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数据中心低碳发展 半岛平台绿电不可或缺—零碳研究院碳报(第四十六期)

2023-05-12 阅读次数:

  2020年9月,我国明确提出碳达峰、碳中和目标。2022年6月15日,新京报成立零碳研究院,如何准确理解和把握双碳政策趋势?碳中和背景下,不同产业和企业面临哪些机遇和挑战?研究院于2022年6月起推出《碳报》,研究最新双碳政策、权威声音、低碳样本等重点内容,并进行分析解读。

  4月28日,中央政治局召开会议,分析研究当前经济形势和经济工作。中央习主持会议。会议指出,要巩固和扩大新能源汽车发展优势,加快推进、储能等设施建设和配套电网改造。

  零碳解读:发展汽车是推动交通领域绿色低碳发展的重要举措,截至2022年底,我国新能源汽车保有量达1310万辆,同比增长67.13%,呈高速增长态势。作为支撑汽车发展的重要设施,充电桩、储能是新能源汽车补能充电、建设“光储充”一体化充电站的主要组成部分,是推动新能源汽车持续快速发展、推动交通领域绿色低碳转型的关键新型基础设施。

  日前,国家能源局发布的《发电机组进入及退出商业运营办法(征求意见稿)》指出,新型储能进入商业运营应具备签署项目启动验收交接书或鉴定书;完成并网运行必需的试验项目,电力调度机构已确认接入系统设备(装置)满足电网安全稳定运行技术要求和调度管理要求;签订并网调度协议和购售电合同等条件。

  零碳解读:新型储能可以完美匹配风光等新能源发电的不稳定性,提升新能源消纳水平,降低对电网的冲击,是构建新型电力系统的重要基础设施。此次征求意见稿明确了新型储能进入商业运营应具备的条件,为储能产业发展打开了市场空间。

  近日,由中国科学技术大学刘波教授等领导的一个国际研究团队开发了一种有前途的碳捕获和存储方法,首次用二氧化碳作为客体分子模拟二氧化碳水合物结构,使用廉价的硫酸胍与二氧化碳共结晶形成稳定的包合物,实现环境温度压力条件下二氧化碳可逆的捕获与释放。与现有技术相比,该技术具有选择性高,低能耗,吸附剂稳定无腐蚀性,适于储存和运输等优点。(环球零碳)

  零碳解读:二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)是实现碳达峰碳中和的重要技术手段。但受制于当前二氧化碳捕集、利用与封存技术水平,CCUS在成本和能耗方面存在较大不足,难以实现规模化应用。该技术的研发突破有望提升碳捕集、利用与封存的产业化程度,助力推进碳达峰碳中和进程。

  近日,上海经信委发布《开展2023年上海市工业通信业碳管理试点工作的通知》,提出要建立健全碳管理工作体系,实施产品全生命周期供应链碳管理,建立工业产品碳足迹数据库,初步实现碳足迹标识国际国内互认。

  零碳解读:此次试点提出要在钢铁、石化化工、汽车、纺织、动力电池、光伏、食品饮料、电子消费品等行业生产制造企业,率先开展产品碳足迹评价及应用。通过搭建数字化碳管理平台,实现碳排放核算、产品碳足迹评价及披露、碳、碳效评价等功能,推动碳足迹数据产业化应用,为展开大范围碳足迹碳管理工作提供了指引。

  近日,山东省政府印发《山东省碳发展三年行动方案(2023-2025年)》,在碳基础设施建设、碳试点示范、碳交易推进、碳、社会资本投入等5个领域展开重点行动,力争到2023年年底,山东省推进碳发展的制度体系初步形成,转型标准和激励机制基本建立,重点工业企业碳账户初步建设。

  零碳解读:实现碳达峰碳中和需要巨量的资金投入,这离不开的支撑。碳是与碳排放有关的活动,包括碳指标/碳排放交易、银行贷款、直接碳融资、间接碳融资、碳资产托管等,是创新的重要方向。

  4月27日,北京市东城区发展和改革委员会就《东城区碳达峰实施方案(征求意见稿)》公开征求意见,征求意见稿围绕碳达峰碳中和,明确了推进碳达峰的重点任务和主要发展目标。提出到2025年,单位地区生产总值能耗比2020年下降14%,到2030年,可再生能源消费比重完成市级下达目标,确保如期实现2030年前碳达峰目标。

