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“自2020年9月，习近平主席在第七十五届联合国大会上提出“3060”目标以来，国家加快构建“1+N”双碳政策体系，推动各行各业实现碳达峰与碳中和，对于数据中心，国家及地方也加大了低碳监管力度，要求推进数据中心节能降耗和可再生能源使用。国家和地方为什么要加大数据中心节能监管要求？具体节能监管包含哪些方面？而在监管下，企业和政府面临的挑战包含哪些？”通信B在阐述完相关背景后一连问了几个问题，咨询A回应：“我在现有项目中对上述问题已做过相关分析和总结，可以跟大家分享一下”。
1.监管原因
（1）数据中心是数字经济发展的坚实底座，在双碳目标下，推动数据中心低碳发展是国家及各省推动数字经济高质量发展的重要路径之一
随着数字经济的快速发展，数据成为新的生产要素，算力的提升对数字经济和GDP的提高有显著带动作用，以数据中心为载体的算力基础设施是赋能产业数字化转型的关键力量。根据《2021—2022年全球计算力指数评估报告》显示，算力指数每提高1点，国家的数字经济和GDP将分别增长3.5‰和1.8‰。但数据中心具有强耗能属性，在国家“能耗双控”向“能碳双控”转变的大背景下，各地面临能耗与发展双重压力，推进数据中心低碳发展，成为国家及各省平衡可持续发展的重要战略。2021年8月，国家发展改革委印发《2021年上半年各地区能耗双控目标完成情况晴雨表》，如图2-3所示。表中显示8个地区上半年能耗强度不降反升。进入十四五之后，各省面临能耗管控的巨大压力，然而数字经济发展越来越离不开算力生产力，因此加快推进数据中心的能碳管控，推动数据中心与本地资源禀赋的融合发展，将成为各省发展破局的有效路径。
图2-3 各地区2019—2021年上半年能耗双控指标情况
数据来源：国家发展改革委。
注：图中蓝色表示一级预警，灰色为二级预警，白色为三级预警。不同年份划分标准存在差异。国家发展改革委暂未更新晴雨表。
（2）我国能源消费不够平衡，推动数据中心等关键基础设施开展绿能替换是助力能源消费结构转型的重要途径
截至2021年，我国能源消费仍以化石能源为主，占比达83.4%，非化石能源消费比重仅占16.6%，能源消费不均衡。2022年5月，国务院印发《扎实稳住经济一揽子政策措施》，提出在安全清洁高效利用的前提下有序释放煤炭优质产能，抓紧推动能源项目实施。作为关键的数字基础设施，数据中心目前仍以火电消费为主，存在能效普遍高（PUE>1.49）、能源使用不安全等问题，提升数据中心绿色电能的使用水平，推进数据中心绿能安全替换，将助力全国能源消费结构转型。
2.监管要求
国家层面与省级层面均从管控数据中心能耗指标、推动应用创新节能技术和利用可再生能源等方面推进数据中心低碳化建设。
（1）国家层面
在新建数据中心方面， 至2025年，要求全国新建大型、超大型数据中心电能利用效率（PUE）降到1.3以下，“东数西算”东部枢纽节点集群内PUE要求小于1.25，西部枢纽节点小于1.2；东部枢纽节点可再生能源利用率在区域内普遍大于30%，集群内大于50%；西部枢纽节点可再生能源利用率在集群内大于50%，具体八大节点PUE与可再生能源要求见表2-1。
表2-1 “东数西算”枢纽节点PUE与可再生能源要求
数据来源：八大枢纽节点建设方案，中国通服数字基建产业研究院。
在数据中心节能改造方面， 国家要求推动老旧基础设施转型升级，对PUE超过1.5的数据中心进行改造，鼓励企业使用高效节能机电配套、储能装置、分布式能源等系统产品，鼓励使用合同能源管理模式予以改造，节能改造要求如下。
● 鼓励使用高效节能产品：鼓励采用新型机房精密空调、液冷、机柜模块化、余热回收利用等模式，应用高密度集成等高效IT设备、高压直流等高效供配电系统、能效环境集成检测等高效辅助系统技术产品。
● 鼓励使用储能装置：鼓励选用动力电池梯级利用产品作为储能和备用电源装置。
● 鼓励使用清洁能源：鼓励企业探索建设分布式光伏发电、燃气分布式供能。
● 鼓励使用合同能源管理模式进行改造。
推动可再生能源设施建设与数据中心融合发展。 国家在《加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划》《“十四五”可再生能源发展规划》等政策文件中，提出推动光伏与大数据中心融合发展；围绕大数据中心等用户，发展新型储能+分布式新能源、微电网、增量配网等；要求在IDC等领域部署“光伏+”综合利用行动。在大数据中心周边地区，因地制宜开展新能源电力专线供电。
