算力西遷下可再生能源消納模式探索

張 宇

(中國電力工程顧問集團東北電力設計院有限公司，長春 130021)

0 引 言

2021年12月，國家發展改革委員會等部門聯合印發通知，分別同意在寧夏回族自治區、內蒙古自治區、甘肅省、貴州省啟動建設全國一體化算力網絡國家樞紐節點，并隨函規劃設立相應國家數據中心集群；2022年2月，四部門再次聯合印發通知，分別同意在粵港澳大灣區、成渝地區、長三角地區、京津冀地區啟動建設全國一體化算力網絡國家樞紐節點，并隨函規劃設立相應國家數據中心集群。基于以上通知，中國一體化算力網絡總體布局設計宣告完成，明確在全國設立共計8個算例樞紐節點、10個國家數據中心集群，“東數西算”工程全面啟動。

繼“南水北調”、“西電東送”工程后，中國又一次展開大規模跨區域資源調配，“東數西算”工程將成為中國未來數據化發展的重要基礎設施[1]。“東數西算”工程的開展，旨在解決中國東部地區數據中心能耗成本高漲、指標緊張、空間受限等問題的同時，提升西部地區可再生能源消納能力，進而發展出數據中心與可再生能源有機結合的綠色新格局。

1 西部地區可再生能源特點

中國西部地區大多為干旱及半干旱氣候，低植被覆蓋率及長日照的地理條件使地區可再生資源十分豐富，故此其具有不同的集群特點。充裕的土地、充沛的電力、涼爽的氣候等西部的獨特資源奠定了新能源產業快速發展的基礎。西部地區是全國新能源裝機及占比最高的區域電網，而中國存在西部地區可再生能源與用電負荷地域不匹配[2]、跨省跨區資源調度不完善、外送受限等矛盾，基于此，西部電網具有新能源就地消納難的特點。

2 算力西遷下數據中心布局

隨著信息化時代的到來，大數據技術改變了人們的生活方式，創造了更多新產業及新業態，給傳統行業注入新的生機和活力。數據中心作為算力核心，也已成為國民經濟發展的重要支撐，可謂“新基建”領域的重中之重。

目前，中國數據中心集中分布在經濟發達，但能源、土地資源相對緊張的東部地區。“東數西算”工程的實施，將使可再生能源、土地資源豐富的西部地區承接東部地區的算力需求，實現資源的統籌布局，推動數據中心的互聯互通與綠色集約發展[3]。

表1列出了“東數西算”的布局節點，西部四大樞紐節點分別劃定為貴州貴安新區貴安電子信息產業園、內蒙古和林格爾新區和集寧大數據產業園、甘肅慶陽西峰數據信息產業聚集區、寧夏中衛工業園西部云基地等4個起步區邊界。

表1 “東數西算”布局節點

布局于西部地區的數據中心，其優勢在于氣候、能源和環境，有利于降低成本、節能減排。數據中心不但可以大量使用風電、光伏等可再生能源，西部地區的低溫條件亦有利于數據中心的散熱冷卻。因此，布局于西部地區的數據中心，一方面可以將地區豐富的可再生能源進行充分消納，另一方面可以帶動地區參與到“新基建”浪潮中，在“碳達峰、碳中和”戰略背景下實現綠色發展。

3 數據中心消納西部可再生能源模式探索

一面是寧夏、甘肅、貴州、內蒙古取之不盡、用之不竭的風能、太陽能面臨的輸送與消納難題，一面是京津冀、長三角、粵港澳、成渝樞紐處于未來重要戰略地位的數據中心行業全天候不間斷的能源巨大需求，在“雙碳”戰略背景下，構建數據中心與西部地區可再生能源有機結合的新格局已經來臨[4]。政策層面，國家發展改革委員會等四部門于2021年12月印發的文件中提出，“到2025年，數據中心和5G基本形成綠色集約的一體化運行格局”，并強調通過對數據中心可再生能源使用水平的提升，促進可再生能源就近消納。

3.1 配套建設可再生能源電站

在加快構建“東數西算”一體化算力體系的系列舉措中，四部門文件提出強化能源布局聯動，加強數據中心和電力網一體化設計，推動可再生能源向數據中心供電，并支持數據中心集群配套可再生能源電站，對落實“東數西算”成效突出的數據中心項目優先考慮能耗指標支持。《“十四五”可再生能源發展規劃》將推動光伏發電等可再生能源與大數據中心、5G基站等信息產業的深度融合發展。同時，將研究制定相關工作方案，引導符合環保、能效等標準要求的數據中心向西部清潔能源優勢地區集中，鼓勵數據中心通過自建風光儲新能源專線供電、雙邊交易等方式因地制宜實現綠色電力直接供應，提升數據中心綠色電能使用水平。同時，將鼓勵開展大數據產業用電負荷需求側管理，通過市場化手段更多利用水電、風電、太陽能發電等清潔能源，為大數據中心負荷提供綠色低碳能源保障，進一步降低用能成本，促進西部地區清潔能源就地消納，減少大數據中心的碳排放。

