用电大户数据中心推动绿色电力需求

用电大户数据中心推动绿色电力需求2025年8月18日用电大户数据中心推动绿色电力需求2025年8月18日 目录 用电大户数据中心推动绿色电力需求 1.承诺与政策22.增加清洁能源使用33.绿电采购盛行6关于彭博新能源财经8 在净零承诺和新出台的政府法规的推动下，数据中心运营商正积极对其高耗电设施脱碳。虽然一些公司有着雄心勃勃的目标，力图使用全天候无碳电力，或者直接与大型可再生能源电厂相连，但大多数公司还在依靠传统的绿色电力采购来降低碳足迹。 •脱碳驱动力：数据中心运营商正在依靠自愿净零承诺和可再生电力消费目标来实现高耗电业务的脱碳。直接的监管措施仍然有限。德国和中国制定了明确的可再生能源消费目标，而爱尔兰则要求数据中心运营商提供足够的发电量。 •共址：规模不断扩大的数据中心对电力的需求日益增加，这也给当地电网造成压力，尤其是在数据中心热点地区。为此，运营商正在试行将数据中心与大型可再生能源发电厂共址，以减少对电网的依赖，并获取更廉价、更清洁的能源。尽管存有潜力，但发电不稳定性目前阻碍了更广泛的普及，导致一些美国超大规模数据中心转而将核电作为一种选择。•风险：目前，数据中心运营商主要通过绿色电力采购来脱碳，互联网巨头在2024年签署的清洁电力PPA中占到43%。然而，存在这样一种风险，即数据中心运营商取代其他承购商，而不会给整个电力系统带来任何净效益。•欲了解有关数据中心和电力需求的更多信息，请参阅彭博新能源财经的《2025年新能源市场长期展望报告》（网页|终端|数据工具）、《全球数据中心电力需求展望》（网页|终端）、《美国数据中心市场展望：人工智能时代》（网页|终端）和《数据中心市场概览：云计算巨头推动快速增长》（网页|终端|数据库）。 100% 2027年1月1日起德国数据中心可再生能源消费占比 43% 2024年亚马逊、微软、Meta和谷歌签署的清洁电力购电协议(PPA)的占比（按装机容量计） 125TWh 2030年中国数据中心的绿电需求预估值 来源：DC Byte、彭博新能源财经、公司公告。（注：数据截至2024年底。微软和QTS数据中心的绿色电力占比是指2025年目标。数据中心按IT总负载排名，包括在运和开发中（在建、已承诺和处于早期阶段）的数据中心。） 用电大户数据中心推动绿色电力需求2025年8月18日 1.承诺与政策 脱碳承诺推动数据中心寻求更多清洁电力 许多数据中心公司在全球低碳转型背景下已自发设定气候目标（图2）。例如，谷歌、Meta和微软等科技巨头以及托管数据中心企业Digital Realty、Equinix和GDS Holdings均计划于2030年前实现净零碳排放，而亚马逊则目标在2040年实现碳中和。 其中相当一部分公司已加入气候组织(Climate Group)的RE100倡议，承诺旗下业务每年使用100%的可再生电力。一些公司更为雄心勃勃，计划通过全天候无碳能源采购，实现小时和区域电力供需匹配。值得注意的是，在全天候无碳能源(CFE)联盟的六家创始伙伴中，有三家是数据中心运营商：谷歌、AirTrunk和Iron Mountain。 这些目标正推动数据中心运营商加大可再生能源消费。截至2024年，按已投运和已宣布IT负载排名的全球前十大数据中心企业中，亚马逊、谷歌和Meta已实现每年100%使用无碳电力，微软则计划到2025年全面达成该目标（图3）。相比之下，托管公司的清洁能源消费占比目前较低，其中截至2024年，Digital Realty和CyrusOne的可再生电力使用分别占其用电量的66%和62%。 来源：DC Byte、彭博新能源财经、公司公告。（注：数据截至2024年底。微软和QTS数据中心的绿色电力份额是指2025年目标。数据中心按IT总负载排名，包括在运和开发中（在建、已承诺和处于早期阶段）的数据中心。） 来源：彭博新能源财经、公司公告、DC Byte。