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中国绿色算力发展研究报告（2024年）

本报告围绕算力绿色化发展，从设备、载体、协同及应用四个维度分析绿色算力进展，强调其对推动数字经济低碳转型的关键作用。

一、背景与内涵
绿色算力是算力低碳高效发展的目标，涵盖算力生产、供给、运营、应用的全过程。其内涵随技术进步持续演进，形成高效、节能、清洁、普惠四重维度的ECCI框架。算力的碳足迹来源于能源消耗、资产投入及运营过程，需通过技术创新与能源协同实现绿色化。

二、总体进展

1. 政策环境：全球主要国家加速算力设备能效提升及数据中心节能，我国通过“十四五”规划推动算力与绿色能源、数据与算法协同。2023年发布的政策更强调算效提升、算能算用协同。
2. 产业动态：算力产业链向绿色化转型，上游设备供应商通过RISC-V架构、高能效芯片提升算力效率；中游数据中心采用液冷、模块化供电，下游企业如阿里巴巴、腾讯将绿色算力纳入碳中和计划。
3. 企业实践：国际企业如Equinix、Google推进再生资源利用与碳减排；我国运营商和第三方服务商通过绿电交易、能效管理等措施减少碳足迹。

三、算力设备绿色化
通过芯片工艺优化（如ARM 92架构、NVLink技术）、服务器高密度设计（20-40kW机柜）、存储技术升级（DDR5、Flash内存）提升能效，降低IT设备能耗。

四、算力载体绿色化

1. 制冷技术：液冷（冷板式、浸没式）和自然冷源利用成为主流，如Google海水冷却、雅虎新风技术。
2. 供配电优化：非晶合金变压器、高能效UPS系统、智能配电母线等技术降低传输损耗，提升供配电效率。
3. 运维智能化：AI能效管理系统实现负载动态调节，提高资源利用率。
4. 资源回收：数据中心余热回收、水循环利用等技术减少能源浪费，如降水处理和雨水净化。

五、算能协同绿色化

1. 可再生能源利用：我国数据中心可再生能源占比持续提升，2023年为14.8%。头部企业采购绿电及绿证，如阿里云2023年绿电使用率达53.9%。
2. 绿电交易机制：市场规模扩大，2023年国网经营区成交绿电量达8.3亿千瓦时。
3. 储能与微电网：铁铬液流电池、重力储能等技术推动能源稳定供应，微电网实现独立运行或与大电网联动。
4. 调度与协同：全国一体化算力网络平台（如长三角吴江、成渝重庆等）优化算力资源调配，提升算力与能源匹配效率。

六、算用协同绿色化

1. 工业转型：算力与工业互联网融合降低能耗，如新华粤集团实现12%设备利用率提升与碳减排量8900吨。
2. 建筑节能：智能建筑技术（如零碳照明）及能耗管理平台助力建筑行业降碳。
3. 居民低碳生活：优化交通运力调度（如协同决策系统），推动绿色就医、智慧城市应用。

七、区域发展成效

• 东部节点（如京津冀、长三角）依托低能耗、高技术优势，强化算力高效利用及绿电接入。
• 西部节点（如贵州、内蒙古、甘肃）利用气候与可再生能源优势，专注非实时算力应用，如贵州贵安集群绿色电力占比达52%。

八、趋势与建议

1. 技术研发：推动高性能芯片、液冷系统、可再生能源融合技术。
2. 政策支持：完善绿色算力标准体系，优化区域电价及绿电交易机制。
3. 产业协同：构建“云-边-端”生态，强化上下游合作，发展分布式能源与储能系统。
4. 应用拓展：深化绿色算力在工业、医疗、交通等领域的应用，实现行业碳减排与能效提升。

报告指出，我国绿色算力发展仍需克服能源分布不均、技术成本及跨区域协同挑战，政策与技术需持续推进，以实现“双碳”目标。