算力网络与绿色算力一体化发展深度研究报告
作者单位:淞基科技(上海)有限公司、淞基信息通信研究院
报告日期:2026 年 6 月
免责声明
1. 本报告由淞基科技(上海)有限公司、淞基信息通信研究院独立调研编制,报告内容仅用于行业研究、产业参考与内部战略分析,不构成任何项目投资、工程建设、商业合作、政策申报的法定依据与操作指引。
2. 报告所引用产业规模、能耗、碳排放、技术参数、政策条文等数据,均来源于国家发改委、工信部、中国信息通信研究院、ODCC 开放数据中心委员会、权威媒体公开披露文件及行业第三方机构公开白皮书,数据存在统计口径、更新周期差异,不保证绝对实时、完整与无偏差。
3. 本报告对 Chiplet 芯片、液冷散热、算网调度、边缘智算协同等技术路线的研判,基于当前产业成熟度推演,技术迭代、政策调整、供应链波动均可能改变行业发展路径,相关预测仅供中长期趋势参考。
4. 任何机构、个人基于本报告内容做出商业决策、项目投资、技术选型而产生的经济损失、合规风险,本单位不承担任何连带法律与经济责任;未经作者单位书面授权,禁止全文转载、篡改、商用出版,节选引用须完整标注作者与报告来源。
5. 报告中提及的企业、园区、示范项目仅作技术案例分析,不代表作者单位对相关企业产品、服务、商业模式的背书。
数据来源说明
1. 政策文件:国家发改委《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(发改数据〔2023〕1779 号)》、工信部《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》、四部委《关于促进人工智能与能源双向赋能的行动方案(国能发科技〔2026〕34 号)》、GB 40879《数据中心能效限定值及能效等级》、GB43630-2023《塔式和机架式服务器能效限定值及能效等级》、T/CCSA 530-2024《算力中心绿色等级技术要求和测评方法》。
2. 产业统计数据:中国信息通信研究院《绿色算力发展研究报告(2025)》《智算中心液冷产业全景研究报告(2025)》、ODCC 开放数据中心委员会年度算力基础设施白皮书、2023-2026 算力产业季度监测数据。
3. 能耗与碳排数据:新华网、经济参考报、北极星电力网公开算电协同项目调研数据、国家能源局绿电算力试点公示数据、各东数西算集群年度能耗审计报告。
4. 技术案例与参数:中国移动长三角云计算中心、甘肃庆阳绿电算力园区、宁夏中卫算电直供基地、合肥浸没式液冷智算中心公开技术白皮书、国内头部液冷、Chiplet 芯片厂商公开技术方案文档。
5. 行业趋势预测:赛智产业研究院、中国信通院算力产业中长期发展预测模型,2026 年算力产业链景气度分析报告。
一、绪论
1.1 研究背景
数字经济已成为驱动我国高质量发展的核心引擎,算力作为数字时代新型生产力,是人工智能、大数据、工业互联网、元宇宙等产业的底层核心底座。中国信通院数据显示,我国算力总规模近五年年均增速接近 30%,2024 年底全国总算力规模达 280EFLOPS,2026 年一季度智能算力规模突破 1882EFLOPS,算力基础设施机架总量突破 810 万标准机架,稳居全球算力供给第一梯队。
算力产业高速扩张的同时,能耗与碳排放压力同步凸显。2025 年全国数据中心总用电量达 1960 亿千瓦时,占全社会总用电量 1.9%,较 2022 年 1300 亿千瓦时大幅增长;行业测算显示,若无系统性绿色转型,2030 年算力行业用电量或将突破 7000 亿千瓦时,占全社会用电量 5% 以上,与我国 “2030 碳达峰、2060 碳中和” 战略目标形成显著约束矛盾。
