【分享】中国数据中心能耗及能源转型的途径

随着信息技术快速发展,中国数据中心行业规模增长迅猛,从而造成了行业能耗的快速增长,亟需在能源转型方面体现创新领导力,采用多种途径获得绿色电力,实现数据中心的能源利用清洁低碳化。

(一)概述

2019年9月9日,国际环保组织绿色和平与华北电力大学联合发布《点亮绿色云端:中国数据中心能耗与可再生能源使用潜力研究》报告(以下简称“《报告》”),系统分析了中国数据中心的能耗情况以及用能结构,并对数据中心的绿色转型进行了展望。

图一:中国数据中心市场规模预测(2018-2021年)

随着信息技术快速发展,中国数据中心行业规模增长迅猛,从而造成了行业能耗的快速增长,亟需在能源转型方面体现创新领导力,采用多种途径获得绿色电力,实现数据中心的能源利用清洁低碳化。

 

(二)未来五年数据中心机架数及其能耗呈现不断增长的趋势

《报告》显示,2018年中国数据中心总用电量达到1,608.89亿千瓦时,占中国全社会用电量的2.35%,超过上海市2018年全社会用电量,后者去年全社会用电量为1,567亿千瓦时。

图二:中国数据中心机架数和能耗预测(2019-2023年)

预计,未来五年数据中心机架数及其能耗呈现不断增长的趋势。全国数据中心的总机架数将在2022年突破400万。同时,随着机架数的快速增长,全国数据中心总能耗也将在2020年至2021年间突破2000亿千瓦时,并在其后的3年快速增长,在2023年突破2500亿千瓦时,则2019年-2023年总增长率为65.51%,年均增长率为10.6%。

 

(三)中国数据中心可再生能源比例偏低,造成的污染物排放量巨大

当前中国数据中心可再生能源推广处于起步阶段,绝大部分数据中心完全采用市电进行供能。

图三:中国数据中心用电及市电中的可再生能源比例(2018年)

2018年中国数据中心可再生能源使用量约为369.18亿千瓦时,占数据中心总用电量22.95%,比例小于同期全国社会总用电量中可再生能源消费比例(26.5%)。

图四:数据中心造成的主要环境污染物(2018-2023年)

2018年全中国数据中心使用火电约为1171.81亿千瓦时,占总用电量的72.83%,造成的大气污染物排放量为4687吨烟尘、23436吨二氧化硫、22264吨氮氧化合物,以及9855万吨二氧化碳。

如果未来五年数据中心使用市电中火电占比保持在2028年的水平,且数据中心行业不主动提高可再生能源的消费量,2023年新增用电量中火电可能达到771亿千瓦时,将额外造成的大气污染物排放量为3085吨烟尘、15426吨二氧化硫、14655吨氮氧化合物,以及6487万吨的二氧化氮。

 

(四)中国数据中心向可再生能源转型的途径及挑战

气候变化和环境问题的日益严峻,使得减少二氧化碳排放成为全社会的共识。除了应对气候变化与环境污染等社会责任,减少能源成本、提高品牌效应以及满足客户需求等,也都是中国数据中心行业向可再生能源转型的驱动因素。

目前,中国数据中心采用可再生能源的主要途径,包括自建可再生能源发电项目、直接向发电企业采购绿电、采购绿色电力证书等。

 

1、自建可再生能源项目

自建可再生能源项目分为集中式电站和分布式光伏发电。目前应用光伏的为分布式光伏项目。

自建可再生能源项目(如分布式光伏)的经济收益包括三个方面:

(1)企业自发自用可再生能源减少的购电支出;

(2)国家给予企业的发电补贴;

(3)企业向电网公司或其他电力用户的售电收益。

自建可再生能源项目目前面临的挑战为:首先,分布式光伏所产生的电量仅能满足少部分的数据中心用电需求;其次,通过投资等方式自建集中式电站虽然能够满足高比例的用电需求,且长期看具备一定的经济性,但是项目前期对资金的要求较高,可通过与专业能源服务商合作建设克服。

 

2、市场化采购可再生能源

2015年3月,中共中央国务院发布了《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》(简称“九号文”),开启了我国新一轮电力市场改革,其中最大的亮点就是售电侧改革,鼓励社会资本投资增量配电网,拥有配电网运营权的售电公司,以及不拥有配电网运营权,不承担保底供电服务的独立售电主体。

同时,为了进一步降低弃水、弃风、弃光现象,政府鼓励经营性电力用户与核电、水电、风电、太阳能发电等清洁能源开展跨省跨区市场化交易,消纳优先发电计划外赠送清洁能量用电。

市场化采购可再生能源的主要挑战来自于政策机制层面,目前还在建设中的分布式市场化交易、现货市场等采购模式仍然处于试点阶段,而不同市场机制(中长期交易市场、现货市场、辅助服务市场)之间有待进一步统筹协调。除个别地区的特定性的电力用户,尚缺乏全国性的针对可再生能源的市场化交易规则。因此,一些地区已经存在市场化采购可再生能源的成功案例,目前还有待向其他地区或者其他类型的用户进行更大范围的复制和推广。

 

3、采购绿色电力证书

绿色电力证书(简称“绿证”)是指按照国家相关管理规定,依据可再生能源上网电量,通过国家能源局可再生能源发电项目信息管理平台,向符合资格的可再生能源发电企业颁发的具有唯一代码标识的电子凭证。

绿证可以在全国绿色电力证书自愿认购交易平台上进行交易。绿证自愿交易无交易时间限制,交易参与人可以是纳入绿证自愿认购交易体系的企业、机构,也可以是符合规定的投资机构、其他组织和个人。

电力成本是数据中心企业的主要运营成本之一,因此大批量采购绿证对于数据中心的挑战主要在于成本。目前中国绿证由于其替代补贴的目的,价格普遍高于国际水平,如果通过大批量采购绿证来提高可再生能源比例,意味着额外增加了电力成本。平价上网、配额等支持性政策落实以后,绿色电力成本将大幅下降,企业采购绿证的意愿将会大幅度提高。

 

(四)关于卓易公司

江苏卓易环保科技有限公司(简称“卓易公司”)是一家集投资、开发、建设、运营、管理于一体的国家级高新技术企业。秉承“绿色发展、能源先行”理念,卓易公司不断将自己打造成为一流的清洁能源服务商,致力提供绿色、安全、经济、高效、智慧的清洁能源解决方案。

 

 

 

其他: