从ChatGPT到DeepSeek，大模型迅猛发展对数据中心能耗提出挑战——如何提高能源利用率，降低碳排放？
据2025年1月发布的《数据中心综合能耗及其灵活性预测报告》，预计到2030年，中国数据中心用电量将占全社会用电量的4.8%。一方面，可通过增加绿电占比，实现绿色低碳运营。另一方面，可将“废热”变为热源。
澎湃研究所研究员与余热回收技术相关企业交流后发现，中国数据中心余热回收利用尚处于萌芽期，与发展较为成熟的北欧国家相比，离产业化尚有差距，市场潜力还有待开发。因此，还需政府从协同机制、标准制定、标杆性项目方面予以更多支持。
“热数据”余热适合产城一体化
相比钢厂、化工厂产生的余热，数据中心是“无烟工厂”，产生的余热更加清洁。服务器等IT设备产生的大量余热通过空调等冷却系统，一般被直接排放到空气中而浪费了。可以使用热泵技术，从数据中心的冷却系统中收集余热，对热量“提纯”——提高温度，应用在区域供暖、生活热水、工业用热和农业温室等多种场景中。
不过，由于管道铺设成本、余热温度衰减问题，数据中心与供热需求方距离不宜太远。中国大部分数据中心回收的余热，较适宜供所在园区使用，一些位置偏远的数据中心，则适合供应给农业温室。
北京市热力集团有限责任公司王红霞等人在《数据中心余热回收技术及供暖应用》中建议，靠近城市居民小区以及全年有供热需求的工业园区，或靠近城市锅炉二次网供水区域，能够在数据中心采暖有效半径内利用数据中心余热。
一般来说，智能驾驶、金融类数据调用频次较多，对数据及时性要求较高，属于“热数据”，处理这类数据的数据中心更靠近城市；另一类主要用于存储财务数据等“冷数据”的数据中心，则相对远离城市。
这意味着，处理“热数据”的数据中心，需兼顾电力需求与城市发展，因此是竞争激烈的稀缺性资源。这类数据中心具有城市区位优势，相比位于偏远地区的钢厂、化工厂，更适合实现“产城一体化”，也有利于发挥数据中心的集聚效应，服务城市生活应用场景，将余热回收利用与对外供热进行有机结合。
需要技术应用，需要协同
丹麦、芬兰、瑞典等北欧国家在数据中心余热回收利用方面起步较早，应用案例较多。
2011年，芬兰赫尔辛基公共能源公司收集云计算数据中心废热，为企业建筑或居民建筑供暖，再将冷却后的气体输送回数据中心，给数据中心降温。
在丹麦，能效解决方案供应商丹佛斯（Danfoss）的数据中心余热回收利用解决方案，应用在了Facebook位于欧登塞的数据中心项目中。通过水管网回收数据中心的排热，并利用热泵将来自数据中心的温水配合额外的可再生能源，产生高温热水用于区域供暖，靠区域管网向社区中6900户居民供暖。
图片来源：丹佛斯（Danfoss）中国
相较而言，中国数据中心利用余热回收还处于探索阶段。亿安天下怀来云数据中⼼、腾讯天津滨海数据中心、阿里巴巴千岛湖数据中心、万国数据北京三号数据中心、UCloud优刻得乌兰察布云计算中心、中国移动哈尔滨数据中心、中国电信重庆云计算基地等在实践余热回收项目。
是什么阻碍了中国数据中心余热回收利用的应用发展？
一方面，数据中心余热回收落地应用场景，难在多方协同。“数据中心余热回收应用的难点已经超过了数据中心本身。”丹佛斯中国区总裁、丹佛斯中国传动事业部负责人徐阳告诉澎湃研究所研究员。比如，为周边居民区供热时，供热管网设施建设，牵扯多个利益相关方，包括政府、房产公司、热力公司。
2022年，丹佛斯在落地实施园区综合能源利用项目时，与天津武清经济技术开发区高村科技创新园、天津国网综合能源合作，期间与当地政府、园区管委会进行了多次沟通。最终，通过周边2个数据中心的5000个机架的散热量获取余热，满足周边附近办公楼、酒店、商业区的采暖、制冷、生活热水等供能需求，供能面积约10.345万平方米。
另一方面，数据中心余热品质较低，如何系统化应用技术是关键。虽然数据中心余热丰富，但需通过热泵等技术，将其转化为高品位热能，才能用于区域供暖、生活热水等。据了解，从全球看，数据中心余热回收利用的每一项局部技术均已具备。但在中国，这些技术的应用才刚刚起步。因此，如何将局部技术形成系统化应用，是中国数据中心余热回收利用的关键。尽管丹佛斯是一家丹麦企业，但其在中国持续投资近30年，包括数据中心余热回收利用解决方案在内的相关产品，已实现中国本土团队创新及直接生产。“技术难点并非某项技术，而在于如何将其应用在复杂系统中，探索出如何做成一项系统性工程。”徐阳说。
支持既要可量化也要有标杆性示范
政策鼓励是一方面，最终还是要靠市场的力量。2024年7月，《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》提出，加强数据中心余热回收利用，鼓励企业自建热量回收系统，用于园区供热、城市供暖、设施农业等。
一是形成有效的规划协同机制，算好能耗的“经济账”，既要实现整体利益最大化，也要让参与者从中获益。要加大数字化力度，通过可视化手段，让相关参与者看到可量化的成效，将能源消耗的投资回报账算得更清楚。以丹佛斯为例，数据中心余热回收利用的投资回报周期，通常在2至3年左右。这一时间，也因技术、能效、稳定性的不同而异。
二是进一步细化政策，通过标准带动产业发展。《上海市数据中心建设导则（2021版）》提出了“综合PUE”指标。在PUE（该指标是电能利用效率，评价数据中心的核心指标，指数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源的比值）基础上，将余热利用纳入标准体系。“综合PUE更能综合客观评价数据中心的电能利用效率。上海从标准制定角度，推动数据中心余热回收利用，这一示范效应非常重要，值得推广应用。只有政企协力，在实践中不停尝试、验证，才能实现数据中心余热回收利用的产业化。”徐阳说。
三是鼓励更多标杆性试点项目，逐渐拉动整个产业链。比如，位于北京经济技术开发区的万国数据恒长数据中心余热回收项目，是北京首个成功实现余热回收对外供热的项目，年供热量达4000GJ，年减少二氧化碳排放166.6吨。政府通过打造更多标杆性项目，主动牵头链接供需方，可加速数据中心余热回收利用从萌芽期走向产业化。
就区域而言，相比北方地区，未来长江流域以南等未提供集中供暖的地区，将更有可能应用数据中心余热回收利用，尤其是长三角地区。徐阳认为，一方面是因为长三角地区供暖，呈现出典型的市场经济特征，因此优质、成本低、环保降碳的热源，具备推广机会；另一方面，经济发展较快、数据中心分布较多的长三角地区，存在提升生活舒适度的用户需求，具备市场空间。
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