【中国信通院】中国绿色算力发展研究报告（2024年）_81页_2mb

中国绿色算力发展研究报告总结

核心内容

中国绿色算力发展已成为推动数字经济高质量发展和实现“双碳”目标的重要举措。本报告从算力设备、算力载体、算能协同和算用协同四个维度，系统分析了绿色算力的发展现状与趋势，提出了未来发展的建议。绿色算力不仅关注算力基础设施的绿色化，还强调其与能源、应用之间的协同，形成一个全链条、全生命周期的绿色化体系。

主要观点

• 绿色算力是高质量发展的关键：算力作为新质生产力，其绿色化发展是实现碳达峰碳中和的重要路径。
• 绿色算力发展呈现多维度协同趋势：绿色算力不仅涉及设备和载体的绿色化，还包括算能与算用之间的协同优化。
• 绿色算力发展需政策、技术、市场多方合力推动：政策引导、技术创新和市场机制共同构成了绿色算力发展的支撑体系。
• 绿色算力的绿色化发展具有广阔前景：随着可再生能源利用比例的提升、液冷技术的推广以及智能化运维系统的应用，绿色算力的潜力巨大。

关键信息

算力设备绿色化发展态势

• 算力设备是能耗和碳排放的重要来源：以PUE=1.5的数据中心为例，IT设备耗能占67%，制冷系统占27%，供配电系统占5%。
• 芯片技术推动高效节能：RISC-V、ARM、英伟达Blackwell GPU、阿里倚天710等芯片产品通过工艺和架构优化，显著降低能耗。
• 服务器和存储设备优化：高密度服务器、液冷技术、高效UPS、动态节能管理、DDR5和HBM等技术不断推动算力设备的高效发展。
• 绿色算力设备能效指标提升：算力总规模近5年平均增速近30%，数据中心机架总规模超过810万标准机架。

算力载体绿色化发展态势

• 数据中心能耗持续下降：2023年全国数据中心平均PUE为1.48，比2022年下降0.06。
• 自然冷源和液冷技术广泛应用：自然冷源和液冷技术成为降低数据中心能耗的重要手段。
• 中西部绿色数据中心发展迅猛：入选“国家绿色数据中心”数量占比从第一批的26.6%增长到第五批的46%。
• 数据中心智能化运维提升节能效率：通过AI能效调优、数字孪生等技术，实现数据中心能耗的精准管理。

算能协同绿色化发展态势

• 可再生能源利用提升：2023年全球可再生能源发电量占比达到30%，我国数据中心可再生能源使用比例逐年提升。
• 绿电和绿证交易规模扩大：我国绿电交易市场规模持续扩大，数据中心参与度逐步提升。
• 储能和微电网技术提升能源安全：储能技术成为数据中心电力成本降低的重要手段，微电网则为绿色能源供应提供了保障。
• 算能协同推动能源优化：通过综合能源与算力协同调度系统，实现算力与能源的高效联动。

算用协同绿色化发展态势

• 绿色算力赋能千行百业：数字技术与电力、工业、建筑、交通等重点碳排放领域深度融合，实现节能降本提质增效。
• 绿色算力推动居民低碳生活：通过绿色算力应用，促进居民低碳环保行为。
• 绿色算力助力城乡智慧发展：绿色算力推动城乡数字化转型，促进绿色智慧城市建设。

区域发展成效

• 东部地区：加强算力高效利用，提升绿色算力水平。
• 西部地区：发挥资源优势，打造绿色算力产业，提升数据中心利用率。

趋势展望与发展建议

• 加强绿色算力技术研发：推动绿色算力在设备、能源、调度等多方面创新。
• 优化政策支持环境：通过政策引导，推动绿色算力发展。
• 构建绿色算力产业生态：加强产业链协同，提升绿色算力服务能力和应用范围。
• 推进算能协同：强化绿色算力与能源协同发展，实现资源最优配置。
• 推动算用融合：拓展绿色算力在各行业的应用，实现全面绿色化。

图表与数据

• 图1：绿色算力发展框架，展示绿色算力的四个维度。
• 图2：2023年全国算力及数据中心相关政策词频云图。
• 图3：2021-2023年区域绿色算力政策布局文本词频分析。
• 图4：算力产业链绿色化转型趋势。
• 图5：算力中心能耗结构。
• 图6：全球IT设备及AI工作负载趋势。
• 图7：互联网流量与数据中心能耗对比。
• 图8：IEA对全球数据中心、加密货币、AI等需求用电量预测。
• 图9：全球数据中心数量。
• 图10：各类数据中心数量复合增长率。
• 图11：全球数据中心平均年PUE。
• 图12：2023年全国各区域PUE情况。
• 图13：全国区域绿色数据中心占比。
• 图14：2023年中国不同类型电源累计发电装机量及占比情况。
• 图15：全球绿色电力交易情况。
• 图16：2010-2022年购买PPA的主要企业。
• 图17：我国绿电和绿证交易发展历程。
• 表1：2023年算力及数据中心相关政策。
• 表2：国内外算力市场主体绿色算力实践及碳中和行动计划。
• 表3：通用芯片与智能芯片代表产品情况。
• 表4：全国及主要省市可再生能源发电量占用电量比例。
• 表5：我国部分算力调度平台建设情况。