4月21日,财政部、生态环境部、工信部联合发布的《
绿色数据中心政府采购需求标准(试行)》指出,数据中心使用的可再生能源使用比例应逐年增加,2023年、2025年、2027年、2030年、2032年可再生能源最低使用率分别为5%、30%、50%、75%、100%。与此同时,国家能源局华北监管局发布《关于完善绿电交易机制推动京津唐电网平价
新能源项目入市的通知》,京津唐区域绿电交易全面铺开。一时间,绿电交易在推动数据中心低碳发展方面的作用引起市场关注。
作为支撑数字经济高质量发展的重要算力基础设施,数据中心建设规模和耗电量的迅猛增长得到极大重视。“双碳”目标下,数据中心的绿色低碳和可持续发展问题日益紧迫。近日,政府层面对数据中心使用的可再生能源使用比例有了明确要求,未来,应充分发挥绿电交易在促进数据中心低碳发展中的作用,从源头上推动数据中心绿色转型。
数据中心规模增长迅猛,对绿色电力需求量极大
随着我国数字经济的蓬勃发展、数实融合进度和深度的不断推进,全社会数据总量呈现出爆发式增长,这极大激发了对数据资源存储、计算和应用的需求,我国数据中心建设得到迅猛发展。《中国数据中心产业发展白皮书(2023年)》显示,2022年,我国数据中心市场规模2200亿元,同比增长约22.2%。据中商情报网数据,截止到2021年年底,我国在用数据中心机架规模达到520万架,近五年年均复合增速超过30%。预计2022年数据中心机柜数量将达670万架,大型以上数据中心机架数量将达540万架。我国数据中心快速发展的背后,数据中心发展模式粗放、东西布局失衡、能耗偏高等问题凸显,数据中心的高能耗问题不容忽视。
据有关机构测算统计,目前全球数据中心的电力消耗总量已经占据了全球电力使用量的百分之三。2020年,我国数据中心耗电量已逾2000亿千瓦时,约占全社会用电量2%,电能利用率(PUE)高达1.49,二氧化
碳排放量约1.35亿吨,
碳排放强度(CUE)为0.82,约占全国二氧化碳排放量的1.14%。由于当前中国的发电量结构中约70%仍为燃煤发电,因此数据中心既是高耗能产业、也是高排放产业。结合数据中心规模增长趋势,可以判定,数据中心将成为未来为数不多能源消耗占社会总用电量和碳排放量比例持续增长的行业,给全社会能源供应和环保带来了巨大压力,积极推动数据中心绿色低碳发展,践行
碳中和已迫在眉睫。
推动数据中心绿色低碳发展是一个系统工程,需要从规划建设运营全流程层面贯彻绿色理念,在环境侧、用电侧、供电侧等各个环节推动绿色低碳转型。其中,最为重要的就是从数据中心的用能源头进行管理,最大限度开发利用清洁可再生电力。结合数据中心耗电量巨大,以及主要分布在京津冀、长三角和珠三角等资源约束较为紧张的东部地区的特点,通过电力交易市场购入绿电成为当前数据中心绿色低碳发展的重要抓手。
国内外主要国家纷纷布局推动数据中心绿色低碳发展。国际主要发达国家积极出台政策推动数据中心绿色低碳发展,《欧洲气候中立数据中心公约》提出,到2025年欧洲数据中心使用可再生能源电力要达到75%,到2030年达到100%。国内方面,2020年12月,国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局等四部委联合印发《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》,提出到2025年,全国范围内数据中心形成布局合理、绿色集约的基础设施一体化格局。2021年5月,四部委联合印发《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》,提出布局建设全国一体化算力网络国家枢纽节点,实施“东数西算”工程,鼓励数据中心企业参与可再生能源市场化交易。同年,工信部印发《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》,引导新型数据中心向新能源发电侧建设,推动新型数据中心高效利用
清洁能源和可再生能源。此次出台的《绿色数据中心政府采购需求标准(试行)》中,明确要求到2032年,数据中心使用的可再生能源使用比例应为100%。这为数据中心未来大规模使用新能源电力提供了政策基础。
随着ChatGPT为代表的生产式AI快速发展,未来全社会对算力的需求将爆发式增长,数据中心大规模建设必不可少。国家发改委预计,“十四五”期间,我国大数据中心投资还将以每年超过20%的速度增长,累计带动各方面投资将超过3万亿元。《中国数据中心产业发展白皮书(2023年)》中提到,“十四五”期末我国数据中心机架规模预计将近1400万架,总增量投资约7000亿元。赛迪预测,2030年,中国数据总量将超过4YB,占全球数据量30%。为储存和运算处理这些数据,初步估计2030年中国数据中心的总规模将达到2019年规模的2-3倍,由此带来的总能源将达到社会总用电量的1.5%到2%左右。这将催生巨大的用电和绿色电力交易需求。
