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Carbon Brief網(wǎng)站發(fā)表文章,題目是:中國(guó)如何應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)中心不斷增長(zhǎng)的能源需求。
截至2023年底,中國(guó)有449個(gè)數(shù)據(jù)中心,是亞太地區(qū)最多的。國(guó)際能源署(IEA)在一份新報(bào)告中表示,2024年,中國(guó)占全球數(shù)據(jù)中心電力消耗的25%,僅次于美國(guó),是第二大消費(fèi)國(guó)。與其他國(guó)家一樣,中國(guó)預(yù)計(jì)未來(lái)幾年數(shù)據(jù)中心的電力消耗將迅速增長(zhǎng),部分原因是人工智能的興起。
然而,當(dāng)前需求的規(guī)模以及任何未來(lái)的增長(zhǎng)都是不確定的。目前,其他推動(dòng)電力需求增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)因素比數(shù)據(jù)中心更重要。盡管如此,盡管估計(jì)各不相同,但一些報(bào)告表明,數(shù)據(jù)中心的電力需求可能從2025年的約100 - 200太瓦時(shí)(TWh)增加到2030年的多達(dá)600TWh,相關(guān)排放量為2億噸二氧化碳當(dāng)量(MtCO2e)。中國(guó)政府已制定一系列政策來(lái)解決數(shù)據(jù)中心的環(huán)境影響,但挑戰(zhàn)依然存在。
電力需求不斷增長(zhǎng)
根據(jù)2021年的官方報(bào)告,稱2020年中國(guó)數(shù)據(jù)中心的電力消耗為200TWh,占當(dāng)年需求的2.7%,預(yù)計(jì)到2030年將增長(zhǎng)到400TWh(3.7%)。更近期的數(shù)據(jù)顯示,2022年需求為77TWh,2025年為150 - 200TWh,到2030年達(dá)到400TWh。2025年初,彭博社報(bào)道了高盛的更高估計(jì),稱中國(guó)數(shù)據(jù)中心的電力需求“預(yù)計(jì)到本世紀(jì)末將增加兩倍多,從目前的200TWh增加到接近600TWh”。
相比之下,國(guó)際能源署估計(jì)2024年中國(guó)數(shù)據(jù)中心的電力需求僅為100TWh,到2027年有潛力翻倍。此外,數(shù)據(jù)中心在整體電力需求和需求增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)因素方面仍然相對(duì)較小。目前,根據(jù)不同的估計(jì),中國(guó)數(shù)據(jù)中心使用該國(guó)年度電力的0.9%到2.7%。然而,彭博社報(bào)道稱,它們使用的電力不到制造業(yè)所需電力的十分之一,指出僅2024年工業(yè)的需求就增長(zhǎng)了300TWh。
國(guó)際能源署表示,自2022年以來(lái),數(shù)據(jù)中心僅占新增需求的3%——到2027年可能會(huì)增長(zhǎng)到6%。它表示,中國(guó)需求增長(zhǎng)的更大驅(qū)動(dòng)因素是工業(yè),包括工業(yè)電氣化,以及熱能和交通的電氣化。盡管如此,到2025年底,數(shù)據(jù)中心相關(guān)的二氧化碳排放量可能達(dá)到總排放量的1%,據(jù)國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心資源與環(huán)境政策司副司長(zhǎng)韓雪稱。
建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心
2021年,中國(guó)宣布了一項(xiàng)為期三年的行動(dòng)計(jì)劃,旨在建設(shè)“高效、清潔、優(yōu)化和循環(huán)”的“新型數(shù)據(jù)中心”。該三年行動(dòng)計(jì)劃包括提高數(shù)據(jù)中心的電源使用效率(PUE)的措施,這是衡量其能源效率最廣泛使用的指標(biāo)。計(jì)算方法是將總能耗除以信息技術(shù)設(shè)備能耗。比率越高,數(shù)據(jù)中心的能源效率越低。到行動(dòng)計(jì)劃結(jié)束時(shí),平均PUE已從上一年的1.54降至1.48。
