网讯：2023全球数字经济大会期间，北京市经济和信息化局与内蒙古自治区大数据中心签署《京蒙算力产业协同发展战略合作框架协议》，促进“东数”和“西算”两地数字经济高质量发展。
北京和内蒙古的合作是我国“东数西算”工程建设的又一成果。2021年《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》印发以来，我国数字经济和算力产业快速发展。中国信息通信研究院数据显示，2022年，我国数字经济占GDP比重达到41.5%，相当于第二产业占国民经济的比重。国家互联网信息办发布的《数字中国发展报告（2022年）》显示，截至2022年底，我国数据中心总规模超过650万标准机架，算力总规模超过180百亿亿次/秒(EFLOPS)，规划在建的大型以上数据中心平均设计电能利用效率（PUE）降至1.3。
数据中心产业发展的同时，地方政府和企业也面临降能耗、增产值、控成本等多方面挑战。业内人士建议，要推动电力算力融合发展，推动算力供需两端和算力节点城市之间协同优化配置，实现我国算力产业和数字经济健康可持续发展。
“东数西算”遇上严格能耗双控
在数字经济发展背景下，我国算力需求增长迅速，但东西部地区算力需求和土地、能源等资源错配的现象日益显现。2021年5月24日，国家发展改革委等部门印发《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》，提出统筹围绕国家重大区域发展战略，根据能源结构、产业布局、市场发展、气候环境等，布局建设全国一体化算力网络国家枢纽节点（以下简称“国家枢纽节点”），发展数据中心集群，引导数据中心集约化、规模化、绿色化发展，加快实施“东数西算”工程。
2021年12月起，国家发展改革委等部门陆续复函，同意京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古自治区、贵州省、甘肃省、宁夏回族自治区八地启动建设国家枢纽节点，并在八个节点内规划十个数据中心集群，承载大型、超大型数据中心建设。2022年2月17日，国家发展改革委相关负责人表示，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。
伴随着“东数西算”工程的是能耗双控力度加强。2021年10月，国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》，提出加强数据中心等新型基础设施节能降碳，将年综合能耗超过1万吨标准煤的数据中心纳入重点用能单位能耗在线监测系统，开展能源计量审查。同月，国家发展改革委等部门发布《关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》，数据中心被列入节能降碳重点行业，并要求新建大型、超大型数据中心PUE不超过1.3，到2025年数据中心PUE普遍不超过1.5。
东部城市招商局的一位从业者透露，随着各地能耗指标逐年降低，地方政府的能耗双控压力增加，招商时对高能耗项目越来越敏感。京津冀、长三角、粤港澳大湾区等经济发达地区面临算力需求增长和能耗指标紧张的双重挑战。
北京理工大学副教授王永真指出，数字经济时代，几乎所有数字基础设施都由电力驱动，且24小时不间断运行。在发展初期，数据中心作为新生业态迅猛发展，其“高耗能”特性也被忽略。但在“双碳”目标下，绿色高质量发展成为各地目标，数据中心在地方政府心中的位置开始变化。
2021年，国家发展改革委官网披露，青海、宁夏、广东、江苏等9个省（区）能耗双控亮起“红灯”。为控制能耗，多省除遏制传统的高能耗高排放产业，能耗较大的新兴产业也纳入监管之列。