在此背景下,国家顶层设计锚定 “一体化、绿色化、智能化” 三重主线,全面推进东数西算国家工程,构建全国一体化算力网络,同步出台算力能效强制性标准、绿电算力准入规则、ICT 行业碳减排专项政策,推动算力产业从 “规模扩张” 转向 “绿色提质”。产业端逐步形成完整技术体系:算网一体智能调度实现跨区域算力资源错峰低碳分配、智算中心与边缘算力分层协同降低无效算力传输损耗、Chiplet 异构算力芯片从源头提升单瓦算力产出、液冷散热 + 余热回收大幅削减机房制冷能耗、全链路 ICT 碳核算与能效标准体系落地规范行业绿色运营。
本报告围绕 “算力网络 + 绿色算力” 双核心,串联东数西算空间布局、算网智能调度、云边算力协同、芯片底层能效、机房液冷余热利用、ICT 全产业链碳减排六大核心板块,梳理技术架构、产业现状、典型实践、现存瓶颈与中长期发展路径,为政企算力基础设施规划、绿色算力项目落地、产业链技术迭代提供完整研究参考。
1.2 核心概念界定
(1)算力网络
算力网络是以高速光传输网、算力调度平台为载体,打通跨区域、跨厂商、跨业态通用算力、智能算力、超算算力、边缘算力的一体化基础设施体系,依托算网协同调度系统,实现算力、网络、存储、能源资源统一感知、统一分配、统一运维,分为三级时延架构:1ms 城市本地算力网、5ms 区域算力协同网、20ms 跨东数西算枢纽国家级算力大通道,是东数西算工程的核心载体。
(2)绿色算力
绿色算力指算力全生命周期低碳化体系,覆盖芯片设计、服务器整机、机房散热、电力供给、算力调度、余热回收、设备回收七大环节,核心衡量指标包含 PUE(电能利用效率)、单瓦算力产出、绿电使用占比、单位算力碳排放强度四大维度,核心落地抓手为东数西算空间优化、液冷节能、绿电直供、碳感知智能调度。
(3)算网一体调度
区别于传统独立云平台调度,算网一体调度融合网络时延、算力负载、区域电价、绿电出力、碳排放强度多维度因子,建立碳感知调度算法,在保障业务 SLA 前提下,将高能耗离线 AI 训练、大数据存储业务迁移至西部高绿电、低电价算力枢纽,实时均衡东西部算力负荷,实现算力资源与清洁能源动态匹配。
(4)智算中心与边缘算力协同
分层算力供给体系:智算中心承担大模型训练、海量数据离线处理等高算力需求业务,部署于东数西算八大枢纽;边缘算力下沉至城市区县、工业园区、交通站点,承载实时推理、物联网采集、本地低时延交互业务,通过算力网络实现 “中心训练、边缘推理、双向数据同步”,减少长距离数据传输能耗。
(5)Chiplet 算力芯片
芯粒异构集成技术,通过先进封装将计算芯粒、存储芯粒、IO 芯粒拆分集成,规避单芯片面积、散热、良率瓶颈,同等功耗下大幅提升算力密度,是国产 AI 芯片、通用 CPU 提升能效的核心底层技术路径。
(6)液冷与余热利用
新一代机房散热技术,分为冷板式液冷、浸没式相变液冷两类,相比传统风冷制冷能耗降低 50%-60%,机房 PUE 可降至 1.04-1.2 区间;液冷循环热水稳定维持 40-60℃,可回收用于城市供暖、工业生产、园区供热,实现算力废热资源化循环。
(7)ICT 碳减排与能效标准
覆盖通信网络、算力机房、终端设备全 ICT 产业链的碳核算、节能改造、能效准入体系,包含强制性国标、行业团体标准、绿色算力分级测评规范,建立算力项目节能审查、差别电价、绿电准入的合规约束机制。
1.3 研究框架与研究价值
本报告共分为六大主体章节,依次剖析东数西算战略下算力网络布局、算网一体智能调度体系、云边分层算力协同架构、Chiplet 绿色算力芯片技术路线、液冷散热与余热回收落地实践、ICT 行业碳减排政策与标准体系,最后总结行业现存痛点并提出产业发展对策。
研究价值分为三层:战略层面,梳理国家东数西算与双碳政策融合逻辑,厘清全国绿色算力顶层发展路径;产业层面,完整串联算力上游芯片、中游机房散热、下游算网调度、能源协同全产业链技术体系;实操层面,提供可落地的绿色算力项目技术选型、调度方案、合规标准参考,适配政府算力园区规划、科技企业智算中心建设、通信运营商算力网络升级等多元场景。
