數(shù)據(jù)中心成用電大戶 電網(wǎng)企業(yè)促清潔用能

發(fā)一條朋友圈需要多少電？

手機(jī)的電量幾乎可以忽略不計(jì)。實(shí)際上，從你拇指點(diǎn)擊發(fā)送的瞬間起，那些花哨的圖文就以樸素的二進(jìn)制編碼，迅速傳輸?shù)搅四硞€(gè)數(shù)據(jù)中心閃著藍(lán)光的巨型機(jī)架里。層層堆疊的服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備24小時(shí)不停全年無歇，你發(fā)朋友圈的電量，基本都用在了這里。

2018年，全國的數(shù)據(jù)中心“吃”掉了1608.89億千瓦時(shí)的電量，占當(dāng)年全社會(huì)用電量的2.35%，比整個(gè)上海市的用電量還要多。截至2019年，數(shù)據(jù)中心用電量連續(xù)8年以超過12%的速度增長。

據(jù)國網(wǎng)能源研究院有限公司預(yù)測，今年我國數(shù)據(jù)中心整體用電量將突破2000億千瓦時(shí)，占全社會(huì)用電量的比重升至2.7%；到2030年用電量將突破4000億千瓦時(shí)，占全社會(huì)用電量的比重將升至3.7%。

“數(shù)字新基建”的東風(fēng)來了。從數(shù)據(jù)中心用電量看數(shù)字產(chǎn)業(yè)發(fā)展，三件事顯而易見：用能方式在調(diào)整、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)在優(yōu)化、新的動(dòng)能在聚集。

電量用在了哪里？

很簡單，數(shù)據(jù)中心里的大量主機(jī)與服務(wù)器、供配電系統(tǒng)高強(qiáng)度不間歇運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生了大量新增用電需求。但另一個(gè)重要卻很有隱蔽性的原因是制冷。

就像電腦用久了會(huì)發(fā)燙，數(shù)據(jù)中心千億級別的芯片一起“開工”，大量廢熱同時(shí)排放，其發(fā)燙程度遠(yuǎn)高于普通電腦。為了保證每臺服務(wù)器都在適宜的溫度、濕度下工作，數(shù)據(jù)中心必須配置冷水機(jī)組、冷卻塔等大型制冷系統(tǒng)，以快速吸入熱空氣、排出冷空氣，保障服務(wù)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，制冷帶來的用電量占數(shù)據(jù)中心整體用電量的40%左右，而電費(fèi)又是數(shù)據(jù)中心運(yùn)營成本的大頭。因此，互聯(lián)網(wǎng)巨頭們絞盡腦汁，不斷尋找更適合數(shù)據(jù)中心生存的天然“冰箱”。例如，微軟將數(shù)據(jù)中心“埋”在了加利福尼亞海岸約9米深的海底和蘇格蘭奧克尼群島水下，臉書（facebook）的數(shù)據(jù)中心建在了北極圈以南100千米處的瑞典呂勒奧鎮(zhèn)。

當(dāng)然，對大多數(shù)企業(yè)來講，這些特殊案例并不具備復(fù)制性和推廣性。把目光轉(zhuǎn)回來，實(shí)際上，我國大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心都選擇在氣候更涼爽、能源資源更豐富的西部地區(qū)“扎堆”出現(xiàn)。

中國移動(dòng)、中國聯(lián)通、中國電信及亞馬遜、奇虎360，均在寧夏中衛(wèi)設(shè)立了數(shù)據(jù)中心。新疆克拉瑪依、昌吉和阿克蘇地區(qū)，聚集了大批云計(jì)算和大數(shù)據(jù)中心。甘肅移動(dòng)第二大數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目于去年夏天開建。繼2017年中國南方數(shù)據(jù)中心在貴州建立后，去年3月，蘋果（烏蘭察布）數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目開工。此外，華為、阿里、騰訊和谷歌、英特爾、微軟都紛紛選擇讓數(shù)據(jù)中心落戶貴州、內(nèi)蒙古。

河北張家口正在建設(shè)“中國數(shù)壩”。在2019年中國國際數(shù)字經(jīng)濟(jì)博覽會(huì)的中國數(shù)壩·張家口專場對接會(huì)中，張家口共有12個(gè)數(shù)字產(chǎn)業(yè)合作項(xiàng)目簽約，總金額達(dá)587.5億元。今年，張家口將形成投資過千億元、服務(wù)器規(guī)模達(dá)150萬臺的大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)集群。

