳动官厅湖大数据产业基地一期大规模应用了间接蒸发冷却技术，年均运行 PUE 达到 1.17。2.我国数据中心碳减排目标与路线图设立情况头部互联网企业纷纷启动碳中和目标和碳减排路线图规划，践行碳中和战略。2020 年底，秦淮数据集团提出计划在 2023 年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”，直接参与投资不少于 2GW 的清洁能源。蚂蚁集团承诺 2030 年实现净零排放，并提出积极稳妥推进绿色投资，推动供应链减排、积极采用液冷等新技术，加强温室气体排放控制科学管理等具体实施路径。2020 年 12 月，腾讯宣布启动碳中和规划，将积极探索光伏、水电、风电等可再生能源广泛应用，选址优先水电风电充沛的区域，大步推进科技在产业节能减排方面的应用。2021 年4 月 29 日，阿里巴巴发布名为迈向零碳时代的报告，将全面加快低碳前沿技术研究，全面推动绿色低碳生活方式，2022 年广东河源数据中心将实现100%使用绿色清洁能源，成为阿里首个实现碳中和的大型数据中心。3.我国低碳数据中心可再生能源利用情况我国可再生能源装机规模和利用水平逐步提升。根据国家能源局发布的2020 年度全国可再生能源电力发展监测评价报告显示，2020 年，全国可再生能源发电量达 22148 亿千瓦时，同比增长约 8.4%；其中，水电 13552 亿千瓦时，同比增长4.1%；风电 4665 亿千瓦时，同比增长约 15%；光伏发电 2605 亿千瓦时，同比增长 16.1%；生物质发电 1326 亿千瓦时，同比增长约 19.4%。我国互联网企业应用可再生能源比例逐渐提升。近年来，我国互联网企业应用可再生能源的意识逐步加强，规模有所增长。百度山西阳泉数据中心在2018 年可再生能源使用占比达到约 23%。2019 年，万国数据可再生能源采购规模为 87.3 兆瓦，占总电力容量的 24.9%。2019 年，秦淮数据集团新一代超大规模数据中心风能、太阳能等可再生能源使用比例为 37%。阿里巴巴张北等数据中心通过四方交易机制直接向风电企业购买可再生能源，可再生能源使用占比进一步提升。低碳数据中心发展白皮书84.我国低碳数据中心能源数据信息披露情况我国低碳数据中心能源数据信息披露较少，越来越多的互联网企业开始自愿披露 ESG 信息。目前在我国 22 家主流互联网企业当中，其中 55%的企业披露了用电总量，50%的企业披露了温室气体排放总量，41%的企业披露数据中心 PUE 信息25。百度在 2020 年低碳发展专项报告中，披露了公25.数据来源：绿色云端 2021司温室气体排放总量、直接能源消耗总量、间接能源消耗总量、可再生电力用电量及占比、数据中心PUE 等。腾讯环境、社会及管治报告.2020中披露了数据中心温室气体排放总量、节能减排技术应用等情况。阿里巴巴在ESG 报告.2018披露了张北及千岛湖的碳减排情况以及节能减碳技术应用情况。低碳数据中心发展白皮书9三、我国低碳数据中心未来发展路径为实现我国 2060 年碳中和目标，数据中心亟需提高数据中心效率，扩大可再生能源的使用范围，创新研发节能减碳技术，推动使用碳中和金融工具，加强碳中和管理制度和体系建设。（一）提高数据中心效率，降低数据中心PUE提高数据中心效率，降低数据中心 PUE。坚持资源环境优先原则，充分考虑资源环境条件，数据中心优先在能源相对富集、气候条件适宜、自然灾害较少的地区进行建设，提高数据中心能源利用效率。鼓励采用液冷、高压直流、微模块以及虚拟化、云计算等技术和方案，充分考虑动力环境系统与IT设备运行状态的精准适配，鼓励采用智能化系统和平台优化数据中心整体能效，持续降低数据中心PUE。（二）积极采购可再生能源和清洁能源1.市场化采购可再生能源和清洁能源随着电力市场化改革的推进，市场化采购可再生能源项目试点正在加快推进。目前，我国电力系统的调度运行方式是分散化的，这种分散式的机制限制了灵活性资源的潜力。可再生能源消纳责任制（通常称为“RPS”）将有助于推动签订电力中长期合同在我国的发展。2020 年伴随着“可再生能源电力消纳保障机制”的正式考核与运行，可再生能源将进入更多的省级电力市场，近期包括广东、山东、京津冀区域在内的省市已出台相关政策。目前，可再生能源的交易仍以中长期交易为主，现货交易为辅。