為什么不穩定的新能源才是數據中心最佳選擇?
算力的盡頭是電力,智能化、數字化快速發展下,算力的重要性已經不言而喻,因為對電力的強依賴性,這句話也廣為流傳。算力主要通過數據中心等算力基礎設施向社會提供服務,而數據中心運行是全天候不間斷的,需要持續的電能供應,以保證數據存儲、處理的安全、穩定。
這就決定了數據中心的發展是在高可靠性電力基礎上的,對于能源的首要需求則是穩定。從這角度看,新能源并不符合數據中心的用能特性。因為受地理、天氣等因素影響,風能、太陽能等供電并不穩定,有著明顯的波谷。但提升新能源利用率卻被認為是數據中心發展的必要條件,為何會有此矛盾?
綠色化需要
首先,使用新能源是綠色化與可持續發展的需要。數據中心是高耗能行業,在大模型快速發展,算力需求持續提升的情況下,數據中心產業規模快速擴大,但也由此帶來了更高的能耗,產生了大量的碳排放。這極大地影響了行業可持續發展,也不符合“雙碳”目標建設,因此,數據中心必須加快進行節能減碳。
國家對此高度重視,6月,國家發改委在新聞發布會上明確將抓緊出臺數據中心等重點行業節能降碳專項行動計劃。
相關政策對于PUE等也有明確的規定,能效上不達標的數據中心將面臨淘汰。如北京早在2021年便發布了《北京市數據中心統籌發展實施方案(2021-2023年)》,提出北京將通過關閉一批功能落后的數據中心、整合一批規模分散的數據中心、改造一批高耗低效數據中心、新建一批計算型數據中心和人工智能算力中心及邊緣計算中心,以集約化、綠色化、智能化為目標,打造世界領先的高端數據中心發展集群。
穩定性提升
其次,數據中心在利用新能源上已經有了多項探索,新能源的不穩定性正逐步被“消除”。
具體來看,目前有兩個主流方案,一是充分開發新能源,加快綠電上網,提升綠電在電網中的比例。
我國正不斷在新能源豐富的地區加強綠電建設,如“東數西算”中的西部樞紐節點便充分利用自身豐沛的資源,加快綠電建設,推動綠電上網,為數據中心提供充足的能源保證,加快綠色算力發展。
同時,電力體制改革不斷深化,源網荷儲一體化持續推進,以新能源為主體的新型電力系統正加快建設,這一過程中,數據中心將發揮負荷作用,依托源網荷儲推進自身與新能源相結合以實現高效消納,推動算力與電力雙向協同。
二是“與之相反”的路線,即綠電直供。這同樣需要豐富的綠電資源作為基礎,目前已有相關政策出臺,并且在實踐上有較大突破。
如內蒙古自治區印發了《呼和浩特市、烏蘭察布市數據中心電算一體化發展方案》,提出通過適度超前做好新能源場址預留和電網規劃建設、支持集群內數據中心電力用戶享受戰略新興產業用電政策、鼓勵新能源發電企業與智算中心簽定多年度電力交易合同、采取綠電直供和構網型儲能、為大型智算中心適當配置保障性新能源指標等措施,穩定保障全國最優電價和不低于80%的綠電比例。
實踐方面,和林格爾新區,依托豐富的綠電,已建成投用首個數據中心集群綠電直供示范項目,綠電替代率達到43%。
同時,常被提及的數據中心里的分布式光伏、儲能也能夠推動新能源的使用,但因為技術等原因,其電量相對有限,較難覆蓋數據中心大量用電。
可能的市場收益
除此之外,如果可以大規模的利用新能源,數據中心將從綠電交易、碳交易市場的購買方轉變為售賣方,進而可以節約成本,乃至從中實現較大的市場收益。
目前,我國綠電、綠證市場逐步完善,數據中心在其中極為活躍,據2023年底統計,河北、浙江和江蘇等省份的數據中心購買綠電規模較大,總交易電量超過17億千瓦時,特別張北地區的數據中心,購買綠電超過14億千瓦時。2024年1月至5月,中國南方五省區(廣東、廣西、云南、貴州、海南)綠電綠證交易量突破138億千瓦時,超去年全年規模。數據中心、傳統高耗能產業成為綠色消費主力軍。新能源的大量消納可以讓數據中心實現身份的轉變,這也是新能源是數據中心最佳選擇的重要原因。
綠色化要求、提升供電穩定性的多種舉措、未來巨大的市場效益,新能源憑借此成為數據中心最佳能源選擇。從實際看,新能源的開發利用目前還處于相對早期的階段,未來伴隨數據中心產業規模的進一步擴大,算力與電力的協同性還需要進一步提升,這也是當下數據中心產業發展需要著重討論的話題。
作者:阿福

