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如何可持续发展?东数和西算是市场与产业资源之间的平衡

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-07-23   来源:央广网   浏览次数:12
核心提示:“东数西算”与可持续发展路径,数据中心已成为推动数字经济发展的重要支撑,所以国家提出了明确的数据中心整体产业发展的规划。

# “东数西算”与可持续发展路径 #

数据中心已成为推动数字经济发展的重要支撑,所以国家提出了明确的数据中心整体产业发展的规划。那国家发改委汇同于能源局、国家网信办、工信部、财政部等等这一系列的部门,他们明确地提出了关于“一体化数据中心”发展的规划,简称“东数西算”。“东数西算”在发改委层面,希望与南水北调、北煤南运、西气东输列为同样重要的国家基础设施发展模式当中,“一体化”是一个关键词,东西协同,东西产业合作是关键内容,以算力网络作为发展是一个关键内容,我们认为东和西既有地理上面的概念,又是产业上面的概念,又是经济水平上面的概念,又是国家战略安全的概念,从这个角度,京津冀、长三角、粤港澳、成渝算是东数的范畴,也就是用最初的文件其中内容定义,是“用户较多,需求较旺盛的地区”。而西算这个范畴分别是内蒙、甘肃、贵州、宁夏这样的地区,实际上是在自然资源禀赋,国土空间充裕,可再生能源丰富的情况,东西之间永远是中国的发展当中最重要的一个平衡点,所以涉及到非常多的内容。

从方向上面来看,我们认为“东数西算”的提出,可以解释一直以来的疑惑,实现数据中心可持续发展,到底我们的任务和挑战是什么?在十四五期间高质量双循环和可持续发展的总体方面,对数据中心行业的重视程度是空前的,从2020年新基建,到今天看到整个数据中心双控双碳严重影响,短短一年的时间,我们有的时候开玩笑说:“新基建还墨迹未干”,我们都有印象,新基建过程当中,数据中心的投资热情,非公经济的参与度是非常高的,但是马上到今天整个的双控双碳来讲的话,时间非常短,切换非常迅速,但是今年的一体化大数据中心,这个“算力网络”实际上是整个产业发展当中最重要的一个方向。我们现在能够感受到能耗双控带来的产业标准的提升,以及逐步细化的各种各样的监管的措施,我甚至认为政策在形成一定的合围,这种合围是强力规范的,从主动约束到强力规范,这是一个根本性的“底层逻辑”转变的过程。

东数和西算是市场与产业资源之间的平衡,能让他们融合在一起的就是政策,以明确产业发展方向作为是重要的道理,这个事情大家要重点理解的,是前面所说的度电产值跟这个事情有关系,但不是直接划等号的关系,在“东数和西算”和一体化情况下,谁用能,谁投资与经营,谁进行产业价值贡献和利税,这三者之间的统一,所以一体化既有上下游能源、数据中心、算力统一,数据中心一体化的情况,也有整体上从产业经济上一体化,从行业的管理管控上一体化的角度,具体到比如说我们今天有大量的数据中心项目,实际上是资源错配的。申请能耗的和投资经营的和使用产业价值贡献的,他们不是从这个角度来统一的,所以这个是要进行一体化的。同时算力网络也是未来发展的一个根本,在这个过程当中,简单的靠数据中心的资源经营托管服务,经常被号称的数据中心是真正的数据中心吗,不是这样的。

# 产业必须升级 #

国家的评定标准从传统的数据中心基础设施升级为对算力平台的评估,这也是一个非常本质上的这种区别。对于互联网和云计算企业来看的话,我们认为未来最重要的三大重任,是科技普惠、促进公平与共同富裕、碳中和。前面两个我们很难讲,但是碳中和在“东数西算”这件事情上来讲,有必然的关联。所以我们判断出三个这样的情况,第一个对于特殊类型的基础设施进行强力规范,一体化和算力网络是核心的发展驱动,同时要整合用能与产业为一个统一的经营体,扭转当前数据中心的业务资源和经营分离的层面。从这个角度来讲,如果要落实度电产值,这个度电产值是谁用能,谁去负责,而不是像目前这种产业和业务经营上的分离状态。地方政府在原有土地财政体系下,是用单位亩均税收、亩均投资来进行考核的,而今天来看,所有的这些情况都会变成度电产值、单位能耗GDP的这种方式来进行考核,这对数据中心将造成非常大的合规难度。