二、东数西算战略下一体化算力网络绿色布局体系
2.1 东数西算工程绿色低碳顶层设计
2022 年国家正式启动东数西算工程,布局京津冀、长三角、粤港澳、成渝、内蒙古和林格尔、宁夏中卫、甘肃庆阳、贵州贵安八大国家算力枢纽节点,划分 10 个国家级数据中心集群,核心战略逻辑为东西资源互补、算力与清洁能源空间匹配:东部地区产业密集、实时业务需求高,但土地、电力资源紧张、电价高、绿电稀缺;西部风光水清洁能源富集、土地成本低廉、电价优势显著,适合承载离线存储、AI 大模型训练、灾备存储等非实时高能耗算力业务,从空间布局源头降低算力行业整体碳排放。
国家发改委配套文件明确硬性绿色约束指标,成为算力网络建设准入红线:
1. 八大枢纽新建算力中心绿电使用占比不低于 80%,未达标项目不予能耗审批、禁止并网运营;
2. 国家枢纽节点新建大型智算中心 PUE 强制≤1.25,优先规模化部署液冷散热系统;
3. 2025 年底前,枢纽节点新增算力占全国新增总算力 60% 以上,算力资源上架率显著高于全国平均水平;
4. 构建算力电力双向协同机制,配套风光储能、绿电直供专线,推进算力负荷参与电网调峰消纳新能源。
产业落地数据显示,工程实施以来西部总算力占比从 2020 年不足 20% 提升至 2025 年 38%;内蒙古和林格尔枢纽总算力规模 28 万 P,智能算力占比 93%,绿电使用比例超 80%;甘肃庆阳 200 万千瓦绿电聚合项目年发电量近 20 亿千瓦时,每年减少二氧化碳排放 161.57 万吨;宁夏中卫全国首个算电直供项目年供电 43 亿千瓦时,全覆盖园区算力用电,年减碳 365 万吨,充分验证东西算力空间转移的低碳价值。
2.2 全国三级算力网络架构与绿色传输机制
一体化算力网络依托 70 余条跨枢纽高速算力大通道,搭建三级分层时延网络,通过差异化业务分配降低长距离数据传输能耗,减少网络设备持续耗电损耗:
1. 1ms 城市本地算力网:东部一二线城市边缘算力节点、本地 IDC 集群,承载自动驾驶、工业实时控制、视频直播、政务实时交互等低时延刚需业务,数据不出市域,避免跨区域传输能耗;
2. 5ms 区域算力协同网:京津冀、长三角、粤港澳城市群内部算力互通,区域内完成中小规模 AI 推理、本地大数据处理,平衡算力负载,优化区域电网用电峰谷;
3. 20ms 跨枢纽国家级算力通道:东部高时延容忍业务(大模型训练、冷数据存储、离线仿真、数据灾备)通过高速光网调度至西部八大枢纽,依托西部低价绿电降低算力单位碳排。
传统独立云平台存在算力孤岛问题,东部闲置算力无法调度、西部绿电算力利用率不足,造成双重能源浪费;算力网络通过统一算力网关、光传输优化、带宽智能调度,削减跨区域传输设备冗余,测算显示完整算网体系落地后,全国算力网络整体传输能耗可降低 22% 以上。
2.3 算力网络绿色发展现存空间布局短板
第一,东西算力调度配套基础设施不均衡,部分西部枢纽高速算力通道带宽不足,东部海量离线数据向西传输存在网络拥堵,增加传输设备待机能耗;
第二,区域算电协同机制落地进度分化,内蒙古、宁夏、甘肃绿电直供体系成熟,贵州、成渝风光储能配套不足,绿电消纳能力受限;
第三,东部存量老旧 IDC 改造难度大,大量 2018 年前建成机房 PUE 普遍高于 1.5,风冷为主、无余热回收系统,存量算力绿色化改造缺乏标准化方案与资金支撑;
第四,跨区域算力交易、碳减排计量统一体系尚未完全成型,东西算力低碳调度的碳收益无法量化结算,市场驱动动力不足。
三、算网一体智能调度:绿色算力动态优化核心技术体系
3.1 碳感知算网一体调度底层架构
算网一体调度是实现算力网络低碳运行的核心操作系统,区别于传统仅考量算力负载、时延的调度平台,新一代调度系统构建 \\“算力 - 网络 - 能源 - 碳排” 四维感知模型 \\,底层架构分为四层:
