芯耀
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摘要
2025年6月11-12日，“第6届中国数据中心绿色能源大会”在上海成功召开。本届大会以“AI原生 算力重构”为主题，汇聚行业权威专家及领军企业，共同探讨AI时代下数据中心的绿色转型与基础设施升级路径。宝讯通数据科技（上海）有限公司总工、副总经理刘民铭受邀出席，并以《从“耗能大户”到“能源枢纽”：数据中心的能源服务转型之路》为题，带来深度分享。
刘民铭老师围绕当前能耗现状及挑战，系统分析了数据中心节能降碳的关键路径。他从节能技术创新、能源枢纽构建、政策支持落地、虚拟电厂协同等四大维度出发，深入探讨数据中心如何从单一“能源消费者”转型为具备灵活负载调节能力、积极响应可再生能源接入、并提供多元能源服务的综合平台。
演讲中，他通过典型项目案例，展示了数据中心参与负荷调节与绿电交易的实际成效，并前瞻性提出融合能源互联网思维构建“能源枢纽型”数据中心的路径设想。正如他所强调：“新型数据中心，不只是用能单元，更是能源价值的参与者与创造者。”
现将演讲内容整理如下（有删减）
我今天分享的主题是《从“耗能大户”到“能源枢纽”：数据中心的能源服务转型之路》。本次演讲将从以下四个方面展开：第一，数据中心能耗现状分析；第二，数据中心节能技术及数据中心从耗能大户向能源枢纽的技术路径；第三，支持性政策措施；第四，当前挑战与未来展望。
01
数据中⼼能耗现状：规模巨⼤的挑战
近年来，数据中心整体能耗规模持续扩大。根据预测，从2022年到2026年，数据中心电力消耗将从460太瓦时（TWh）增长至近1000+太瓦时（TWh），几乎翻了一番。其中，中国数据中心的能耗增长尤其迅速，预计到2026年底将达到4%左右。
数据中心能耗的特点主要体现在：
第一，PUE水平的对比。目前我国数据中心的平均PUE大约在1.58左右。经过这几年的持续优化，尤其是在新建数据中心中，PUE水平已经能够接近1.2。这也说明我们在能效方面取得了一定进展。
第二，能耗的结构。数据中心的总能耗主要由以下几部分构成：IT设备能耗、智能设备能耗、配电设备能耗以及其他辅助系统的能耗。其中，智能设备所占的能耗比例已经超过了24%。
从整体趋势来看，近年来数据中心的年能耗增长率基本维持在12%左右。以2020年为例，全国数据中心的电力消耗已达到2023亿千瓦时，占当年全国总用电量的2.7%。
从区域分布来看，能耗存在一定的不均衡。目前，数据中心仍主要集中在长三角、环渤海湾和珠三角三大经济发达区域。不过，随着“东数西算”工程的推进，以及新能源在全国范围内的布局，西北、西南、内蒙古、贵州等新兴地区的数据中心建设也在加快，呈现出新的发展态势。
需要说明的是，PUE水平在各地之间依然存在较大差异。中部地区以及一些具备良好气候条件和地理优势的区域，PUE控制能力普遍更强，与其他地区相比仍有明显优势。
能源需求快速增长的背后，主要来源于以下三个方面：
第一，⼈⼯智能爆发式增⻓。AI特别是生成式AI,需要强大的计算能力进行训练和运行.
