江蘇“數(shù)算碳”融合新模式構(gòu)建研究

摘要：加強數(shù)據(jù)、算力和能源的協(xié)同聯(lián)動是實現(xiàn)算力綠色低碳化、推動數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵途徑。目前，國內(nèi)“數(shù)算碳”融合發(fā)展實踐已取得良好進展，江蘇作為數(shù)算需求大省也加快了推動算力綠色化發(fā)展的步伐。然而，其仍面臨著數(shù)算需求與綠色能源資源供需失衡、相關(guān)政策標準體系尚不完善等挑戰(zhàn)。為此，文章建議加快構(gòu)建綠色普惠型算力網(wǎng)、推進高速安全型數(shù)聯(lián)網(wǎng)、培育“數(shù)算碳”產(chǎn)業(yè)融合生態(tài)，由點及面、由面成網(wǎng)，系統(tǒng)性構(gòu)建江蘇“數(shù)算碳”融合新模式，為數(shù)字經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展提供堅實支撐。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)；算力；碳力；“數(shù)算碳”；融合新模式；江蘇省

中圖分類號：F49" 文獻標志碼：A

0 引言

隨著我國數(shù)字經(jīng)濟規(guī)模和質(zhì)量的快速提升，作為數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展“基礎(chǔ)底座”的數(shù)據(jù)中心的耗電量和碳排放量也不斷增加。2021年，國家發(fā)展改革委等部門印發(fā)的《關(guān)于嚴格能效約束推動重點領(lǐng)域節(jié)能降碳的若干意見》將數(shù)據(jù)中心定位為高能耗基礎(chǔ)設(shè)施^［1］，并明確提出建設(shè)利用綠色數(shù)據(jù)中心。在此之后，《全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實施方案》《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃（2021—2023年）》《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動計劃》《關(guān)于深入實施“東數(shù)西算”工程 加快構(gòu)建全國一體化算力網(wǎng)的實施意見》《數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展專項行動計劃》等系列政策的出臺，為推動我國算力基礎(chǔ)設(shè)施綠色高質(zhì)量發(fā)展提供了重要指導(dǎo)。

近年來，江蘇省先后出臺《江蘇省新型數(shù)據(jù)中心統(tǒng)籌發(fā)展實施意見》《江蘇省“算網(wǎng)江蘇”建設(shè)三年行動計劃（2023—2025年）》《江蘇信息通信業(yè)2024年新型信息基礎(chǔ)設(shè)施提升行動實施方案》《江蘇省算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展專項規(guī)劃》等一系列政策文件，明確指出要構(gòu)建綠色高效的算力基礎(chǔ)設(shè)施，對數(shù)據(jù)中心能源消費總量與強度提出更為嚴格的要求。立足江蘇數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展所需，如何構(gòu)建具有江蘇特色的“數(shù)算碳”融合發(fā)展模式，成為當前值得深入思考的重要問題。

1 “數(shù)算碳”融合新模式的框架范式

“數(shù)算碳”融合新模式是解決算力高需求和能耗碳限制雙重約束的可選方案，目標是要在充分釋放數(shù)據(jù)要素價值、提升算力建設(shè)的同時降低碳排放，即升算降碳（見圖1）。

“數(shù)算碳”融合新模式中的“數(shù)”指的是數(shù)據(jù)要素體系，在“數(shù)算碳”融合發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用；“算”指的是算力體系，集信息計算力、網(wǎng)絡(luò)運載力、數(shù)據(jù)存儲力于一體?！皵?shù)算碳”融合新模式中，數(shù)據(jù)要素體系和算力體系相互依賴、相互促進，其耦合關(guān)系是“數(shù)算碳”融合模式的基座。一方面，數(shù)據(jù)驅(qū)動算力發(fā)展。數(shù)據(jù)作為算力應(yīng)用的輸入端資源，提供了執(zhí)行計算任務(wù)所需的信息和材料，數(shù)據(jù)的質(zhì)量、完整性和準確性對于算力的應(yīng)用效果影響頗深。數(shù)據(jù)的分析和挖掘可以揭示數(shù)據(jù)背后的規(guī)律和趨勢，為算力優(yōu)化提供方向。另一方面，算力可以支持數(shù)據(jù)處理、促進數(shù)據(jù)傳輸。在加快計算速度、提高數(shù)據(jù)處理效率的同時，算力也可以支持數(shù)據(jù)挖掘、機器學(xué)習(xí)和人工智能等技術(shù)的應(yīng)用，從大量的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)隱藏的模式和關(guān)聯(lián)，提供有價值的信息。