在价格方面，市场化绿电交易的价格优势在部分省市已经凸显，光伏发电在多数地区已经具备了与新建燃煤发电竞争的能力。2018 年以来，河北省张家口市开展“政府+电网+发电企业+用户侧”的“四方协作机制”，通过市场化机制与风电企业直接交易，交易价格约为0.17元26-0.37元27/千瓦时。分布式能源市场化交易（隔墙售电）过网费尚未明确，试点推进缓慢。2019 年，国家能源局发布了 26 个分布式发电市场化交易试点区域，“隔墙售电”首先在试点区域中实施，但由于过网费标准难以达成统一，试点推进面临诸多挑战。江苏省分布式发电市场化交易取得一定突破。2020 年，江苏省首批分布式发电市场化交易试点项目“宁辉 5MW农光互补太阳能发电”正式开工建设，建成后在变电所供电区域内进行市场化交易，为全国分布式市场化交易的推进提供了一定参考。2.购买可再生能源绿色电力证书随着平价上网时代的到来，购买绿证成为企业碳减排的可行选择。目前，我国绿证由于与补贴挂钩，绿证价格较高，采购绿证给企业带来较高的经济成本压力，影响了企业认购绿证的积极性。2019 年 1月，国家发展改革委、国家能源局联合发布了国家发展改革委.国家能源局关于积极推进风电、光伏发电无补贴平价上网有关工作的通知（发改能源201919 号文），明确提出“鼓励平价上网项目和低价上网项目通过绿证交易获得合理收益补偿”。平价项目绿证核发后，市场化交易形成的绿证价格将大幅下降。通过采购绿证的方式实现数据中心用能绿色化可以更快捷、方便，对于无法直接采购可再生能源的数据中心也是一种可行的方案。26.河北省发展和改革委员会.2019.04.15.对河北省第十三届人民代表大会第二次会议第.1025.号建议的答复.取读于 http:/ http:/ 2019 年开始由固定的上网电价补贴转向竞价上网，项目经济性较前几年有所下降，但仍较为可观。2020 年，万国数据上海三号数据中心在墙体外立面增设太阳能电板，每年可减少消纳传统火电 9 万千瓦时，相当于减少二氧化碳排放63.3 吨28。2.投资建设大型集中式可再生能源项目从长远来看，投资建设大型集中式可再生能源项目是一种可行选择。数据中心企业可以直接建设、投资集中式风电、光伏电站，并拥有项目的部分所有权。通过投资等方式自建可再生能源项目能够满足高比例的用电需求，从长期看具备一定的经济性。但是直接投资可再生能源发电项目需要高额的前期投资成本，作为数据中心的非主营业务，国内企业目前尚未大范围开展直接投资建设可再生能源发电项目，未来可以考虑通过融资和参股方式解决，国际企业已有一定探索和实践。2019 年 9 月，苹果公司宣布通过中国清洁能源基金在湖南省投资 3 个风电项目，每个项目为 48MW,进一步提升供应链的可再生能源使用。（四）创新研发节能减碳技术1.大力开展储能技术研发应用电解水制氢成本不断下降，竞争力逐渐增强。氢能虽然不是一次能源，但其碳排放较低，是未来潜力巨大的“能源载体”。目前，我国每年生产的氢气中，40%来自煤气化，12%来自甲烷蒸汽重整，另外40%的氢气是钢铁生产中炼焦过程、氯碱生产、轻烃脱氢等环节的副产品。电解水法制氢成本仍然较高，用电解水方法生产的氢气只占总产量的 4%，且主要为碱性电解法，随着技术不断成熟，电解水制氢的竞争力将逐渐增强，预计 2030 年前后氢能发展进入快车道。随着电池技术的发展，电池储能有望在未来满足长时间储能的需求。目前在美国市场上已出现了可再生能源和供电时间达 4 小时的电池储能结合的组合方案。电动汽车市场的急速扩张加速了中国电池储能成本的下降，这也使得电池储能有望在约2025 年后快速发展，并到 2040 年左右将超过抽水蓄能成为最常用的储能方式29。随着电池技术的加快研究和发展，电池储能还有望在将来满足长期储能的需求。冰蓄冷技术实现用电负荷的“移峰填谷”，降低用电费用。冰蓄冷技术，是在电力负荷较低的夜间，采用电制冷机进行制冰，将冷量以冰的方式储存起来；而在电力负荷较高的白天，再把储存的冷量释放出来，实现用电负荷的“移峰填谷”，通过峰谷电的差价，降低用电费用。北京电信永丰数据中心通过应用高压 10KV 供电的蓄冰冷水冷机组，可大幅降低运行成本。2.持续探索碳捕集与封存技术引导发电企业运用 CCS 技术改造化石能源发电降低碳排放量。CCS 可以捕获 90%的碳排放