京津冀國家算力樞紐節(jié)點賦能全球數(shù)字經(jīng)濟標桿城市建設

郭琨，康雨馨，卓訓方

1.中國科學院大學經(jīng)濟與管理學院，北京 100190；

2.中國科學院大學中丹學院，北京 100190；

3.上海數(shù)據(jù)交易所有限公司研究院，上海 200131

0 引言

隨著數(shù)據(jù)逐漸成為現(xiàn)代經(jīng)濟社會重要的生產要素之一，算力作為將數(shù)據(jù)轉化為數(shù)據(jù)資產的重要依托，也已經(jīng)發(fā)展成為一種新的生產力[1]。數(shù)據(jù)要素和算力的發(fā)展已經(jīng)成為數(shù)字中國建設和數(shù)字經(jīng)濟高質量發(fā)展的核心驅動力。為了充分利用數(shù)字技術推動北京市實體經(jīng)濟轉型升級，2021年北京市開始加快建設全球數(shù)字經(jīng)濟標桿城市，致力于形成算力一體化協(xié)同發(fā)展格局，數(shù)字經(jīng)濟核心產業(yè)快速發(fā)展，對算力的需求日益提升[2]。2022年，“東數(shù)西算”工程正式啟動，京津冀成為10個國家算力樞紐節(jié)點之一，這也為區(qū)域內優(yōu)化資源配置、實現(xiàn)算力一體化協(xié)調發(fā)展提供了重要的支撐[3]。

算力對數(shù)字經(jīng)濟和GDP增長具有顯著的帶動作用[4]。北京市算力具有較好的基礎，但是大量的平臺企業(yè)、公共平臺、交通等對算力的需求巨大，僅僅依靠北京市自給自足完成算力供需平衡較為困難。與此同時，數(shù)據(jù)中心的耗電量巨大[5]，國家層面已經(jīng)將數(shù)據(jù)中心與鋼鐵、電解鋁、水泥等八大傳統(tǒng)高耗能、高污染行業(yè)一同納入重點推進節(jié)能降碳的領域。為了保障能耗雙控目標的完成，北京市對數(shù)據(jù)中心的能耗限額等指標嚴于國家標準，這一方面對綠色數(shù)據(jù)中心建設提出了新的挑戰(zhàn)，另一方面也為京津冀算力的協(xié)同發(fā)展提供了重要契機[6]。

本文首先在北京市全球數(shù)字經(jīng)濟標桿城市建設背景下重點分析算力發(fā)展的現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)；之后結合京津冀國家算力樞紐節(jié)點建設進展，深入探討區(qū)域算力協(xié)同發(fā)展對北京市全球數(shù)字經(jīng)濟標桿城市建設發(fā)揮的作用；最后針對當前發(fā)展中存在的問題進行討論，并給出政策建議。

1 北京市全球數(shù)字經(jīng)濟標桿城市建設與算力發(fā)展

作為國內數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的第一梯隊，北京市致力于打造成全球數(shù)字經(jīng)濟標桿城市，2021年印發(fā)《北京市關于加快建設全球數(shù)字經(jīng)濟標桿城市的實施方案》（下簡稱《方案》）?！斗桨浮访鞔_了北京市數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的階段性目標，到2025年，數(shù)據(jù)驅動的高質量發(fā)展模式基本建立，數(shù)字經(jīng)濟增加值達到地區(qū)生產總值的50%左右，進入國際先進數(shù)字經(jīng)濟城市行列。無論是數(shù)字產業(yè)化，還是產業(yè)數(shù)字化，都需要算力的支撐，城市公共事業(yè)的數(shù)字化發(fā)展同樣需要算力資源進行賦能。因此，《方案》也明確統(tǒng)籌各類政務云、公有云、私有云等算力中心資源，形成市級算力中心與區(qū)域算力中心相結合的整體布局，實現(xiàn)北京人均算力達到3 000 GFLOPS的目標。