“數(shù)算碳”融合新模式中的“碳”指的是碳力，本文更關(guān)注其綠色低碳發(fā)展方面，即以“雙碳”目標為引領(lǐng)，促進經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型。在“數(shù)算碳”融合新模式中，綠色低碳目標與數(shù)、算需求的旺盛發(fā)展應(yīng)當保持相對均衡，數(shù)據(jù)要素體系、算力體系與碳力體系的耦合關(guān)系是“數(shù)算碳”融合新模式的重要內(nèi)容。一方面，綠色低碳助力提升數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展效能。通過加快散熱和用能技術(shù)等綠色技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用、創(chuàng)新高端芯片和超算等領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)、加強先進計算和算網(wǎng)融合等技術(shù)布局及推動用能方式轉(zhuǎn)型等促進數(shù)據(jù)中心綠色升級，能夠極大提升計算效率，賦能各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。另一方面，綠色低碳加快推進綠色技術(shù)和產(chǎn)品應(yīng)用。液冷、余熱利用、儲能等技術(shù)，綠證綠電交易等新交易品種以及零碳數(shù)據(jù)中心、零碳云、綠色云電腦、綠色云盤等綠色產(chǎn)品都是促進數(shù)據(jù)中心高質(zhì)量發(fā)展的實踐成果。

2 “數(shù)算碳”融合發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國內(nèi)“數(shù)算碳”融合發(fā)展實踐

根據(jù)“東數(shù)西算”工程規(guī)劃和實際算力布局情況，我國各地早已開展“數(shù)算碳”融合實踐，推動綠色高質(zhì)量算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。在此過程中，東西部地區(qū)均將政策目標聚焦在PUE值（即電能利用效率，指數(shù)據(jù)中心總耗電量與IT設(shè)備耗電量的比值，PUE數(shù)值大于1，越接近1表明用于IT設(shè)備的電能占比越高，制冷、供配電等非IT設(shè)備耗能占比越低）的有效約束和綠色能源的廣泛應(yīng)用上（見表1）。

由于數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展程度和綠色能源稟賦存在差異，東西部地區(qū)對綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的要求有所不同。在PUE值約束方面，西部地區(qū)PUE預(yù)期值較東部更為嚴格，多數(shù)東部省份提出到2025年數(shù)據(jù)中心PUE降至1.3以內(nèi)，而西部省份如貴州、寧夏、青海等則提出2025年數(shù)據(jù)中心PUE控制在1.2以下。在綠色能源應(yīng)用目標方面，大多數(shù)西部省份提出到2025年集群可再生能源使用率提高至50%以上，其中，青海省提出到2025年全省大數(shù)據(jù)中心清潔能源使用率達到100%，并已建成全國首個100%清潔能源可溯源綠色大數(shù)據(jù)中心。東部省份如廣東、福建等提出逐步提高可再生能源比例，鼓勵開展綠電和綠證交易。此外，由于東部地區(qū)數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展水平較高，其已在綠色節(jié)能技術(shù)和設(shè)備應(yīng)用、綠色數(shù)據(jù)中心指標建設(shè)、產(chǎn)業(yè)生態(tài)打造等方面開展了較為前沿的探索。

2.2 江蘇推進“數(shù)算碳”融合發(fā)展的現(xiàn)狀

江蘇推進“數(shù)算碳”融合發(fā)展具有良好的基礎(chǔ)條件。數(shù)據(jù)方面，江蘇積極推進數(shù)據(jù)資源體系建設(shè)，數(shù)據(jù)產(chǎn)量位列全國前5，數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭強勁。算力方面，江蘇省在用算力規(guī)模已經(jīng)達到18EFLOPS，在用數(shù)據(jù)中心標準機架超59萬架，在建算力超過25EFLOPS^［2］，綜合算力評價排名全國第2^［3］。碳力方面，能源結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，可再生能源裝機占比達36.4%^［4］，以海上風電、光伏發(fā)電為代表的新型能源體系加快建設(shè)。當前，江蘇省內(nèi)已有許多地區(qū)憑借自身資源稟賦優(yōu)勢、靠近需求市場等有利條件開展了“數(shù)算碳”融合模式的先行探索，例如如東正在利用自身清潔能源優(yōu)勢，推進智算產(chǎn)業(yè)園建設(shè)。

