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“雙碳”目標下的新基建難題怎么解？“綠色+科技”成破局關鍵

近日，國家發改委、中央網信辦、工信部、國家能源局四部門印發《貫徹落實碳達峰碳中和目標要求推動數據中心和5G等新型基礎設施綠色高質量發展實施方案》（下稱方案），有序推動以數據中心、5G為代表的新型基礎設施綠色高質量發展，發揮“一業帶百業”作用，助力實現碳達峰碳中和目標。

數據中心如何從曾經的吃電大戶變身綠色節能小能手，如何解開雙碳目標下的新基建難題？科技賦能下的綠色發展之路或是解題的秘鑰。 

數據中心是吃電大戶？真相顛覆你的認知

數字化時代，數據中心、5G建設如火如荼，有人把他們比作承載著經濟社會“數據呼吸”與“計算吞吐”的“數據心臟”。但高耗能問題也日益凸顯。

中國信息通信研究院和開放數據中心委員會發布的《數據中心白皮書》顯示，數據中心總體耗電量較高。微觀層面，一個超大型數據中心每年的耗電量超億千瓦時；宏觀層面，根據2020年初《Science》刊登的文章《重新校準全球數據中心能耗估算》，2018年全球數據中心的耗電規模達到全球總用電量的1%。

“實現碳達峰以后，其他行業的能耗都將降低，但信息技術產業的能耗卻是要上升的。因為未來數據中心的數量還會越來越多，5G基站密度還會越來越大。”中國工程院院士鄔賀銓日前接受媒體采訪時表示。

值得注意的是，2021年12月，中國信通院發布的《數字碳中和白皮書》指出，數字技術能夠與電力、工業、建筑、交通等重點碳排放領域深度融合，減少能源與資源消耗，促進傳統產業能源優化、成本優化、風險預知及決策控制，整體上實現節能降本增效提質。

作為數字經濟發展的底座，近年來，我國數字新基建的能效已基本達到國際先進水平，但隨著我國數字化業務呈倍數級增長，新基建的能耗和碳排放量的總體規模仍呈現上升趨勢。

以數據中心為例，預計到2030年我國數據中心用電量達到4000億千瓦時，是2020年的2倍，約占全社會用電量的3.7%。但數據中心本身具有傳導溢出效應，且日常生產運轉并不產生高污染的廢水廢氣。

全國人大代表，浙江移動黨委書記、董事長、總經理鄭杰表示：“數據中心不僅要承擔自身的能耗，也要承擔運行其上的應用類產業運營能耗，因此它本身具有傳導溢出效應，且它的日常生產運轉并不產生高污染的廢水廢氣，因此，與其說是‘高耗能行業’，不如說是‘高載能行業’，加上由于數字新基建的大力發展提升了人們的工作效率，比如減少了出差和出行，用電子化手段去解決傳統的問題，實際整體對全社會來講，是降低了能耗。”

“大家談到新基建的減碳，不能只關注能耗，更應該看重能效。”浙江大學計算機學院副院長陳為教授表示，能效兼顧性能與節能，是度量綠色移動網絡的“標尺”，新基建不僅要算自身的節能降耗賬，還要以更宏觀的視野細算給經濟社會發展帶來的節能賬和提效賬。以5G為例，每比特能耗大約只有4G的1/10，但可以提供30倍的4G容量。

全球移動通信系統協會(GSMA)的報告指出，在歐洲和北美，移動通信技術對社會節能減排的貢獻在2019年達到1∶10，這意味著移動通信每消耗1千瓦時電的同時，降低社會用電達到10千瓦時。GSMA認為，這一數字將在2025年達到1∶20。

要節能更要賦能，更聰明更綠色的數據中心來了

繼“南水北調”、“西電東送”后，又一大國家級超級工程“東數西算”來了！

隨著科技的發展，算力正成為如電力一樣重要的生產力。在數字時代，算力更成為衡量一個國家、地區，甚至企業指數經濟發展水平的重要指標。

去年，中國移動董事長楊杰在2021中國移動全球合作伙伴大會主論壇上表示，中國移動將深入落實國家“東數西算”工程部署，使算力成為像水、電一樣，可“一點接入、即取即用”的社會級服務。

