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AI浪潮下的数据中心绿色革命(二):数据中心低碳转型路径

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数据中心是AI模型运营和硬件部署的核心场景,数据中心的绿色低碳将直接决定AI运营碳足迹和AI隐含碳的分摊效率。一方面,AI 模型的训练和推理依赖数据中心电力,数据中心的碳排放(如电力碳强度)直接影响运营碳,另一方面,数据中心硬件的隐含碳需通过模型的生命周期分摊,若数据中心硬件寿命短隐含碳分摊不足,会推高单个AI模型的总碳足迹。数据中心是AI碳足迹的核心载体,其降碳不仅是环境要求,更是AI可持续发展的必要前提。我国数据中心行业用能90%以上为电能,而70%左右的电力供应仍依赖煤电,减碳空间巨大。从转型路径看,需从用电侧、供电侧与环境侧三方面协同发力,构建全链条的低碳发展体系。

数据来源:《碳中和数据中心的概念特征与实现路径》,嘉实基金

01

用电侧:以能效提升为短期核心,突破单一指标局限

用电侧的节能提效是数据中心低碳转型的首要抓手,而降低电能利用效率(PUE)是短期内最直接的路径。PUE是数据中心总能耗与IT设备能耗的比值,数值越接近1,能效越高。政策层面已明确对 PUE 的硬性约束:北京、上海、广东等算力热点地区此前出台数据中心建设及升级改造要求,其中北京要求新建数据中心PUE准入值达到1.2,上海规定新建数据中心PUE不高于1.25。这一政策导向下,能效偏低的项目正逐步被淘汰,高能效数据中心在行业准入与运营成本上的优势愈发显著。

数据来源:嘉实基金

从运营成本看,数据中心生命周期中用电成本占总运营成本70%左右,能效差异直接影响利润水平。2024年7月,国家将数据中心能效阶梯电价政策写入文件,北京、上海等地已明确对高 PUE 项目加价,进一步倒逼企业提升能效。例如,北京对项目PUE超过1.35的部分用电加价0.2元/千瓦时,上海对PUE超1.7的项目加价0.5元/千瓦时,能效优势已转化为明确的成本优势。


表:各地针对数据中心能效阶梯电价加价政策的影响

数据来源:天翼智库、嘉实基金

不过,单纯以PUE衡量能效已逐渐显露出局限性。领先企业如Meta的数据中心PUE已降至1.08,此时能效提升需综合考量能源种类、碳排放控制等多维度指标。因此,行业正推动构建包含碳利用效率(CUE)、可再生能源利用率(REF)、冷却效率比(CER)等在内的全面评估体系,实现从 “单一能效” 到 “能碳协同” 的转变。

02

供电侧:清洁能源替代为长期核心,绿电消纳成关键能力

相较于用电侧的能效提升,供电侧的清洁能源替代是实现深度减碳的根本路径,且长期重要性将超越能效提升。当前,我国数据中心可再生能源利用仍处于起步阶段,但政策已明确方向:《关于深入实施 “东数西算” 工程的意见》要求2025年国家枢纽节点新建数据中心绿电占比超80%,鼓励 021年及以后建成的项目2030年实现100%可再生能源占比。

绿电消纳的经济性已得到实践验证。以内蒙古和林格尔数据中心集群为例,2023年其可再生能源消费占比47%,通过绿电交易与自建自用相结合,用电成本降至0.32元/千瓦时,较当地一般工商业电价低0.13元/千瓦时,若绿电占比提升至80%,单个超大型数据中心年节约电费约6000万元,经济效益显著。

图:2023年蒙西和林格尔数据中心可再生能源比例

数据来源:和林格尔绿色算力发展研究中心

从实践模式看,绿电市场化交易与分布式光伏是当前主要方式。绿电市场化交易模式因其灵活性高,交易规则逐年完善,市场运行逐渐成熟成为互联网科技企业消费可再生能源的主要选择之一,据绿色和平统计,25家互联网和数据中心公司中有12家企业积极参与绿电市场化交易,其中三家企业披露以不同的模式探索多年期绿电交易,以保障企业长期稳定的绿色用能。分布式电站因建设难度较小,经济性好等优势同样是互联网科技企业消费可再生能源的主要选择,近九成的榜单企业已经在企业运营范围内部署了分布式光伏项目,其中9家企业披露为分布式光伏项目配置储能系统的进展,同步提升能源管理效率。此外,5家企业采购绿证,1家企业披露集中式电站规划项目。