数据中心规模化增长的趋势较为明显。到2025年，我国数据中心面积将由当前的3000万平方米增长到6000万平方米，且一个数据中心从建成到退役的全生命周期成本中，能耗成本占40%—50%。
一位珠三角地区的产业研究者告诉本刊，从政府的角度看，解决能耗问题就是万元GDP能耗要下降，单位能源的GDP产值要上升。政府对能耗指标的分配很谨慎，要优先给能带动地方经济发展的项目。“落实到项目上，地方不会为了GDP放弃对能耗的管理。政府在招商时，重视项目的环评和能评，两个指标是一票否决的。相比其他项目，数据中心不具备优势。”
数据中心作为重点用能单位，需要经地方政府审批并提供节能报告，各项目指标也由各地发展改革局和工业和信息化局管理。数据中心的指标控制以能耗为主，主要包括PUE、可再生能源结构比例和碳排放三个维度，其中PUE是最主要的控制目标。PUE是数据中心总能耗与IT设备能耗的比值，基准是2。PUE值越接近1，代表用能效率越高，绿色化程度也越高。
根据国家发展改革委要求，京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝等枢纽节点设立的数据中心集群，PUE要控制在1.25以下；内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等枢纽节点设立的数据中心集群更是要求PUE控制在1.2以下。
能耗账与电价账
南方电网大数据服务公司数字中心事务部技术顾问刘运介绍，PUE的改善具有边际递减特点。虽然国家有关节能减排的政策密集发布，但数据中心的能耗和碳排放量仍将攀升，相关的节能审查要求也将越来越严。
2021年起，不少企业将数据存储、离线数据分析等迁移到西部地区的数据中心。一些时延（一个网络的一端传送到另一个端所需要的时间，又称时间延误）性不高的数据产业也开始西迁。除了各枢纽严控能耗指标外，算力需求剧增是数据产业迁移的另一个重要原因。
刘运提到，算力需求增加带来的是用电成本增加，而西部地区用电成本较低。他表示：“企业需要算能耗账、电价账、绿电账等，还要考虑未来是否进入碳市场。‘东数西算’工程给东西部地区企业提供了不同的发展空间和路径选择。”
数据中心提供海量数据服务的同时，也在消耗大量电力。数据中心既包括服务器、存储设备、交换机、芯片等核心设备，还有不间断电源、照明、冷却等辅助设备。中国电子节能技术协会的统计数据显示，典型数据中心能耗排名前三的是IT设备、制冷系统和供配电系统。
近年来，算力迎来爆发式增长。在传输、存储、计算和互联四者中，计算能耗成本最高，尤其是大型深度学习模型需要使用高性能计算硬件设备，为企业和机构带来高昂的硬件成本和能耗成本。网站流量分析工具Similarweb对大模型ChatGPT目前的数据流量现状进行的调研分析显示，2023年1月，平均每天约有1300万独立访客使用ChatGPT。按照ChatGPT被访问阶段每天的算力，OpenAI公司需要三万多个A100芯片，折算电费每日约5万美元。
此外，数据中心有较多电量用在芯片散热上。当PUE大于或等于1时，制冷成本成为企业的主要运行成本。王永真提出，减少散热消耗、提升用能效率，是数据中心绿色运行的重要方向。
中国电信华南分公司相关负责人表示：“对企业来说，我们要处理好发展和成本的平衡。随着算力需求进一步提高，云计算等基础建设加快，企业能耗将长期高速增长。”他介绍，5G基站功耗约为4G基站的3.5倍，电价成本约占数据中心运营总成本的60%。
在数据中心的考核指标中，使用可再生能源是一项重要内容。多地要求，数据中心示范工程可再生能源利用率要达到60%甚至70%以上。刘运表示，数据中心企业也通过参加市场化绿电交易、建设分布式光伏电站、采用节能设备等方式，提高可再生能源使用比例。“对企业来说，最简便的方式是将企业落户在西部可再生能源密集区。”
