應對能碳挑戰(zhàn)，綠色算力設施如何建？

當前算力快速擴張，數(shù)據(jù)中心用電量和碳排放正成為全球關注的焦點。據(jù)中國信通院預測，到2030年，中國數(shù)據(jù)中心年用電量或?qū)⑦_到約7000億千瓦時，占全國總用電量的比例將由目前的1.7%上升到約5.3%。

 

推進算力設施綠色低碳發(fā)展，既是促進經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)，也是夯實數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展底座、培育新質(zhì)生產(chǎn)力的重要基礎。2026年1月21日，首屆“國家綠色算力設施”推廣交流活動在上海市舉辦。

 

2025年12月，工業(yè)和信息化部等六部門發(fā)布《2025年度國家綠電算力設施名單》。截至目前，工業(yè)和信息化部會同有關部門，已累計培育306家國家綠色算力設施，涵蓋工業(yè)、信息通信、能源、互聯(lián)網(wǎng)、金融、公共機構(gòu)等領域。2025年度國家綠色算力設施在能效水平、算電協(xié)同、算熱協(xié)同等方面均取得積極建設成效。

 

算力與能源深度融合，關鍵技術需系統(tǒng)布局

 

當前，算力設施難以適應新質(zhì)生產(chǎn)力對算力的爆發(fā)式增長需求。中國工程院院士、山東省科學技術協(xié)會主席凌文表示，需從高效低耗協(xié)同算力、配套的新型儲能與可再生能源、配套的確定性廣域網(wǎng)絡和“數(shù)-算-能-網(wǎng)”（數(shù)據(jù)-算力-能源-網(wǎng)絡）高效協(xié)同等四方面開展技術攻關，建設低碳高效“數(shù)-算-能-網(wǎng)”極綜合交叉示范工程。他提出“四綠”體系，即“綠數(shù)、綠算、綠能、綠網(wǎng)”，分別對應新的生產(chǎn)力體系、綠色算力體系、綠色能源體系和綠色網(wǎng)絡體系。

 

凌文指出，要把“數(shù)、算、能、網(wǎng)”作為一個整體系統(tǒng)來推進。“只有當算力系統(tǒng)與綠色能源系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡系統(tǒng)深度耦合，形成協(xié)同運行的整體，才能真正實現(xiàn)高質(zhì)量和低碳化的發(fā)展”。在“數(shù)算能網(wǎng)”中，“算”和“能”是中樞，但必須嵌入到更大的系統(tǒng)之中。“網(wǎng)”至少包含兩方面，一是“能源網(wǎng)”，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)；二是“信息網(wǎng)”，包括電信運營商和各類數(shù)據(jù)網(wǎng)絡。

 

凌文還表示，未來綠色算力與綠色能源的發(fā)展，不能僅停留在互聯(lián)網(wǎng)和平臺企業(yè)層面，必須走向更廣泛的實體經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)體系。如果綠色算力只服務于互聯(lián)網(wǎng)平臺，而不能真正嵌入實體經(jīng)濟、智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系，那么它的價值和戰(zhàn)略意義會受限。

 

同時，當前建設綠色算力設施，對穩(wěn)定的、大規(guī)模清潔電力需求日益增加，也對IT負載的動態(tài)用電特性以及“算-電-熱”協(xié)同提出了新的要求。中國工程院院士、上海交通大學碳中和發(fā)展研究院創(chuàng)始院長黃震認為，AI正在驅(qū)動能源綠色轉(zhuǎn)型新范式，開創(chuàng)零碳智慧園區(qū)新時代。

 

綠電直連成為綠色算力設施、零碳智慧園區(qū)建設的關鍵基礎。黃震分析道，國家發(fā)改委明確要求，國家樞紐節(jié)點新建數(shù)據(jù)中心綠電占比要達到80%以上，綠電直連將深刻影響算力設施的整體架構(gòu)和投資邏輯?？紤]到當前數(shù)據(jù)中心用電量已占全社會用電量約1.7%，到2030年可能上升至5%以上，算力與能源的關系將變得越來越緊密。

 

“算力、用電與散熱不再是彼此獨立的系統(tǒng)，而需要走向深度融合。”黃震指出，未來的綠色算力設施，將不再是“IT設備加制冷系統(tǒng)”的簡單疊加，而是以算力需求為核心驅(qū)動，聯(lián)動電力與冷卻系統(tǒng)，實現(xiàn)“算-電-熱”一體化的智能協(xié)同運行。

 

北京理工大學研究員、博導王永真認為，AI的迅猛發(fā)展對中國數(shù)據(jù)中心電力、電量、水耗、碳排放都帶來了一定影響，“算-電-熱”（算效-電效-熱效）全要素的動態(tài)匹配是數(shù)據(jù)中心節(jié)能減碳的關鍵所在，也是激發(fā)數(shù)據(jù)中心多元靈活性資源參與新型電力系統(tǒng)的核心邏輯。