  科技部重點研發計劃“云計算與大數據”專家組成員、浙江大學計算機學院副院長陳為教授表示，東部經濟發達，產生的數據充足，但土地和能源不足，西部恰好相反，有充足的可再生能源和廣闊的土地，東數西算將推動數據中心合理布局、優化供需、綠色集約和互聯互通，具有多方面意義。

解決以數據中心、5G建設為代表的新基建高耗能問題，成為政府、業界共同發力的方向。

鄔賀銓院士也表示：“要著力降低信息技術產業自身的能耗，包括5G能耗以及數據中心能耗，著重通過科技創新實現自身節能減排。

新型基礎設施建設將帶來顯著的減排效益。有研究表明，5G技術單位數據傳輸能耗將有望降至4G的10%至2%，并有助于降低智能手機、物聯網等終端設備的電池消耗。

華為數字能源中國區副總裁、華為數據中心能源軍團中國區CEO胡春池表示：“數字化和智能化的核心是數據，而數據的底座是數據中心。數據中心正好處在這兩個戰略的交匯點，就是說數據中心驅動數字化和智能化，同時數據中心也要滿足綠色低碳的要求。”



中國移動研究院副院長黃宇紅指出，相比2019年商用前，目前5G基站功耗已經降低了1/4，未來可以采取“四新+兩化”的措施進一步降低5G基站能耗。

在浙江，浙江移動重點探索網絡能源智慧運營，率先打造業界首個能源智慧大腦，從設備級、環境級、運營級三個維度統籌開展網絡節能實踐，提升能源運營效益，年化節省電費2.2億元，單位流量能耗相比4G下降28%。建成的綠色節能的超級基站中，通過“1替6”“3替8”機柜改造，部署太陽能、智能用電方案等，單個基站每年可節省58%的市電供電量，減少47%的碳排，從真正意義上實現節能減排的目標。

從高耗能到高載能，綠色5G共贏未來

綠色發展、節能減排是一條漫長的道路，隨著5G網絡建設規模的不斷增加，5G節能技術的探索必將進一步深入，節能潛力將會被進一步挖掘。2021年10月，國務院印發《2030年前碳達峰行動方案》，明確指出，要加強數據中心綠色高質量發展，“鼓勵重點行業利用綠色數據中心等新型基礎設施實現節能降耗”。

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當前，北京、上海、深圳等城市紛紛出臺低電能利用效率（PUE）標準，降低數據中心能耗。有研究表明，5G技術單位數據傳輸能耗將有望降至4G的10%至2%，并有助于降低智能手機、物聯網等終端設備的電池消耗。



對于5G新型基礎設施如何實現綠色高質量發展，中國移動未來研究院院長崔春風表示，要從 “節流”和 “開源”兩個角度來推動。“節流”就是要引入更多的包括器件級、設備級、網絡級及網間級多層次節能降碳技術和措施，爭取實現能耗與業務量同步的“零比特零瓦特”目標。“開源”是指可以更大規模使用綠色新能源。另外，還可以進一步將智慧內生的通信網絡與智能電網深度融合，最大化綠色新能源的使用率。

對此鄭杰表示：

要高效推進數字新基建領域節能降碳工作，一是要加快數字新基建的能耗評價和碳排放標準建設。充分考慮數字經濟時代數字新基建的傳導溢出效應，建立更加科學合理的數字新基建單位GDP能耗和單位GDP碳排放評價體系，加快行業和企業碳排放標準的研究、制定和推廣，完善“雙碳”領域標準體系；

二是要加強針對數字新基建的碳排放制度供給，將數字新基建納入碳排放權交易市場和用能權交易市場，加快出臺并完善綠色金融配套的政策框架和激勵機制；

三是進一步優化“雙碳”監管治理體系，推進相關部門碳數據共享、業務互通,加快推進能耗智控建設，實現數智析碳、精準降碳。