1. 感知采集层:对接全国算力机房能耗监测系统、风光电站出力预测平台、电力分时电价系统、算力服务器负载采集模块、光传输网络时延与带宽监测设备,实时采集单机房 PUE、绿电瞬时占比、单位算力碳排放、链路传输损耗、服务器空闲率多维度数据;
2. 统一调度中台层:搭建异构算力资源池,兼容通用 CPU 算力、AI 加速卡智算、边缘轻量化算力、超算集群,内置碳感知智能调度算法,自动计算不同算力节点完成相同业务的碳排放量;
3. 业务分层分配层:根据业务时延阈值、算力需求规模、运行时长自动分级,实时匹配最优低碳算力节点:离线大模型训练自动调度至西部高绿电低电价枢纽,实时推理业务留存东部城市边缘节点,夜间东部算力闲置时段承接东部本地离线业务,平抑西部日间绿电出力波动;
4. 运维与碳核算输出层:自动生成全链路算力碳排放台账、机房节能优化报表、绿电消纳统计数据,对接国家 ICT 碳减排监测平台,满足政策节能审查、碳披露合规要求。
工信部算力强基揭榜行动明确技术目标:2026 年前建成千万核级跨域碳感知算力调度平台,形成标准化算力碳排放度量体系,通过智能调度使大型算力中心可再生能源利用率提升 30% 以上。
3.2 低碳调度核心算法与节能机理
核心调度算法包含三大模块,协同实现算力全链路减碳:
(1)分时负荷错峰调度算法
同步联动电网峰谷电价、风光发电时序规律,日间西部风电光伏出力高峰,将高能耗 AI 训练任务批量迁移至西部算力集群;夜间东部工商业用电低谷,启动东部存量闲置算力承接中小型离线计算任务,避免西部储能设备充放电额外能耗,同时降低东部电网峰期供电压力。以长三角算力网络示范项目测算,错峰调度可使整体算力电费下降 27%,单位算力碳排放降低 19%。
(2)时延 - 碳排均衡决策算法
针对存在适度时延容忍区间的业务,建立碳排放权重决策模型,在不突破业务 SLA 时延上限前提下,优先选择碳强度更低的算力节点。例如允许 15ms 时延的视频素材离线渲染业务,系统自动放弃东部本地高碳火电算力,调度至宁夏、内蒙古绿电算力集群,单任务碳排放削减超 60%。
(3)网络传输能耗优化算法
调度平台与光传输设备深度联动,批量数据传输自动聚合带宽、关闭闲置光模块端口、动态调节传输功率,避免碎片化数据频繁传输带来的网络设备持续耗电;同时规划最优传输路由,避开高损耗中转节点,降低跨枢纽数据传输的附加能耗。
3.3 算网一体调度落地实践与实施瓶颈
国内运营商已落地多个示范项目:中国移动长三角算力调度平台打通苏州液冷智算中心、安徽边缘算力节点、内蒙古和林格尔训练集群,实现三省算力统一碳感知调度;中国联通青海算力基地依托调度系统 100% 消纳本地光伏绿电,算力碳排强度降至全国行业均值 1/4。
当前规模化落地存在三大瓶颈:一是跨运营商算力资源池标准不统一,移动、电信、联通算力平台接口异构,全域一体化调度存在数据打通壁垒;二是算力碳排放计量口径尚未全国统一,不同机房碳核算边界存在差异,调度减碳成效无法统一量化考核;三是算力低碳调度缺乏市场化激励机制,企业自主部署碳感知调度系统的改造成本无法通过碳交易、节能补贴有效覆盖。
四、智算中心与边缘算力分层协同:构建集约绿色算力供给体系
4.1 分层算力架构绿色逻辑
随着大模型产业爆发,单一集中式智算中心模式出现双重能耗浪费:一是全部业务集中部署于大型智算中心,海量实时交互数据长距离往返传输产生高额网络能耗;二是小型实时推理业务占用高密度 AI 训练机柜,造成高端算力空耗、机柜 PUE 抬升。智算中心 + 边缘算力分层协同架构通过算力分层分工,从业务分配层面削减无效能耗,形成 “中心重训练、边缘重推理、算力网络互联互通” 的集约模式。
1. 大型智算中心(东数西算枢纽核心)
硬件配置:高密度 Chiplet AI 服务器、浸没式液冷散热、大容量储能、绿电专线直供,单机柜功率 30kW 以上;
承载业务:千亿参数大模型预训练、全量数据离线清洗、三维仿真、影视渲染、异地灾备存储等高算力、低时延容忍、长时间运行业务;