第二，数字化与云计算普及。各行业数字化进程不断加快，海量数据需要实时处理、存储和传输，推动了云计算基础设施的快速扩张，也带来了更高的能源消耗。
第三，5G网络和云服务普及。通信技术的进步让数据传输更加高频、低时延，云服务渗透到生产生活的方方面面，进一步加重了数据中心的负载和能源需求。
在这种背景下，传统数据中心正面临六大核心挑战：
1、运营成本压力。能源费用持续攀升，带来直接的成本负担；不断上涨的能源价格和碳排放成本；传统数据中⼼难以控制持续增⻓的运营⽀出。
2、电网压力。数据中⼼电⼒需求激增给电⽹带来巨⼤负担；持续⾼负荷运⾏对电⽹调峰调频能⼒提出更⾼要求；区域电⼒供应紧张加剧，影响新建数据中⼼审批。
3、碳排放影响。⾼能耗直接导致⼤量温室⽓体排放，碳排放是数据中⼼运营中最⼤的间接排放源，与国家“双碳”⽬标实现存在⽭盾。
4、资源利用效率。传统数据中⼼能源利⽤效率较低，⼤量能源被浪费在制冷等辅助系统中，低效能源利⽤增加运营成本，加剧资源浪费。
5、政策合规压力。各国政府对数据中⼼能耗和PUE指标要求⽇趋严格；新建数据中⼼需满⾜更低PUE标准；旧数据中⼼⾯临节能改造压⼒。
6、可持续发展挑战。⾼能耗与企业和社会可持续发展⽬标相悖；影响企业的社会责任形象和ESG评级；需在⽀撑数字经济发展和控制能源消耗间寻找平衡。
02
数据中心从“耗能大户”迈向“能源枢纽”的高效制冷转型
目前，数据中心的转型策略我总结为以下几条：
第一个转型策略，高效制冷技术革命，尤其是液冷技术的广泛应用。
液冷技术主要包括两种类型：浸没式液冷和背板式液冷。相比传统风冷系统，液冷在冷却效率方面具有明显优势，能够有效降低能耗。同时，它还支持更高功率密度的服务器部署，显著提升了机柜空间的利用率。
以实际部署情况为例，过去在上海地区，单柜功率普遍为6kV，而目前，上海及周边地区的主流已提升至12 kV乃至25 kV。更高密度的部署，如40 kV的大型液冷数据中心也已经开始落地应用。
液冷技术还具备高品质余热回收能力。相比风冷系统，液冷能够更稳定地产生温度更高、品质更好的余热，便于进行热能回收和再利用，有助于提升能源使用的整体效率。
液冷系统在噪音控制方面表现更优。传统使用开放式冷却塔的风冷系统噪音较大，而液冷系统通常搭配闭式冷却塔，不仅制冷效率更高，噪音水平也大幅降低，更符合当前数据中心对环保和低噪运行的要求。
目前，国内液冷数据中心正在逐步兴起。据我查阅的公开数据和调研情况，液冷系统的PUE已降至约1.09，整体能耗下降到了34.6%。
从能效比来看，传统风冷系统的能效约为60%左右，PUE在1.67左右；而液冷系统的能效可以提升至92%，大大增强了系统运行效率。
第二个转型策略是可再生能源的大规模应用，主要体现在以下三方面：
1、分布式光伏发电：在数据中⼼屋顶或周边区域安装光伏板，直接为数据中⼼供电，实现就近消纳。
2、大规模风电光伏基地直供：通过专线或就近建设，实现⼤规模可再⽣能源直接供电，满⾜数据中⼼⼤规模⽤电需求。
3、绿电交易机制：通过市场化交易⽅式购买可再⽣能源电⼒，灵活实现绿⾊⽤能，⽀持远距离可再⽣能源消纳
目前，长三角地区已经有多个典型案例。例如，上海某数据中心部署了243kV的分布式光伏系统，每年发电量可达23.8万kV/h，在数据中心领域算是较为领先的案例。
另一个位于长三角的数据中心集群，采用了“源-网-荷-储”一体化的设计，成功实现了100%的绿色电力供应。这不仅提升了当地绿色能源的消纳能力，也为区域新能源发展注入了活力和优化空间。
可再生能源在数据中心的应用前景广阔。它不仅有助于推动整体地区的新能源发展，还能有效优化区域能源结构，实现更可持续的发展模式。
第三个转型策略是AI驱动的智能化能源管理。
人工智能在数据中心能源系统管理中的应用，主要体现在基于海量数据的智能分析与控制，优化整体能源调度效率，从而进一步降低PUE值。