一份來自華北電力大學(xué)的報(bào)告顯示， 2023年我國數(shù)據(jù)中心總用電量將達(dá)到2667.92億千瓦時(shí)，2019年至2023年5年的年均增長率將達(dá)10.64%。這一數(shù)字，高于多數(shù)傳統(tǒng)行業(yè)用電增速并領(lǐng)跑新動(dòng)能行業(yè)用電增速。這毫無疑問是電力需求新的增長點(diǎn)。

“放大鏡”里看變化

透過數(shù)據(jù)中心用電量這個(gè)放大鏡，可以清晰地看到數(shù)字經(jīng)濟(jì)的全面提速和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級。

據(jù)國家能源局發(fā)布的數(shù)據(jù)，7月份我國全社會(huì)用電量6824億千瓦時(shí)，同比增長2.3%。其中，第三產(chǎn)業(yè)用電量1164億千瓦時(shí)，同比增長5.3%。

上半年，依托大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的服務(wù)業(yè)發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，信息傳輸、軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)用電量增長了27.7%，其中互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)業(yè)用電量同比激增71.6%。

技術(shù)密集型的新興產(chǎn)業(yè)用電量曲線持續(xù)上揚(yáng)，是早就出現(xiàn)的趨勢，也仍是正在發(fā)生的現(xiàn)實(shí)。整體來看，拉動(dòng)全社會(huì)用電量增長的主動(dòng)力不再是傳統(tǒng)的高耗能產(chǎn)業(yè)，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)正在發(fā)生變化，新舊動(dòng)能加速轉(zhuǎn)換。

分地區(qū)看，7月份，東、中、西部和東北地區(qū)全社會(huì)用電量增速分別為2%、-4.1%、7.8%和2.4%，西部地區(qū)一騎絕塵，遙遙領(lǐng)先。上半年，西部12省份用電量合計(jì)同比增長2.9%，高出全國平均水平4.2個(gè)百分點(diǎn)。

新疆的數(shù)據(jù)很能說明問題。上半年，新疆電網(wǎng)售電量639億千瓦時(shí)，同比增長7.26%。從用電量統(tǒng)計(jì)口徑數(shù)據(jù)看，新疆全行業(yè)用電量達(dá)578億千瓦時(shí)，同比增長5.5%。對比產(chǎn)業(yè)用電數(shù)據(jù)，占全行業(yè)用電65.1%的第二產(chǎn)業(yè)，用電量同比下降了7.8%；反觀占全行業(yè)用電量僅33%的第三產(chǎn)業(yè)，用電量同比增長43%。值得注意的是，大數(shù)據(jù)和“云”相關(guān)科技企業(yè)上半年用電量達(dá)65億千瓦時(shí)，同比增長了200%。1～7月份，信息傳輸、軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)貢獻(xiàn)了172.33%的增長率，成為支撐新疆電量迅猛增長的“大功臣”。

“近年來，我國分地區(qū)用電量增速總體上呈現(xiàn)‘西高東低’的特點(diǎn)，這與數(shù)據(jù)中心密集布局西部地區(qū)有著重要關(guān)系。目前看來這一態(tài)勢還將繼續(xù)。”國網(wǎng)能源院有關(guān)專家表示，尤其是在今年的疫情防控中，大數(shù)據(jù)技術(shù)被廣泛用于追蹤感染者人群接觸史、鎖定感染源及密切接觸人群。與此同時(shí)，在線醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育、云會(huì)議、云辦公盛行，疫情直接倒逼數(shù)字技術(shù)應(yīng)用和數(shù)字經(jīng)濟(jì)加速發(fā)展，也讓更多人看到了大數(shù)據(jù)的價(jià)值和潛能。

反過來，以數(shù)據(jù)中心為代表的新興產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，也在國際環(huán)境不確定因素增加的當(dāng)下，為暢通我國經(jīng)濟(jì)內(nèi)循環(huán)、推動(dòng)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展注入了強(qiáng)勁動(dòng)能。騰訊公司副總裁、騰訊云總裁邱躍鵬公開表示，“新基建”讓實(shí)體經(jīng)濟(jì)在應(yīng)對疫情影響時(shí)更有韌性，將成為后疫情時(shí)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要推動(dòng)力。