目前，北京市全球數(shù)字經(jīng)濟標桿城市建設快速開展。數(shù)字經(jīng)濟增加值在2022年已達到1.7萬億元，占GDP的比重達到41.6%，數(shù)字經(jīng)濟已經(jīng)成為北京市經(jīng)濟增長的主要動能。核心產業(yè)競爭力不斷提升，軟件和信息服務業(yè)2022年完成收入達2.4萬億元，有32家企業(yè)入選中國互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)綜合實力百強，特別是聚集了美團、抖音、京東、百度、快手這些龍頭大型企業(yè)。在算力發(fā)展方面，北京市也加快布局超級算力中心建設工程，在海淀區(qū)、朝陽區(qū)布局2個市級算力中心，在石景山區(qū)、豐臺區(qū)等布局4個商業(yè)化算力中心，登記在冊的數(shù)據(jù)中心已有80余個，機架規(guī)模超過30萬架。

隨著北京市數(shù)據(jù)總量的指數(shù)級增長和平臺經(jīng)濟、人工智能等產業(yè)的快速擴張，各領域對算力的需求急速上升。根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）《2021—2022全球計算力指數(shù)評估報告》，計算力指數(shù)平均每提高1點，數(shù)字經(jīng)濟和GDP將分別增長3.3‰和1.8‰，并且隨著算力指數(shù)的提高，其對數(shù)字經(jīng)濟和GDP的拉動作用呈現(xiàn)倍增的趨勢[7]?？梢?，算力發(fā)展已經(jīng)成為北京市全球數(shù)字經(jīng)濟標桿城市建設的核心驅動力之一。盡管北京市算力發(fā)展迅速，整體算力規(guī)模已經(jīng)居全國首位[8]，但是從人均算力來看，目前北京市人均算力水平距離2025年實現(xiàn)3 000 GFLOPS的目標還有很大差距。北京市作為京津冀地區(qū)算力需求的核心，迫切需要通過技術升級和區(qū)域協(xié)調相結合解決數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展中的算力缺口[9]。

2 京津冀國家算力樞紐節(jié)點建設與區(qū)域算力協(xié)同發(fā)展

“東數(shù)西算”工程旨在通過構建數(shù)據(jù)中心、云計算、大數(shù)據(jù)一體化的新型算力網(wǎng)絡體系，將東部算力需求有序引導到西部，優(yōu)化數(shù)據(jù)中心建設布局，促進東西部協(xié)同聯(lián)動，促進數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展[10]。京津冀國家算力樞紐在十大樞紐節(jié)點中具有獨特的定位，以張家口懷來縣、張北縣、宣化區(qū)為起步區(qū)的張家口數(shù)據(jù)中心集群，其主要功能定位是積極承接北京市等地的實時性算力需求[11]。京津冀地區(qū)是我國（IDC）市場規(guī)模最大的區(qū)域，占我國IDC市場總規(guī)模的1/3以上[12]。北京市作為京津冀地區(qū)的領頭羊，數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展最迅速，對算力的需求快速攀升，但受限于土地、電力資源緊缺，以及能耗限額的嚴格要求，北京市的數(shù)據(jù)中心建設僅靠技術改造和綠色升級已經(jīng)無法滿足快速增長的算力需求，必須依靠環(huán)京地區(qū)進行承接。