绿色优势:西部绿电直供、规模化液冷余热回收、算力集中便于统一能源管理,单位算力碳排放最低。
2. 区域中型智算节点(东部城市群)
硬件配置:冷板式液冷机柜、本地分布式光伏配套;
承载业务:大模型微调、行业专用模型训练、区域海量数据分析、批量视频处理;
绿色优势:承接本地中等算力需求,无需向西长距离传输,平衡东西算力流量。
3. 边缘算力节点(城市区县、园区、交通枢纽)
硬件配置:轻量化边缘计算服务器、自然风冷 / 微型液冷、就地光伏储能;
承载业务:自动驾驶实时感知、工业设备在线质检、安防视频实时解析、政务便民实时交互、物联网数据预处理;
绿色优势:数据本地消化,消除跨区域传输能耗,低功耗硬件适配短时、高频实时业务。
4.2 云边协同数据低碳流转机制
分层算力体系配套轻量化数据同步协议,避免原始全量数据反复传输产生能耗:边缘节点完成本地数据预处理、降噪、特征提取,仅将压缩后特征数据集上传至中心智算集群用于模型训练;中心完成模型迭代后,下发轻量化推理小模型至边缘本地部署,形成 “边缘预处理、中心训练、边缘推理” 闭环,数据传输量削减 70% 以上,同步降低网络设备持续耗电。
以长三角工业园区边缘智算协同项目为例,工厂设备实时质检业务全部下沉边缘节点,仅每日上传汇总缺陷数据集至苏州智算中心训练优化模型,相比全部业务上云集中处理,全年网络传输能耗减少 63%,综合算力运行碳排放下降 31%。
4.3 云边协同体系现存绿色化痛点
第一,边缘算力节点分散,单节点规模小,难以规模化配套液冷、余热回收设备,大量边缘机房仍使用传统风冷,单机 PUE 偏高;
第二,中心与边缘算力调度平台割裂,多数企业云平台、边缘管理系统独立建设,无法实现全局碳感知统一调度;
第三,边缘硬件产品能效标准不完善,部分低成本边缘服务器单瓦算力产出低,设备长期空载待机能耗管控缺失;
第四,跨行业云边算力资源无法共享,制造、交通、政务各自建设独立边缘节点,算力资源重复建设,硬件产能与电力资源双重浪费。
五、Chiplet 异构算力芯片:绿色算力底层能效核心突破
算力设备能耗根源集中于芯片计算单元,传统单芯片架构面临物理瓶颈:先进制程流片成本暴涨、大面积单芯片散热难度高、良率偏低,同等算力下功耗难以持续优化。Chiplet 芯粒集成技术通过架构创新,从算力源头提升单位功耗算力产出,是实现芯片层面绿色低碳的核心技术路线。
5.1 Chiplet 技术节能底层原理
Chiplet 打破传统单芯片设计模式,将完整算力芯片拆解为计算芯粒、高带宽存储芯粒、高速 IO 芯粒、电源管理芯粒四类标准化芯粒,通过 2.5D/3D 先进封装互联,核心节能优势体现在三方面:
1. 降低无效功耗损耗:芯粒按需组合,根据业务算力、存储需求灵活搭配,无需搭载冗余晶体管,相比一体式大芯片静态待机功耗降低 35% 以上;AI 推理业务可剥离多余计算芯粒,仅部署存储与轻量化计算单元,大幅削减空载能耗。
2. 优化散热分布:拆分后单颗芯粒面积缩小,热源分散,热流密度降低,服务器散热系统负载下降,机房制冷能耗同步减少;搭配液冷系统后,芯片控温精度提升,避免高温降频带来的算力空耗。
3. 延长芯片生命周期,减少硬件迭代碳排放:芯粒标准化可单独迭代升级计算芯粒,存储、IO 芯粒重复复用,无需整机柜服务器批量更换,降低芯片制造、硬件回收全生命周期隐含碳排;传统整机 3-5 年全部淘汰,Chiplet 架构硬件可分模块迭代,设备使用周期延长至 7-8 年。
5.2 国产 Chiplet 算力芯片产业落地现状
当前国内寒武纪、海光信息、壁仞科技等企业已完成商用 Chiplet AI 芯片流片,适配智算中心、边缘算力两大场景:
1. 枢纽智算中心 Chiplet 训练芯片:多芯粒 AI 加速卡,单卡算力突破 800TOPS,单瓦算力产出较上代一体式芯片提升 42%,适配千亿大模型训练集群;部署于内蒙古、甘肃西部液冷智算中心,匹配高密机柜散热需求。
