本文来自中国IDC圈。
随着数字经济以及人工智能技术的蓬勃兴起，算力已成为驱动社会进步与创新的关键力量。然而，伴随算力需求的爆发式增长，智算中心的能源消耗与环境影响日益凸显，促使从业者不得不重新审视算力发展的模式与路径。如何在保障算力充足的同时，实现其发展的绿色化和可持续性，成为智算产业当前面临的重要挑战。
智算时代的可持续发展压力
谷歌母公司Alphabet董事长约翰·汉尼斯在接受采访时表示，一次大语言模型对话的成本，是一次谷歌搜索的10倍以上。这也意味着，随着人工智能技术的发展和应用范围的扩大，AI运行所需要的能源消耗也将远超过往的互联网时代。
Goldman Sachs的一份报告预估，在人工智能发展的推动下，2023-2030年，美国数据中心电力需求将以15%的年复合增长率增长，数据中心用电量占美国总用电量的比重将从目前的3%提高至2030年的8%。
其他国家的算力发展同样面临着能源挑战。媒体调研表明，英国未来10年人工智能用电量预计将飙升500%，瑞典的数据中心用电量将在10年内翻一番。沙特、爱尔兰和马来西亚建设规划中的数据中心如开足马力运行，其用电量将超过这些国家现有可再生能源的发电量。
国内的算力基础设施同样面临着能耗高企的问题。据中国IDC圈不完全统计，截止2024年5月下旬，中国大陆共有智算中心283座，已覆盖中国大陆所有省、自治区和直辖市。其中有规划算力规模统计的智算中心项目177座，总算力规模达到36.93万PFlops。
虽然我国新能源发电量已占全球过半，并且通过“东数西算”工程优化数据中心布局和清洁能源供给能力，但智算中心建设持续火爆，能耗压力只增不减，对我国的3060碳中和战略目标的实现提出了挑战。且从绿色可持续发展的要求来看，算力的绿色转型还面临着水资源、能效、运营管理等众多难题。
绿色算力体系的三大支柱
绿色算力的发展趋势主要体现在降低数据中心能耗、可再生能源电力成为主要电力来源、智慧能源管理为数据中心绿色低碳发展提供有效助力等方面。
01
绿色用电
毫无疑问，提高可再生能源在数据中心电力供应中的比例，从根源上减少碳排是实现绿色算力的首要任务。据预测，到2030年，我国数据中心耗电量将超过3800亿度，如不采用可再生能源，碳排放量将超过2亿吨。
《深入实施“东数西算”工程加快构建全国一体化算力网的实施意见》提出，到2025年底，综合算力基础设施体系初步成型，算力电力双向协同机制初步形成，国家枢纽节点新建数据中心绿电占比超过80%。
算力电力双向协同是推动算力绿色化转型的重要机制之一。算电协同措施包括提升电网的智能化水平、增加新能源占比，鼓励算力基础设施侧部署储能设施、错峰用电，通过市场协调机制，提升数据中心的能源利用效率和清洁能源比例。
02
全生命周期优化运营
除绿色用电之外，打造绿色智算体系，需贯穿设计、建造、运营到退役的全生命周期。在设计阶段，采用模块化、预制化方案减少材料浪费；建造时优选环保材料与施工工艺；运营期间，实施精细化运维管理，确保持续优化；退役阶段，则需考虑设备回收与再利用，形成闭环。
智能管理系统是绿色智算体系不可或缺的一部分。通过引入AI算法优化数据中心的运营维护，实现能源的动态调配与负荷预测，可以进一步提升能效。微软Azure数据中心通过负载平衡技术，使得负载从10%增加到40%时，功耗只增加1.7倍，有效降低了能耗。
智能系统能够实时监控数据中心的能源和资源使用情况，通过数据分析预测未来的使用趋势，并自动调整设备运行状态，以达到最佳的能源使用效率，可以大幅优化PUE（功率使用效率）、WUE（水使用效率）和CUE（碳使用效率）等指标。
03
标准与评价体系
为了实现数据中心的绿色、低碳、可持续发展，需要从全生命周期的视角出发，优化数据中心的能效管理和绿色评价机制。评价体系不仅要包括传统的PUE、WUE、CUE等指标，也要综合考虑低碳建设、优化工艺、环境影响、能源结构，并将算力能效、算力碳效纳入其中，推动数据中心向更高的能效比和算力产出率迈进。
京津冀地区在这一方面处于全国领先地位。北京市在数据中心绿色化方面采取了一系列有力措施，先后发布《北京市低效数据中心综合治理工作方案》、《数据中心能源效率限额》等规划和地方标准，从标准的制定到检测管理，全面提升了地区数据中心的绿色化水平。
河北省作为绿色资源丰富的地区，与京津两地协同合作，在数据中心的规划、建设、运营等各个环节都严格遵循绿色化标准，力求实现能源的高效利用和环境的低影响，支撑区域数据中心节能低效标准的落地与实施，树立了区域标准与评估体系建设与实施典范。
绿色算力体系的建设也离不开行业的积极参与。一方面企业可以通过算力绿色撰写为企业带来节能效益和经济效益，还可以提升企业社会责任形象与竞争力。另一方面行业相关组织也应该积极进行发展方向探索和行业标准制定，从技术和理论角度指引产业的绿色化发展。
在“双碳”目标与数字经济发展的双重背景下，数据中心全生命周期绿色算力评估体系的建设是算力产业迈向可持续发展的重要一步，是算力产业技术创新、经济效益、社会责任的多重体现。通过全生命周期视角下的系统性构建，绿色算力评估体系将为推动新质生产力的发展奠定坚实的基础。
