【ODCC成员分享】中科合盈|新型绿色算力集群零碳创新实践初探

1引言

十四五规划同时提出，到2025年，数字经济核心产业增加值占GDP比重达到10%，单位国内生产总值能源消耗和二氧化碳排放分别降低13.5%、18%。在国家政策、“双碳”战略目标的有力指引下，数据中心产业正迈入“以低碳和算力革命为核心”高质量发展新阶段。数据中心加快向具有创新技术、强大算力、超高能效、更加安全为特征的方向演进。同时，算力网络支撑能力不断提升，云边协同、数网协同进程加速。

数据中心已经成为支撑经济社会数字化转型必不可少的“算力地基”，是数字经济蓬勃发展的重要引擎。在此背景下，深度联动数据中心与绿色能源，构建新型绿色算力集群，将大力促进国家数字经济和“双碳“战略的融合发展。

2新型绿色算力集群的最佳构建策略

“电源、电网、负荷、储能”整体构建，促进供需两侧精准匹配，“源网荷储”一体化概念在能源行业内提出已久。在超大规模数据中心场景下， “源网荷储”一体化为大数据中心负荷，配套实施绿色能源发电、新型配电网、一体化储能设施，形成基于园区稳定电力负荷和新能源发电侧发电能力的动态平衡，有效解决清洁能源本地消纳及其产生的电网波动性等问题，达到绿电“自发自用”效果，助力数据中心实现“投产即零碳”效应。

基于“源网荷储”一体化理念，新型绿色算力集群在实践中探索出一套最佳构建策略——围绕全国一体化算力网络国家枢纽节点，将“能源”放在首位，在风、光、生物质、水能、核能等绿色能源丰富，电网配套完整、土地资源充足的区域，部署高质量的算力基础设施集群。

全国一体化算力网络国家枢纽节点保障了业务流与信息流的通达性，土地资源充足有利于形成规模化，本地绿色能源富足、电网设施完善，有利于能源配套建设，并最终与数据中心实现实时高效匹配。

通过“新型算力业务集群+绿色能源业务集群”的联动模式，新型绿色算力集群基于源侧绿色供能、荷侧高效用能和综合能源管理开展零碳创新实践。

3新型绿色算力集群零碳创新实践

数据中心实现碳中和目标主要通过绿色供给、绿色用能与绿色管理三方面。绿色能源开发与储能技术实施，绿色供给从源头保障数据中心能源近零碳。通过机电节能技术及智能化运维解决PUE 1.x中的x问题，绿色用能是数据中心减碳的核心环节。最后，配合余热回收与碳资产管理等综合能源方案，数据中心在能效深度优化的同时，广泛助力碳中和整体目标实现。

3.1绿色供能

（1）绿色能源开发：基于“源网荷储”一体化的绿色选址，新型绿色算力集群可因地制宜开发风、光、生物质等可再生能源绿电项目，构建集成化的零碳电力解决方案。

（2）源荷双侧储能：通过大规模抽水蓄能、电化学储能和氢储能等方式，实现源侧储能与用户侧储能相结合，保障数据中心负荷弹性，为数据中心实现高效绿色供能。

3.2 高效用能

（1）充分利用自然冷源：基于所在地域低温、多雨、高寒等自然条件，可充分结合山区溶洞低温空气、江河湖海低温水源等自然或免费冷源，匹配水侧自然冷却、风侧自然冷却、氟泵热管等自然冷却技术，首先将地域优势发挥到极致。

（2）综合使用节能技术：全面集成间接蒸发冷却技术、提高供回水温度、全年变送风温度控制、液冷技术、变频技术、高效UPS节能运行模式、高效气流组织方案、照明系统节能等举措，以实现最优节能组合方案。

（3）风液一体化创新：随着人工智能、机器学习等技术普及，高密度计算带来能耗剧增，采用液冷技术虽高效但成本高昂。采用冷板式液冷技术、风液一体化制冷方案是集群化数据中心的实践方向。

（4）一体化电力模块：在数据中心内部采用10kV-400V变压器进线柜/母联、功率补偿、不间断电源、馈线柜新型供电架构电力模块，降低供电PPUE因子，提升供电稳定性。

（5）智能化运维：采用可视化运维检测工具，上线机器人智能巡检。

3.3综合能源管理

数据中心全年不间断发热，在推动能源供应绿色化的同时，新型绿色算力集群打造高度藕合的多能互补综合能源管理体系，重点关注余热回收技术。在数据中心冷冻站内设置水源热泵型热回收系统，通过高温水向园区周边的办公楼、住宅、商业建筑等提供冬季供暖，向周边提供全年稳定的生产热源，冷冻水回水温度下降，持续为IT设备冷却。

数据中心废热的回收再利用，一方面减少冷却塔、水泵、冷水机组等设备的运行，实现数据中心的节能运行；另一方面，回收的余热解决了周边热用户的供热需求，减少市政供暖负荷的压力和能源消耗。

以合盈数据（怀来）科技产业园“数据中心余热回收现代农业示范项目”为例，规划设计通过余热回收技术，将园区水冷机房产生的余热资源二次提温，为温室大棚提供低成本的冬季供暖，葡萄等农作物采摘周期缩短产量增加，被誉为“中国葡萄之乡”的怀来，即将呈现绿色算力与现代农业共同绘就的美丽画卷。

与此同时，基于算力多元化带来的能耗需求变化，新型绿色算力集群正在积极探索算力、能源融合的智慧能源 AI 调度平台，实时监测数据中心电力流量，对多个来源产生的能源输出供应进行管理，实现能源算力实时匹配颗粒度更加精细，能源利用效率进一步提升。

结语

在“数字经济”与“双碳”的战略引领下，数据中心领域正面临关键性变革，新型绿色算力集群基于“源网荷储”一体化的构建策略，从源侧绿色供能和荷侧绿色用能开展零碳创新实践，推动新型算力业务集群和绿色能源业务集群的高效联动，将助力实现国家数字经济和绿色低碳战略的融合发展。

*注：本文来自企业投稿，ODCC不负责内容精确性