2. 边缘轻量化 Chiplet 推理芯片:精简计算芯粒搭配高带宽本地存储,低功耗设计,待机功耗不足 10W,适配城市边缘算力节点、工业现场边缘设备,解决边缘硬件高待机能耗痛点。
行业数据测算,若 2028 年新建智算中心 Chiplet 芯片渗透率达到 60%,全国算力服务器芯片整体功耗可下降 26%,对应每年减少数千万吨二氧化碳排放,底层芯片节能红利将贯穿算力全产业链。
5.3 Chiplet 技术规模化推广瓶颈
一是先进封装设备、高速互联介质国产化程度不足,芯粒互联带宽损耗偏高,小幅抵消节能收益;二是 Chiplet 芯粒统一标准尚未建立,各厂商芯粒无法互通复用,规模化成本偏高;三是芯粒级能耗监测、动态功耗调度配套软件体系不完善,无法最大化发挥分层芯粒低功耗优势。
六、液冷散热与余热资源化利用:机房侧绿色节能核心解决方案
机房制冷能耗占算力基础设施总能耗 20%-40%,传统风冷系统散热极限仅支持单机柜 20kW 功率,高密度 AI 智算机柜散热需求突破 30kW,风冷系统 PUE 普遍高于 1.4,制冷能耗损耗巨大。液冷技术成为新建绿色智算中心强制推广方案,同步配套余热回收系统实现废热循环利用,大幅提升机房能源综合利用率。
6.1 主流液冷技术路线节能参数对比
行业主流分为冷板式间接液冷、浸没式相变液冷两条路线,各项绿色指标对比如下:
1. 冷板式液冷
散热模式:冷板贴合芯片表面,冷却液密闭循环,CDU 冷热交换;
单机柜承载功率:30-100kW;
机房 PUE 区间:1.15-1.25;
制冷能耗降幅:较风冷降低 50%;
余热回收条件:循环水温 40-45℃,可满足园区供暖、生活热水需求;
适用场景:区域中型智算中心、存量机房风冷改造。
2. 浸没式相变液冷
散热模式:服务器主板完全浸没绝缘冷媒,芯片发热使冷媒相变汽化带走热量;
单机柜承载功率:最高 400kW;
机房 PUE 区间:1.04-1.12;
制冷能耗降幅:较风冷降低 60%;
余热回收条件:回水温度 50-60℃,可对接工业低温供热、城市集中供暖管网;
适用场景:西部枢纽超大规模 AI 训练集群、新建零碳智算园区。
标杆项目验证:合肥 “巢湖明月” 浸没式液冷智算集群 PUE 低至 1.04,单机柜密度为风冷 5 倍,全年制冷电费节约超千万元;中国移动长三角苏州液冷云计算中心采用冷板式液冷,机房 PUE 稳定 1.22 以下,散热能耗下降 52%。
6.2 液冷余热回收循环利用体系
液冷系统稳定输出中低温热水,构建三级余热利用链条,实现算力废热零废弃:
1. 园区内部自用:智算园区办公楼、员工宿舍冬季供暖、生活热水供给,完全替代燃气锅炉,消除燃气燃烧碳排放;
2. 城市市政供热联动:大型枢纽智算中心铺设供热管网对接周边居民区,宁夏、内蒙古多个算力园区已落地市政供暖余热项目,单园区每年减少燃煤消耗数十万吨;
3. 工业配套供热:对接周边轻工业、农业温室大棚,低温热水用于生产保温、作物恒温培育,实现算力与实体经济能源协同。
测算显示,一套完整浸没式液冷 + 余热回收系统,可将机房综合能源利用率提升至 90% 以上,相比风冷无回收机房,单位算力综合碳排放减少 45%。
6.3 液冷规模化推广制约因素
1. 初期建设投资成本高于风冷 30%-50%,中小算力企业一次性投入压力大;
2. 液冷机房运维体系专业度要求高,漏液监测、冷却液更换、设备检修标准化运维人才缺口较大;
3. 城市东部存量 IDC 机房建筑结构、管线布局不兼容液冷改造,改造工程施工难度高、改造成本回收期长;
4. 余热回收管网配套依赖园区周边市政规划,独立偏远算力集群余热消纳渠道不足,回收收益无法覆盖液冷增量投资。
七、ICT 全产业链碳减排体系与算力能效标准化建设