（2）省级层面
在国家政策下，重点省份持续推进数据中心低碳监管，监管强度与力度普遍更高，出台了多个专项政策，指导数据中心建设、改造以及数据中心可再生能源利用。
在数据中心新建方面， 强化新建大型/超大型数据中心能耗指标，例如到2025年，重庆要求新建大型、超大型数据中心电能利用效率指标（PUE值）不高于1.25，贵州要求新建大型、超大型数据中心电能利用效率指标（PUE值）不高于1.2；北京对新建、扩建数据中心进行专项整治，按能源消费等级管控数据中心PUE，根据数据中心PUE进行差别电价管控，鼓励数据中心可再生能源利用占比按每年10%增长。以下是北京市《进一步加强数据中心项目节能审查若干规定》的要点。
● 审查对象： 本市范围内新建或改扩建的年能源消费量达到1000吨标准煤（含，电力按当量值计算）或者年电力消费量达到500万kW/h（含）以上的数据中心项目。
● 可再生能源利用要求： 新建及改扩建数据中心应当逐步提高可再生能源利用比例，鼓励2021年及以后建成的项目，年可再生能源利用量占年能源消费量的比例按照每年10%递增，到2030年实现100%（不含电网既有可再生能源占比）。
● PUE要求： 新建、扩建数据中心，年能源消费量小于1万吨标准煤（电力按等价值计算，下同）的项目PUE值不应高于1.3；年能源消费量大于或等于1万吨标准煤且小于2万吨标准煤的项目，PUE值不应高于1.25；年能源消费量大于或等于2万吨标准煤且小于3万吨标准煤的项目，PUE值不应高于1.2；年能源消费量大于或等于3万吨标准煤的项目，PUE值不应高于1.15。
● 电价管控： 对于超过标准限定值（PUE值1.4）的数据中心，将按《北京市完善差别电价政策的实施意见》（京发改〔2015〕1359号）中超过单位产品能耗限额的情形，确定执行差别电价单位的名单，并通知北京市电力公司按月征收差别电价电费。对于PUE>1.4且≤1.8的项目（单位电耗超过限额标准一倍以内），执行的电价加价标准为每度电加价0.2元；对于PUE>1.8的项目（单位电耗超过限额标准1倍以上），每度电加价0.5元。
在数据中心节能改造方面， 重点省市制定数据中心节能改造政策，特别北上广浙等重点省市的节能改造政策力度较强，具体节能改造要求如下。
● 改造目标：北京、浙江、广东、甘肃等地要求大型数据中心或者云计算数据中心，改造后PUE不超过1.3；中小型数据中心改造后PUE不超过1.4；边缘数据中心改造后PUE不超过1.5。上海要求改造后的数据中心PUE不超过1.4。浙江省开展数据中心能效提升专项行动。
● 改造要求：鼓励采用液冷、模块化电源、模块化机房等高效系统设计，光伏发电、余热回收等绿色节能措施，加强在设备布局、制冷架构等方面优化升级；推动智能服务器、信息化系统、热场管理等先进技术产品应用。
以《浙江省推动数据中心能效提升行动方案（2021—2025年）》政策为例，要求持续推进布局优化、提升算效、应用创新节能技术，具体如下。
● 强化统筹布局：加快长三角国家枢纽节点建设，新建大型及以上数据中心原则上布局在集群范围内。对于省内数据中心整体上架率（建成投用1年以上）低于50%的运营单位，不支持新建大型和超大型数据中心项目。
● 提高算力能效：加强区域资源统筹整合，实施省内一体化算力调度、“东数西算”，提升数据中心利用率，对已建数据中心开展“整合一批、改造一批、淘汰一批”（2022—2025年有86个数据中心要完成改造，29个数据中心进行整合，31个数据中心淘汰）。
● 创新节能技术：支持数据中心采用新型机房精密空调、高效电源设备、液冷技术、机柜式模块化、削峰填谷应用、余热综合利用等方式建设。
在可再生能源应用方面， 持续推广绿电应用，如宁夏发布《关于促进全国一体化算力网络国家枢纽节点宁夏枢纽建设若干政策的意见》，支持中卫数据中心集群和其他有条件的数据中心建设“绿电园区”，加快布局实施一批源网荷储一体化和光伏电站等项目。积极支持宁夏数字公司、数据中心企业采用绿电直供、源网荷储一体化等方式参与绿电市场交易和“绿电园区”建设。畅通绿色电力采购渠道，建立绿色电力碳排放抵消机制，鼓励企业积极购买绿色电力。
“国家推进数据中心低碳化监管，对数据中心市场主体和地方政府均带来一定挑战。在企业层面，市场主体在选址与节能技术应用、可再生能源获取、运营成本管控等方面均存在困难，而地方政府主要在降低企业可再生能源用电成本、数电融合机制优化等方面面临较大挑战。”咨询A接着说着。