图:互联网企业和数据中心公司可再生能源消纳模式进展统计

数据来源:绿色和平

03

环境侧:依托选址与建筑节能协同,助力低碳转型效果

环境侧的优化通过选址与自然条件结合,降低能耗并提升绿电消纳能力,与用电侧、供电侧形成协同效应。数据中心的高发热特性对制冷能耗需求巨大,若选址于气候寒冷或水源丰富地区,可充分利用自然冷能减少制冷能耗。另外,选址于可再生能源富集区(如西北风电、光伏基地),可就近消纳绿电,减少输电损耗,提升绿电利用效率。同时需要挖掘余热利用潜力,在园区内规划数据中心时,优先考虑数据中心周边建筑的用热需求,实现余热的精准对接和高效分配。

数据中心的低碳转型驱动力正从政策合规与社会责任,转向中长期的降本增效与价值提升。下游客户如互联网、金融企业对绿色算力的需求日益明确,领先互联网公司承诺 2030 年实现自身及供应链碳中和,倒逼数据中心提供低碳服务。与此同时,《绿色数据中心评价》国家标准的实施,为行业提供了标准化指引,绿色数据中心正从 “成本中心” 转变为 “价值中心”。 数据中心的低碳转型并非单一技术或政策的作用,而是用电侧、供电侧与环境侧的系统协同。在这一过程中,企业需兼顾短期能效提升与长期绿电替代,依托政策引导与市场机制,实现从 “高耗能” 到 “绿色化” 的跨越,为全球数字经济的可持续发展提供中国方案。

*风险提示:投资人应当认真阅读《基金合同》、《招募说明书》等基金法律文件,了解基金的风险收益特征,并根据自身的投资目的、投资期限、投资经验、资产状况等判断基金是否和投资人的风险承受能力相适应。基金过往业绩及其净值高低并不预示其未来业绩表现,基金管理人管理的其他基金的业绩并不构成本基金业绩表现的保证,文中基金产品标的指数的历史涨跌幅不预示基金产品未来业绩表现。基金投资需谨慎。投资需谨慎。本文件不构成任何投资建议或承诺。嘉实基金管理有限公司(以下简称“嘉实基金”)或嘉实基金的相关部门、雇员不对任何人使用本文件内容的行为或由此而引致的任何损失承担任何责任。嘉实基金在本文件中转载的第三方信息、报告或资料,转载内容仅代表该第三方观点,并不代表嘉实基金的立场,嘉实基金不对其准确性或完整性提供直接或隐含的声明或保证。


AI浪潮下的数据中心绿色革命(二):数据中心低碳转型路径

2025-07-30 来源:嘉实基金

数据中心是AI模型运营和硬件部署的核心场景,数据中心的绿色低碳将直接决定AI运营碳足迹和AI隐含碳的分摊效率。一方面,AI 模型的训练和推理依赖数据中心电力,数据中心的碳排放(如电力碳强度)直接影响运营碳,另一方面,数据中心硬件的隐含碳需通过模型的生命周期分摊,若数据中心硬件寿命短隐含碳分摊不足,会推高单个AI模型的总碳足迹。数据中心是AI碳足迹的核心载体,其降碳不仅是环境要求,更是AI可持续发展的必要前提。我国数据中心行业用能90%以上为电能,而70%左右的电力供应仍依赖煤电,减碳空间巨大。从转型路径看,需从用电侧、供电侧与环境侧三方面协同发力,构建全链条的低碳发展体系。

数据来源:《碳中和数据中心的概念特征与实现路径》,嘉实基金

01

用电侧:以能效提升为短期核心,突破单一指标局限

用电侧的节能提效是数据中心低碳转型的首要抓手,而降低电能利用效率(PUE)是短期内最直接的路径。PUE是数据中心总能耗与IT设备能耗的比值,数值越接近1,能效越高。政策层面已明确对 PUE 的硬性约束:北京、上海、广东等算力热点地区此前出台数据中心建设及升级改造要求,其中北京要求新建数据中心PUE准入值达到1.2,上海规定新建数据中心PUE不高于1.25。这一政策导向下,能效偏低的项目正逐步被淘汰,高能效数据中心在行业准入与运营成本上的优势愈发显著。

数据来源:嘉实基金

从运营成本看,数据中心生命周期中用电成本占总运营成本70%左右,能效差异直接影响利润水平。2024年7月,国家将数据中心能效阶梯电价政策写入文件,北京、上海等地已明确对高 PUE 项目加价,进一步倒逼企业提升能效。例如,北京对项目PUE超过1.35的部分用电加价0.2元/千瓦时,上海对PUE超1.7的项目加价0.5元/千瓦时,能效优势已转化为明确的成本优势。


