近年來，隨著互聯網、大數據、云計算、人工智能、區塊鏈等技術加速創新，數字經濟發展速度之快、輻射范圍之廣、影響程度之深前所未有，正在成為重組全球要素資源、重塑全球經濟結構、改變全球競爭格局的關鍵力量。

10月18日，中央政治局就推動我國數字經濟健康發展進行第三十四次集體學習。習近平總書記強調，要充分發揮海量數據和豐富應用場景優勢，促進數字技術與實體經濟深度融合，賦能傳統產業轉型升級，催生新產業新業態新模式，不斷做強做優做大我國數字經濟。

作為數字經濟的基礎，近年來數據中心實現大批量增長。統計顯示，2020年12月，全球20家主要云和互聯網服務公司運營的超大規模數據中心總量已達到597座，是2015年前的兩倍，其中有40%位于美國，10%位于中國，日本、德國、英國和澳大利亞共占19%。我國數據中心的數量也由2012年的5.1萬家，增長至2019年的7.4萬家，預計2025年我國數據中心市場規模將達到5952億元。

數據中心迎來綠色低碳轉型契機

在碳達峰、碳中和目標實現過程中，電力行業成為人們重點關注的領域。

據《中國“新基建”發展研究報告》稱，至2025年，數據中心將占全球能耗的最大份額，高達33%。有人把數據中心比喻為“比特”企業、“瓦特”企業，稱之為高新技術產業的“優等生”，能耗大戶的“壞孩子”。過去十年間，我國數據中心整體用電量以每年超10%的速度增加，2020年全國數據中心耗電量突破2000億千瓦時，占全社會用電量的2.71%，2030年將突破4000億千瓦時。

高耗能勢必帶來高排放。隨著“兩碳”目標的推進實施，“低碳排放、高效利用”將成為數據中心綠色轉型的必由之路。

近年來，國內大數據中心特別是頭部互聯網企業，圍繞打造“綠色數據中心”，作了大量有益的探索。評價數據中心能耗的一個重要指標是PUE(Power Usage Effectiveness)，它是數據中心消耗能源與IT負載使用的電源之比，其基準值通常少于2，越接近1表明能效水平越好，綠色化程度越高。

阿里千島湖數據中心，采取湖水冷卻方法降低能耗，使其年平均PUE低于1.3。千島湖年平均氣溫17度，深層湖水通過完全密閉管理為服務器降溫，再流經2.5公里的景觀水道，最后自然冷卻后再回到湖里。這套系統使數據中心90%的時間不依靠湖水之外的制冷能源，節省制冷能耗超過八成。

百度云計算（陽泉）數據中心，2015年光伏發電項目成功運行并完成并網發電，每年發電量約12萬千瓦時，成為中國首個應用太陽能光伏并網發電技術的數據中心。目前，該中心在數據存儲規模、計算能力和環保節能三個方面，均處于亞洲一流水平，有6項技術入選工信部綠色數據中心先進適用技術目錄。2020年百度簽約風電量較上年增長50%，達到4500千瓦時，為基礎設施底座提供了綠色動力。

騰訊天津濱海數據中心，自2010年12月起開服，至2018年服務器總量突破10萬臺，是國內運行時間最長的超大規模數據中心。他們采取自然冷卻、高壓直流、智能調優、余熱回收等技術，大力推進節能減排。利用第四代T-block技術采取更高效率的制冷和供配電架構，使擁有30萬臺服務器的園區一年節省2.5億度電。機房余熱通過熱泵機進行升溫，實現了綠色能源的辦公樓采暖，每年可減少能耗標媒525噸，相當于減少1310噸二氧化碳的排放量。

讓“東數西算”成為數據中心的優化配置

5月24日，國家發展改革委、中央網信辦、工業和信息化部、國家能源局等四部門聯合印發《全國一體化大數據中心協同創新體系算力樞紐實施方案》，明確提出布局全國算力網絡國家樞紐節點，啟動實施“東數西算”工程，構建國家算力網絡體系。“東數西算”工程啟動后，將在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝，以及貴州、內蒙古、甘肅、寧夏建設全國算力網絡國家樞紐節點，優化我國東部地區算力資源緊張、西部地區算力需求不足的不平衡狀況。新疆也將建設國家云計算數據中心和國家重要基礎信息資源的戰略備份基地。

在新疆、內蒙、甘肅、寧夏等西部地區，建設全國算力國家樞紐節點等超大型數據中心，可充分發揮西部風能、太陽能、天燃氣等資源優勢 ，探索建立“清潔能源+燃氣輪機”雙回路用能模式，確保任何一個回路出現問題，另一個回路能夠頂上去。

在“東數西算”優化配置的部署下，技術路線的選擇也至關重要。

據了解，我國正在建設以大規模可再生能源發電為主體，安全高效的新型電力系統，但風光發電有“靠天吃飯”的不穩定性，而燃氣輪機可以憑借其良好的功率爬坡能力與儲能系統配合，為特定區域范圍內的新型電力系統提供“增量儲能”效果，在不棄光不棄風的情況下實現系統容量的穩定性和可調度性。

燃氣輪機全稱燃氣渦輪發動機，是以連續流動的氣體為工質帶動葉輪高速旋轉，將燃料的能量轉換為有用功的內燃式動力機械，是一種旋轉葉輪式熱力發動機。

燃氣輪機主要用于發電機組、分布式能源、電網調峰、機動電源、艦船驅動、長距離管輸增壓等。根據Maximize Market Research統計，2020年全球燃氣輪機市場中，有約32%市值的燃氣輪機應用于發電行業。

目前，全球燃氣輪機市場被美國通用電氣（GE）、德國西門子、日本三菱3家企業壟斷。為加快推進我國燃氣輪機發展，國家發展改革委和國家能源局聯合印發《依托能源工程推進燃氣輪機創新發展的若干意見》，組織了第一批燃氣輪機創新發展24個示范項目，其中電力調峰項目7個、分布式能源項目13個。

作為分布式能源，燃氣輪機可通過冷熱電三聯供方式，實施能源的梯級利用，綜合能源利用效率在70%以上，并在負荷中心就近實現能源供應的現代能源供應方式，是數據中心節能減排的優先配置。

據中科招商航空科技有限公司負責人田姍介紹，他們正在研發的 40兆瓦燃氣輪機，可作為數據中心分布式能源，每小時提供4萬度電力，超60%熱轉化率可用于數據中心機柜制冷，與傳統能源供應方式相比，二氧化碳減排54%，節能36%。而且，我國擁有該型號輕型燃氣輪機的自主可控技術。同時，他們正在抓緊研發10兆瓦、12兆瓦、16兆瓦、25兆瓦、30兆瓦等系列型譜的燃氣輪機，可應用于不同規模的數據中心，市場空間巨大。

隨著制氫、儲氫技術、燃氣輪機燃燒室技術和控制技術的進步，基于氫燃料的燃氣輪機將使氫能成為一種零碳排放的清潔能源、21世紀的終極能源，最終實現能源“脫碳”的夢想。

（組稿：中國航空學會科技咨詢委員會副主任孟彥）