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1、 國家國家“東數西算東數西算”樞紐節點綠色樞紐節點綠色算力指數研究報告算力指數研究報告 清華大學全球產業研究院 和林格爾綠色算力發展研究中心 2024 年 6 月 國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 2 課題組 組長:李東紅 王青 成員:王強 韓雪嬌 李鴻昌 楊主格 國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 1 目 錄 一、國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數內涵.2(一)研究背景和意義.2(二)指數定義.3(三)指數設計原則.4 二、國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數評估體系.5(一)算力設備高效性指標.6(二)算力設施節能性指標.7(三)算能協同清潔性指標.9(四)算用協同
2、集約性指標.10 三、國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數評估.12(一)綠色算力發展總指數.12(二)算力設備高效性評估.16(三)算力設施節能性評估.20(四)算能協同清潔性評估.23(五)算用協同集約性評估.27 四、區域綠色算力發展展望.32(一)加快計算存儲網絡融合,穩步提升算效能力.32(二)推進新興節能產品應用,多點發力促進能效提升.32(三)提升綠色用能比例,打造算能協同標桿示范.33(四)深化算力賦能支撐,打造算用協同標桿示范.33 國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 2 一、國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數內涵(一)研究背景和意義 2024 年 2 月,習近平
3、總書記在中央全面深化改革委員會第四次會議上強調,“把綠色發展理念貫穿于經濟社會發展全過程各方面”。綠色是高質量發展的底色,新質生產力本身就是綠色生產力。堅持綠色發展之路,是立足新發展階段、貫徹新發展理念、構建新發展格局的必然要求。算力作為一種新質生產力,已成為推動數字經濟發展的核心力量,但是算力帶來高價值驅動力的同時,也不能忽視背后的高能耗問題,因此綠色算力應運而生。綠色算力致力于推動包括算力設備、算力設施、算能協同、算用協同等全生命周期各環節的綠色化、低碳化,這是在持續高能耗形勢下算力高質量發展的必然選擇。隨著綠色算力發展受重視程度的提高,全國各地對綠色算力發展水平進行量化評估變得日益迫切。
4、在 2023 年在內蒙古和林格爾新區召開的中國綠色算力大會上首次發布 和林格爾綠色算力指數研究報告,提出了以指數發起地區命名的全國性綠色算力發展水平評估指數體系。2023 年底,五部委聯合發布關于深入實施“東數西算”工程加快構建全國一體化算力網的實施意見提出,要建設統籌通用算力、智能算力、超級算力協同計算,東中西地區及大中小城市協同布局,算力、數據、算法協同應用,算力國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 3 和綠色電力協同建設,算力發展和安全協同保障,構建聯網調度、普惠易用、綠色安全的全國一體化算力網。在此背景下,為更好地在綠色發展理念的指導下探索算力高質量發展道路提供實證依據,本次報
5、告在去年的基礎上,對綠色算力發展的重點區域全國一體化算力網絡國家樞紐節點片區開展評估,形成國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數。通過構建國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數,總結和分析綠色算力發展特點及經驗,挖掘綠色算力發展先進經驗案例,將有助于從三方面推動我國綠色算力發展。一是對于國家層面,有助于引導產業發展方向,通過構建綠色算力發展指數,鼓勵并引導產業朝著節能減排、高效利用資源的方向發展,推動算力產業向綠色低碳轉型。二是對于地方層面,指數作為評估工具,能夠系統性地評估不同區域在綠色算力實踐上的成效,有助于各地區之間互相借鑒、取長補短、相互合作,推動地區綠色算力更好發展。三是對于園區和企業層
6、面,指數的推出激勵園區和企業探索和采用更先進的節能技術、可再生能源解決方案以及優化的運維管理措施,推動算力技術和服務的創新,加速綠色技術的應用落地。(二)指數定義 國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數,是以推動國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 4 區域算力綠色化發展為基本出發點,聚焦算力設備、算力設施兩大算力生產載體,算能協同、算用協同兩類算力協同生態,針對綠色算力發展的高效性、節能性、清潔性、集約性進行量化評價,是衡量算力產業高質量、可持續發展能力的綜合統計測度。該指數既是反映區域層面踐行雙碳戰略成效的標志性指數,也是綠色算力支撐數字中國建設成效的結構性指數。(三)指數設計原則