由企業在數據中心所在區域尋求清潔能源投資，參與電站開發，自發自用，實現“發-輸-用”零碳數據中心、100%清潔能源本地供應及消納，電站產生的“余電”部分，還可以采用綠電及碳匯的方式帶來收益。

但是，目前數據中心產業尚未與可再生能源供給與消納有機結合，數據中心行業對擴大可再生能源應用的重視程度有所不足，數據中心的可再生能源使用量認定機制也不完善。在河北、貴州等可再生能源豐富的地區，雖然已經有部分數據中心實現或計劃實現100%使用可再生能源供電的案例，但僅從踐行社會責任、提升品牌形象、提高市場競爭力等主觀原因出發而投資建設配套可再生能源電站的企業尚屬少數[5]，缺乏從根本上激發企業主觀能動性，自主將數據中心的發展與能源轉型、氣候變化、可再生能源發展緊密結合的政策激勵。

3.2 參與電力市場綠電交易

通過電力市場直接采購可再生能源電力，是指數據中心直接與可再生能源電力企業或售電公司進行交易，采購可再生能源電量。中國綠色電力試點已于2021年9月7日正式啟動交易，綠電交易特指以綠色電力產品為標的物的電力中長期交易，用以滿足電力用戶購買、消費綠色電力的需求，并提供相應的綠色電力消費認證，是在電力中長期市場體系框架內設立的全新交易品種。

常規電力市場的參與主體大部分為火力發電等常規能源，可再生能源則主要通過電網企業保障性收購參與上網。綠電交易平臺為數據中心電力用戶提供了購買綠色電力的渠道，助力企業踐行社會責任，提升其品牌競爭力。同時，綠電交易依托區塊鏈技術，對“生產—交易—消費”全環節進行溯源，保證可再生能源環境價值的精確傳導。隨著電力市場化改革的持續深入，可再生能源消納，尤其是跨省、跨區資源調度以及可再生能源電力價格的下降，將會有效降低數據中心參與電力市場交易的門檻，為數據中心提供進一步擴大可再生能源電力消費的機遇。

傳統的電力市場交易并不涉及到綠證的轉移和環境權益的轉移，僅僅是電能量的轉移，而每度綠電交易存在0.01～0.03元的環境權益溢價，雖然每個省溢價的高低不同，但基本上均超過本地燃煤標桿的基準價或者原有平價項目被電網保障性收購的價格。數據中心作為高耗能行業，企業對其用電成本極度敏感，現階段參與綠電交易的意愿不夠強。

4 數據中心消納西部可再生能源政策建議

4.1 推動數據中心與西部可再生能源深度融合發展

重視數據中心與西部可再生能源的深度融合，借助“東數西算”工程，將有持續耗能需求的數據中心與可再生能源供給與消納有機結合。結合西部地區可再生能源自身特點，總結運用政府和社會資本合作(public-private partnership，PPP)等模式經驗，吸引數據中心企業進行可再生能源基礎設施建設、配網設施建設，并通過出臺鼓勵數據中心就近投資可再生能源電站、配套網絡等的相關政策，支持企業自發自用綠色電力，為標桿項目提供相關能耗指標等支持，從制度激勵上進一步提升“新基建”工程發展質量。

4.2 推動“碳-電”市場聯動，加強綠電市場建設

宏觀碳減排目標的實現取決于穩步推進碳市場與電力市場間的聯動建設。中國碳市場正處于起步階段，目前只納入了發電行業，隨著數據中心類高耗能行業的納入，將有效提升行業的減排動力及社會責任感，激發其主動尋求可再生能源應用的意愿。電力市場方面，中國綠電交易市場剛剛起步，參與主體優先選擇國際公認的無補貼風電、光伏發電，并優先組織綠電交易需求較為旺盛的地區開展試點，再逐步擴展到全國范圍。應持續推動全國范圍內的電力市場建設，尤其是一體化算力網絡范圍內的綠電市場互聯互通，通過市場機制發現價格，提升低價清潔可再生能源消納規模[6-7]。

5 結 語

“東數西算”工程的開展，既解決了中國東部地區數據中心能耗成本高漲、指標緊張、空間受限問題，又提升西部地區可再生能源消納能力。隨著國家新基建和一體化大數據中心相關政策的進一步落地，西部地區可再生能源正迎來結合數據中心產業消納的新契機。

該文結合西部地區可再生能源分布現狀、自身特點和發展趨勢，總結分析當前數據中心發展面臨的主要問題及訴求，為下一步推動數據中心與可西部再生能源深度融合發展戰略提供參考與支撐，發揮好“碳-電”市場聯動、綠電市場建設在進一步推動數據中心產業發展提速提質中的作用，將有效促進數據中心消納西部可再生能源，為中國“碳達峰、碳中和”綠色發展做出切實貢獻。