2023年以来，以ChatGPT、Sora等为代表的生成式人工智能爆发式增长，有望引发新一轮工业革命，成为中美竞争焦点。人工智能重要支撑的算力、特别是智能算力需求激增，将引发海量的能源消耗。“双碳”目标下，算力低碳化、绿色化大势所趋。绿色算力，即算力的绿色低碳追求，指具备节能、环保、低功耗等特点的算力。我国推动算力设备集成创新、运营管理优化，2023年全国算力中心平均电能利用效率（PUE）1.48，较2022年低0.06，算力能耗持续降低。同时，我国绿色算力也表现出“绿色不纯”，成为制约绿色算力发展的关键瓶颈。提升算力中心绿电占比，不仅将减少传统能源消耗、促进清洁能源消纳，还有利于培育和发展新质生产力，更是中国在新一轮技术变革中占据领先地位的重要保障。
一、“绿色不纯”的三个问题
国家数据局数据显示，截至2024年3月底，我国算力中心绿电占比超过全国平均水平。《中国的能源转型》白皮书指出，2023年，清洁能源消费比重达到26.4%。课题组调研估算，全国算力中心绿电占比大约在28%左右。绿色算力“绿色不纯”，集中体现在清洁能源利用差异大、绿电绿证交易额不足、算电协同创新性不够三个问题。
（一）清洁能源利用差异大
中国信通院《中国综合算力指数（2023年）》研究得出，综合算力指数排名前10位的省份分别为广东、江苏、上海、河北、北京、浙江、内蒙古、山东、贵州、四川。这些省份中，仅有内蒙古、贵州和四川的清洁能源发电量占用电量的比例超过30%，算力需求最为旺盛的东部，其算力中心的绿电占比不足20%。国家数据局提出，目前我国部分先进的国家数据中心绿电使用率达到80%左右，大多集中在青海、四川、甘肃等西部地区，如中国电信（国家）数字青海绿色大数据中心，实现了100%绿电供应。中西部地区绿色中心发展虽然迅猛，入选国家绿色数据中心数量从第一批占比26.6%增长到第五批的46.0%，但算力需求总量依然偏少。这说明，绿色算力发展需要的清洁能源供给与算力需求，在空间上存在严重的东西部错配，算力中心清洁能源的利用率差异极大。
（二）绿电绿证交易额不足
提升算力中心绿电占比的另一个途径是通过绿电或绿证交易，减少传统能源在算力中心的消耗比重，抵扣碳排放。据中国电力企业联合会数据，2024年前5个月，全国绿色电力、绿证消费总量达1871亿千瓦时，其中1481亿千瓦时来自绿电交易，同比增长254%；390.7亿千瓦时来源于绿证交易，同比增长1839%。绿电交易激增的背后，只有很少部分来源于算力行业，据估算不足5%。水电水利规划设计总院等发布的“2023年中国绿色电力（绿证）消费TOP100企业”显示，业务关联算力建设、生产、运营、租赁相关的企业不足十家，除阿里巴巴和腾讯位列第7和第21，相对靠前，其他企业都排名靠后。绿电绿证交易额不足的现象说明，算力产业支付环境溢价，推动能源消费绿色转型、实现可持续发展的意愿还不强。
（三）算电协同创新性不够
2023年12月，国家发展改革委等部门《关于深入实施“东数西算”工程加快构建全国一体化算力网的实施意见》明确提出，统筹推动算力与绿色电力的一体化融合，促进数据中心节能降耗，创新算力电力协同机制。“算电融合创新发展”不仅是绿电供应算力中心的问题，而是包含了算力赋能电力平稳高效运行、统筹新能源开发与消纳、协同多元供能与负载、电力市场改革等一系列问题。目前，我国新能源大基地与部分枢纽节点在地理上有一定重合度，但以算力为“荷”的“源网荷储一体化”建设方式尚未得到很好应用。特别是新能源直供、增量配电网、智能微电网等具有一定创新性的技术模式推广时举步维艰，严重制约了新能源在算力中心的大规模集中及分布式应用。
二、“绿色不纯”的瓶颈分析
绿色算力“绿色不纯”问题背后的瓶颈包括宏观政策标准制定滞后、中观区域“东数西算”运行不畅，以及微观市场主体动力不足等，亟待突破。
（一）政策标准制定滞后
政策体系不完善、标准规范不健全，减弱了算力绿色化发展的制度性激励。近年来，国家及省级层面发布政策文件，旨在提升算力中心可再生能源利用占比，如“数据中心使用的可再生能源使用比例应逐年增加，2025年30%，2027年50%，2032年100%”“国家枢纽节点新建数据中心绿电占比超过80%”等。但各项政策尚未形成合力，体系性不强，存在各自为阵的情况。同时，我国对绿色算力尚未有官方定义，在设备、生产、管理、运维、调度、应用、回收等方面尚未建立统一的标准体系，不利于绿色算力产业的规范发展，行业评判和监管。绿色算力市场规划未定，绿证市场与碳市场尚未形成有效的衔接，碳排放约束较小。算力中心能效管理、绿色发展评价机制等方面仍缺乏科学性、可持续性的设计，特别是涉及到电网安全、创新、利益分配等方面的体制机制亟需创新。
（二）东数西算运行不畅