7、為全面貫徹落實新時代算力高質量發展要求,助推新質生產力加速形成,提升指數反映區域綠色算力特征、未來趨勢的能力,國家“東數西算”樞紐節點綠色發展指數遵循以下原則進行優化完善。一是引導算力供給側高質量發展。算力供給側高質量發展是新質生產力的重要組成部分和核心支撐力量。突出算力設備的高效性與算力設施的節能性,引導算力生產載體主動使用更多綠色節能產品,助力算力供給側結構優化。二是引導算力產業協同發展。算能協同是算力產業綠色化發展的關鍵命題,推進算力與能源側的協同發展,將有效降低算力碳排。算用協同是算力產業綠色化可持續發展的必由之路,推進算力與需求側的協同發展,將有效推進算力對千行百業的提質增效節能。三
8、是引導地方區域重視算力綠色化發展。當前業界已國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 5 推出圍繞綠色算力的評估研究,著重于評估評價單體數據中心及服務器層面的能效、碳效,缺乏針對區域層面算力綠色化發展的綜合性評估。區域層面是算力產業落地賦能的承載體,綠色算力發展指數將站位區域,重點評估東數西算樞紐節點區域層面算力綠色化發展的整體水平。二、國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數評估體系 根據上述指數設計原則,重點依托綠色算力發展ECCI 框架搭建國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數評估體系,涉及算力設備高效性、算力設施節能性、算能協同清潔性、算用協同集約性 4 個一級指標,以及 19 個二級指
9、標。針對形成評價體系的一級、二級指標,通過基于專家打分法的層次分析法(AHP)方法,得到評價指標體系中每個一級、二級指標之間的相對權重。如圖 1 為國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數評估體系。國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 6 圖表 1 國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數評估體系(一)算力設備高效性指標 算效 CE,即數據中心算力與功率的比值,即“數據中心每瓦功率所產生的算力”,是同時考慮數據中心計算性能與功率的一種效率,單位為 GFlops/W。數值越大,代表單位功率的算力越強,效能越高。該名詞來源于工業和信息化部發布的關于印發 新型數據中心發展三年行動計劃(2021-20
10、23 年)的通知。國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 7 存效 SE,即數據中心存儲規模與功率的比值,即“數據中心每瓦功率能支持的存儲規?!?,是同時考慮數據中心存儲性能與功率的一種效率,單位為 GB/W。數值越大,代表單位功率的存力越強,效能越高。先進計算利用情況,指區域當前智能計算、高性能計算布局占比情況。通用計算能力、超級計算能力和智能計算能力共同構成了數據中心計算力的指標。區域內先進計算規模越大、比例越高,代表區域部署智能計算和超級計算的規模比例越高,提供高效智能的算力支撐能力越強,即算力設備綠色化程度越高。先進存儲利用情況,指應用全閃存陣列、SSD 等先進存儲部件,采用存算分
11、離、高密等先進存儲技術的整體情況。區域內先進存儲規模越大、比例越高,代表區域先進存儲技術的部署應用越廣泛,算力設備綠色化程度越高。先進存儲這一名詞來源于工業和信息化部等六部門關于印發算力基礎設施高質量發展行動計劃的通知。(二)算力設施節能性指標 年均電能利用效率(PUE),數據中心關鍵能效考核指標,即能源使用效率,指數據中心總設備能耗與 IT 設備能耗的比值。其中數據中心總設備能耗包括 IT 設備能耗和制冷、配電等系統的能耗,PUE 越低表示能效水平越好,PUE 越接近 1,表明數據中心的電越多地用于數據中心的國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 8 算力生產中。按照全國一體化算力網絡
12、國家樞紐建設要求,八大算力樞紐區域 PUE 要達到 1.3 以下,十大集群節點PUE 要達到 1.25 以下。該名詞來源于國家發布的強制性標準 GB 40879-2021 數據中心能效限定值及能效等級。年平均算力水資源利用率(WUE),數據中心總耗水量與數據中心 IT 設備耗電量的比值,單位為 L/kWh,一般用年均 WUE 值。WUE 數值越小,代表數據中心利用水資源的效率越高。該名詞來源于工業和信息化部等六部門關于印發 算力基礎設施高質量發展行動計劃 的通知。綠色數據中心第三方認證情況,指區域內獲得第三方評價機構綠色數據中心認證情況。區域內獲得綠色認證的數據中心數量越多、占數據中心項目總量
13、的比重越大,代表該區域更加注重數據中心的能效提升和綠色低碳發展,算力設施綠色化程度越高。數據中心上架率,即以一年為周期,統計區域內所有數據中心實際使用機架數與總機架數的比值,反映數據中心的利用水平,又稱數據中心利用率。該指標的最大值理論上為 100%,表示數據中心所有已建成機架都已投入使用。目前,國家有關部門對數據中心上架率有明確要求。工業和信息化部印發的 新型數據中心發展三年行動計劃(2021-2023 年)中指出,到 2021 年底全國數據中心平均上架率力爭提升到 55%以上,到 2023 年底力爭提升到國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 9 60%以上。該指標來源為工業和信息化
