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行业｜数据中心行业在能源转型中将施展主要作用

  • 时间：2020-07-31
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泉源：新华网

近十多年 ，我国数字经济一连增添 。2019年数字经济对GDP增添的孝顺率抵达67.7% ，成为驱动我国经济增添的焦点力量 。数据中心是集中贮存和处置惩罚数据的设施 ，是科技立异与手艺应用的实体 ，是数字经济生长的基石 。网民数目与移动流量的迅猛增添 ，大数据与人工智能对数据存储和盘算的重大需求 ，配合推动了我国数据中心规�；鎏� 。数据中心用电负荷重大 ，部分用电负荷具有时间和空间上的可控性 。充分使用数据中心用电负荷特征 ，使数据中心从“玄色”能源的消耗者 ，转变为“绿色”可再生能源的产消者和驱动者大有可为 。

数据中心数目与机架数目剧增 ，电力需求增添迅猛 。阻止2018年底 ，我国数据中心总量已凌驾40万个 ，大型及以上数据中心的总机架数达204万个 。预计2020年和2025年 ，大型及以上数据中心机架数目将划分抵达498万和802万个 。数据中心数目及机架数目的大幅增添 ，将导致数据中心电力需求一直增添 。2018年我国数据中心用电总量为1,609亿千瓦时 ，占全社会总用电量的2.35% 。预计2020年用电总量将达2,023亿千瓦时 ，占全社会用电总量的2.7%；2030年将突破4,000亿千瓦时 ，占全社会用电总量的3.7% 。

今年以来 ，突如其来的新冠肺炎疫情 ，使数字手艺、数字工业和数字服务在经济社会运行中的主要作用越发突出 � ？焖偕さ氖志迷诤芎榱髌缴隙猿辶诵鹿谝咔榈母好嬗跋� 。剖析批注 ，后疫情时代 ，人们的生爆发涯方法将爆发深刻转变 。数据中心建设既是已经启动的大规模“新基建”妄想的主要内容 ，也将成为经济久远生长的主要支持 � ？梢栽ぜ� ，数据中心的数目将远超原有的展望水平 ，数据中心能耗将爆发性增添 。

数据中心应加大清洁低碳用电程序 ，引领能源转型 。数据中心在使用电能的历程中 ，会爆发大宗污染物排放 。2011年以来 ，国际互联网行业通过投资建设可再生能源发电站、从可再生能源发电企业直接购电等方法 ，正逐步向“100%可再生能源（使用）目的”迈进 。我国互联网科技已处于天下领先地 ，可是该行业尚未形成大规模使用可再生能源电力的趋势 。2018年可再生能源电力在我国数据中心行业用电占比为23% ，低于全社会26.5%可再生能源用电水平 。我国数据中心行业应改变用能方法 ，加速清洁低碳用电程序 ，应成为能源麋集型行业能源转型的规范 。

由于我国漫衍式能源、微电网、局域电网接入大电网还保存诸多难题 ，加之我国电力市场建设滞后以及“绿色电力”生意刚刚起步 ，数据中心缺乏采购可再生能源的制度安排和商业渠道 ，因此 ，国际机构在预计我国数据中心的污染物排放时往往认定其主要使用了燃煤火电 。据此测算 ，2018年我国数据中心火电使用量约为1,171.81亿千瓦时 ，带来了4,687吨烟尘 ，23,436吨二氧化硫 ，22,264吨氮氧化物以及9,855万吨二氧化碳等污染物排放 。

数据中心部分电力负荷的时空可控性 ，有利于增进可再生能源消纳 。数据中心事情负载具有时间上的无邪性 。数据中心处置惩罚的信息数据 ，取决于用户的网络使用行为 ，具有较大的随机性和不确定性 。可是 ，数据中心中的批处置惩罚数据只要在划准时间内处置惩罚完毕即可 ，非实时使命可以适当转移或者延迟处置惩罚 �；谎灾� ，数据中心这些事情负载在时间上具有无邪性 。与此同时 ，数据中心事情负载还具有空间上的无邪性 。统一云服务提供商 ，可在多地拥有数据中心 ，各数据中心之间通过光纤等传输装备 ，实现异地数据和事情负载转移 。数据中心事情负载在时间和空间上的无邪性 ，反应在其用电特征方面就是电力负荷的时空可控性 。从这种意义上讲 ，数据中心能够凭证电力调理中心的需要 ，自动举行需求响应 ，以致施展“虚拟电厂”的功效 。

数据中心用电负荷的时空可控性 ，为其增进我国西部风（光）电等间歇性可再生能源消纳提供了主要条件 。在我国 ，集中式风电、光伏发电等可再生能源多漫衍在西部 ，而互联网、大数据、人工智能等工业多漫衍在东部 。数据中心在时间维度上转移负载 ，可以为电力系统提供调峰、调频等服务等辅助服务；在空间维度上优化调控负荷 ，可以推进数据算力跨区域流通 ，实现“东数西算” ，从而增添“西电东送”通道的可再生能源运送能力 。例如 ，若是对东部一个30兆瓦的数据中心的电力负荷举行时空调控 ，将其三分之一的批处置惩罚负载转移至西部数据中心处置惩罚 ，就可以在西部地区可再生能源富余时段为其腾出的10兆瓦“西电东送”通道容量 。

强化顶层设计 ，营造优异政策气氛 。一要提高熟悉 。能源转型是党的十九大加速生态文明体制刷新、建设漂亮中国重大方略的详细要求 ，是推行《巴黎协定》中我国碳减排允许的主要途径 。数据中心重大能耗问题应引起高度关注 ，应提高对数据中心与能源转型关系的熟悉 。好的制度设计可以使数据中心这一耗能大户由能源转型的威胁者 ，变为能源转型的推动者 。二要坚持问题导向和目的导向 ，尽快建设有利于数据中心施展作用的电力市场机制 。应扩大可再生能源市场化生意机制试点 ，将数据中心纳入其中；应深入探讨数据中心加入电力市场辅助服务、跨省区能源优化和现货生意等理论问题和市场规则问题；着手开展数据中心有用融入电力市场的树模应用事情 。三要有用施展政府作用 。应将数据中心可再生能源使用与能耗总量和强度“双控”目的挂钩；应增强漫衍式能源、微电网、局域电网接入大电网的专项羁系 。

作者：华北电力大学经济与管理学院 张素芳（教授 博士生导师）、华北电力大学电气与电子工程学院 王鹏（教授 博士生导师）

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