要“吃”得更健康

2019年2月，工信部、國家機(jī)關(guān)事務(wù)管理局、國家能源局發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的指導(dǎo)意見》，提出了到2022年數(shù)據(jù)中心清潔能源應(yīng)用比例大幅提升的要求。

“數(shù)據(jù)中心長年累月不間斷運(yùn)行，它的負(fù)荷曲線不存在明顯的峰谷波動(dòng)，更接近于一條直線。”國家電網(wǎng)公司電力調(diào)度控制中心專業(yè)人士說。

如何理解這條“直線”？國網(wǎng)能源院經(jīng)濟(jì)與能源供需研究所專家唐偉告訴記者，這是一系列虛擬技術(shù)的綜合結(jié)果，比如負(fù)載平衡技術(shù)。“數(shù)據(jù)中心非常聰明，一些非實(shí)時(shí)的任務(wù)可以自行延遲處理。同一云服務(wù)商下分布各地的數(shù)據(jù)中心之間，還能友好地互相分擔(dān)工作，保證了負(fù)載的基本平衡。”唐偉說，“數(shù)據(jù)中心工作負(fù)載在時(shí)空上的靈活性，反映在用電方面就是負(fù)荷相對平穩(wěn)可控，也就是大家看得到的那條平穩(wěn)直線。”

數(shù)據(jù)中心用電的平穩(wěn)、可控性讓它們能很好地配合清潔能源資源分布的地域特征，更好地消納清潔電能。華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院教授張素芳說：“清潔能源多分布在西部地區(qū)，數(shù)字產(chǎn)業(yè)多布局在東中部負(fù)荷中心。東中部的數(shù)據(jù)處理任務(wù)轉(zhuǎn)移到西部進(jìn)行，既平衡了負(fù)荷，增加了當(dāng)?shù)厍鍧嵞茉聪{，實(shí)際上也省下了電力外送通道空間。”她與華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院教授王鵬共同撰文闡釋：“如果對東部一個(gè)3萬千瓦數(shù)據(jù)中心的電力負(fù)荷進(jìn)行時(shí)空調(diào)控，將其三分之一的批處理負(fù)載轉(zhuǎn)移至西部數(shù)據(jù)中心處理，就可在西部地區(qū)可再生能源富余時(shí)段為其騰出1萬千瓦的‘西電東送’通道容量。”

當(dāng)前，寧夏、內(nèi)蒙古等地開展了可再生能源市場化交易，在促進(jìn)本地消納的同時(shí)降低客戶用電成本。河北、貴州等地已有部分?jǐn)?shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)或計(jì)劃實(shí)現(xiàn)100%使用清潔能源供電。

5月，青海海南州大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)園一期投運(yùn)。產(chǎn)業(yè)園選址于此，看中的正是這里豐富的清潔能源資源。100多千米外的西寧南川工業(yè)園區(qū)，青海三江源國家大數(shù)據(jù)中心在7月青海連續(xù)31天全部以清潔能源供電期間，共“吃”掉了約60萬千瓦時(shí)的清潔電。

今年，政府工作報(bào)告首提“兩新一重”，數(shù)據(jù)中心被中共中央政治局會(huì)議、中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議多次“點(diǎn)名”，數(shù)字產(chǎn)業(yè)走上了更加重要的位置。各種政策加持下，互聯(lián)網(wǎng)“大廠”迫不及待站上“數(shù)字新基建”風(fēng)口：阿里3年投入2000億元、騰訊5年投入5000億元大規(guī)模建設(shè)數(shù)據(jù)中心，百度將云服務(wù)器規(guī)模擴(kuò)容至500萬臺，總投入超過3000億元……僅百度、阿里巴巴、騰訊三家就砸出了萬億規(guī)模的市場——數(shù)字經(jīng)濟(jì)增長和大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，是當(dāng)下各種不確定性中最大的“確定”。

“瓦特”與“比特”碰撞，共贏局面打開：“大廠”積極入局，追逐市場兵家必爭之地；電網(wǎng)開拓藍(lán)海，為數(shù)字化轉(zhuǎn)型開辟更多想象空間。從更大范圍看，我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化升級，數(shù)字經(jīng)濟(jì)為各行各業(yè)注入智慧與動(dòng)能，意在塑造高質(zhì)量發(fā)展、科技感十足的未來。