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绿色算力发展研究报告(2025年)

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绿色算力发展研究报告(2025年)

版权声明本报告版权属于中国信息通信研究院、内蒙古和林格尔新区管委会,并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本报告文字或者观点的,应注明“来源:中国信息通信研究院、内蒙古和林格尔新区管委会”。违反上述声明者,编者将追究其相关法律责任。 前言党的二十届三中全会提出,“加快经济社会发展全面绿色转型”,绿色发展是高质量发展的底色,新质生产力本身就是绿色生产力。作为新质生产力的关键载体,算力正深刻重构产业生态,但其发展建设过程中的能耗和碳排放问题日益凸显,发展绿色算力已经成为业界普遍共识。本报告围绕算力生产、供给、运营、应用的全过程,全面总结全球及我国算力设备、算力载体、算能协同和算用协同等多个环节推动算力绿色低碳发展的最新动态和先进实践。在算力设备绿色化方面,我国算力设备整体效能不断提升。通过协同推进高性能芯片的工艺架构一体化创新,重点攻关先进存储、存算一体、CXL等前沿技术,规模化部署高密度集成IT设备及液冷系统,系统性提升我国算力设备的算效与存效水平。截至2024年底,我国算力总规模达到280EFLOPS,算力总规模近5年平均增速近30%,存力总规模约约1580EB(艾字节),其中先进存储容量占在算力载体绿色化方面,我国算力基础设施绿色化发展特征显著,我国数据中心单机架耗电量及PUE持续降低。截至2024年底,我国在用数据中心机架总规模超过900万标准机架,液冷、算电热碳一体化、预制模块化、智能化运维等技术广泛应用推动数据中心设计、建设、运维全生命周期,带动平均电能利用效率(PUE)降至1.46,超140个算力中心绿色低碳等级达到4A级2以上。 比超过28%。11数据来源:工业和信息化部2数据来源:《数字中国发展报告(2024)》 在算能协同绿色化方面,2024年我国数据中心用电量达到1660亿千瓦时,占全社会用电量比例达到1.68%3,单位算力电力消耗约为5.9kWh/EFLOPS,数据中心碳排放总量为0.859亿吨4。我国积极推进绿电直供、绿电和绿证交易、采用储能和微电网等先进模式以及建设综合能源算力协同调度系统等方式推动算能协同发展,部分先进数据中心绿电使用率达到80%左右5。在算用协同绿色化方面,绿色算力已深度融入能源、制造、零售、交通、建筑等行业领域,当前中央企业上云覆盖率超过86%6,有效助力传统产业“上云用数赋智”和节能减排目标实现。加强算力供需对接,避免因供需错配导致的资源浪费,从而提升绿色减排效率,据不完全统计,全国22个省级行政区已推出地方算力券政策,已实施算力券政策的省级行政区及重点城市每年发放总额达15.3亿元7。2025年报告在2024年的基础上,进一步完善绿色算力相关内涵和发展框架,深化全球和我国绿色算力发展的政策、产业和技术应用现状和趋势研究,总结区域绿色算力实践案例,希望为推进绿色算力技术、产业及应用发展提供参考。报告仍有诸多不足,恳请各界批评指正。3数据来源:工业和信息化部4数据来源:中国信息通信研究院测算5数据来源:国家数据局6数据来源:国务院国有资产监督管理委员会7数据来源:中国信息通信研究院统计 目录一、绿色算力研究背景................................................................................................1(一)全球算力基础设施能源需求指数级增长................................................1(二)需求和能源矛盾倒逼算力绿色化变革....................................................1(三)绿色算力成为系统性创新工程................................................................2二、绿色算力总体进展................................................................................................5(一)宏观政策环境............................................................................................5(二)中观产业动态..........................................................................................10(三)微观企业实践..........................................................................................12三、算力设备绿色化发展态势..................................................................................14(一) 算力设备绿色发展总体情况................................................................14(二) 芯片:工艺和架构创新驱动芯片产品实现高效降耗........................17(三) 服务器:AI算力激增倒逼服务器深挖减碳潜能.............................. 19(四) 存储:先进制造工艺带来内存使用效率升级....................................20四、算力载体绿色化发展态势..................................................................................22(一) 算力载体绿色化发展总体情况............................................................22(二) 设计:多种绿色节能技术广泛应用于算力载体建设........................25(三) 建设:模块化与预制化建设加速算力载体绿色交付........................27(四) 运维:智能化运维全面升级助推算力载体精准节能........................28五、 算能协同绿色化发展态势................................................................................29(一)算能协同绿色化发展总体情况..............................................................30(二)源侧供给:多能互补提升绿电供给能力..............................................32(三)网侧调度:智能调度优化绿电传输......................................................35(四)储侧调峰:多类型储能平衡供需缺口..................................................36(五)荷侧优化:算力设施主动响应绿电波动..............................................37(六)绿电绿证交易:全面推动算力产业绿色用能......................................39六、算用协同绿色化发展态势..................................................................................40(一)算用协同绿色化发展总体情况..............................................................41(二)供需对接:提高算力互通利用效率......................................................41 (三)赋能应用:助力传统行业节能降碳......................................................43七、趋势展望与发展建议..........................................................................................45(一)完善绿色算力政策体系..........................................................................45(二)强化绿色技术创新应用..........................................................................46(三)促进绿色算力产业发展..........................................................................46(四)推动算力应用全面拓展..........................................................................46附件:东数西算枢纽节点各片区绿色算力发展情况..............................................48 图 目 录图1绿色算力发展框架........................................................................................... 3图2 2024年全国算力及数据中心相关政策词频云图.......................................... 9图3 2024—2025年区域绿色算力政策布局文本词频分析情况........................ 10图4绿色算力产业链............................................................................................. 11图5全球数据中心IT设备负荷(2010-2024).................................................. 11图6标准Google搜索及Al大模型每次请求耗电情况..................................11图7全球大型数据中心数量................................................................................. 22图8 2007-2024年 全球数据中心年平均PUE ....................................................24图9我国2019—2024年数据中心标准机架数................................................... 24图10国家绿色数据中心累计数量....................................................................... 24图11国家绿色数据中心分领域情况.................................................................