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深度 | 数据中心的绿电困境与优化路径
在全球加速推进“双碳”目标与数字经济蓬勃发展的双重背景下,推动数据中心行业向绿色低碳转型已成为普遍共识。国家层面积极出台政策,明确提出在枢纽节点新建数据中心中,绿色电力消费比例应在原有80%的基础上进一步提升。在政策引导与市场需求的双重推动下,腾讯、阿里、字节跳动等头部互联网企业已相继宣布,将在2030年实现100%可再生能源电力的使用目标。
数据中心行业的绿色低碳转型需要大规模清洁能源作为支撑。预计到2030年,我国数据中心年用电量将达到5300~7800亿千瓦时,约占全社会用电量比重的4%。若届时行业绿色电力使用比例提升至80%,全国数据中心需配套的新能源装机规模预计将达到2~3亿千瓦。因此,推动绿色算力与电力一体化发展,成为促进算力基础设施绿色低碳转型、确保“双碳”目标如期实现的必然举措。
(文章来源 微信公众号:电联新媒 作者:电力规划设计总院 屈小云 虞竹珺 高雷 苏辛一)
枢纽节点的绿电消费比例与清洁能源资源、土地资源、政策支持力度、市场机制等多重因素密切相关
西北“沙戈荒”地区风能、太阳能资源丰富,西南地区的四川、云南等地水能充沛,形成了风、光、水多能互补的清洁能源体系。这种多元协同的电源供应结构,不仅从源头上提升了绿电消费的潜力,也通过互补调度有效平抑了绿电输出的波动。目前,部分西部省份通过将大数据产业纳入绿电专场交易、配套建设新能源并网项目或提供政策补贴等方式,已将数据中心综合到户电价稳定在0.35元/千瓦时左右。
相比之下,东部地区经济发达、人口密集,但土地资源紧张,清洁能源分布分散、规模有限,难以支撑数据中心大规模、高稳定性的用电需求。受限于本地绿电供应能力,东部地区绿电价格普遍较高。尽管可向资源富集的西部地区采购绿电,但需承担特高压输电费用和跨省交易溢价等额外成本。加之市场机制尚不完善,在一定程度上影响了东部地区数据中心运营商使用绿电的积极性。
西部地区枢纽节点绿电消费比例高于东部地区,整体仍处于“局部突破、整体追赶”的关键推进阶段
根据国家发改委2025年监测数据,内蒙古、甘肃等西部地区枢纽节点的数据中心绿色电力占比已达到65%,较东部地区高出约40个百分点。2025年一季度,内蒙古和林格尔数据中心集群的绿电使用比例高达84.57%,在全国处于领先地位。甘肃庆阳数据中心集群通过创新实施“绿电聚合”模式,绿电供应率超过80%。宁夏中卫数据中心集群的新能源使用占比为45.88%,已实现新能源就地消纳。此外,今年上半年,张家口大数据产业用电量达40.71亿千瓦时,其中绿电约占三分之一。
相较之下,东部地区枢纽节点算力需求旺盛,但绿电消费比例普遍偏低。由于自身清洁能源资源相对有限,东部地区的绿电供应主要依赖外输及本地少量的风电、光伏等发电方式。目前,这些地区正积极探索提升绿电占比的路径,以响应国家对数据中心绿电使用比例的要求,具体措施包括参与绿证交易,以及与周边清洁能源富集地区签订绿电交易协议等。
当前,算力需求与能源供给在空间分布上存在明显的区域错配现象。在东部地区,尤其是京津冀、长三角、粤港澳大湾区等算力需求核心区域,数据中心建设密集、算力需求旺盛,但本地绿色电力资源相对稀缺,难以满足大规模算力设施的绿电使用需求。相反,西部地区清洁能源资源丰富,已建成多条特高压输电通道,具备较强的能源外送能力;然而,该地区算力与网络等基础设施发展相对滞后,受地理距离影响,西部数据中心在向东部地区提供算力服务时,网络时延问题较为突出,难以有效支撑金融、工业等对时延要求较高的应用场景。
算力基础设施与能源基础设施在建设时序上缺乏协同,存在“快慢不一”的节奏脱节问题。一方面,数据中心通常具有终期规模大、初期上电负荷增长缓慢的特点,在建设初期,实际投运负荷远低于配套电源及接入工程的输电能力,为满足终期用电及绿电需求而超前建设能源设施,可能导致大量投资浪费。另一方面,部分地区因土地审批延迟、并网流程复杂等问题,配套新能源项目建设进度滞后于数据中心,造成数据中心建成后陷入“有算力、无绿电”的困境,实际绿电消费比例远低于预期目标。
对于数据中心运营企业而言,要满足80%以上的绿电消费要求,通常需通过采购新能源电力或自建配套新能源设施等方式实现,而这些举措均会显著增加运营成本。目前,相关成本多由数据中心企业单一主体承担。然而,绿电供应实际涉及新能源企业、电网公司、数据中心运营商及算力用户等多个主体,当前尚未形成有效的跨主体成本分摊机制。
具体来看,新能源企业因项目投资需满足一定收益率,缺乏主动降低绿电价格的意愿;电网公司在绿电传输过程中需改造现有输配电设施并承担额外调度成本,推动成本分摊的动力不足;算力用户则已习惯“固定电价+算力服务费”的传统模式,对电价或服务费的合理上浮接受度较低。这些现实因素共同导致绿电成本难以在产业链中有效传导,最终制约了绿电消费目标的实现效率。
新能源项目与算力业务在合作周期上存在显著不匹配,进一步加剧了成本分摊的困境。配套新能源项目设计寿命普遍在20~25年,其初始投资需依赖长期稳定的发电收益才能在运营期内逐步回收并实现盈利。然而,当前数据中心与客户的合作周期大多仅为3~5年,呈现出明显的“短期化”特征。一旦算力客户提前终止合作,配套新能源项目将面临前期投入无法回收的风险,从而严重影响企业投资新能源配套项目建设的积极性。