  零碳解读:此次征求意见稿从城市治理体系建设、能源消费绿色低碳转型、重点领域绿色低碳发展、法规政策标准体系建设、组织保障体系建设、区域低碳合作机制建设等六方面明确了主要任务和重点措施,为北城如期实现碳达峰提供了政策保障。

  5月半岛平台4日,内蒙古自治区工信厅发布《内蒙古自治区工业领域碳达峰实施方案》,围绕传统产业改造和新兴产业发展两大方向,提出要实施重点行业碳达峰行动、全面推动绿色制造行动、技术工艺提升等重点行动。到2030年,全区工业领域产业结构与用能结构调整取得重大进展,重点用能行业能源资源利用效率达到国内先进水平,如期实现工业领域碳达峰目标。

  零碳解读:工业是能源消耗和碳排放的重点领域,内蒙古工业规模大、传统工业占比高,推动工业领域节能降碳、发展绿色制造的任务十分迫切。此次方案针对重点碳排放领域提出了高标准的能耗和碳排放要求,扩大绿色电价对传统工业的覆盖范围,为内蒙古工业绿色低碳发展描绘了路线图。

  近日,发展股份有限公司发布了自2008年以来发布的第15份社会责任类报告、第1份环境、社会和公司治理(ESG)报告。本着客观、规范、透明和全面的原则,报告详细披露了公司2022年在环境、社会和公司治理等责任领域的实践和绩效。

  零碳解读:ESG是一种关注企业环境、社会、治理绩效而非财务绩效的投资理念和企业评价标准。国务院国资委印发《提高央企控股上市公司质量工作方案》中提出,到2023年相关专项报告披露“全覆盖”。此次国电电力发布首份ESG报告,有助于进一步提高公司可持续发展能力和ESG专业治理能力。

  5月5日,我国自主三代核电技术华龙一号全球首堆示范工程——中核集团旗下中国核电投资控股福清核电5、6号机组正式通过竣工验收。自投运以来,福清核电5、6号机组都完整经历了首个燃料循环的考验,充分证明了华龙一号技术的安全性、先进性、成熟性。

  零碳解读:据中核集团数据,中核集团福清核电6台机组累计安全发电超过2500亿度,减排效应相当于累计节约标准煤消耗7800万吨,减少二氧化碳排放2亿吨,植树造林约17亿棵。经济社会和环保效应显著,对优化我国能源结构、推动绿色低碳发展,助力实现碳达峰碳中和目标起到重要作用。(中核集团微信公众号)

  近期,在德国柏林召开的联合国清洁发展机制执行理事会(CDM EB)第117次会议上,全球首个氢汽车碳减排方法学接受表决并获得审批通过,正式成为清洁发展机制(CDM)第101个小方法学,填补了全球氢燃料汽车碳减排方法学的空白。

  零碳解读:碳减排方法学是用于确定自愿减排项目的方法指南,也是项目减排量进入市场的关键。该方法学将把氢能汽车的减排效果转化为可以被出售或应用于企业碳中和计划中的碳信用,使氢能汽车的减排效果得到认可,将有望吸引更多投资者和企业参与氢能汽车的开发和。(中国节能协会)

  近日,欧盟理事会表示,航运纳入欧盟排放交易体系(EUETS)的法律程序现已完成,碳排放交易体系(EUETS)已正式通过并成为法律。首次纳入EUETS范围的航运排放配额,将分三个阶段为航运公司提供碳配额,分别是:2024年提供40%,2025年提供70%,2026年提供100%。

  零碳解读:欧盟排放交易体系是—个基于能源密集型行业和发电行业排放配额限额与交易制度的碳市场。当前,涵盖航运的碳排放规则和其他四项法律构成了欧盟实现2030年气候目标的“Fit for 55”战略的一部分。(中国节能协会)

  4月21日,财政部、生态环境部、工信部联合发布的《绿色政府采购需求标准(试行)》指出,数据中心使用的可再生能源使用比例应逐年增加,2023年、2025年、2027年、2030年、2032年可再生能源最低使用率分别为5%、30%、50%、75%、100%。与此同时,国家能源局华北监管局发布《关于完善绿电交易机制推动京津唐电网平价新能源项目入市的通知》,京津唐区域绿电交易全面铺开。一时间,绿电交易在推动数据中心低碳发展方面的作用引起市场关注。