1.企业层面
（1）市场主体在选择适配性较高的全生命周期节能降碳技术上存在困难
在国家及地方政策驱动、市场需求引导下，建设绿色数据中心大势已是所趋。绿色数据中心建设要综合考虑全生命周期过程中的节能降碳，需要在设计、建设、使用、维护过程中，充分应用节能技术，例如设计阶段考虑数据中心建设周期、投入、机房扩容设计，建设阶段考虑建筑环保，使用阶段考虑IT设备、空调设备、供配电系统等技术应用，运维阶段考虑智能运维的落地。但技术应用一方面需考虑当地政策要求、IT设备特点、区域气候条件等条件，另一方面还需考虑项目投资回收期、节能效益等因素。因此，数据中心新技术应用和创新需要充分衡量技术带来的成本增加以及技术风险，导致数据中心市场主体在选择适配性较高的技术时存在困难。
（2）可再生能源获取途径与比例存在不确定性，“洁能”与“节能”协同存在挑战
为满足绿色发展要求，推动数据中心低碳升级，提高清洁能源应用比例成为重要途径之一。但由于不同区域的风、光、水、电等资源不同，数据中心市场运营主体可获取的可再生能源规模也不同，同时还可能存在可再生能源优先满足八大高耗能行业的情况，致使数据中心企业在可再生能源获取途径寻找、获取比例提升方面面临更高成本。此外，数据中心企业在保证数据中心用能绿色化的同时，还需注重供能系统的能效优化，如储能的使用会一定程度上提高PUE值；也要慎重考虑绿色用能带来的安全稳定问题，需要考虑多种能源协同组合，完善供能系统。
（3）PUE管控及节能审查强度的升级导致数据中心市场主体运营成本大幅提高
在数据中心PUE降低方面， 相对于1.35，PUE达到1.2，单机架成本增加超1万元，PUE若要求达到1.2以下，需要采用液冷，单机架成本增加约5万元，若考虑服务器定制，其成本至少是传统方式的2～3倍。
下面是典型的数据中心PUE造价解读——以采用8kW机架为例加以说明（数据来源：中国通服数字基建产业研究院）。
● PUE若想达到1.35：采用传统水冷冷冻水空调系统（冷却塔+水冷主机+板换）形式，造价约2.23万元/kW（包含土建及机电，不含服务器投资，余同），单机柜造价17.84万元/架。
● PUE若想达到1.20：空调系统应采用间接蒸发冷却机组/模块热管多联系统，供电系统采用市电直供+巴拿马电源+智能小母线，造价约2.37万元/kW，单机柜造价18.96万元/架。
● PUE若想达到1.10：则空调系统应采用冷板式液冷，供电系统采用市电直供+巴拿马电源+智能小母线，造价约2.825万元/kW，单机柜造价22.6万元/架。或采用浸没式液冷，供电系统采用市电直供+巴拿马电源+智能小母线，造价约2.975万元/kW，单机柜造价23.8万元/架。若包含定制化服务器的价格，冷板式液冷的投资是传统方式的2～3倍，浸没式液冷是传统方式的3～4倍。
在可再生能源应用方面， 绿电价格相较于煤电和火电，溢价2～5分左右，不同区域根据双碳管控力度不同，溢价不一致。例如根据公示信息，2022年广东绿电长期交易协议成交均价较煤电基准价高6分/kW·h，较火电成交均价高1.7分/kW·h。
（4）增加的成本将导致高价滞销或延长投资回收期，对企业经营带来重大冲击
一是打破现有价格体系，导致售价提升，同时由于大客户普遍要求租电分离模式，使得服务商无法获得PUE压降带来的收益（大客户从PUE压降中节省了大量成本，且往往不会与服务商分享），因而只能将成本转移到机柜和带宽上，高价格对客户而言并没有带来同等实质性的价值，故导致滞销问题。
二是即使政策做价格调控，企业不做涨价或者小幅涨价，也会产生企业资产回报达不到预期的重大风险。
2.政府层面
（1）地方政府在降低企业可再生能源用电成本上存在挑战
目前除了区域自然条件优越的省份，大部分省市的可再生能源生产较少，并且生产的大部分可再生能源主要供给八大高耗能行业，加上数据中心绿电直供、源网荷储等模式仍处于初级阶段，从而导致数据中心可再生能源价格普遍高于普通工业用电。如何降低可再生能源价格，推动数据中心规模使用可再生能源以降低能耗成为较大难题。
（2）地方政府在探索东西数电融合的模式与机制创新存在难点
我国东西部绿电生产与数据中心需求失衡，存在东部数据中心需求高、绿电生产少，西部数据中心需求低、绿电资源丰富的现象。尽管在国家“东数西算”政策下，有部分企业的算力需求向西部转移，但西部数据中心整体上架率仍然较低，而推动企业算力向西部转移，仅单一方努力是不够的，需要东西部联动推进。目前东西部数电融合机制与模式薄弱，落地案例少，整体模式与机制亟待创新。