我们回顾一下前面谈到的21元和2.09分,这中间巨大的产值价格产值差异用什么来进行弥合?难道只是用目前数据中心这样的产业弥合吗?他必然要进行产业升级,必然要进行算力,云计算各种各样信息服务产业的升级。

# 逐渐完善和细化的政策 #

对数据中心目前无序的发展和过度的投资进行抑制,抑制数字地产化和低效用能的产业趋势,全面的能效监管会成为一个普遍的手段。在后续过程当中,进行能耗单列、能耗统筹,绿电充抵能耗。会实施引导产业的政策和手段,所以加强能耗监管和财税考核是推动驱使,能耗单列、能耗统筹、绿电新能源充值抵能耗将是一个拉的手段,一推一拉疏导结合,是未来产业发展当中一个最重要的主旋律。

# 可持续发展,如何解? #

目前,双碳和可持续发展是重要主题。但是如何来进行可持续发展,在数据中心领域,尤其在碳中和趋势下,可以进行相应指标性的量化。我们建议了这样的一套思考方式。同时这套思考方式针对于企业而言,也是他的ESG,也就是我们谈到的企业的环境、社会责任和公司治理三个方面,要去考量的最重要的标准。今天来看,对于大量的互联网、云计算、电商类的企业来说,实际上ESG当中,数据中心的能耗都是相对最大的碳排放比例。当然我提这个话并不是站在企业的角度,而是站在我们目前所看到行业的发展情况,此建议也可以给某些企业来参考。

# 数据中心节能非双碳目标和结果本身 #

2025年和2030年是我们对于整个数据中心行业要做到双碳目标,它是一个假设,也就是说当整个行业要高质量,率先达峰的时候,2025年可能就是一个关键点,而2030年可能就是一个实现点。从这种情况来看,一个是时间轴在纵轴上来看,我们说根据不同的产业政策,根据不同的区域位置来看的话,我们也会分出一定的比例和区域,我分成三大类,能效类,能源类,资源类,也有不同的情况。

今天大会上面很多提出来,PUE是多少,WUE是多少,但是有没有人把P和W这两个东西联系起来来看,如果希望讲说我的PUE可以做到非常低,那请问你的WUE也是否同样优秀,如果P+W来讲,是不是一个综合衡量值?P+W是不是一个整体能效可以来进行衡量的值?所以我们认为不同的区域来讲, P和W合在一起来看,统一维度来看才合理。我们看比如像NFF,也就是我们定义的非化石能源类的电力,是一个重要的比例。比如我们说数据中心它使用的新水量,因为可循环的水量和用的新水量实际上也不同。举个例子,从前段时间乌兰察布的统计数据来看,我们根据乌兰察布目前现在的供水主干管网每天所供应的数量来看,最大用水量可以支撑到998 IT兆瓦,在这种情况来讲,新水量和中水量实际上也是衡量可持续发展的一个重要的关键值。包括我们说数据中心的固废回收的情况,IT设备的报废,我们部件之后所产生的资源的回收和利用,也是我们可以衡量的标准,所以不一而足。总结性的来看,这些问题就是数据中心的节能只是碳中和目标当中的一个手段,而不是双碳目标和结果本身。

# 数据中心双碳的根本 #

如果我们认为PUE假如是1.X的话,我们今天的效率都是后面的0.X部分,而我们本质上要改变1和0.X整体它的能源的结构与性质,这个过程才是我们要实现双碳当中最大的挑战和难度。基础设施的可持续发展在于追随国家的战略和社会发展。如果我们不能够匹配国家所赋予我们的责任和发展的方向,我们就不是可持续发展的产业与行业。所以数据中心高质量发展,要率先实现碳达峰、碳中和,我们可以从三个维度来看这件事情——能源侧,能效侧、资源侧。例如能源类NFF,即非化石能源的比例。新能源、可再生能源,非化石能源实际上在能源行业,在政府的范畴来讲是不同的定义,非化石能源包括了可再生能源,也包括了一定比例的清洁能源,比如核电,所以日前国务院明确对数据中心减碳用能类别,用了非化石能源定义。