受技术、成本、机制等多重制约，目前“东数西算”运行不畅，东部的算力需求与西部的气候能源土地等优势尚未得到有效平衡。一是算不了。由于宏观层面的技术指导文件与工程路线尚未明确，归属不同产权的算力软硬件设备无法统一，同时大部分地区的数据调度平台尚未建立，难以合理、精准匹配算力资源，很多东部应用场景在西部“算不了”。二是算不起。在运营商传输网络费用方面，1G带宽的网络传输专线费用约为16万元/月，超过一些计算场景总成本的75%。同时，多级跳转的计费方式，使得东部用户难以接受数据流转的高额费用。三是算不好。因英伟达“芯片禁售”及芯片国产替代效率不高、产能不足，国内算力、特别是西部算力出现了“高端供给不足、低端供给过剩”的现象。这种资源错配，影响了“东数西算”“算好”，一定程度上助推了部分国内企业向国外寻求算力。
（三）市场主体动力不足
算力行业对电价的敏感性远高于其碳排放的约束性，导致了市场主体消费绿色算力的动力不足。一方面，算力中心属于高载能行业，电力成本约占运营成本的50%—70%，低电价自然成为了算力投资、建设和运营最重要的考虑因素之一。我国绿电（绿证）的环境溢价大致在0.03—0.05元/千瓦时，若提升绿电的使用率，算力中心的运营成本将明显抬升，却难以通过向客户抬升算力的销售价格，来疏导这部分成本。另一方面，国内企业中，除少量人工智能头部企业为提升国际形象外，大部分应用算力的客户少有碳排放约束，无所谓用的电“绿不绿”。课题组调研时，某知名互联网企业称，“我们就是一朵云，哪里的电价便宜，我们就飘到哪里去租算力。”这也是各地在实施算力招商时，不惜出台各种高额补贴政策的真实原因——降低企业用电成本。
三、相关对策建议
（一）强化顶层设计，布局绿色东数西算
强化顶层设计，持续深化改革，多部委联合完善绿色算力发展机制，形成“东数西算+绿算”全国发展一盘棋。一是统筹绿算发展目标。确定绿色算力内涵及外延，系统研究绿色算力发展路径，明确推进方向、技术路线和任务要求。加强跨部门联动和政策统筹，创新体制机制，引导各项要素资源投入，加快形成绿色算力政府主导、多方参与的发展局面。二是规划绿算发展空间布局。结合东数西算，引导高延时算力业务资源向西部清洁能源富集省区转移；结合海上风电和沿海核电建设，在沿海地区合理布局低延时算力中心。在八大枢纽节点和十大算力集群内外，增设三至五个绿算产业基地。三是制定绿算发展评价体系。研究制定绿色算力发展指数和国家标准规范，推进绿色算力基础设施等级评定、开展绿色算力区域发展评估。探索数字碳中和路径，推动数字化和绿色化协同转型发展。
（二）优化市场配置，推动绿算价值实现
充分发挥市场在资源配置中的决定性作用，发挥好有为政府与有效市场作用，激发绿算产业内生发展动力。一是坚持市场主导地位。强化全国统一大市场构建，坚决杜绝政府“亲自下场”建设算力中心。持续推进电力直接交易，促进运营商良性竞争，降低电力及网络通信费用。二是推动绿算溢价实现。加快构建全国一体化算力网及绿算市场，推进绿算市场与碳市场、绿电市场协同发展。鼓励算力中心参加绿电、绿证交易，支撑自身绿色低碳转型，并在确保数据主权安全情况下积极承接国外数据计算应用项目。三是深化国际创新合作。坚持开放共享，注重标准与技术创新、知识产权的紧密结合，共同构建全球公认的绿算产业标准及产业生态体系。注重绿算商用场景的应用验证，持续提升商业价值和市场竞争力。
（三）积极推动创新，抢占算电融合高地
“算电融合创新发展”是双碳目标下破解人工智能能源困局的核心路径，也是提升算力绿电占比的核心技术支撑。一是推进算电联合调度。推动算力中心向新型电力系统主动支撑者转变，加强算电联合调度，使算力负荷特性与可再生能源出力特性相匹配，促进可再生能源消纳，保障电网运行安全。探索开展新能源电力直供电试点，支持算力产业绿色微电网和源网荷储一体化项目建设。二是推动算电支撑体系建设。加快算电融合芯片，智能终端，电力大模型、人工智能等关键技术和装备的研发，推动电力数据分类分级管理与共享应用，加强多元化清洁能源供应体系、智能调控体系、网络安全综合防护体系建设。三是打造算电融合创新发展示范基地。青海是稳藏固疆战略要地，东部紧邻国家地理中心，气候冷凉、土地广袤，算力建设运营成本低，区位气候优势突出；2023年以来，青海出台《青海省绿色算力基地建设方案》等多项政策举措，制定实施《绿色算力基础设施等级评定》等5项首个省级绿色算力地方标准，成功举办多次绿算推介会，大力培训提升全社会绿算认知；特别地，青海电网是全国含碳因子最低的省级电网，清洁能源、新能源装机占比93%、69%，绿电消费占比84%，均居全国首位，世界范围内也可排名前列。从全国层面看，绿算绿电融合创新，青海至少可以在绿电溯源、多层次“源网荷储一体化”以及绿电价值实现方面提供宝贵的建设经验。建议国家层面支持青海打造“算电融合创新发展示范基地”，放大“绿电+算力”优势，为国家引领全球算电协同发展发挥样板效应。
王礼宁，青海省社会科学院生态研究所副所长、副研究员。江 静，南京大学长江产业发展研究院副院长。