算力网络属于 ICT 新型基础设施核心板块,碳减排覆盖上游芯片制造、中游机房建设运营、下游通信传输、终端边缘硬件全链条,国家同步搭建强制性、推荐性相结合的能效标准体系,形成 “政策约束 + 标准落地 + 节能监察” 完整管控机制。
7.1 ICT 算力行业全链路碳减排路径
(1)上游硬件制造环节减排
推行芯片、服务器绿色制造标准,Chiplet 模块化硬件减少芯片制造晶圆消耗;建立服务器、加速卡回收拆解循环体系,回收贵金属、芯片基板二次复用,降低硬件生产隐含碳排;工信部要求新建算力项目优先采购能效领跑者等级服务器,淘汰高能耗老旧硬件设备。
(2)机房运营环节减排(核心减排环节)
硬性约束:新建枢纽机房 PUE 红线、液冷强制配套、绿电 80% 准入门槛;市场化工具:差别电价(北京对 PUE 超 1.35 机房加价 0.2-0.5 元 / 度)、绿电交易、算力碳资产核算、节能改造专项补贴;技术工具:算网碳感知调度、液冷余热回收、机房智慧能源管理系统、储能平抑绿电波动。
(3)网络传输环节减排
算力网络全面部署低功耗 800G/1.6T 光模块,动态休眠闲置传输设备;算力调度聚合传输流量,减少碎片化数据传输;推动通信基站、算力机房电网协同,共享储能与光伏配套设施,降低配套电力设备重复能耗。
(4)设备报废循环减排
建立 ICT 硬件统一回收渠道,规范服务器、芯片、液冷冷却液无害化处理,禁止简易拆解造成污染;出台算力硬件循环利用标准,推动二手低负载服务器下沉边缘算力节点二次使用,延长硬件生命周期。
7.2 现行算力绿色能效标准体系梳理
当前国内已建成覆盖机房、服务器、绿色测评、节能改造的多层级标准体系,为绿色算力合规运营提供统一度量衡:
1. 强制性国家标准(准入底线)
GB 40879《数据中心能效限定值及能效等级》:全国数据中心 PUE 最低准入标准,节能监察核心依据;
GB43630-2023《塔式和机架式服务器能效限定值及能效等级》:服务器单瓦算力、待机功耗强制门槛,新建机房硬件采购合规标准。
2. 行业团体标准(分级测评)
T/CCSA 530-2024《算力中心绿色等级技术要求和测评方法》:划分算力中心绿色 1-5 级,覆盖通用 IDC、智算、超算,从绿电占比、PUE、余热回收、碳调度多维度综合测评,国家级绿色算力中心评选核心依据;
T/OCDA 507-2024《数据中心节能减排改造技术要求和评估方法》:存量老旧 IDC 绿色化改造标准化方案、节能成效核算规范。
3. 政策配套评价规范
国家绿色数据中心评选标准:工信部每年评选国家级绿色算力设施,截至 2025 年底全国累计 246 家,获评机房平均 PUE 降至 1.2,单项目年均节电最高 1.8 亿千瓦时,减碳 10.2 万吨;
东数西算枢纽算力项目节能审查细则:明确绿电占比、液冷配套、余热回收三大审查硬性指标,不达标项目不予能耗指标审批。
7.3 标准落地与碳减排现存体系短板
1. 算力碳排放核算国家标准尚未细化,仅宏观框架,缺少分场景、分硬件精细化碳核算公式,企业碳披露、调度减碳成效量化无统一依据;
2. 边缘算力硬件专项能效标准缺失,边缘服务器、微型边缘机房能耗管控无强制约束,分散边缘节点成为行业节能监管盲区;
3. 跨区域算力碳交易机制配套标准空白,东西部低碳算力调度产生的碳减排量无法确权、交易,市场化激励机制缺位;
4. 标准落地监管力度区域不均衡,东部一线城市节能监察严格,部分三四线城市、县域边缘算力机房存在低能效项目违规建设现象。
八、行业综合瓶颈与绿色算力一体化发展对策
8.1 全产业链共性发展瓶颈
综合前文六大板块技术、产业、政策现状,当前我国算力网络与绿色算力融合发展存在六大核心瓶颈:
1. 算力基础设施空间与能源匹配仍有优化空间:东部存量高碳老旧机房改造进度缓慢,西部算力配套高速传输通道、储能设施建设滞后,东西算电协同区域分化严重;
2. 算网一体调度全域互通壁垒突出:运营商、云厂商算力资源池异构,统一调度接口、碳计量标准不统一,全国一体化碳感知算力网络难以全域落地;
