随着数字化进程加速,数据中心能耗需求持续高速增长。碳达峰、碳中和目标下,绿色数据中心建设成为大势所趋,热门省市以及重点区域将更严格控制数据中心的能耗。

对于数据中心产业链来讲,会推动客户、服务商对绿色数据中心的需求与供给,推进可再生能源代替传统能源使用。数据中心作为高耗能行业,推进数据中心行业的脱碳转型对我国实现碳达峰、碳中和目标具有重要作用。

加快制定碳达峰行动方案,推进产业结构升级和低碳化发展

碳中和指通过植树造林、节能减排等方法增加碳吸收量,将碳吸收量与碳排放量抵消,实现碳中和。碳达峰就是二氧化碳的排放不再增长,达到峰值之后再慢慢减下去,是碳中和前必须经过的阶段。

2020年9月,在第75届联合国大会上,我国提出二氧化碳排放力争在2030年前达峰,努力争取2060年实现碳中和。2020年12月,中央经济工作会议将“做好碳达峰、碳中和工作”列为2021年的重点任务之一。

2021年3月,政府工作报告中指出将制定2030年前碳排放达峰行动方案,推进优化产业结构和能源结构,大力发展新能源。

2020—2021年我国碳中和政策

数据中心规模扩大,能耗随之增加

数据中心是数字经济的核心基础设施,我国政府已将数据中心列为七大“新基建”领域之一,同时工信部也将其纳入国家新型工业化产业示范范畴。受益于云计算、5G、物联网、VR/AR等新应用的广泛兴起,我国IDC业务收入连续高速增长,2020年全年规模实现2238.7亿元,同比增长43.3%。

图表2:2010—2020年中国互联网数据中心(IDC)行业市场规模情况

数据中心是公认的高耗能行业,过去十年间,我国数据中心整体用电量以每年超过10%的速度递增,2018年,全国数据中心总耗电量1500亿千瓦时,达到了社会总用电量的2.19%。预计到2025年,占比将增加一倍,达到4.05%。

当前中国的电力结构仍以燃煤发电为主,在数据中心供电结构中,火电占比超过70%,会产生大量的温室气体及其他污染物。

图表3:2018—2025年中国数据中心耗电量占比预估

碳中和政策影响下,推进建设节能型绿色数据中心建设政策陆续出台

碳中和目标背景下,国家发布《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》等政策,提出强化数据中心能源配套机制,推进建设绿色数据中心,实现数据中心行业碳减排。

北上广深为首的核心一线城市纷纷推出节能减排政策,对IDC的PUE能耗水平进行严格控制,在能耗总量限制基础上大力推进绿色数据中心建设,同时对核心土地指标进行管制。

图表4:2019—2021年数据中心绿色节能相关重点政策

政策限制高PUE值数据中心入场,数据中心降PUE大势所趋

PUE(Power Usage Effectiveness)是衡量数据中心运行效率的指标,其越接近于1,代表数据中心对于电能的利用越有效率。根据《全国数据中心应用发展指引》数据,2017-2019年,我国在用超大型、规划在建大型和超大型数据中心PUE值均呈下降趋势,说明降低数据中心的PUE值并实现能耗降低成为发展趋势。

图表5:2017—2019年全国数据中心PUE值情况

从区域分布来看,河北、西藏、江苏、山西、湖南等地数据中心PUE值处于较高水平。国家和地方持续出台一系列政策引导数据中心绿色发展,对数据中心PUE提出了明确指标,数据中心一直在加快绿色化发展,不少优秀数据中心获得了数据中心绿色等级4A、5A级,部分达到国际领先水平。

随着国家绿色数据中心政策及地方政策的逐步推进,未来,数据中心在降低PUE的同时,可通过自建或采购可再生能源电力、购买绿电证书、碳排放交易等手段加快实现碳中和目标。

图表6:全国再用数据中心实测PUE热力图

根据《2019中国企业绿色计算与可持续发展研究报告》指出,中国企业数据中心PUE值有明显改善。PUE值大于2.0的企业从2012年的34.6%降至2019年的2%,小于1.5的企业从3.7%上升到12.9%。但依然有85%的受访企业数据中心的PUE值在1.5-2.0间,存在较大提升空间。

图表7:2012—2019年中国企业能效管理调查受访企业数据中心的PUE值

绿色数据中心建设加快,互联网和通信领域较多

数据中心是未来为数不多能源消耗占社会总用电量比例持续增长的行业。因此,数据中心行业需要积极践行碳中和,对于我国在2060年前实现碳中和的目标意义重大。因此,各地数据中心绿色化建设加快。2021年1月,工业和信息化部、国家发展改革委、商务部、国管局、银保监会、国家能源局确定了60家2020年度国家绿色数据中心名单,如下:

图表8:2020年度国家绿色数据中心名单

分领域来看,互联网领域和通信领域绿色数据中心数量较多,分别有25个和21个,占比分别为41%和35%;此外金融领域有10个,占比17%,公共机构和能源领域分别占5%和2%。

图表9:2020年国家绿色数据中心分领域占比

碳中和背景下,能源使用由传统能源向可再生能源转变

《欧洲气候中立数据中心公约》指出到2025年12月31日,数据中心使用电力可再生能源将达到75%,到2030年12月31日达到100%的使用可再生能源,并达到无碳绿色数据中心水平。使用绿色清洁能源成为数据中心节能减排的重要途径。

国内来看,如果未来五年数据中心采用市电的比例维持2018年水平,而企业不采取额外措施提高可再生能源使用,到2023年数据中心用电五年内将新增6487万吨的二氧化碳排放量。如果通过提高可再生能源上网消纳以及数据中心企业更主动采购可再生能源等措施,将避免二氧化碳排放1583万吨。

图表10:2018—2023年中国数据中心用电二氧化碳排放增加量

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