（注：数据中心按IT总负载排名，包括在运和开发中（在建、已承诺和处于早期阶段）的数据中心。） 我们的模型显示，2030年，数据中心电力负荷将从2024年的80GW激增至174GW（网页|终端）。能源消耗的快速增长将加大数据中心运营商增加清洁能源采购的压力，尤其是那些承诺到2030年实现净零排放和全天候无碳能源的企业。例如，基于扩张计划和平均能效，四大互联网巨头需将对现有基础设施的绿色电力供应提高三倍至43GW。 用电大户数据中心推动绿色电力需求2025年8月18日 对数据中心清洁能源使用的监管目前推动有限 如今，直接推动数据中心采用清洁能源的监管努力并不常见，仅少数市场规定了明确目标（表1）。德国处于领先地位，要求数据中心从2024年开始至少50%的用电来自可再生能源，从2027年开始100%来自可再生能源。中国的“东数西算”工程鼓励开发商在光伏和风电资源丰富且装机过剩的西部地区建设耗电量大的AI训练数据中心。根据一项征求建议函，中国还要求数据中心到2030年达到全国可再生能源电力总量消纳责任权重平均水平，预计为40%。与此同时，从2025年开始，中国八个算力枢纽节点新建数据中心绿电占比必须超过80%。为支持可再生能源的使用，中国还鼓励在数据中心使用电池储能系统。 日本和爱尔兰等其他市场对数据中心运营商使用更多可再生能源采取了鼓励政策，而非强制性的量化目标。日本计划将数据中心搬迁到离核电站和风电场等低碳电力来源更近的地方。爱尔兰CRU发布了一项从2024年11月开始对新建数据中心的限制(CRU/21/124)，要求它们提供自己的可调度发电和/或储能，装机要大于或等于其需求。这一限制实际上等同于禁止新建数据中心设施。 数据中心采用可再生能源技术可能会受到一个国家整体脱碳战略的影响。例如，美国总统特朗普2025年7月关于“加快联邦对数据中心基础设施许可”的行政令推翻了前总统拜登2025年1月的行政令中的气候要求。这一举措实际上将国家的政策优先项从早前重点（提供足够的清洁能源发电资源以满足数据中心的全部电力需求）转向加快AI基础设施建设。 2.增加清洁能源使用 大型可再生能源发电厂和数据中心共址 分布式可再生能源技术，如屋顶光伏，已成为提高数据中心清洁电力消费的主流选择。然而，由于土地限制，大多数这些项目的电力份额未能达到有实质意义的水平。例如，中国社交网络巨头腾讯 用电大户数据中心推动绿色电力需求2025年8月18日 在其怀来（位于河北省张家口市）和天津数据中心建造了两个屋顶光伏系统，每个系统装机都大于10MW。根据彭博新能源财经的计算，假设数据中心以60%的利用率运行，并使用中国的平均光伏容量系数，每个系统估计只能提供各自数据中心总电力需求的3%左右（表2）。 来源：彭博新能源财经、公司公告、新闻报道。（注：绿电直连是一个试点项目，允许可再生能源发电商和用户通过专用线路连接进行直接交易。(*)中国移动、中国电信、并行科技和中数云科位于内蒙古和林格尔数据中心集群的四个数据中心直接连接到配套的光伏电站和风电场。(**)使用MW峰值。(***)假设数据中心以60%的利用率运行，使用彭博新能源财经的平准化度电成本数据工具（网页）估算无储能情况下可再生能源满足的电力需求。） 数据中心运营商一直在试行与大型可再生能源项目共址，以获得更低成本的电力及减少对电网的依赖。这些情况通常位于偏远和资源丰富的地区。例如，Dubai Electricity and Water Authority(DEWA)数字部门的子公司Moro Hub计划建造一个100MW的数据中心。该数据中心将完全由可再生能源供电。这些能源来自DEWA超过3,000MW的Mohammed Bin Rashid Al Maktoum光伏园区。该数据中心的确切电力结构尚不清楚，但该光伏园区采用了储热、绿氢和智能电网，整合了不同的清洁能源技术，以确保可靠的供应。马来西亚正在开发一个1,000MW的光伏电站，为柔佛-新加坡经济特区提供绿电，亚马逊和微软的许多超大规模数据中心都集中在这里。