3. 分层算力协同配套体系不完善:边缘节点分散化带来能效管控难题,中心与边缘调度平台割裂,算力资源跨行业重复建设、闲置浪费;
4. 底层绿色芯片国产化与标准化不足:Chiplet 芯粒统一标准缺失,先进封装供应链自主可控程度不足,硬件底层能效提升存在技术瓶颈;
5. 液冷与余热回收市场化收益机制缺失:液冷初期投入高、回收期长,偏远算力园区余热消纳渠道不足,企业自主改造动力不足;
6. ICT 碳减排市场化配套政策不完善:算力碳核算、碳交易、绿色算力补贴机制尚未成型,仅依靠行政强制约束,长期可持续发展动力不足。
8.2 中长期一体化发展对策
(1)顶层布局:深化东数西算算电协同一体化建设
加快西部八大枢纽算力大通道扩容,配套百万千瓦级风光储能聚合项目,实现枢纽绿电直供全覆盖;出台东部存量 IDC 专项改造扶持政策,设立液冷改造、余热回收财政补贴;建立全国统一算力能耗指标调配机制,东部高耗能算力项目能耗指标向西部绿色算力集群转移。
(2)调度体系:构建全国统一碳感知算网调度标准
工信部、中国信通院牵头制定跨厂商算力调度统一接口规范,统一算力碳排放计量核算国标;搭建国家级算力调度公共服务平台,打通三大运营商、头部云厂商算力资源池;推出低碳算力调度碳减排确权规则,将调度产生的碳节约量纳入全国碳市场交易,形成市场化激励。
(3)分层算力:完善云边协同绿色建设规范
出台边缘算力机房专项能效强制性标准,推广低功耗 Chiplet 边缘芯片、微型液冷散热;推动政务、制造、交通行业边缘算力资源共建共享,避免重复建设;打通中心智算、边缘节点统一碳感知调度中台,实现全域算力负荷低碳均衡分配。
(4)底层硬件:加速 Chiplet 绿色算力芯片产业链成熟
设立算力芯片绿色创新专项揭榜任务,统一国产芯粒互联、封装技术标准;扶持先进封装设备、高带宽存储芯粒国产化研发;将 Chiplet 高能效芯片纳入服务器能效领跑者目录,优先采购补贴。
(5)机房节能:完善液冷余热回收商业化配套机制
鼓励城市规划同步布局算力园区余热市政供热管网,拓展余热消纳渠道;推出液冷项目低息专项信贷,拉长投资回收期;制定液冷冷却液循环回收标准,完善全生命周期绿色管理。
(6)标准与碳减排:健全 ICT 算力全链条低碳监管体系
细化算力分场景碳排放核算国家标准,覆盖智算中心、边缘节点、传输网络全场景;强化全国算力机房常态化节能监察,落实差别电价、能耗核减处罚机制;构建 “标准约束 + 行政监管 + 碳市场激励” 三位一体 ICT 碳减排长效体系。
九、结论
在数字经济高质量发展与 “双碳” 战略双重背景下,算力网络 + 绿色算力一体化融合是我国算力产业不可逆转的核心发展方向,东数西算工程提供空间低碳布局基础,算网一体碳感知调度实现算力资源动态低碳分配,智算与边缘分层协同削减无效传输能耗,Chiplet 芯片从源头提升硬件能效,液冷 + 余热回收大幅降低机房制冷损耗,完善 ICT 能效标准体系形成全产业链低碳约束,六大技术体系相互支撑,共同构建完整绿色算力发展底座。
当前我国绿色算力产业已形成清晰政策导向、规模化落地示范项目、完整技术路线,但仍面临算力调度互通壁垒、底层硬件供应链短板、节能市场化激励不足、边缘算力监管缺位等现实瓶颈。未来 3-5 年,随着全国统一算力调度标准落地、Chiplet 国产芯片规模化商用、液冷余热回收商业模式成熟、算力碳交易配套政策完善,我国将建成全球规模最大、能效领先、绿电占比最高的一体化绿色算力网络,既支撑人工智能、数字产业高速发展,也为全国碳达峰碳中和目标实现提供新型基础设施核心减排支撑,以绿色算力培育数字领域新质生产力。
淞基科技(上海)有限公司、淞基信息通信研究院将持续跟踪算力网络、绿色低碳算力全产业链技术迭代、政策更新与落地实践,持续开展细分领域专项深度研究,为政企客户算力基础设施规划、绿色算力项目落地提供持续专业研究支撑。