因为水电、核电、地热生物质等非化石能源都涵盖在这个范围内。如果说我们提出的目标,是每年扣除电网部分净增10%的话,这是我们重要的一个手段。不管是我们采用电力交易的方式,还是采用直供的方式。开发新能源的量,在我们指的是在一个区域内数据中心可以进行部分或者是全部主导的开发的情况。这个类似于自发自用,并网不上网的情况,大规模储能实际上是服务于数据中心所调度和使用的新能源的总量上的储能。我个人认为数据中心的储能是非常重要的一个方式。但是这种储能的类型到底是化学方式的还是非化学方式的?储能的边界,到底是数据中心红线内还是红线外?储能的方式是自发自用不足网补,还是说要跟区域配网进行结合?这个是可以进行讨论的。我认为与电网及可再生能源结合的储能,才是更大规模可实现的情况。

前一段时间我去了张北,我看了100兆瓦的储能项目,它的功率是100兆瓦,也就是说10万千瓦的功率,它的储能量是400兆瓦时也就是40万度电,从这个角度来讲,前面其实大家都已经听到了,比如说华为近期全球最大的储能项目。但实际上中国今天的储能技术日新月异,而且已经具备充分的将可再生能源和数据中心结合的条件。第二类就是我们讲的能效类的问题,我们谈到了PUE,谈到了水资源节约与循环,谈到了非电碳排放量减小,前面解释了PUE和WUE大家都很清楚,但是把WUE跟PUE联合起来来看,这才是一个统一维度。今天在布局规划的东数西算范围内,大量地区是低于400毫米年降水量的区域,所以WUE是我们可持续发展当中的一个非常关键的问题,并不要因为水量的富足或者成本的廉价,就不在乎WUE,停水跟停电是同样的道理,所以数据中心未来在能效类,会面临到从节水到无水这样的可能。节水到无水,我们想过吗?数据中心的外部冷源是无水,我当年在宁夏工作的时候,中卫人跟我讲说他们可以一吨水换一吨煤,为什么?因为发电行业必须是要水才能进行生产,所以宁夏的水可以换内蒙的煤。数据中心未来来讲,可能要到从节水到无水这样的状态,WUE也是一个关键。关于非电排放量减少,这是什么概念呢?实际上今天我们的数据中心仅从二氧化碳核分析的角度来看,并不是全面的,我们看到只是在电那些部分,我们今天看到的柴油的直接燃烧,我们会排出二氧化碳、氮氧化物,我们的冷煤今天会有GWP的这样影响,我们的灭火气体也会产生碳排放和温室气体的影响,我们绝缘用的六氟化硫气体也会产生影响,包括我们的液冷的绝缘液,所以在整个数据中心的非电排碳量来讲的话,也是要关注的一个值,这个值我们提出一个可持续的减排量,也是可持续发展当中一个重要的关键类别。

关于资源类,包括我们谈到了像水循环的比例,余热循环的比例,固废循环的比例。这里我们谈到,今天实际上已经有数据中心,它向外进行余热利用,而不止步于自己内部的办公室来用,它可以跟市政供暖的管网进行结合之后,把它的余量用热量的形式来跟管网结合,在张北地区,今年已经开始了数万平米,再后来可以供暖到30万平米甚至100万平米这样的情况。也有把数据中心余热利用到蔬菜大棚当中的现实案例,一两百个千瓦的余热的回收,可以实现600平米的蔬菜的种植,可以产出十几吨的蔬菜,这些现实案例可度量可考核。

绿证、CCER的替代比率是重点要考虑的,还有CUS封存和光合作用,即减碳措施,包括种树、养藻等情况,还有数据中心的固废回收的比例。数据中心所报废的设备和部件当中,实际上含有大量稀有金属,这些稀有金属可以进行回收以及安全利用。

我在画数据中心碳中和全景图的时候,我个人是很纠结的,因为我们说到了右上角 zero这样零碳的云,因为那可能是我们十几年、二十年以后的事,我们真正的可以用非常低碳,非常没有环境影响的计算资源去改变创造我们的美好世界。但是我们能看到吗?不见得,我们能追求吗?我们是可以的。

所以在这个路径上来看,我们认为纵向坐标是我们要解决问题的challenge,我们的挑战。

横向坐标是可持续发展,有以下过程:

第一、节约

第二、尽可能的替代与中和

第三、追求低碳、零碳的能源

第四、零碳、低碳的计算

每一个框图可能需要我们历经数年甚至更长的时间,但是我们看到了一个很有趣的现象,就是我们其实都会选择“简单的事情先做”,今天我们所谈到的所有的降PUE,其实都是简单的,今天PUE下降一点我们觉得很难,但是在整个蓝图当中我们都是最简单的,我们可以买一点绿证,这是更简单的情况。但是在这个过程当中,我们发现绿色建造和储能实际上也是追求碳中和当中的一个过程,根本的问题在于我们在这个框图内,要实现资源更高效的利用,我们有没有追求服务器资源转换效率,我们应用数据的计算和存储资源的利用效率,也就是我们的云化的情况,还是非常低的。所以绿色运营能够很好的去云化资源,实际上使用云计算是提高资源利用效率最有效方式,真正从碳到电到云到数据之间的一种关系。

真正能够支撑数据中心大规模来做,实际上是可再生能源交易,以目前实际,对比国外的PPA照付不议的能源合约,今天我们电力交易规则中还难以实现。虽然我们搞了集中交易,虽然我们搞了所谓的长协,实际上跟国外的PPA依然有很大的区别。而我们认为储能和风光电直供来讲,对于大多数数据中心项目是不可追求的,因为没有这么大的体量和规模。长期来看,什么样的可再生能源能够支撑数据中心实现一定程度的能源自主?我们认为其实地热和核能是非常关键的两个能源类别,因为其具有能量密度高,占地小,全年供能,自带储能等特性。比如说我们的核小堆,比如说我们的第三代或者三代半核电技术,实际上是可以跨网、过网,甚至是离网方式运行,能够实现数据中心真正可持续的供能,因为我们前面定义的是非化石能源,地热我做过长时间的沟通和研究,我认为它是唯一的,不需要储能而稳定的可再生能源方式。同时它的载能密度非常高,因为它的单位面积可以产生足够多的能源,但是它的地域性受到限制。而数据中心在主动CUS的情况下,可以有更多的方式,比如种树、养藻等方面的选择。大家了解到养藻,实际上是一个非常关键的减碳手段,因为它在单位面积内,在数据中心环境内产生的减碳量,可能会超过光伏,更会高于种树的单位面积减碳量。

包括尝试可不可以作一个区块链来进行运营碳中和,所以真正来讲,数据中心和整个云计算行业要回答的问题是,当你背负起巨大的碳责任价值的时候,有没有一种可循环,可运营的价值链和传导体系?因为今天用云的人,实际上就已经把它的能源的消费委托到你身上了,最终来讲,这要进入一个循环,也就是说今天数据中心要进行碳中和的传导,云也要进行传导,我们整个双碳的责任是全社会要共同来承担的。

# 用双碳来解双控 #

我们2030年要达到碳中和的情况,是我个人的预判,我们还有8年多时间来看这个事情,我认为这是数据中心行业发展当中最重要的主导方式,不是2060年,而是2030年。在数据中心领域要实现碳中和,数据中心的双碳是达峰与中和同步进行的,对于整体的方式来以及整个的过程来讲,其实我们作为行业从业者,我们认为是用双碳来解双控,这是我们可持续当中最重要的一个理念,也就是说双控能过渡到双碳,双碳来解现在的双控局面。

# 控碳不控能,限排不限电 #

具体来讲,我们非常建议“控碳不控能,限排不限电”,也就是说控碳是最重要的目标,而不是控制能耗,限制用能造成的碳排放,而不是限制数据中心的用电。投资所产生新的绿色电力可以充抵能耗。这是我们希望来进行政策优化沟通的。包括对一些具体的区域进行能耗单列,对跨区域的进行能耗统筹,对于整个“东数西算”实施过程来讲,我们希望分阶段来做。我们最希望的是不要进行抽离式,断崖式政策转变。因为这种情况实际上对于目前的数字经济基础设施行业会有非常大的挑战和伤害。我故意把字写得比较小,因为其实很多内容不见得现在就能够说得很清楚。

# “东数西算,久久为功” #

所以“东数西算,久久为功”,我们像总书记讲的,我们要一茬接一茬的,功成不必在我,要久久为功的把这个事情做下去,很重要的在于说我们要持续去做;我们要实事求是的去做;我们要真正有创造性的,触及根本的去做;愿意为其付出短期利益和代价的方式来做,才是能够实现数据中心的可持续发展,实现“东数西算,久久为功”的真正价值。

 
关键词: 东数西算
 
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