  作为支撑数字经济高质量发展的重要算力基础设施,数据中心建设规模和耗电量的迅猛增长得到极大重视。“双碳”目标下,数据中心的绿色低碳和可持续发展问题日益紧迫。近日,政府层面对数据中心使用的可再生能源使用比例有了明确要求,未来,应充分发挥绿电交易在促进数据中心低碳发展中的作用,从源头上推动数据中心绿色转型。

  随着我国的蓬勃发展、数实融合进度和深度的不断推进,全社会数据总量呈现出爆发式增长,这极大激发了对数据资源存储、计算和应用的需求,我国数据中心建设得到迅猛发展。《中国数据中心产业发展白皮书(2023年)》显示,2022年,我国数据中心市场规模2200亿元,同比增长约22.2%。据中商情报网数据,截止到2021年年底,我国在用数据中心机架规模达到520万架,近五年年均复合增速超过30%。预计2022年数据中心机柜数量将达670万架,大型以上数据中心机架数量将达540万架。我国数据中心快速发展的背后,数据中心发展模式粗放、东西布局失衡、能耗偏高等问题凸显,数据中心的高能耗问题不容忽视。

  据有关机构测算统计,目前全球数据中心的电力消耗总量已经占据了全球电力使用量的百分之三。2020年,我国数据中心耗电量已逾2000亿千瓦时,约占全社会用电量2%,电能利用率(PUE)高达1.49,二氧化碳排放量约1.35亿吨,碳排放强度(CUE)为0.82,约占全国二氧化碳排放量的1.14%。由于当前中国的发电量结构中约70%仍为燃煤发电,因此数据中心既是高耗能产业、也是高排放产业。结合数据中心规模增长趋势,可以判定,数据中心将成为未来为数不多能源消耗占社会总用电量和碳排放量比例持续增长的行业,给全社会能源供应和环保带来了巨大压力,积极推动数据中心绿色低碳发展,践行碳中和已迫在眉睫。

  推动数据中心绿色低碳发展是一个系统工程,需要从规划建设运营全流程层面贯彻绿色理念,在环境侧、用电侧、供电侧等各个环节推动绿色低碳转型。其中,最为重要的就是从数据中心的用能源头进行管理,最大限度开发利用清洁可再生电力。结合数据中心耗电量巨大,以及主要分布在京津冀、长三角和珠三角等资源约束较为紧张的东部地区的特点,通过电力交易市场购入绿电成为当前数据中心绿色低碳发展的重要抓手。

  国内外主要国家纷纷布局推动数据中心绿色低碳发展。国际主要发达国家积极出台政策推动数据中心绿色低碳发展,《欧洲气候中立数据中心公约》提出,到2025年欧洲数据中心使用可再生能源电力要达到75%,到2030年达到100%。国内方面,2020年12月,国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局等四部委联合印发《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》,提出到2025年,全国范围内数据中心形成布局合理、绿色集约的基础设施一体化格局。2021年5月,四部委联合印发《全国一体化中心协同创新体系算力枢纽实施方案》,提出布局建设全国一体化算力网络国家枢纽节点,实施“东数西算”工程,鼓励数据中心企业参与可再生能源市场化交易。同年,工信部印发《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》,引导新型数据中心向新能源发电侧建设,推动新型数据中心高效利用清洁能源和可再生能源。此次出台的《绿色数据中心政府采购需求标准(试行)》中,明确要求到2032年,数据中心使用的可再生能源使用比例应为100%。这为数据中心未来大规模使用新能源电力提供了政策基础。

  随着ChatGPT为代表的生产式AI快速发展,未来全社会对算力的需求将爆发式增长,数据中心大规模建设必不可少。国家发改委预计,“十四五”期间,我国中心投资还将以每年超过20%的速度增长,累计带动各方面投资将超过3万亿元。《中国数据中心产业发展白皮书(2023年)》中提到,“十四五”期末我国数据中心机架规模预计将近1400万架,总增量投资约7000亿元。赛迪预测,2030年,中国数据总量将超过4YB,占全球数据量30%。为储存和运算处理这些数据,初步估计2030年中国数据中心的总规模将达到2019年规模的2-3倍,由此带来的总能源将达到社会总用电量的1.5%到2%左右。这将催生巨大的用电和交易需求。