14、部信息通信發展司編制出版的全國數據中心應用發展指引所建立的全國數據中心建設發展情況評價指標體系。(三)算能協同清潔性指標 區域可再生能源發電量比例,即區域電網可再生能源發電量占比,是算能協同清潔性的關鍵指標。該指標的最大值為 1,表示區域電網電能 100來自可再生能源。區域電網可再生能源發電量占比越高,可再生能源富集度越高,算能協同綠色化程度越高。數據中心綠電采購應用比例,即以一年為周期,區域內數據中心綠電采購應用規模占區域內數據中心總用電量的比值,是算能協同清潔性的重要指標之一。綠電采購是數據中心等用電企業直接對接光伏、風電等發電企業,或售電企業、電網企業,購買綠色電能,并獲得相應的綠色電力
15、消費認證。數據中心綠證采購應用比例,即以一年為周期,區域內數據中心綠證采購應用規模占區域內數據中心總用電量的比值,是算能協同清潔性的重要指標之一。綠證是國家對發電企業每兆瓦時非水可再生能源上網電量頒發的具有獨特標識代碼的電子證書。綠色電力證書市場將電力市場未能體現的綠色電力清潔價值通過價格機制體現,實現綠色電力消納責任權重市場化流轉。國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 10 源網荷儲一體化數據中心項目用電比例,即以一年為周期,區域內源網荷儲一體化數據中心項目用電量占數據中心總用電量的比值,是算能協同清潔性的重要指標之一?!霸淳W荷儲一體化”是一種可實現能源資源最大化利用的運行模式和技術
16、,通過源源互補、源網協調、網荷互動、網儲互動和源荷互動等多種交互形式,促進供需兩側精準匹配,提高電力系統綜合效率。數據中心自建自用可再生能源電站發電比例,即以一年為周期,區域內數據中心自建自用可再生能源發電量占數據中心總用電量的比值,是算能協同清潔性的重要指標之一。數據中心電力使用成本,即區域內數據中心用電價格。數據中心用電價格因地區、數據中心規模、用電量、政府補貼等因素而異。由于各地資源稟賦不同,數據中心用電電力價格也有所差異。未來,通過降低綠電成本、提供更多的政府補貼、完善市場機制等方式可進一步降低用電價格。(四)算用協同集約性指標 區域企業上云率,是指該區域內,使用云計算服務的企業數量占
17、該區域總企業數量的比例。該值越高,表明算力對于區域產業賦能作用更加明顯,該區域企業在數字化轉型、信息化建設以及業務創新方面積極性較高。上云率國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 11 是評估一個地區或行業數字化發展水平的重要指標之一,區域較高的上云率可以推動算力的需求和利用率的提高。區域內應用服務平臺建設情況,是指落地在區域的大型應用服務平臺建設情況,通常用區域內應用服務平臺數量來衡量。大型應用服務平臺能夠匯聚大量的用戶和需求,形成規?;乃懔π枨?,可以激發更為廣泛的算力應用和創新,推動區域內算力資源的充分利用和優化配置。龍頭企業應用聚集情況,是指擁有顯著的市場份額、技術優勢或品牌影響
18、力的企業在區域的集聚程度,通常用區域龍頭企業數量來衡量。龍頭企業應用集聚度越高,區域算力應用水平的提升帶動能力越明顯。區域算力調度發展情況,是指區域內推進算力調度支撐區域內外算力應用的整體情況,是算用協同集約性的核心體現。主要涉及算力調度平臺建設情況(數量、等級),以及可調度算力規模(含可支持區域內及跨區域業務的可調度算力)。區域已布局可用調度平臺,則區域算用協同綠色化水平越高;已有投用調度平臺的區域中,平臺級別越高,算用協同綠色化水平越高。算力賦能政策支持力度,是指區域內出臺的算力賦能相關政策數量。該值越大,說明該區域對算力產業和數字經濟發展的支持力度越大。算力賦能政策主要通過“算力券”補貼
19、、模型訓練成本補貼、電價補貼等方式支持區域國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 12 智能算力產業發展。三、國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數評估“東數西算”八大國家算力樞紐節點,匯聚了大規模的算力和存儲大量數據,集聚算力和數據應用產業,成為我國算力基建與產業發展高地。推進八大樞紐節點區域算力綠色化發展水平評價,不僅可反饋當前我國全域范圍綠色算力發展成效,更能引領其他區域逐步推進綠色算力發展。通過政府統計公報即政府官網權威數據收集、政府部門訪談、數據中心運營商訪談等調研途徑,獲取各樞紐節點、集群以及下屬片區綠色算力發展實際情況,得到每個指標的實際數值,并且對數據進行標準化處理,得到每
20、個指標的賦值情況。最后根據指標的具體賦值情況和相應的權重最終形成各區域綠色算力發展指數。(一)綠色算力發展總指數 綜合來看,國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數均值為 4.73,和林格爾新區(6.72)、中衛工業園西部云基地(6.39)、集寧大數據產業園(5.99)、貴安新區貴安電子信息產業園(5.64)、張北縣(5.57)位列 TOP5,綠色算力發展水平較高,顯示出較強的算力可持續發展能力。從各一級指標得分均值看,算力設備綠色化指數 3.3,算力設施綠色化指數 6.6,算能協同綠色化指數 3.8,算用協國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 13 同綠色化指數 4.8??梢钥闯?,當前東
21、數西算集群片區在提升算力設施節能性與算用協同集約性方面卓有成效,而算力設備高效性與算能協同清潔性方面還有待加大投入。表 1 各區域綠色算力發展總指數 和林格爾新區:截至 2023 年底,內蒙古樞紐和林格爾集群和林格爾新區在運營數據中心項目 11 個,數據中心機架總計 17.7 萬標準機架,上架率 60.9%,年平均電能利用效率為 1.21。和林格爾新區的區域電網可再生能源使用率為 20%,在新增可再生能源中,數據中心綠電采購應用占比高達 41.4%,自建自用可再生能源電站發電量占比5.6%,數據中心電力使用成本為 0.32 元/kWh。該片區可再生能源資源豐富,積極建設“全國一體化算力網絡”和