 

王永真提出，必須在系統(tǒng)層面把算力、配電和制冷三個關鍵環(huán)節(jié)“拉通”，尋找整體最優(yōu)解。實踐表明，通過算-電-熱協(xié)同控制，可以實現(xiàn)20%以上的減碳和節(jié)能效果。若在全國范圍內(nèi)推廣，潛在的減排和節(jié)能空間可在25%左右，具備可觀的收益，也是中國低碳算力服務發(fā)展的基礎所在。

 

王永真認為，算力市場、電力市場與碳市場將深度耦合，并逐步走向現(xiàn)貨化。未來三大市場的聯(lián)動如果能夠?qū)崿F(xiàn)“1+1+1大于3”，就有可能用更少的基礎設施投入，換取更高的系統(tǒng)總效率和更大的減排效果。“在未來電力現(xiàn)貨市場和碳市場逐步成熟的背景下，‘比特’與‘瓦特’的協(xié)同，將具有現(xiàn)實的經(jīng)濟價值”。比如，通過算-電-熱協(xié)同，對計算任務、制冷系統(tǒng)和用電策略進行聯(lián)合編排，可釋放出相當于IT負載30%到60%的靈活電力。如果電力市場給予這部分靈活電力合理的激勵機制，不僅能降低能耗和碳排放，還可以轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)中心的額外收益，并形成客觀的電力需求響應資源。

 

建設綠色算力設施，上海探索多維協(xié)同

 

近年來，為建設綠色算力設施，上海進行了一系列探索與實踐，取得了階段性成效。上海積極探索“算力+能源”協(xié)同發(fā)展模式，推動算力負荷與新能源發(fā)電、電網(wǎng)調(diào)度的聯(lián)動優(yōu)化，提高能源利用效率。目前，上?；ヂ?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心按用電量加權平均電能利用效率（PUE）已降至1.35以下，相比“十三五”末期提升了8.66%。

 

上海市經(jīng)濟和信息化委員會相關負責人在活動中表示，在頂層設計上，規(guī)劃引領與標準先行，構(gòu)建綠色算力發(fā)展政策框架。上海擁有160多家互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心，2025年用電量約占全社會用電量的3%。在能力培育上，堅持創(chuàng)新驅(qū)動與技術賦能，培育綠色算力核心競爭優(yōu)勢。依托臨港新片區(qū)、松江G60科創(chuàng)走廊等重點區(qū)域，上海加快建設綠色智能算力中心，推動液冷、全時自然冷卻、AI智能調(diào)度等綠色低碳關鍵技術從實驗室走向規(guī)?；瘧?。在行業(yè)層面，堅持標桿示范與存量改造，推動全行業(yè)綠色低碳水平整體躍升。上海已建成19家國家綠色數(shù)據(jù)中心、4家國家新型數(shù)據(jù)中心和6家上海綠色數(shù)據(jù)中心，12個前沿項目入選工信部算力強基揭榜行動。“十四五”以來推動77家數(shù)據(jù)中心實施129個節(jié)能技改項目，總投資接近5億元，年節(jié)電量近1億千瓦時，并推動14家高耗能老舊數(shù)據(jù)中心關停并轉(zhuǎn)，為新型綠色算力設施釋放了寶貴空間和能耗指標。

 

“十四五”期末，在能碳監(jiān)管平臺支撐下，上海全市已有160余家互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心接入系統(tǒng)，其中浦東臨港、外高橋等區(qū)域集聚度較高。數(shù)據(jù)中心整體PUE水平在持續(xù)下降，按用電量加權平均值已降至1.339，若考慮可再生能源等激勵因素，折算后的綜合電能利用效率（CPUE）約為1.319。

 

面向未來，上海市能效中心副主任秦宏波表示，上海將繼續(xù)以政策、市場、技術和金融多維度協(xié)同，推動算力設施綠色高質(zhì)量發(fā)展。在政策層面，將探索差別化電價和更嚴格的能耗置換機制，新建數(shù)據(jù)中心將被要求配置更高比例的綠電；在市場層面，更多數(shù)據(jù)中心將納入碳交易體系，能效較低的項目需通過碳市場平衡碳約束；在標準層面，將進一步完善碳核算、零碳和綠色設計相關規(guī)范。

 

同時，上海也在積極推進前沿技術示范，如海底數(shù)據(jù)中心與海上風電協(xié)同的示范項目，以及氫能等新型能源的探索應用。在綠色金融和國際合作方面，也將加強與國際規(guī)則的對接，為企業(yè)參與全球綠色算力和低碳競爭創(chuàng)造條件。