7月11日中央全面深化改革委员会第二次会议召开，审议通过了《关于推动能耗双控逐步转向碳排放双控的意见》等多份政策文件。会议强调，要立足我国生态文明建设已进入以降碳为重点战略方向的关键时期，完善能源消耗总量和强度调控，逐步转向碳排放总量和强度双控制度。
业内人士指出，在能耗双控下，不论数据中心使用哪种能源，都要折算成标准煤计入当地的能源消费总量中，这对耗能量大的数据中心项目节能审查较为不利。而在碳排放双控下，数据中心可以使用100%绿电，从而不受能源消费总量目标的限制。因此，数据中心更需要参与到绿电、绿证和碳交易中来，实现绿色转型。
内蒙古、甘肃、宁夏等西部省区，在数据中心用电、税收等方面出台了优惠政策。公开数据显示，东西部地区的电价差约为0.2元/度，有些西部地区数据中心的电价，在补贴后低至0.3元/度以下，增加了数据企业“西迁”动力。数据显示，国家绿色数据中心可再生能源电力平均利用率由2018年的15%提升至目前的30%以上。
对东部地区企业来说，大规模采购可再生能源存在挑战。一位曾参与绿电交易的东部地区数据中心企业负责人告知，清洁能源通常“保量保价”被收购，企业难以买到100%可再生能源电力，且跨省点对点绿电市场尚未形成规模。此外，部分地区对数据中心使用绿电并无细化的配套政策，当前东部地区绿电价格在工商业用户电价基础上偏高0.1元/度左右，数据中心厂商购买绿电的积极性不高。
北京市《关于进一步加强数据中心项目节能审查的若干规定》要求，PUE超过标准限定值（1.4）的数据中心将被征收差别电价电费。对于PUE大于1.4且小于等于1.8的项目，每度电加价0.2元；PUE大于1.8的项目，每度电加价0.5元。“电价不是数据中心厂商选址的唯一因素，但一旦触发加价机制，电费将多支出数亿元，这对厂商是巨大的成本。”刘运表示。
电力算力融合发展
“东数西算”工程发展，要从整体上算账。一位数字产业研究者认为：“我们既不能‘东热西冷’，也不能‘西冷东热’。要改变核心利润留在东部地区、低端运维放在西部地区的局面，同时提高西部地区数据中心运营的增值能力，实现数据中心服务跨区域协调发展。”
八大国家枢纽节点中，内蒙古、甘肃、宁夏、贵州为“西算”枢纽，京津冀、成渝、长三角、粤港澳大湾区为“东数”枢纽。四个“西算”枢纽有丰富的风电、光伏资源，但数据产量小、配套产业少；东部地区土地、能源资源较为紧张，但数据产量大、数据中心上架率高，发展智算和超算需求迫切。
刘运认为，从短期看，“东数西算”带来的投资、土建等项目能够直接拉动西部地区经济增长，但可能效果不长远。西部地区应充分发挥数据中心建设带来的算力成本优势和绿色电力优势，吸引更多上游数字企业落户，同时加快推进本地区既有产业数字化转型，形成更多本地算力需求，并不断拓展数据产业链和区域产业生态。
东部枢纽已开始注重算力枢纽内城市间的协同合作。《上海市数字经济发展“十四五”规划》提出，推动上海超算中心与江苏、安徽相关超算中心建立长三角地区高性能计算矩阵，发展互为调用的高性能计算供给体系；建立长三角区域云计算资源调度平台，加快推进“东数西算”、跨云商调度等应用取得实质性进展。
东西部枢纽也在加强连接。贵州提出，以粤港澳大湾区、长三角、京津冀、成渝等地区为重点，发挥企业主体作用，开拓省内外算力服务市场，提高数据中心上架率和使用率。
一位互联网企业能源事业部从业人员认为，破除数据中心的“用能魔咒”，要加快推进电算融合，研究算力、电力、网络的协同联动，推动数据中心产业绿色发展。
算力从电力转化而来。电力传输到数据中心需要电网调配，算力输出给用户需要算网运输。电、算两张网支撑算力服务流动。“双碳”目标对电力和算力系统节能降碳都提出了更高要求。算网和电网作为现代化基础设施体系的重要组成部分，连接着未来数字经济的各个环节。未来，算力和电力将在规划和运行机制上相互融合、协同发展，并成为数字经济发展的重要支撑。