22、樞紐樞紐集群集群片區片區片區總指數片區總指數懷來縣5.47張北縣5.57宣化區3.90上海青浦區4.37江蘇省蘇州市吳江區4.25浙江省嘉興市嘉善縣3.40蕪湖市鳩江區3.99蕪湖市弋江區3.97無為市3.01粵港澳大灣區樞紐韶關數據中心集群韶關高新區3.65成都市雙流區5.54成都市郫都區5.15簡陽市4.38重慶市兩江新區水土新城4.99西部(重慶)科學城璧山片區4.78重慶經濟技術開發區3.32貴州樞紐貴安數據中心集群貴安新區貴安電子信息產業園5.64和林格爾新區6.72集寧大數據產業園5.99甘肅樞紐慶陽數據中心集群慶陽西峰數據信息產業聚集區4.90寧夏樞紐中衛數據中心集群中衛工業園西
23、部云基地6.39內蒙古樞紐和林格爾集群成渝樞紐天府數據中心集群重慶數據中心集群京津冀樞紐張家口數據中心集群長三角樞紐長三角生態綠色一體化發展示范區數據中心集群蕪湖數據中心集群國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 14 林格爾數據中心集群綠色能源供給示范項目。此外,蒙西電網電力價格較低,政府對于數據中心用電提供補貼,區域電價優勢明顯。依托良好配套條件,和林格爾集群已支持落地中國銀行、中國農業銀行、中國建設銀行等多家金融機構災備中心,同時吸引華為、騰訊、優刻得、阿里、快手等泛互聯網應用企業業務部署。中衛工業園西部云基地:截至 2023 年底,寧夏中衛集群的中衛工業園西部云基地擁有 14 個
24、在運營數據中心項目,總計 8.7 萬標準機架,上架率 89.6%,算力規模達1620PFlops,數據中心年平均電能利用效率為 1.25。該地區擁有優良的基礎設施環境、豐富的可再生能源和優惠的產業政策,為產業發展提供了有力支持。中衛市成功吸引亞馬遜、中國移動等大型企業入駐,并培育了 200 多家云計算及配套企業,全力打造“西部數谷”。目前,中衛已建成運營亞馬遜、美利云、中國移動、中國聯通、浩云長盛等大型、超大型數據中心,中國電信、亞馬遜二期、愛特云翔、中國聯通二期等數據中心正在加快建設。區域內引進培育美團、亞信、新享等 200 多家云計算及配套企業。集寧大數據產業園:截至 2023 年底,集寧
25、大數據產業園運營 5 個數據中心項目,擁有 3.8 萬標準機架,上架率 67.5%,算力規模達 607PFlops,數據中心年平均電能利用效率為 1.21。該產業園享有強大的政策支持,確保能國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 15 源、土地和電力供應,享有蒙西電網的低電價優勢,為數據中心企業提供有力支持。目前,阿里、蘋果、優刻得、快手、中聯利信、中科同舟等數據中心已落戶集寧大數據產業園。烏蘭察布市對落地集寧大數據產業園的面向全國提供算力服務的數據中心企業,支持申報國家、自治區能耗單列指標,優先保障項目建設用地。貴安新區貴安電子信息產業園:截至 2023 年底,貴安集群貴安新區貴安電子
26、信息產業園在運營數據中心項目 19 個,數據中心機架總計 15.3 萬標準機架,上架率58%,算力規模達 1005PFlops,數據中心年平均電能利用效率為 1.3。目前,貴安新區已經吸引運營商中國電信、中國聯通、中國移動,泛互聯網頭部企業華為、騰訊、蘋果、網易,以及美的、富士康、氣象局、貴州農信、國家電投等企業進行大規模布局。貴安集群基礎設施優勢明顯。貴州氣候條件優越,相較于周邊省市氣溫低 5-6,空氣質量優良,可為數據中心提供優質自然冷源。貴州電力資源充足,作為“西電東送”電力輸出省份,“水火風光”四電并舉,清潔能源資源豐富。張北縣:截至 2023 年底,張家口集群張北縣片區在運營數據中心
27、項目 11 個,數據中心機架總計 7.9 萬標準機架,上架率 85%,總算力規模達 1360PFlops,數據中心年平均電能利用效率為 1.2。張北縣風、光等可再生能源國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 16 豐富,為數據中心綠色發展提供可靠保障。算力應用層面,哈啰出行、螞蟻花唄、小豬視覺(張北)短視頻創作基地等項目已入駐數壩科技信息技術服務基地;中國網庫、阿里巴巴客戶體驗中心、汽車之家等客服中心,中商傳媒、中金聯等公司已入駐大數據信息技術服務基地。此外,張北縣積極承接北京市數據中心溢出需求,深度綁定阿里巴巴等頭部行業客戶。(二)算力設備高效性評估 綜合來看,算力網絡國家樞紐節點集群
28、片區算力設備高效性指標平均得分為 4.2 分,極差為 5.2 分,表明各個片區在集群片區在算力、存力方面存在著較大差距。西部(重慶)科學城璧山片區、和林格爾新區、中衛工業園西部云基地位居該指標前三名。西部(重慶)科學城璧山片區在營數據中心規模雖小,但較高的先進計算占比使其在眾多片區中脫穎而出。和林格爾新區片區、中衛工業園西部云基地兩片區均憑借著較高的存力規模,及先進計算占比也位居前列。無為市、重慶經濟技術開發區片區當前在營數據中心規模較小,但未來隨著數據中心建設的加速以及先進計算、先進存儲技術的采用,兩片區在該指標上得分具有較大進步空間。國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 17 圖