谷歌、IntersectPower和TPG Rise Climate已建立一个供电侧合作伙伴关系，在美国共同开发数据中心和并网清洁能源电厂，第一阶段预计将到2026年投运。 中国的案例更多，因为省级政府将数据中心等能源密集型用户与风电和光伏发电厂共址，以改善可再生电力消费。两个值得关注的试点项目是呼和浩特市的和林格尔数据中心集群和乌兰察布市的中金数据算力产业园（表2）。这些数据中心部分绕过电网，通过专用线路直接从附近的可再生能源发电商获得绿电，这在中国尚属首次。根据彭博新能源财经的估算，这两个数据中心项目可以实现40%-53%的用电量由共址可再生能源满足。如果考虑储能系统负荷平移和削峰填谷，则可以满足更多电力需求。这种新的绿电直连形式2025年5月才获得政府批准。由于经济性尚不明朗，其广泛采用仍不确定。 美国数据中心运营商转向核电 电力需求不断增长，以及从可再生能源获取清洁电力面临挑战，推动数据中心（尤其是美国数据中心）开始拥抱核电。根据彭博新能源财经汇编的数据，2023年以来，美国数据中心公司已宣布与美国核电站达成18项合作关系（图4），储备装机容量总计32GW（网页|终端）。 用电大户数据中心推动绿色电力需求2025年8月18日 亚马逊、谷歌、Meta、甲骨文和微软等科技巨头合计签署了约12.5GW的核电装机容量，托管数据中心公司则增加了17GW的合作协议。Switch计划到2044年部署12GW的核电，规模最大。如果这些项目全部得以实现，则将使美国目前的核电装机容量增加三分之一。 然而，彭博新能源财经预计，与数据中心相关的核电新增装机容量不会显著增长（网页|终端）。主要原因是规划和建设交付周期较长，这些已公布的储备装机容量需要十多年才能全部投运。此外，数据中心与核电运营商之间的合作协议大多不具约束力，这给数据中心可部署的核电装机容量带来更多不确定性。 欲了解有关数据中心核电需求的更多信息，请参阅彭博新能源财经的《2025年新能源市场长期展望报告》（网页|终端）、《美国先进反应堆产业动态》（网页|终端）和《超大型数据中心推高能源需求核电建设卷土重来》（网页|终端）。 锂离子电池主要用作备用电力 锂离子电池越来越多地被用作数据中心的不间断电力供应(UPS)系统，以确保持续电力供应。在AI时代，这一点变得尤为重要，因为AI的工作负载（如训练）消耗大量电力，并造成电力峰值，从而导致断电风险上升。 数据中心正在以分布式或集中式配置部署电池，具体选择取决于成本、维护、安全性等因素。使用锂离子电池储能系统(BESS)的集中式UPS可提供更多优势，包括负荷时移和削峰填谷，有助于管理电力成本。与光伏和风电配建可提供稳定的电力供应。 因此，越来越多的数据中心运营商正在与电池公司合作，部署大规模的BESS。例如，xAI使用150MW的特斯拉Megapack电池储能系统为其位于孟菲斯超级计算机Colossus供电。实际结果显示，Megapack可将电力波动性降低70%以上。宁德时代和Masdar宣布建立合作伙伴关系，为Masdar在阿联酋的“AI+零碳”绿色数据中心供应19GWh的储能系统。RackScale Data Centers 用电大户数据中心推动绿色电力需求2025年8月18日 (RSDC)和Energy Vault计划从2026年开始部署总计2GW/20GWh的储能系统，为RSDC的数据中心供电。 在中国，出于经济和安全性考虑，集中式锂离子BESS通常与共址可再生能源发电系统配建（表2），而不是一个独立的UPS。由于中国政府在2025年2月发布政策，促进信息技术领域（包括数据中心）采用储能系统，锂离子BESS在数据中心的采用可能会增加。主要供应商也在倡导提高采用率。例如，华为发布了关于锂离子电池在数据中心应用的白皮书，强调其优势和安全性，并提供了实施指南。 除集中式UPS外，一些公司还将锂离子电池备份单