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“东数西算”工程全面启动 能源电力行业面临哪些机遇?

中国电力网发布时间:2022-04-13 11:32:52  作者:陈光 华东

  今年2月份,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文件,同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏启动建设国家算力枢纽节点,并规划了张家口集群等10个国家数据中心集群。至此,全国一体化大数据中心体系完成总体布局设计,“东数西算”工程正式全面启动。

  “东数西算”工程通过构建数据中心、云计算、大数据一体化的新型算力网络体系,将东部算力需求有序引导到西部,优化数据中心建设布局,促进东西部协同联动,与南水北调、西电东送、西气东输等重大工程同属全国范围内的重大资源调配工程。“东数西算”工程将对能源电力行业带来哪些影响?能源电力行业应如何服务“东数西算”工程发展?

  数据中心未来发展趋势

  当前,我国数据中心整体用电规模已占全社会用电量的2%以上。在发展过程中,数据中心面临着东西部发展“冷热不均”、机柜上架率整体偏低、能效水平亟待提升等问题。实施“东数西算”工程后,上述问题将在一定程度上得到解决。

  综合各方观点,今后数据中心发展将呈现以下趋势:

  一是数据中心将转向规模化、集约化发展,逐步实现有序、合理布局。我国新建大型、超大型数据中心原则上将布局在国家枢纽节点数据中心集群范围内;国家枢纽节点之外新建的数据中心,地方政府不得给予土地、财税等方面的优惠政策。预计2023年年底,国家枢纽节点算力规模占比超过70%。

  二是数据中心将积极推进绿色、低碳转型,助力“双碳”目标实现。“东数西算”工程实施后,数据中心将通过自建可再生能源设施、交易绿色电力、认购可再生能源绿色电力证书等方式增加对风能、太阳能等可再生能源的使用,促进可再生能源就近消纳,并通过加强技术创新、实施“以大换小”、应用节能技术与设备等方式不断降低电能利用效率值(PUE)。

  三是数据中心将严控增量、优化存量,传统数据中心将加快改造升级和功能提升。今后,我国东部城市城区范围内主要建设规模适中、具有极低时延要求的边缘数据中心;东部地区单纯的数据存储中心、容灾备份中心将逐步关停,或改造升级成为具备计算和应用等功能的智慧数据中心。存量“老旧小散”数据中心将分类分批改造升级,加速迁移、整合,提高数据中心的能源利用效率。

  四是数据中心算力供需更加均衡,促进我国区域协调发展水平显著提升。与数据中心相关的产业链条长,投资规模大,带动效应强。我国东部地区在市场、技术、人才、资金等方面占有先机,而西部在能源、土地、气候、成本等方面具有优势。“东数西算”工程通过算力设施由东向西布局,将带动相关产业同步向西部转移,以数据流引领资金流、人才流、技术流、业务流,打通不同区域之间协调发展的堵点、阻点,促进数据流通和价值传递。

  “东数西算”工程对能源电力行业带来哪些影响

  ●“东数西算”工程将重塑我国区域经济结构,缓解局部地区电力供需紧张状况。

  近年来,我国经济发展的重点区域均面临不同程度的电力供应紧张状况。“东数西算”工程实施后,西部地区有望吸引数据中心以及上游的设备制造业和下游的数据加工、数据清洗、数据内容服务等相关产业落地,构建完整的数据中心产业集群。我国华东、华北和华南地区将向西部地区转移数据中心相关的电力负荷多达数百万千瓦,可一定程度上缓解东部地区的电力供需紧张状况。

  ●“东数西算”工程有利于促进清洁能源消纳,降低二氧化碳排放规模。

  西部地区是我国重要的清洁能源生产基地。推进“东数西算”工程,部分电力负荷将在空间层面实现转移,有利于提高数据中心对绿色能源的利用水平,促进电网消纳西部地区富余清洁能源。当前,我国数据中心绿电使用率约为23%。若通过“东数西算”工程在2025年将这一比例提高至50%,可多消纳可再生能源电量800亿千瓦时,相当于一年减少二氧化碳排放4500万吨左右。

  ●“东数西算”工程将促进西部地区加大配套电网建设规模。

  与一般产业相比,数据中心对电网供电能力(供电可靠性、电能质量等)要求极高,往往需要双电源或多电源供电,确保万无一失。与东部地区相比,我国西部地区配电网建设相对滞后,部分地区存在网架结构薄弱、电源支撑能力不足等问题。为了确保“东数西算”工程顺利推进,西部地区尤其是算力枢纽节点和数据中心集群所在区域需加快新建或改造升级配套电网。

  ●“东数西算”工程为综合能源服务业务提供巨大的潜在市场。

  与南水北调、西电东送、西气东输等重大工程相比,“东数西算”工程更加需要借助市场和社会的力量。算力投资和需求的主体都是企业,技术创新和推广应用、绿色电力交易等行为也高度依赖市场。

  对数据中心而言,用电成本占到其运营成本的60%以上。因此,节能、节电对数据中心的运营至关重要。目前,我国数据中心PUE均值为1.49左右。根据《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求 推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》,到2025年,我国新建大型、超大型数据中心平均PUE降到1.3以下,国家枢纽节点进一步降到1.25以下,绿色低碳等级达到4A级以上。这将为包括电网企业在内的相关企业开展综合能源服务业务开辟广阔的市场空间。电网企业可以凭借资源优势和专业特长实施能源管理,帮助数据中心提升能效水平,降低运营成本。其中,能源托管、余热回收等业务具备较大的市场开发潜力。

  多方面入手服务“东数西算”工程发展

  能源电力行业应从算力与电力协同运行机制研究、配套专项供电方案制订、绿色用能技术应用等方面入手,服务“东数西算”工程发展。

  建议以实现“电力+算力”协同运行为目标,针对“电力+算力”协同的内在机理、技术体系、激励机制等开展专门研究。数据中心既是算力基础设施,也是电力消费大户。算力的高能耗属性使其与电力之间具有相互影响的内在关系。电力和算力能在优势互补的基础上形成有机协同。然而,“电力+算力”是一个新生事物,人们对二者协同运行的机理认识还不够深入,需对“电力+算力”协同的技术支撑体系、激励机制等加强研究攻关。

  建议电网企业尽快研究制订算力枢纽节点数据中心集群专项供电方案。应充分考虑枢纽节点地区电网建设的特殊性,积极做好电网规划与通信网络、土地、环保、财税等规划的衔接和协同,并统筹处理电网建设在规划、投资、建设、监督、评估等环节的重大事项,及时动态调整枢纽节点地区电网建设规划和投资规划,确保“东数西算”工程电力充足稳定供应。

  建议能源电力行业加快推广先进绿色技术产品和解决方案,为数据中心绿色、低碳转型做好服务保障。应加快推广应用高效网络设备、高效制冷系统、高效供配电系统、高效辅助系统等绿色技术产品以及模块化、智能化、创新性的用能解决方案;积极打造绿色数据中心服务平台,为数据中心开展绿色设计、施工和采购、运维和改造等提供支撑保障。
(作者单位:国网能源院、新疆电力经研院)

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