在全面審視與深入分析我國“數(shù)算碳”融合實踐的現(xiàn)狀時，東西部地區(qū)均呈現(xiàn)出各自獨特的挑戰(zhàn)與發(fā)展路徑。西部地區(qū)主要面臨如何有效吸引、承接?xùn)|部數(shù)算需求，加速本地市場培育發(fā)展，克服綠色能源轉(zhuǎn)化過程和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)扰涮谆A(chǔ)設(shè)施建設(shè)中資金、技術(shù)制約的難題。轉(zhuǎn)向東部，作為數(shù)算需求高地的江蘇省，則面臨著數(shù)算需求與綠色能源資源供需失衡的突出矛盾，相關(guān)政策標準體系尚待完善的挑戰(zhàn)。具體來說，一是數(shù)算需求與綠色能源電力生產(chǎn)呈逆向分布，江蘇省內(nèi)約60%的負荷分布在長江以南地區(qū)，約99%的風電和66%的光伏發(fā)電裝機分布在長江以北地區(qū)^［5］。二是數(shù)據(jù)中心建設(shè)耗能約束較高，《江蘇省算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展專項規(guī)劃》提出2030年實現(xiàn)集群內(nèi)數(shù)據(jù)中心平均PUE＜1.25，太陽能、風能、冷能等可再生能源利用率達到25%以上^［2］。三是相關(guān)政策指導(dǎo)和支持力度不足，北京、廣東、浙江、上海等省份紛紛出臺數(shù)據(jù)中心節(jié)能審查、綠色高效發(fā)展以及算力資源調(diào)度等相關(guān)的規(guī)劃計劃和行動方案。江蘇算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)布局和規(guī)劃稍顯滯后，如江蘇算力調(diào)度中心建設(shè)方案仍在研究探索，省各相關(guān)要素保障部門的聯(lián)合扶持和屬地政府的政策保障力度不夠^［6］。四是產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)尚未有效建立，數(shù)據(jù)、算力與能源在協(xié)同融合應(yīng)用層面的探索尚淺，缺乏深度的資源整合與高效的利用機制。同時，產(chǎn)業(yè)鏈上下游之間的協(xié)同合作機制尚未健全，合作緊密度不夠，難以匯聚成推動江蘇“數(shù)算碳”融合發(fā)展的強大合力。

3 江蘇推動“數(shù)算碳”融合發(fā)展的建議

為有效解決上述問題，建議從加快構(gòu)建綠色普惠型算力網(wǎng)、推進高速安全型數(shù)聯(lián)網(wǎng)、培育“數(shù)算碳”產(chǎn)業(yè)融合生態(tài)3個層面，由點及面、由面成網(wǎng)，系統(tǒng)性構(gòu)建江蘇“數(shù)算碳”融合新模式。

3.1 加快構(gòu)建綠色普惠型算力網(wǎng)

一是推動數(shù)據(jù)中心綠色升級。充分利用蘇北地區(qū)太陽能、海上風能、潮汐能、LNG冷能等能源優(yōu)勢，優(yōu)先在氣候條件良好、自然災(zāi)害較少的地區(qū)推進綠色低碳數(shù)據(jù)中心建設(shè)。同時，采用源網(wǎng)荷儲等技術(shù)解決清潔能源消納過程中電網(wǎng)波動性等問題以及推動綠電交易市場發(fā)展等改善用能結(jié)構(gòu)。加大創(chuàng)新力度，在設(shè)計、運營、監(jiān)管等生命周期全流程應(yīng)用液冷、余熱回收利用、視聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，提高數(shù)據(jù)中心資源利用率和運行效益。