張家口自然條件優(yōu)越，風電、光伏等綠色能源稟賦豐富，在電價上也有較多的優(yōu)惠，截至2022年年底，已經(jīng)有騰訊、阿里巴巴、聯(lián)通、百度、秦淮數(shù)據(jù)、合盈數(shù)據(jù)等企業(yè)將數(shù)據(jù)中心落戶張家口[13]。張家口集群內數(shù)據(jù)中心上架率達到50%以上，電能利用效率（power usage effectiveness，PUE）為1.35，可再生能源使用率達到32%，綠色節(jié)能方面已經(jīng)居于領先水平。根據(jù)2022年年底發(fā)布的《張家口數(shù)據(jù)中心集群建設方案》，到2023年年底，張家口集群算力規(guī)模將達到7 EFLOPS，到2025年，算力規(guī)模將達到15 EFLOPS，并將與北京市、天津市濱海新區(qū)、雄安新區(qū)建成直連網(wǎng)絡，網(wǎng)絡時延標準達到每百公里單向時延1 ms。同時將繼續(xù)保持綠色集約的建設原則，預計到2025年，PUE將控制在1.25以內，可再生能源使用率達到70%以上。

京津冀國家算力樞紐的算力發(fā)展對于北京市全球數(shù)字經(jīng)濟標桿城市具有重要意義。

首先，算力資源共享。通過京津冀國家算力樞紐節(jié)點內部的協(xié)同，張家口集群承載算力樞紐內大型數(shù)據(jù)中心建設，憑借其得天獨厚的地理優(yōu)勢，有效地降低了區(qū)域內數(shù)據(jù)繞轉時延，降低了長途傳輸費用，可以高效承接北京等地的實時性算力需求。

其次，綠色能耗支撐。張家口風光資源豐富，綠電供給占比較高，電力成本較低，能夠保障數(shù)據(jù)中心的能源綠色供給，協(xié)調北京市難以承擔的能耗指標。

再次，產業(yè)發(fā)展協(xié)同。數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展需要產業(yè)鏈和供應鏈的逐漸完善和協(xié)同發(fā)展，但是北京市的土地資源、能源供給均較為有限，生產成本和人力成本均高于周邊地區(qū)，產業(yè)鏈和供應鏈中的短板難以依托自身解決，通過京津冀國家算力樞紐建設，可以有效實現(xiàn)相關產業(yè)的疏解，補全產業(yè)鏈和供應鏈的短板，促進區(qū)域產業(yè)協(xié)同發(fā)展。

3 總結與建議

本文在對北京市全球數(shù)字經(jīng)濟標桿城市建設進展進行分析的基礎上，揭示了算力發(fā)展對數(shù)字經(jīng)濟產業(yè)發(fā)展的重要作用，算力也將成為制約數(shù)字經(jīng)濟核心產業(yè)進一步快速發(fā)展的重要生產力。而北京市受到各類資源約束，在算力發(fā)展方面只能走技術升級和區(qū)域協(xié)同的路徑。京津冀國家算力樞紐節(jié)點的建設，可以由張家口數(shù)據(jù)中心集群的建設提供支撐，張家口數(shù)據(jù)中心集群可有效承接北京市的算力需求，同時通過自身區(qū)位優(yōu)勢保障算力的綠色集約發(fā)展，實現(xiàn)產業(yè)鏈和工業(yè)鏈的協(xié)同高效發(fā)展。

但是，當前“東數(shù)西算”工程仍處于起步階段，京津冀國家算力樞紐節(jié)點的建設過程中依舊存在一些制約因素，影響了企業(yè)和政府在持續(xù)加大投入方面的積極性[14]。一方面，細化數(shù)據(jù)中心能耗指標的限制標準。數(shù)據(jù)中心作為高耗能產業(yè)，對能源的依賴尤為嚴重，盡管張家口可再生資源豐富，但當前機制下從電力需求端無法區(qū)分綠電與石化能源發(fā)電，數(shù)據(jù)中心仍舊受能耗指標的限制。因此，建議進一步細化數(shù)據(jù)中心能耗指標的限制標準，盡快從電力消費端區(qū)分不同來源的電力資源。另一方面，明確數(shù)據(jù)中心建設的投入與利益分配機制。數(shù)據(jù)中心建設需要大量的前期投入和地方財政的支持，因此，建議運營階段的利益分配更加側重于數(shù)據(jù)中心所在地，將稅收留在能耗當?shù)?，有效補充地方財政收入。