  在巨大的绿电交易诉求下,2021年9月,国家发改委、国家能源局批复《交易试点工作方案》,同意国家电网公司、南方电网公司开展绿色电力交易试点,我国正式启动绿色电力交易。绿色电力交易试点由国家电网公司、南方电网公司组织北京电力交易中心、广州电力交易中心具体开展,2021年9月7日,绿色电力交易在北京电力交易中心和广州电力交易中心开市,参与绿色电力交易的市场主体,近期以风电和光伏发电为主,未来将逐步扩大到水电等其他可再生能源。

  同时,在2022年印发的《促进绿色消费实施方案》中提出,“建立绿色电力交易与可再生能源消纳责任权重挂钩机制,市场化用户通过购买绿色电力或绿证完成可再生能源消纳责任权重。加强与碳排放权交易的衔接,结合全国碳市场相关行业核算报告技术规范的修订完善,研究在排放量核算中将绿色电力相关碳排放量予以扣减的可行性。”中央财经大学绿色国际研究院认为,这意味着将绿电交易与碳市场挂钩,用户可以选择直接购买绿电来扣减碳排放总量,相比起核证自愿减排量(CEER)来说更容易实现,绿电市场和碳排放权市场的联动性将进一步加强,能够助力绿色电力环境价值的提升,进一步推动绿电交易发展。与此同时,根据相关资料解释,相比常规电力交易,绿色电力交易最大的特点是一键出清电量价值和环境价值,即电能量价格和绿证价,将电证合一的交易常态化,也极大降低了发用电双方的操作成本,这使得参与了且没有补贴的项目也能取得绿证收益。同时,参与首次绿电交易的所有市场主体都会收到一份绿色电力消费证明。国网区块链科技公司负责人王栋表示,借助等新技术,绿色电力生产、交易、消费等各环节信息均得以全面记录且不可篡改,实现了绿色电力全生命周期的追踪溯源。这保障了绿电消纳的真实性与可信性,激活了绿电的商品价值和环境价值。

  在此背景下,绿电交易极大吸引了对自身社会责任有较高要求的互联网企业,根据相关数据显示,2021年,阿里云绿电消纳量达到269GWh,秦淮数据消纳量为183GWh,2022年腾讯绿电规划量则高达502GWh。根据彭博新能源财经统计,2022年阿里巴巴绿电交易量达8.6亿千瓦时,腾讯达5.04亿千瓦时,进入了我国企业绿电采购排行榜的前五。透露,2022年全年,集团累计参与绿电交易近2亿度。互联网头部企业绿电交易意愿强,规模大的特点突出。

  但需要注意的是,目前我国绿电交易整体规模仍相对较小,数据中心企业实际使用绿电占全部用电量的比例仍有较大提升空间,距离100%可再生能源目标实现还有一定距离,仍需要进一步推动数据中心企业参与绿电交易市场。

  随着风电光伏技术的进步,新能源发电的度电成本逐年下降,已逐渐进入平价时代。根据国际可再生能源署公布的全球平准化度电成本数据,海上风电、陆上风电、光伏在2010-2020年间分别下降了48%、56%、85%,截至2020年,海上风电、陆上风电、光伏的度电成本约在0.54元/KWh、0.25元/KWh、0.37元/KWh。根据有关研究结果,未来光伏发电和海上风电的建设成本仍有一定的下降空间。按照2021年的煤价行情,燃煤发电的度电成本在0.32-0.76元/kWh之间,而未来随着政策缩紧及煤炭资源的进一步减少,燃煤发电的度电成本将进一步上升。这将进一步推动绿电交易价格下降,吸引更多企业参与绿色电力交易和消费。

  但值得注意的是,我国绿电交易市场刚刚起步,价格波动明显、跨省交易难、交易方式灵活性差等问题突出。此外,我发电主要集中在西北、华北和东北地区,而数据中心建设主要分布在、长三角和珠三角地区,绿色电力生产和消费地区错配现象突出,而现阶段我国省间绿电交易门槛较高,存在诸多体制机制问题。亟待完善市场交易体制机制,建立全国统一的绿电交易市场,以促进更多企业参与绿电交易市场。

  从国外实践来看,随着新能源比例的不断提高,建设大范围绿色电力市场已成为国际发展主流趋势。因此,我国的绿电市场交易机制应探索并建立合理完善的跨区域绿色交易机制,逐步推进绿电交易市场实现统一定价和统一协调分配,实现绿色电力就近消纳和跨区域绿电交易的协同运行。其次,完善相关机制,体现绿电交易的生态价值。出台相关政策,将绿电交易和消费作为零碳排放的依据,激发企业购买高溢价绿电的积极性。