表:各地针对数据中心能效阶梯电价加价政策的影响

数据来源:天翼智库、嘉实基金

不过,单纯以PUE衡量能效已逐渐显露出局限性。领先企业如Meta的数据中心PUE已降至1.08,此时能效提升需综合考量能源种类、碳排放控制等多维度指标。因此,行业正推动构建包含碳利用效率(CUE)、可再生能源利用率(REF)、冷却效率比(CER)等在内的全面评估体系,实现从 “单一能效” 到 “能碳协同” 的转变。

02

供电侧:清洁能源替代为长期核心,绿电消纳成关键能力

相较于用电侧的能效提升,供电侧的清洁能源替代是实现深度减碳的根本路径,且长期重要性将超越能效提升。当前,我国数据中心可再生能源利用仍处于起步阶段,但政策已明确方向:《关于深入实施 “东数西算” 工程的意见》要求2025年国家枢纽节点新建数据中心绿电占比超80%,鼓励 021年及以后建成的项目2030年实现100%可再生能源占比。

绿电消纳的经济性已得到实践验证。以内蒙古和林格尔数据中心集群为例,2023年其可再生能源消费占比47%,通过绿电交易与自建自用相结合,用电成本降至0.32元/千瓦时,较当地一般工商业电价低0.13元/千瓦时,若绿电占比提升至80%,单个超大型数据中心年节约电费约6000万元,经济效益显著。

图:2023年蒙西和林格尔数据中心可再生能源比例

数据来源:和林格尔绿色算力发展研究中心

从实践模式看,绿电市场化交易与分布式光伏是当前主要方式。绿电市场化交易模式因其灵活性高,交易规则逐年完善,市场运行逐渐成熟成为互联网科技企业消费可再生能源的主要选择之一,据绿色和平统计,25家互联网和数据中心公司中有12家企业积极参与绿电市场化交易,其中三家企业披露以不同的模式探索多年期绿电交易,以保障企业长期稳定的绿色用能。分布式电站因建设难度较小,经济性好等优势同样是互联网科技企业消费可再生能源的主要选择,近九成的榜单企业已经在企业运营范围内部署了分布式光伏项目,其中9家企业披露为分布式光伏项目配置储能系统的进展,同步提升能源管理效率。此外,5家企业采购绿证,1家企业披露集中式电站规划项目。

图:互联网企业和数据中心公司可再生能源消纳模式进展统计

数据来源:绿色和平

03

环境侧:依托选址与建筑节能协同,助力低碳转型效果

环境侧的优化通过选址与自然条件结合,降低能耗并提升绿电消纳能力,与用电侧、供电侧形成协同效应。数据中心的高发热特性对制冷能耗需求巨大,若选址于气候寒冷或水源丰富地区,可充分利用自然冷能减少制冷能耗。另外,选址于可再生能源富集区(如西北风电、光伏基地),可就近消纳绿电,减少输电损耗,提升绿电利用效率。同时需要挖掘余热利用潜力,在园区内规划数据中心时,优先考虑数据中心周边建筑的用热需求,实现余热的精准对接和高效分配。

数据中心的低碳转型驱动力正从政策合规与社会责任,转向中长期的降本增效与价值提升。下游客户如互联网、金融企业对绿色算力的需求日益明确,领先互联网公司承诺 2030 年实现自身及供应链碳中和,倒逼数据中心提供低碳服务。与此同时,《绿色数据中心评价》国家标准的实施,为行业提供了标准化指引,绿色数据中心正从 “成本中心” 转变为 “价值中心”。 数据中心的低碳转型并非单一技术或政策的作用,而是用电侧、供电侧与环境侧的系统协同。在这一过程中,企业需兼顾短期能效提升与长期绿电替代,依托政策引导与市场机制,实现从 “高耗能” 到 “绿色化” 的跨越,为全球数字经济的可持续发展提供中国方案。

*风险提示:投资人应当认真阅读《基金合同》、《招募说明书》等基金法律文件,了解基金的风险收益特征,并根据自身的投资目的、投资期限、投资经验、资产状况等判断基金是否和投资人的风险承受能力相适应。基金过往业绩及其净值高低并不预示其未来业绩表现,基金管理人管理的其他基金的业绩并不构成本基金业绩表现的保证,文中基金产品标的指数的历史涨跌幅不预示基金产品未来业绩表现。基金投资需谨慎。投资需谨慎。本文件不构成任何投资建议或承诺。嘉实基金管理有限公司(以下简称“嘉实基金”)或嘉实基金的相关部门、雇员不对任何人使用本文件内容的行为或由此而引致的任何损失承担任何责任。嘉实基金在本文件中转载的第三方信息、报告或资料,转载内容仅代表该第三方观点,并不代表嘉实基金的立场,嘉实基金不对其准确性或完整性提供直接或隐含的声明或保证。


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