数据中心已发展成为绿电交易的主要参与者
在巨大的绿电交易诉求下,2021年9月,国家发改委、国家能源局批复《绿色电力交易
试点工作方案》,同意国家电网公司、南方电网公司开展绿色电力交易
试点,我国正式启动绿色电力交易。绿色电力交易试点由国家电网公司、南方电网公司组织
北京电力交易中心、广州电力交易中心具体开展,2021年9月7日,绿色电力交易在
北京电力交易中心和广州电力交易中心开市,参与绿色电力交易的市场主体,近期以风电和光伏发电为主,未来将逐步扩大到水电等其他可再生能源。
同时,在2022年印发的《促进绿色消费实施方案》中提出,“建立绿色电力交易与可再生能源消纳责任权重挂钩机制,市场化用户通过购买绿色电力或绿证完成可再生能源消纳 责任权重。加强与碳排放权交易的衔接,结合全国
碳市场相关行业核算报告技术规范的修订完善,研究在排放量核算中将绿色电力相关碳排放量予以扣减的可行性。”中央财经大学绿色金融国际研究院认为,这意味着将绿电交易与
碳市场挂钩,用户可以选择直接购买绿电来扣减碳排放总量,相比起核证自愿减排量(CEER)来说更容易实现,绿电市场和碳排放权市场的联动性将进一步加强,能够助力绿色电力环境价值的提升,进一步推动绿电交易发展。与此同时,根据相关资料解释,相比常规电力交易,绿色电力交易最大的特点是一键出清电量价值和环境价值,即电能量
价格和绿证价,将电证合一的交易常态化,也极大降低了发用电双方的操作成本,这使得参与了且没有补贴的项目也能取得绿证收益。同时,参与首次绿电交易的所有市场主体都会收到一份绿色电力消费证明。国网区块链科技公司负责人王栋表示,借助区块链等新技术,绿色电力生产、交易、消费等各环节信息均得以全面记录且不可篡改,实现了绿色电力全生命周期的追踪溯源。这保障了绿电消纳的真实性与可信性,激活了绿电的商品价值和环境价值。
在此背景下,绿电交易极大吸引了对自身社会责任有较高要求的互联网企业,根据相关数据显示,2021年,阿里云绿电消纳量达到269GWh,秦淮数据消纳量为183GWh,2022年腾讯绿电规划量则高达502GWh。根据彭博新能源财经统计,2022年阿里巴巴绿电交易量达8.6亿千瓦时,腾讯达5.04亿千瓦时,进入了我国企业绿电采购排行榜的前五。秦淮数据透露,2022年全年,秦淮数据集团累计参与绿电交易近2亿度。互联网头部企业绿电交易意愿强,规模大的特点突出。
但需要注意的是,目前我国绿电交易整体规模仍相对较小,数据中心企业实际使用绿电占全部用电量的比例仍有较大提升空间,距离100%可再生能源目标实现还有一定距离,仍需要进一步推动数据中心企业参与绿电交易市场。
推动形成全国统一绿电交易市场,激发数据企业交易潜力
随着风电光伏技术的进步,新能源发电的度电成本逐年下降,已逐渐进入平价时代。根据国际可再生能源署公布的全球平准化度电成本数据,海上风电、陆上风电、光伏在2010-2020年间分别下降了48%、56%、85%,截至2020年,海上风电、陆上风电、光伏的度电成本约在0.54元/KWh、0.25元/KWh、0.37元/KWh。根据有关研究结果,未来光伏发电和海上风电的建设成本仍有一定的下降空间。按照2021年的煤价
行情,燃煤发电的度电成本在0.32-0.76元/kWh之间,而未来随着政策缩紧及煤炭资源的进一步减少,燃煤发电的度电成本将进一步上升。这将进一步推动绿电交易价格下降,吸引更多企业参与绿色电力交易和消费。
但值得注意的是,我国绿电交易市场刚刚起步,价格波动明显、跨省交易难、交易方式灵活性差等问题突出。此外,我国新能源发电主要集中在西北、华北和东北地区,而数据中心建设主要分布在京津冀、长三角和珠三角地区,绿色电力生产和消费地区错配现象突出,而现阶段我国省间绿电交易门槛较高,存在诸多体制机制问题。亟待完善市场交易体制机制,建立全国统一的绿电交易市场,以促进更多企业参与绿电交易市场。
从国外实践来看,随着新能源比例的不断提高,建设大范围绿色电力市场已成为国际发展主流趋势。因此,我国的绿电市场交易机制应探索并建立合理完善的跨区域绿色交易机制,逐步推进绿电交易市场实现统一定价和统一协调分配,实现绿色电力就近消纳和跨区域绿电交易的协同运行。其次,完善相关机制,体现绿电交易的生态价值。出台相关政策,将绿电交易和消费作为零碳排放的依据,激发企业购买高溢价绿电的积极性。