目前，在数据中心中主要应用的是智能能源管控系统。举两个案例说明：国外某数据中心采用了DeepMind AI系统，通过AI优化，实现了PUE值从1降至0.85，能效显著提升；国内某AI数据中心则通过AI智能调度与动态休眠技术相结合，在保证服务质量的同时，将能效基准从100%提升至120%，效率提升非常明显。
第四个转型策略是余热的综合利用。
众所周知，数据中心的大部分能耗最终都会转化为热能，并以废热形式排入空气。如果能充分回收这些余热，将会带来巨大的能源节约和综合利用价值。
实际上，过去十几年，国内外在数据中心余热利用方面做了很多探索，主要应用场景包括：
供暖供热：通过冷机或热回收装置，将机房中多余的热量输送给配套建筑，如写字楼、办公区；
农业利用：在大棚种植、水产养殖等领域，余热可转化为生产热能，降低传统能源支出；
发电应用：借助CRC等技术，还可以实现中低温热能的转化与再利用，进一步提升能源回收价值。
余热利用是提升数据中心能效、实现绿色发展的重要方向，未来也有望在更多场景中推广应用。
在数据中心余热回收的具体应用中，腾讯天津数据中心是一个典型案例。该中心通过部署磁悬浮热泵回收系统，实现了与办公楼的联动供暖。系统运行后，每年可节约采暖成本约50万元，同时年减碳量接近4000吨，实现了经济效益与环保效益的双提升。
此外，从全国范围看，我国北方地区的数据中心具备巨大的余热利用潜力。据测算，北方数据中心每年可产生十几兆瓦的余热资源，理论上可以为超过3亿平方米的办公楼或住宅建筑提供供暖支持。这为推动城市绿色供热和构建低碳城市能源体系提供了广阔的空间。
除了前面提到的几项策略，目前行业内正在积极探索的一个方向是“虚拟电厂”模式的建设，它将储能系统、数据中心和可再生能源进行有机整合，通过统一调度平台，实现能源的高效利用与能源服务功能的拓展。
我这里总结了几个典型案例：
深圳市的楼宇级虚拟电厂示范项目，围绕深圳国家⾼技术产业创新中⼼搭建的虚拟电⼚⼦站能源管理平台，实现了数据⾼效对接和负荷侧可调节。
西云算力参与的宁夏虚拟电厂项目，通过可控负荷⽅式加⼊虚拟电⼚，参与顶峰调峰辅助服务和电⼒需求响应，为电⽹稳定运⾏做出贡献。
宝讯通数据科技（上海）有限公司，成功完成⼤型数据中⼼虚拟电⼚精准响应能⼒测试，利⽤柴油发电机和大型蓄冷罐集群，参与削峰响应，展⽰了数据中⼼在虚拟电⼚“协同单元”中的重要潜⼒。
同时，在储能调节服务方面，数据中心也具备天然优势。目前大部分数据中心都配备了大规模UPS系统，具备一定的储能能力。
以目前常规设计为例，UPS通常具备15分钟左右的电力储备，若采用双路供电系统，整体储能可达到约30分钟。如此一来，若将数据中心储能资源纳入电网的调峰调频系统，将释放出巨大的灵活性资源和市场价值。
例如，上海联通国际数据港目前具备约5兆瓦的调峰容量，年度辅助服务收益可达100万元。这不仅为数据中心带来额外经济效益，也为新能源消纳和双向价值创造提供了更多可能性。
目前，数据中心正从单一的能源消费者向多元能源服务提供者转型，构建综合能源服务能力。这也是我今天分享主题“从耗能大户到能源枢纽”的最终落点。
这种综合服务模式涵盖：电力服务；热能服务；冷能服务；能源管理。通过打通以上多个能源维度，数据中心正在逐步实现从“能耗大户”向“能源枢纽”的转型路径。
我再分享两个典型案例来呼应这一趋势：阿里巴巴杭州云计算数据中心每年可节约天然气约100万立方米；腾讯天津数据中心每年运营成本节约达500万元。
03
支持性政策措施
政策支持为数据中心转型提供坚实保障。当前，我国已出台多项政策，全面推动数据中心绿色低碳发展。其中，国家层面已发布《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》，明确为数据中心转型提供了系统的目标与路径指引，重点支持液冷、自然冷却等高效节能技术，鼓励余热回收和与周边产业协同发展。
同时，电力市场机制也在持续优化，支持数据中心参与电力需求侧管理，探索虚拟电厂建设，提供更多灵活性资源，助力能源系统运行更高效。