29、2 算力設備高效性評估結果 西部(重慶)科學城璧山:截至 2023 年底,成渝樞紐重慶集群重慶市西部(重慶)科學城璧山片區在運營數據中心項目 1 個,數據中心機架總計 0.02 萬標準機架,總算力規模 50PFlops。該片區著力打造高性能計算集聚區,先進計算占比達 100%,已建設中科曙光先進計算中心,采用浸沒液冷系統,打造集通用計算、異構計算、智能計算于一體的先進數據中心,算效高達 106PFlops/MW。在存力方面,西部(重慶)科學城璧山片區總存力規模達42PB,先進存儲規模為 34PB,先進存儲占比達 80%。曙光在該片區建成的存算一體數據中心,可支持多場景復雜算力需求,充分滿足東數
30、西存、東數西訓等應用場景算力需求。案例 1:特斯聯中國超算中心 特斯聯中國超算中心項目位于重慶,旨在推動城市智能化發展的重要基礎設施。該項目在運營機柜 40 架,算力規模約 50 國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 18 PFlops,提供端到端的一體化智能解決方案,助力城市在信息儲存、運算、分析和決策等關鍵領域實現高效運作。同時,該項目為中小企業提供 AI 所需的算力、數據、算法模型等核心要素,將持續推動數據流通和價值挖掘,促進數據要素市場的發展,為城市經濟發展注入新的動力。和林格爾新區:在算力方面,截至 2023 年底,內蒙古樞紐和林格爾集群片區在運營數據中心項目 11 個,數據
31、中心機架總計 17.7 萬標準機架,總算力規模達2553PFlops,先進算力規模為 600 PFlops,先進計算占比37.5%,算效達 9.5PFlops/MW。在存力方面,和林格爾集群片區總存力規模達 33952PB,位居各個片區榜首。其中片區先進存儲規模為 5019PB,先進存儲占比達 44.3%。該片區網絡條件良好,目前新區總出口帶寬達 35.9T,與國內 18 個主要城市實現直連,與北京互訪時延僅為 10ms左右,已形成內聯全國、外接俄蒙及歐洲的高速寬帶網絡和國際通信業務通道。案例 2:東方超算云 東方超算云是一個融合高性能計算、大數據分析和人工智能服務的通用計算平臺,已部署 20
32、00 臺服務器,理論計算能力超過 2PFLOPS。該平臺采用了大規模算力集群+應用型算力中心的東數西算模式,通過一體化調度實現互聯、互通、互計、互算,為公共服務、工業和學術領域提供高性能計算、大數據和人國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 19 工智能服務,支持材料計算、精準醫學、工業設計、環境監測等多項應用。中衛工業園西部云基地:中衛市當前建成了亞馬遜、美利云、中國移動、中國聯通等多個大型數據中心,吸引了 200 多家國內外互聯網企業落戶。截至 2023 年底,寧夏樞紐中衛集群中衛工業園西部云基地片區在運營數據中心項目 14 個,數據中心機架總計 8.7 萬標準機架,總算力規模達 1
33、620PFlops,先進算力規模為 566PFlops,先進計算占比 61.2%,算效達 8.3PFlops/MW。在存力方面,中衛工業園西部云基地片區總存力規模達 27174PB,先進存儲規模為 2721PB,先進存儲占比達 36.1%。整體來看,中衛工業園西部云基地片區先進算力、存力發展并重,云計算和大數據呈現出集聚式、規?;己脩B勢。案例 3:浩云長盛寧夏一號云計算基地 浩云長盛寧夏一號云計算基地由浩云長盛與中國移動合作建設,機柜數 800 個。數據中心按照 GB50174A 級標準建設,采用集裝式建筑方式,具備可復制性和擴容性,可實現服務器、機柜、微模塊、基礎設施的全方位監控。該數據中
34、心選址在中衛,年均溫度僅為 20左右,全年冷機啟動時間約為 3 個月左右,大幅降低了數據中心制冷能耗。該數據中心主要入駐客戶包括BAT(百度、阿里巴巴、騰訊)、工業互聯網、金融、政府機構以及制造業等。國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 20(三)算力設施節能性評估 綜合來看,算力網絡國家樞紐節點集群片區算力設施節能性指標平均得分為 6.6 分,其中,年平均電能利用效率 PUE 單項指標平均得分為 8.6 分,極差為 2.9 分,表明在我國各項政策引導下,各個片區采用自然冷卻、新型制冷技術等多種方式降低數據中心 PUE 取得較好的成效。在算力設施節能性得分前三名分別為中衛工業園西部云基
35、地、和林格爾新區、張北縣三個片區。中衛工業園西部云基地片區風電、光伏環繞,提供了充沛的綠色能源保障,數據中心集群上架率達 89.6%,并有多個數據中心集群獲得綠色數據中心第三方認證,多項指標優異使其位列算力設施節能性指標得分首位。和林格爾新區、張北縣兩片區憑借較低的 PUE、WUE 分別位列第二名和第三名。韶關高新區、簡陽市兩片區在該指標上得分較低主要原因在于,當前數據中心上架率偏低,片區內暫無數據中心獲得綠色數據中心第三方認證。國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 21 圖 3 算力設施節能性評估結果 中衛工業園西部云基地:中衛市配套基礎設施環境優良,地質較穩定,年平均氣溫 8.8,
36、風速每秒 3.3 米,節能效果達到 50%以上,適宜全自然風冷數據中心建設。在自然資源稟賦優勢下,中衛工業園西部云基地片區 PUE達 1.25,WUE 為 1.80,片區內共有 6 家數據中心獲得第三方綠色數據中心認證,占數據中心總量的 43%。目前,中衛已有多個數據中心圍繞自然冷源進行了創新,其中西云數據在運營 AWS 寧夏區域數據中心的過程中,通過采用新風制冷,全年自然風冷時間超過 90%,可直接降低 24%的電力消耗。通過充分發揮在能源上的優勢,優化產業鏈,中衛數據中心集群持續向高能效、低碳化的方向發展,全力打造“西部數谷”。案例 4:中國聯通寧夏中衛云數據中心 中國聯通中衛云數據中心是