2024年宣布的新目標(biāo)是到2025年將大型數(shù)據(jù)中心的PUE降低到1.25。相比之下,德國(guó)是歐洲擁有最多數(shù)據(jù)中心的國(guó)家,要求其現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心從2027年起達(dá)到平均PUE水平1.5。
與此同時(shí),2022年中國(guó)啟動(dòng)了一個(gè)備受期待的國(guó)家項(xiàng)目,名為“東數(shù)西算”,旨在處理東部省份產(chǎn)生的數(shù)據(jù),這些省份人口較多,而數(shù)據(jù)處理則在西部進(jìn)行。它鼓勵(lì)在西部建設(shè)新的數(shù)據(jù)中心,那里有大型太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電場(chǎng),以協(xié)助東部繁忙的大都市中心。根據(jù)該項(xiàng)目,中部和西部地區(qū)的數(shù)據(jù)中心處理更多的非實(shí)時(shí)云計(jì)算需求,如離線分析和存儲(chǔ)備份,而時(shí)間敏感的數(shù)據(jù)服務(wù)繼續(xù)在東部得到滿足。內(nèi)蒙古等地區(qū)政府也發(fā)布了鼓勵(lì)數(shù)據(jù)中心與可再生能源設(shè)施配套的地方政策。其他地方,北京地方政府為改善PUE的數(shù)據(jù)中心提供財(cái)政支持。與此同時(shí),南方科技中心的廣東省選擇將一些數(shù)據(jù)中心移至水下,以減少對(duì)冷卻技術(shù)的需求并降低電力使用。
自2020年以來(lái),政府一直在跟蹤數(shù)據(jù)中心能源轉(zhuǎn)型的相關(guān)信息。2024年的最新更新顯示,全國(guó)有超過(guò)50個(gè)數(shù)據(jù)中心達(dá)到了“綠色”能源標(biāo)準(zhǔn),其中包括國(guó)家電網(wǎng)的一個(gè)數(shù)據(jù)中心和該國(guó)互聯(lián)網(wǎng)公司的14個(gè)數(shù)據(jù)中心。
面臨可再生能源挑戰(zhàn)
到2030年,中國(guó)數(shù)據(jù)中心預(yù)計(jì)將消耗400TWh到600TWh的電力,相關(guān)排放量可能達(dá)到2億噸二氧化碳當(dāng)量。目前,中國(guó)的可再生能源主要分布在北部,而需求仍然集中在東南沿海地區(qū)。這意味著即使有“東數(shù)西算”項(xiàng)目的努力,數(shù)據(jù)中心通常仍依賴長(zhǎng)距離傳輸來(lái)使用可再生電力。完成跨省綠色電力交易仍然非常困難,她指出可再生能源的輸出不穩(wěn)定,以及長(zhǎng)距離輸電線路的高運(yùn)營(yíng)成本。中國(guó)已出臺(tái)支持可再生電力直接輸送到數(shù)據(jù)中心的政策,并建立了“綠色電力產(chǎn)業(yè)園”,配備專門的可再生資源和儲(chǔ)存設(shè)施。
另一個(gè)挑戰(zhàn)是數(shù)據(jù)中心的用水需求。由于它們通常需要大量用水進(jìn)行冷卻,這可能會(huì)加劇該國(guó)已經(jīng)干旱的西部和北部地區(qū)的水資源壓力。為緩解這一擔(dān)憂,北京、寧夏和甘肅的政府正在要求數(shù)據(jù)中心提高用水效率,并逐步淘汰電力和用水效率低下的數(shù)據(jù)中心。隨著數(shù)據(jù)中心擴(kuò)展以處理人工智能工作負(fù)載,可能會(huì)出現(xiàn)更多具有吉瓦級(jí)能源需求的“超大規(guī)?!睌?shù)據(jù)中心,需要更高的電力容量。一個(gè)國(guó)家整體電力結(jié)構(gòu)中更清潔的燃料組合可以幫助減少排放。
然而,目前,由于中國(guó)對(duì)煤炭的依賴,中國(guó)的數(shù)據(jù)中心在排放方面處于劣勢(shì)。煤炭占中國(guó)電力結(jié)構(gòu)的約60.5%。國(guó)際能源署表示,中國(guó)的大多數(shù)數(shù)據(jù)中心位于東部,那里的電力供應(yīng)約70%來(lái)自煤炭,但可再生能源和核能的興起應(yīng)該會(huì)在2030年后“推動(dòng)煤炭下降”。到2035年,可再生能源和核能將“共同占中國(guó)數(shù)據(jù)中心電力供應(yīng)的60%”。
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