数据中心开展计算需要电力支撑。目前，数据中心建设逐渐向西部绿色能源丰富的地区转移，整体建设布局逐步优化。同时，在能源转型背景下，新型电力系统需要释放各环节的灵活性，而算力系统本身也能形成稳定可靠、绿色低碳、灵活高效的网络，以数据赋能电网灵活运行，实现数据网络与能源网深度融合。
南方电网数字化部数字化管理处经理陈彬表示，数据中心企业与电力企业可以共同探索“数据中心+新能源+储能”的模式，在助力新能源消纳的同时，提高数据中心电力供应的稳定性，降低数据中心的用电成本。他提出，从多元产业融合发展的实践看，源网荷储一体化或将是算力基础设施建设发展的主流。
上述互联网企业能源事业部从业人员也表示，数据中心可通过与发电站、储能站等多站融合，解决大规模新能源消纳问题，提高新能源利用的稳定性，实现生产绿电、平抑峰谷、降低排放等多重目标。
有省区也提出储能与数据中心融合建设的思路。《广东省促进新型储能电站发展若干措施》提出，加快推进新型储能电站与大数据中心、5G基站、数字电网等新型基础设施融合应用。
供需两端协同优化配置
数据中心在支撑数字经济与实体经济融合发展的同时，如何实现自身绿色化规模化发展？有专家建议，对数据中心的管理要做到稳步有序。
当前我国数据产业高速增长，新建大规模、超大规模数据中心占比已达到80%。八大国家枢纽节点要求数据中心机柜上架率大于或等于65%，但公开数据显示，目前承接东部地区温冷数据计算、存储的贵阳、中卫、庆阳等集群的上架率不太理想，全国数据中心机柜平均上架率不足60%，有的上架率不到30%。
刘运表示，近年来，数字经济发展及新基建政策提升了数据中心产业热度。在资本加持下，数据中心头部企业大规模扩张，跨界企业逐步入局，市场供给快速增加。然而，需求侧增速放缓。公有云客户前期资源池部署已告一段落，互联网行业创新业务发展仍需时日，传统行业需求尚未得到释放。
他也提到，各地对数据中心节能指标、节能技术、储能配置等要求逐步提高，且目前创新及技术研发基础仍较薄弱，上下游企业技术研发和应用的适用性与稳定性有待完善。
如何算好能源总账，实现资源优化配置，促进地方、企业和行业协调发展？
国家电网能源研究院一名研究者指出，在政府层面，要真正解决数据中心的低效问题，应完善算力中心的评价体系，除基础用电、用能指标外，还需关注“算力效率”，包括中央处理器（CPU）负载率能为业务服务的比例，数据中心的上架率、每千瓦的造价、综合运行成本，以及地方财政在各类算力中心上投资的回报率、平均服务成本等指标。“政府要通过政策规范、引导绿色数据中心发展，完善绿色奖励制度，解决数据中心发展的不平衡问题，同时推进对存量数据中心的改造。”
国家信息中心大数据发展部主任于施阳认为，要强化东西部地区算力枢纽集群内部和集群之间的统筹联动，推动节点之间的算力网协同布局；建立成熟的能耗指标跨域调配机制，开展数据中心用能结构监测评价，建立国家数据中心能耗指标单列和节点间数据中心能耗指标共享统筹机制。此外，还要进一步研究数据中心行业碳排放认证标准。
在企业层面，刘运认为，目前企业对绿色节能技术研发投入不足、技术基础薄弱。由于绿色节能技术投入多、转化周期较长，且缺乏政策支持，企业加大绿色技术研发的投资意愿不高。他表示，当前数据中心产业亟须调整绿色节能技术创新的供给结构，明确技术创新和应用的真实需求，完善前沿技术研发布局，使更多企业有更强烈的意识提升绿色科技创新能力。
陈彬建议，要从能源角度优化数据中心的选址、设计、采购、管理，从资源利用角度优化数据中心等新型基础设施的设计、建设、使用和回收过程，从而减少对环境的影响，实现可持续性发展。
（原标：“东数西算”能耗账）