37、首批入駐中衛西部云基地的企業,項目總投資 40 億元,規劃占地 200 畝,總建筑面積 10 萬國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 22 平方米,共 8 棟機房樓,分三期建設,建成后可部署 2 萬架機柜,容納服務器 30 萬臺。該數據中心綜合考慮到寧夏中衛地區年平均氣溫低、干旱少雨等特點,不斷提升制冷效率。一期項目采用了國際先進的自然新風制冷技術,實際運行的年均 PUE 值可控制在 1.1-1.2 之間;二期采用間接蒸發冷卻技術,間接蒸發冷技術每年的工作時長可達 11 個月。和林格爾新區:和林格爾新區氣候涼爽,平均氣溫約為 5.4,有利于數據中心自然冷卻。截至 2023 年底,內蒙古
38、樞紐和林格爾集群和林格爾新區片區內數據中心上架率為 60.9%。和林格爾新區通過先進的規劃設計以及節能技術的應用,圍繞 IT 設備、機架布局、制冷散熱、供水供電以及清潔能源利用等方面推進綠色節能,截至2023年底,使得 PUE 低至 1.21,WUE 為 1.65,在國家八大算力樞紐節點中能源效率走在前列。依托優越的自然稟賦,集群內有 5 家數據中心具有第三方綠色認證,占數據中心總量的 45%。案例 5:中國移動呼和浩特數據中心 中國移動呼和浩特數據中心作為國家綠色數據中心,占地1402 畝,總建筑規模 62.1 萬平方米,基礎設施總投資超 150 億元,提供 20.4 萬標準機架,具備 12
39、0 萬臺服務器裝機能力。中國移動呼和浩特數據中心園區內 95%以上設備采用了新型空調末端,實現機柜級就近制冷;冬季,園區利用余熱回收技術,降國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 23 低冷卻水系統能耗。該數據中心還構建了一套數智化能耗管理平臺,通過智能化管理進一步提高綠色節能優化水平。園區二、三期機房的 PUE(電源使用效率)值低于 1.3,能源利用效率高。張北縣:張北縣立足資源稟賦,揚優成勢,探索應用新技術推動數據中心能效提升。截至 2023 年底,張家口集群張北縣片區內數據中心上架率高達 85%,其中共有 4家數據中心具有第三方綠色認證,占數據中心總量的 36%。在氣候方面,張北擁
40、有得天獨厚的優勢,年均氣溫僅為2.6,最低氣溫達零下 40 度,通過將室外溫度適宜、空氣質量良好的新風通過風墻技術輸送至機房,直接為 IT設備降溫,可以實現全年 300 余天自然冷卻,大大降低了空調系統的電力消耗,使得 PUE 低至 1.22,同時張北數據中心自建園區利用機房產生的余熱對園區內和市政供熱,實現低碳節能。案例 6:數據港阿里巴巴張北中都草原數據中心 數據港-阿里巴巴張北中都草原數據中心擁有兩棟機房,提供 3000 架機柜,支持 37000kW 的 IT 負荷,配電容量達 51000 KVA。該數據中心憑借組合式空調箱(AHU)風墻技術、模塊化設計和 AI 調溫等創新手段,通過充分
41、利用當地低溫環境顯著降低制冷能耗約 60%,大大降低了空調系統的電力消耗,年均 PUE值低于 1.2,最低可達 1.09,實現高效能耗比。(四)算能協同清潔性評估 國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 24 綜合來看,算力網絡國家樞紐節點集群片區算能協同綠色化指數平均得分為 3.8 分,極差為 5.2 分,表明當前各片區在算能協同方面推進差異較大。具體到各片區情況,和林格爾新區、集寧大數據產業園、中衛工業園西部云基地在片區數據中心用電使用可再生能源占比、片區數據中心電力使用成本上表現優秀,片區電網可再生能源裝機率處于全國中上水平,算能協同綠色化指標位居前三。以成都市雙流區、成都市郫都區
42、、簡陽市為代表的天府數據中心集群在區域電網可再生能源裝機率指標上全國領先,但在片區數據中心可再生能源使用率和片區數據中心電力使用成本方面表現較弱。安徽省無為市、蕪湖市弋江區和鳩江區、西部(重慶)科學城璧山片區、重慶經濟技術開發區等東部片區的區域電網可再生能源使用率、片區數據中心可再生能源使用率、片區數據中心電力使用成本目前均處于較低水平,使得整體算能協同綠色化指數評分較低。圖 4 算能協同清潔性評估結果 國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 25 和林格爾新區:該片區風能、太陽能資源豐富,配套多元化儲能和綜合能源供應系統等。截至 2023 年底,區域電網可再生能源使用率為 20%,數據
43、中心用電使用可再生能源占比在各片區中首屈一指,數據中心綠電采購應用量與數據中心自建自用可再生能源電站發電量占總用電量高達 47%。與此同時,該片區接入的蒙西電網為自治區所屬電網,通過電力多邊交易以及政策補貼可大幅降低綠電使用成本。當前,該片區用電價格低至 0.32 元/千瓦時,全國最低。除此之外,為打造國家“東數西算”綠色算力樣板,該片區謀劃推進了一批綠色能源供電項目,包括規劃建設工業園區可再生能源替代行動示范項目(低碳、零碳)、火電靈活性改造促進可再生能源消納試點、源網荷儲等一批可再生能源重點項目,持續夯實智能算力中心建設能源安全保障。案例 7:中國移動(呼和浩特)數據中心 中國移動呼和浩特
44、數據中心園區占地 1402 畝,總建筑規模62.1 萬平方米,基礎設施總投資超 150 億元,提供 20.4 萬標準機架,具備 120 萬臺服務器裝機能力。該數據中心結合政策指引、精準控制及電力市場動態調整,自 2019 年至 2022 年,將綠電使用比例從 41%提升至 58%,累計使用綠電 5.27 億度,成為國家“東數西算”戰略下綠色算力發展的典范。集寧大數據產業園:該片區是風力發電和太陽能發電國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 26 的重要區域,綠色電力資源豐富。截至 2023 年底,該片區的區域電網可再生能源使用率為 20%,數據中心用電使用可再生能源占總用電量比例達 47