二是引導(dǎo)算力資源優(yōu)化布局。以需求為牽引、應(yīng)用為導(dǎo)向，按照“雙核三區(qū)四基地”總體布局推進江蘇省內(nèi)數(shù)據(jù)中心建設(shè)。構(gòu)建“云邊端”協(xié)同融合架構(gòu)，促進“云邊端”算力泛在化分布、協(xié)同發(fā)展。推動算力結(jié)構(gòu)多元配置，根據(jù)江蘇省內(nèi)各設(shè)區(qū)市各行業(yè)各領(lǐng)域的不同業(yè)務(wù)場景需求，有序推進區(qū)域通用、智能和超級算力協(xié)同發(fā)展的供給體系建設(shè)。此外，相比通用算力，智算功耗要大得多，為滿足未來智算供給建設(shè)需求，需統(tǒng)籌考慮能耗管理要求^［7］。

三是推進算力資源協(xié)同調(diào)度。摸排算力資源，形成江蘇省算力基礎(chǔ)設(shè)施及算力資源輸出能力摸排清單。依托長三角算力資源調(diào)度江蘇核心吳江、江蘇省算力資源調(diào)度核心南京，建設(shè)互聯(lián)互通、高效協(xié)同的算力網(wǎng)絡(luò)，逐步實現(xiàn)多元異構(gòu)算力跨域調(diào)度編排^［2］。構(gòu)建江蘇省公共算力服務(wù)資源池，建設(shè)省級算力服務(wù)平臺，推動省內(nèi)多層級算力調(diào)度平臺與國家算力平臺對接。同時，開展算力計量、感知、調(diào)度、交易等方面標準制定，加快算力調(diào)度技術(shù)研發(fā)，完善算力交易機制體系，打造算網(wǎng)安全保障體系，配套保障省內(nèi)算力資源的統(tǒng)一調(diào)度。

3.2 推進高速安全型數(shù)聯(lián)網(wǎng)建設(shè)

一是加強網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。提高網(wǎng)絡(luò)帶寬，通過升級網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、鋪設(shè)更高速的光纖網(wǎng)絡(luò)，加快數(shù)據(jù)傳輸速度。優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)路由，通過優(yōu)化配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、使用更先進的路由協(xié)議、合理規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)等，減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t，提高網(wǎng)絡(luò)性能。增強網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性，定期維護網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，防止設(shè)備故障導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)中斷，確保數(shù)聯(lián)網(wǎng)高效穩(wěn)定運行。

二是促進技術(shù)體系創(chuàng)新應(yīng)用。在數(shù)聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過程中，采用“平臺+網(wǎng)絡(luò)+數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點”分層架構(gòu)，打造端到端業(yè)務(wù)服務(wù)框架體系，著力推動數(shù)算網(wǎng)融合、大規(guī)模分布式協(xié)同計算、網(wǎng)絡(luò)化可信隱私計算、安全合規(guī)、數(shù)據(jù)流通全鏈路管控等方面的技術(shù)創(chuàng)新^［8］。同時，推廣應(yīng)用防火墻、入侵檢測、數(shù)據(jù)加密以及人工智能、區(qū)塊鏈等新興的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，提高數(shù)聯(lián)網(wǎng)的安全防護能力。

三是構(gòu)建數(shù)據(jù)流通協(xié)同框架。加強跨行業(yè)合作，出臺相關(guān)政策，鼓勵構(gòu)建包括數(shù)據(jù)提供方、數(shù)據(jù)需求方、數(shù)據(jù)交易提供方、監(jiān)管方、數(shù)據(jù)商以及第三方專業(yè)服務(wù)機構(gòu)六方數(shù)據(jù)流通產(chǎn)業(yè)生態(tài)，協(xié)同推進高速安全型數(shù)聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。此外，培養(yǎng)跨界人才和加強知識產(chǎn)權(quán)保護也是支撐數(shù)據(jù)流通產(chǎn)業(yè)生態(tài)各方，促進數(shù)據(jù)流通大市場建設(shè)的重要舉措。

3.3 培育“數(shù)算碳”產(chǎn)業(yè)融合生態(tài)

一是聚焦市場需求，精準招引企業(yè)?；诮K省內(nèi)各設(shè)區(qū)市在自然資源稟賦、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人才資源、市場環(huán)境和技術(shù)水平等方面的差異，識別各自發(fā)展基礎(chǔ)、找準發(fā)展定位。把握市場導(dǎo)向，精準制定招商策略，在企業(yè)開辦、稅收征管、財稅支持、金融服務(wù)、信用服務(wù)等方面加大支持力度，以吸引“數(shù)算碳”產(chǎn)業(yè)鏈上的目標企業(yè)落戶。同時，也要以數(shù)字政府服務(wù)效能的提高不斷優(yōu)化營商環(huán)境，充分激發(fā)市場活力。