到2025年，国家设定了核心能效目标：新建大型及超大型数据中心PUE需低于1.25；枢纽节点数据中心PUE需低于1.2；枢纽节点新建数据中心绿电使用比例需超过80%；全国数据中心PUE平均值要降低至1.5以下。
此外，电力市场改革带来了诸多红利，包括现货电力市场、辅助服务市场、虚拟电厂机制及绿电交易平台，为数据中心灵活参与能源市场提供了良好环境。
能源转型的推进，离不开金融体系的支撑。目前国家已逐步建立起完善的绿色金融保障体系，主要包括：
绿色债券：为数据中心的节能改造和清洁能源项目提供直接融资，并吸引GSE等长期投资者，拓展融资渠道、降低资金成本。
绿色信贷：以低息贷款形式，支持绿色数据中心建设，推动节能技术和可再生能源的落地应用，通过收益共享降低项目风险。
碳交易机制：通过提⾼能效获得剩余碳配额，让数据中心在节能减碳的同时获得额外收益，提⾼能效获得剩余碳配额。
典型案例包括：阿里巴巴发行20亿美元可持续发展债券，大幅提升其数据中心可再生能源使用比例；中国银行的绿色信贷项目，帮助企业每年节约电力约3000万千瓦时。
04
挑战与未来展望
尽管转型路径清晰，但在实际推进过程中仍面临诸多挑战，主要有以下几方面：
1、转型成本挑战：投资回收周期分析
液冷技术、智能管理系统以及可再生能源设施在初始投资上均高于传统方案，同时对场地、安装条件提出更高要求。但通过数据测算，新型绿色数据中心的投资回收周期通常在1–2年内，即可达到良好的回报水平，远优于传统数据中心5–10年的回本周期
投资回报分为三个维度：
直接效益：如节省电费、运维成本等，短期内约为100万元/年。
间接效益：电费下降5%–10%，设备运行效率提升。
长期效益：获取更多电力指标配额，提升企业可持续发展能力。
2、技术实现难点：复杂系统集成
绿色转型过程中，系统结构显著复杂化，带来多方面技术挑战：多系统协同复杂，包括能源管理系统、IT调度、实时数据交互等；不同设备通信协议不统一，多源数据融合处理难度大；标准化缺失，如电网通信标准不一、余热回收技术规范仍需完善；虚拟电厂接入门槛高，需满足快速响应和高可靠性要求；AI系统训练初期需大量数据支撑，效果不易立即显现。
3、管理变⾰挑战：从运维到运营
传统的IT运维正在向综合能源服务的运营模式转型，这一过程中面临三大挑战：人才结构、组织架构的转变和商业模式的创新。
首先，人才结构面临挑战。从单一行业走向多元行业，对人才的要求更高，需要具备IT与能源双重专业知识的复合型人才。而传统IT团队普遍缺乏电力市场和能源管理的经验，跨学科培训和人才引进的成本较高。
其次，组织架构需要调整。从原来的IT部门主导转向多部门协同，需建立专门的能源管理团队和相应的决策机制，跨部门协作流程与责任也需要重新定义。
最后是商业模式的创新。需要开发新的服务定价模型和收益分配机制，实现从成本中心向利润中心的转型，并与电网及能源企业建立新型合作关系。
这些都是当前转型过程中亟待解决的重要问题。
站在未来发展的高度，数据中心不再是单纯的能源“使用者”，而将成为多能互补的核心枢纽；智能电网的关键节点；区域综合能源服务商；数据驱动的能源生态构建者。
借助可再生能源、余热利用、电力需求响应、智能储能和智能电网，数据中心将从能源的“消费者”转型为能源的生产者、存储者和调节者，构建一个多元协同、多能互补的综合能源生态系统，成为智能电网的重要节点。
通过虚拟电厂参与电力调节，提高可再生能源的消纳能力，提高整体的综合能源服务水平，包括余热利用、冷热电三联供、备用电系统等内容，进一步推动区域能源系统的整体优化，逐步实现数据驱动的新能源生态体系。
我们每一位从业者，都是绿色数字时代的发起者与推动者。唯有通过加速技术创新、深化能源转型、加强多方协同、完善政策机制、培养复合型人才、推广最佳实践，我们才能真正实现从“耗能大户”到“能源枢纽”的战略跨越，共建绿色、低碳、可持续的数字化未来。谢谢大家！