45、%,其中數據中心綠電采購應用量占比 37.9%,數據中心綠證采購應用量占比2.0%,數據中心自建自用可再生能源電站發電量占比7.1%。另外,該片區對大型、超大型數據中心項目給予電價扶持,數據中心用電使用成本優勢明顯。案例 8:iCloud 中國北方數據中心 蘋果公司在中國北方建立的 iCloud 數據中心位于內蒙古烏蘭察布市,于 2020 年正式投入運營,該數據中心是蘋果公司在中國北方建立的第一個數據中心,旨在降低數據存儲和傳輸成本,為中國用戶提供更加便捷的服務。該數據中心實現 100%使用可再生能源,積極響應了綠色能源使用的號召,推動節能環保和數據中心行業的可持續發展。中衛工業園西部云基地:
46、該片區區位、氣候條件適宜,年平均氣溫約 8.8,數據中心可長時間用自然冷卻。作為西電東送通道的重要電源點和輸電節點,風、光等可再生能源充沛,截至 2023 年底,共擁有 12 座風電站、38 座光伏電站,區域電網可再生能源使用率為 23%。該片區數據中心用電使用可再生能源占總用電量的 30%,其中數據中心綠電采購應用占比高達 13.6%,自建自用可再生能源電站發電量占比 16.4%。與此同時,該片區積極對接協調國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 27 電力交易模式創新,疊加電價補貼政策加持,數據中心電力使用成本低至 0.345 元/kWh。案例 9:美利云中衛數據中心 美利云中衛數據
47、中心總占地面積 600 畝,計劃投資總額22.88 億元,總建筑面積約 20 萬平方米,規劃建設數據中心機房 10 棟,分三期建設,可容納高密機柜 2 萬余個。為推進綠色化發展,該數據中心自建了 5.95MWp 的分布式光伏發電項目,預計年發電量 879.41 萬 kWh,并委托寧夏綜合能源公司進行區內電力交易,確保約 50%的年度用電量來自新能源電力。(五)算用協同集約性評估 綜合來看,算力網絡國家樞紐節點集群片區算用協同綠色化指數平均得分為 5.7 分,極差為 3.5 分,表明各片區均大力度推進算用協同,差異較小。具體到各片區情況,貴安新區貴安電子信息產業園、江蘇省蘇州市吳江區、和林格爾新
48、區在區域企業上云率、區域內龍頭企業算力應用布局情況、區域內出臺的推進算力使用的相關激勵政策上表現優秀,區域算力調度發展情況處于全國中等水平,算用協同綠色化指標位居前三。以成都市雙流區、成都市郫都區、簡陽市為代表的天府數據中心集群在區域企業上云率、區域內龍頭企業算力應用布局情況、區域內出臺的推進算力使用的相關激勵政策指標上全國領先,但在區域算力調度發展情況、區域內應用服務平臺數量表現較弱。浙國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 28 江省嘉興市嘉善縣、安徽省無為市、蕪湖市弋江區等東部片區的區域內龍頭企業算力應用布局情況、區域算力調度發展情況、區域內出臺的推進算力使用的相關激勵政策目前均處
49、于較低水平,使得整體算用協同綠色化指數評分較低。圖 5 算用協同集約性評估結果 貴安新區貴安電子信息產業園:該片區實施“萬企融合”大賦能行動、“一市長一示范”數字應用場景建設行動,截至 2023 年底,建成融合示范項目 211 個、打造數字應用場景 311 個,區域企業上云率為 12%,具備 1 個區域內應用服務平臺。該片區在運營的“全國一體化算力網絡國家(貴州)主樞紐中心算力調度中心”,可調度全省算力規模達 770 PFlops,打通跨行業、跨地區、跨層級的算力通道,有效提升貴州算力服務品質和利用效率。在區域內出臺的推進算力使用的相關激勵政策方面,該片區基于省算力運營調度平臺、數據流通交易平
50、臺實施算力券,國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 29 目前已向 72 家省內外企業發放首批“算力券”,可在其購買當地算力服務或數據交易產品時進行一定比例服務費用的抵扣,進一步降低企業綜合算力使用成本。截至目前,該片區已吸引運營商中國電信、中國聯通、中國移動,泛互聯網頭部企業華為、騰訊、蘋果、網易,以及美的、富士康、氣象局、貴州農信、國家電投等企業進行大規模算力布局。案例 10:中國電信云計算貴州信息園數據中心 中國電信云計算貴州信息園具備 12 座機樓、1.2 萬個機架、11 萬臺服務器的運行能力,是中國電信“2+4+31+X+O”云資源戰略規劃的核心基地。園區已啟動的 1 期工程
51、共交付了 1 萬余機架,已入駐 BAT、iCloud、教育部、華為等一大批知名客戶。同時,貴州信息園也以具備 120 萬核云資源能力成為中國電信最大的云資源中心。江蘇省蘇州市吳江區:該片區擁有較高集中度、較大規模的云計算基地,支撐互聯網、政務、金融、制造、教育等多個領域發展。截至 2023 年底,該片區企業上云率為 19.3%,具備 6 個應用服務平臺。在區域內出臺的推進算力使用的相關激勵政策方面,該片區專項政策聚焦鼓勵算力服務、賦能城市建設和產業發展,設立了算力和人工智能相關產業基金,創新“算力券”供給機制,針對使用智算服務的企業制定獎補措施,降低算力使用門檻,加快國家“東數西算”樞紐節點綠