二是推進產(chǎn)業(yè)協(xié)同，打造全產(chǎn)業(yè)鏈。優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，通過政策引導(dǎo)和市場機制作用，推動“數(shù)算碳”產(chǎn)業(yè)合理高效布局上、中、下游企業(yè)，實現(xiàn)省內(nèi)外“數(shù)算碳”產(chǎn)業(yè)鏈縱向延伸、橫向協(xié)同。搭建“數(shù)算碳”產(chǎn)業(yè)合作平臺，以數(shù)算產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)為抓手，推動“數(shù)算碳”產(chǎn)業(yè)集群和創(chuàng)新生態(tài)圈建設(shè)，加強跨行業(yè)企業(yè)間的交流合作，實現(xiàn)優(yōu)勢互補、資源共享、效率提升，增強整體競爭力。

三是強化政策支持，保障要素配置。制定針對“數(shù)算碳”產(chǎn)業(yè)的專項政策，明確產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向和目標，提供包括財政資金支持、稅收優(yōu)惠、金融扶持、人才培養(yǎng)、電價、能耗指標等方面的政策支持和保障。優(yōu)化要素配置，通過政策引導(dǎo)和市場機制，促進土地、能源、人才等各類要素向“數(shù)算碳”產(chǎn)業(yè)集聚；通過設(shè)立專項基金、引導(dǎo)社會資本投入等方式，加強“數(shù)算碳”產(chǎn)業(yè)的金融支持。

4 結(jié)語

在數(shù)字經(jīng)濟與“雙碳”目標的交匯下，“數(shù)算碳”融合成為推動我國經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的重要選擇。江蘇省作為數(shù)算需求大省，需順應(yīng)綠色轉(zhuǎn)型趨勢，協(xié)同數(shù)據(jù)、算力和能源之間的動態(tài)平衡，推動構(gòu)建綠色普惠型算力網(wǎng)與高速安全型數(shù)聯(lián)網(wǎng)，并培育“數(shù)算碳”產(chǎn)業(yè)融合生態(tài)，以實現(xiàn)數(shù)字化與綠色化的高質(zhì)量發(fā)展。這既是對“雙碳”目標的響應(yīng)，也是促進經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級的重要路徑。

參考文獻

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（編輯 李春燕）

Research on the construction of a novel integration model of “Data， Computing Power and Carbon ” in Jiangsu province

FU" Qing1， WANG" Zhongrui^1*， ZHANG" Hong2， CAO" Zhenting2

（1.Jiangsu Big Data Management Center， Nanjing 210036， China; 2.Nanjing Nanshu Data Operations Research Institute Co.， Ltd.， Nanjing 210000， China）

Abstract： "Strengthening the collaborative linkage between data， computing power， and energy is a key way to achieve green and low-carbon computing power and promote high-quality development of the digital economy. At present， good progress has been made in the integrated development of “Data， Computing Power， and Carbon” in China， and Jiangsu， as a province with high demand for digital computing， has also accelerated the pace of promoting the green development of computing power. However， it still faces challenges such as an imbalance between the demand for digital computing and the supply and demand of green energy resources， and an incomplete system of relevant policy standards. To this end， the article suggests accelerating the construction of a green and inclusive computing power network， promoting high-speed and secure data switching service network， cultivating a “Data， Computing Power， and Carbon” industry integration ecosystem， and systematically building a new model of “Data， Computing Power， and Carbon” integration in Jiangsu from point to surface， providing solid support for the sustainable development of the digital economy.

Key words： data; computing power; carbon management capability; “Data， Computing Power， and Carbon”; novel integrated model; Jiangsu province

作者簡介：付勍（1989—），男，經(jīng)濟師，工程師，碩士；研究方向：數(shù)字經(jīng)濟和數(shù)字化轉(zhuǎn)型政策。

*通信作者：汪忠瑞（1994—），男，經(jīng)濟師，碩士；研究方向：經(jīng)濟法學(xué)，數(shù)字經(jīng)濟，數(shù)據(jù)管理。