52、色算力指數研究報告 30 算力資源消納和數據流通。除此之外,為推動算力應用,該片區在運營的“蘇州市公共算力服務平臺”,以及在建的“全國一體化算力網絡長三角樞紐節點吳江算力調度中心”,共計可調度算力規模達 400 PFlops,助力推動蘇州乃至三角地區算力資源高效利用。截至目前,該片區主要承接上海市數據中心溢出需求,在運營項目主要為基礎電信運營商數據中心,服務于阿里、騰訊、百度、字節跳動、華為、網宿、金山等泛互聯網頭部企業。案例 11:中國移動(蘇州汾湖)云計算中心 中國移動(蘇州)云計算中心是中國移動 IDC 業務核心節點,項目總投資預計 50 億元,規劃占地 206 畝,總規劃 35000千
53、機柜,分三期建設。一期建設面積 56900,含支撐用房共 5棟建筑,合計機架數約 5800 架,二期建設面積 88120,包括兩幢機房樓,合計機架數約 10900 架,三期規劃 18000 個機柜。該中心采用了業界最新的 1.6T 平臺集群路由器和全光交叉傳輸設備,讓蘇南、蘇中網絡訪問時延控制在 3 毫秒內,蘇北網絡訪問時延控制在 5 毫秒內,為“東數西算”國家重大戰略落地提供有力的技術支撐。和林格爾新區:該片區圍繞落實“自治區大數據與產業深度融合行動計劃”,積極推進數字技術賦能自治區傳統產業發展。截至 2023 年底,該片區已有包鋼、神舟硅業、雙奇藥業、中拓鋁業、京能電廠等十余家自治區級重國
54、家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 31 點工業企業實現“上云”,區域企業上云率為 14%。與此同時,隨著數字化加速釋放算力賦能作用,蒙牛全球電商平臺、蒙草草原生態產業大數據平臺、海芯華夏農業云平臺等 6 個應用服務平臺已上線運行。為推動產業從數據存儲向算力服務轉變,該片區推動大數據、云存儲服務向數據高密度運算和人工智能運算能力方向轉化,重點發展數據處理交易、模型訓練、運維運營、軟件開發等產業,一批重點算力服務平臺陸續上線,推進算力服務。依托良好配套條件,該片區已支持落地中國銀行、中國農業銀行、中國建設銀行、中國交通銀行等多家金融機構數據中心,同時吸引華為、騰訊、優刻得、阿里、快手等泛
55、互聯網應用企業部署業務。案例 12:中國移動呼和浩特數據中心 中國移動呼和浩特數據中心占地 1402 畝,總建筑面積 62.1萬平方米,基礎設施總投資超 150 億元,規劃建設 18 棟數據機房,提供 20.4 萬標準機架(120 萬臺服務器)的裝機能力。目前已建成棟數據機樓,可提供 2.14 萬機架能力,已裝機 1.53 萬機架,已有 108 家黨政軍、金融證券單位和互聯網企業客戶入駐。一期項目總投資 14.1 億元,已全面投入使用,整體裝機率高達 89.88。二期工程總投資 25.68 億元,其中四棟機樓已投產運行,裝機率為 55.24。國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 32
56、四、區域綠色算力發展展望(一)加快計算存儲網絡融合,穩步提升算效能力 算效體現了數據中心在 IT 系統的選型和使用方面的節能水平,已成為衡量數據中心綠色發展程度的重要指標之一。地方算力中心的建設過程中應積極探索突破新型體系架構、硬件架構及設備、智能存算模式、高效資源協同調度等技術瓶頸,加快計算、存儲、網絡協同技術的應用助力算力中心集群算力高效生產,持續以應用推動軟硬件技術協同創新優化,充分釋放出硬件的多樣性算力,發揮底層芯片的極致性能。建議設立一批圍繞綠色算力發展、基地建設、創新應用等領域的重大科研課題,鼓勵將研究成果接續開展產業化應用,加快科研成果轉化落地。(二)推進新興節能產品應用,多點發
57、力促進能效提升 加強綠色先進節能技術產品應用提高能效利用。地方應嚴控服務低端、技術落后、業務需求不明確的低效數據中心建設,重點打造集智算、通算和服務平臺為一體的新型綠色算力設施,鼓勵建設 6KW 以上的高密化機架,采用風冷、液冷等適用技術,推進算力中心 IT 系統向高性能、高密度、高能效、低碳排方向發展,推動區域內算力中心全面達到高性能計算系統能效二級以上。支持加強國家綠色先進節能技術產品應用,不斷提高地區電能利用效國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 33 率,積極爭取納入國家級綠色數據中心行列。(三)提升綠色用能比例,打造算能協同標桿示范 應深化清潔能源、算力中心、智能電網等各領域
58、的交叉創新,有條件的地區可探索開展“清潔能源+綠色算力”型源網荷儲一體化模式、自主可控綠色數據中心等試點示范、應用推廣。探索開展新能源電力直供電試點,支持綠色微電網和源網荷儲一體化項目建設,推進多能互補高效利用,提高終端用能的新能源電力比重。引導數據中心更多消納綠色電力,綜合施策推動降低綠色算力產業用電成本。研究制定支持算力中心綠證、碳證交易等相關政策措施,增加算力中心綠證交易、碳交易收益,著力推動算力中心共享綠電附加價值。探索建立區域算力可再生能源在線監測平臺及可再生能源評價監管體系,打造零碳算力中心標桿。(四)深化算力賦能支撐,打造算用協同標桿示范 深入推動各地區產業數字化發展,加強算力在各行各業中的應用。充分挖掘綠色算力創新應用潛力,賦能智能制造、智慧農業、數字鄉村、智慧交通、智慧醫療、智慧能源等行業領域數字化轉型,打造技術先進的數字化應用服務平臺。推動企業深度上云用云,全面深化行業各環節的數字化應用,培育新業態,培育數據驅動型企業,提升產業數字化轉型能力。建議開展綠色算力應用試點活動,國家“東數西算”樞紐節點綠色算力指數研究報告 34 遴選典型案例,適時發布創新產品與解決方案目錄。完善公共算力設施建設,推動公共算力泛在應用,滿足政務服務和民生需求,完善公共算力資源供給,優化算力服務體系,降低算力使用成本,增強算力服務調度和應用賦能支撐水平。