中国数据中心可再生能源应用发展报告

1 中国电子学会 2020年12月 5:N6 onics ElectrChinese Institute of Chinese Institute of Electronics 5:N6 封 面 图 片 版 权 ： McDonald Mirabile / WWF-US 中国数据中心可再生能源应用 发展报告（2020） 中国电子学会（2020年12月） 支持单位：世界自然基金会 (瑞士)北京代表处 / 深圳市一个地球自然基金会 2 中国数据中心可再生能源应用 发展报告（2020） 前 言 2020 年 9 月 22 日，在第七十五届联合国大会期间，中国国家主席习近平宣布，中国将提高 国家自主贡献度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，努力争 取 2060 年前实现碳中和。这一气候雄心展现了中国对于气候变化议题的责任担当，也对包括企业 在内的社会各界提出了新的要求。 数据中心作为一个用能快速增长的行业，其能源消耗和绿色发展进程正在不断获得社会关注。 2019 年，全国数据中心行业耗电总量约为 600 亿 -700 亿千瓦时左右，约占全国全社会用电量的 0.8% ～ 1%。随着信息化时代的深入，初步估计 2030 年中国数据中心的总能源消耗量预计将在 2019 年基础上翻一番，达到社会总用电量的 1.5% 到 2% 左右。 面对不断增长的能源消耗，如何通过使用可再生能源来赋能数据中心发展，加快数据中心整 体转型，将是关系数据中心行业可持续发展的重要议题。 鉴于此，世界自然基金会、一个地球自然基金会联合中国电子学会，共同编制《中国数据中 心可再生能源应用发展报告》，希望进一步探讨基于中国数据中心的能耗情况，企业在可再生能 源应用方面可以采取的途径，未来政策、市场发展情况对数据中心行业的影响，以及数据中心可 再生能源应用的未来发展趋势，为数据中心的低碳可持续发展提供更为清晰的路线图。 因为电力自身特性，企业在随电费缴纳可再生能源附加费以后，可以视为一定程度上非主动 采购使用或间接使用可再生能源电力。但本报告仅涉及主动采购使用或直接应用可再生能源电力， 特此说明。 3 中国电子学会 2020年12月 编写委员会 主编：郭丰、吴越、王娟 成员：徐国新、王卫权、张娇阳、袁慈航、刘倩、楼诚、乔天、梁修培、张玲、唐戈、 刘治国、赵晓琳、李建、马丽芳、于洋、李勇、邱辰、殷仁鹏（排名不分先后） （实习生秦培鑫、郭旭、赵萌、刘冠宏也为本报告的编写做出了贡献） 鸣 谢 （排名不分先后） 水电水利规划设计总院 中国能源研究会可再生能源专业委员会 西门子（中国）有限公司 波士顿咨询有限公司 秦淮数据集团 万国数据服务有限公司 腾讯云计算（北京）有限公司 4 中国数据中心可再生能源应用 发展报告（2020） 一、报告编制背景 ············································ 6 · （一）·中国数据中心行业能源使用总量现状及未来发展趋势的分析 · ·········· 6 · （二）·进一步推动中国数据中心行业扩大应用可再生能源应用的重要性 · ······· 6 · （三）·中国鼓励数据中心应用可再生能源相关政策 ······················ 8 · （四）·数据中心应用可再生能源的社会关注 · ························· 8 二、可再生能源的概念及发展趋势 ································· 9 · （一）·可再生能源的概念 · ····································· 9 · （二）·可再生能源的发展趋势 · ································· 10 · （三）·可再生能源的应用方式 · ································· 11 三、中国数据中心行业应用可再生能源的现实情况及典型案例 · ··········· 11 四、中国数据中心行业直接应用可再生能源主要模式未来发展趋势 · ········ 15 · （一）市场化交易直接采购可再生能源电力 · ························ 15 · （二）绿色电力证书 · ······································· 18 · （三）分布式可再生能源电站 · ································· 19 五、中国数据中心行业进一步扩大可再生能源应用面临的问题 · ··········· 20 · （一）·数据中心行业对扩大可再生能源应用重视程度有所不足 · ············ 20 · （二）·可再生能源使用量认定机制尚不完善 · ························ 21 · （三）·可再生能源发电企业参与电力交易积极性波动较大 · ··············· 21 contents 目 录 5 中国电子学会 2020年12月 六、对推动中国数据中心进一步扩大可再生能源应用的政策建议 ··········· 21 · （一）·做好顶层设计，完善支持政策 ······························ 21 · （二）·积极探讨中国特色的购电协议制度 ··························· 21 · （三）·适当创新绿证交易制度 · ································· 22 七、对中国数据中心行业进一步扩大可再生能源应用的对策建议 ··········· 22 · （一）·积极参与可再生能源电力市场实践 ··························· 22 · （二）·积极推动可再生能源应用政策制定 ··························· 22 · （三）·积极谋划投资平价可再生能源项目 ··························· 22 八、中国数据中心行业应用可再生能源情况未来展望 ··················· 23 · （一）·国家政策的进一步推动 · ································· 23 · （二）·企业社会责任的进一步重视 · ······························ 23 · （三）·可再生能源应用便利性的进一步提高 · ························ 23 · （四）·数据中心行业可再生能源应用规模的进一步扩大 ·················· 23 附表1 2019年分布式发电市场化交易试点名单 · ····················· 24 6 中国数据中心可再生能源应用 发展报告（2020） 一、报告编制背景 （一）中国数据中心行业能源使用总量现状及未来发展趋势的分析 互联网、云计算、大数据、人工智能等新一代信息通信技术已成为人类生产生活方式的一部 分。为储存和运算处理由此所产生的海量数据，数据中心 [1] 的数量和装机规模不断扩大。据报道， 2019 年中国已拥有各类大中小微型数据中心约 7.4 万个，机架总规模约 227 万架 [2] 。据分析，由 此产生的用电量约为 600 亿 -700 亿千瓦时左右 [3] , 相当于全国全社会用电量的 0.8% ～ 1% [4] 。 · （二）进一步推动中国数据中心行业扩大应用可再生能源应用的重要性 1、国家“碳中和”目标 2020 年 9 月 22 日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话。明 确提出“应对气候变化《巴黎协定》代表了全球绿色低碳转型的大方向，是保护 地球家园需要采 [1] 本报告所提及“数据中心”指由计算机场地（机房）、其他基础设施、信息系统软硬件、信息资源（数据）和人员以 及相应的管理制度组成的实体。(GB/T32910.3) [2] 聚焦“新基建”｜大数据中心将成为国家竞争力新内涵 . www.thepaper.cn/newsDetail_forward_6472851 [3] 中国电子学会 .《中国绿色数据中心发展报告（2020）》 [4] 国家能源局 .2019 年全国电力工业统计数据 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 4ZB 16 64 128 512 1024 2048 4096 1000x 图1 中国数据规模增长预测 [2] 普遍预测中国的数据规模将会随着经济的发展保持持续增长。到 2030 年，数据总规模有可能 达到 4YB [2] 。预计届时中国数据中心机架总规模将在 2019 年基础上增长 1-2 倍，能源消耗量也 将在 2019 年基础上翻一番，达到社会总用电量的 1.5% 到 2% 左右 [3] 。 7 中国电子学会 2020年12月 取的最低限度行动，各国必须迈出决定性步伐。中国将提高国家自主贡献力度，采取更加 有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于 2030 年前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳 中和。各国要树立创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念，抓住新一轮科技革命和 产业变革的历史性机遇，推动疫情后世界经济“绿色复苏”，汇聚起可持续发展的强大合力”。 由此可见，降低排放、应对气候变化已经成为社会的共识和国家发展的目标。数据中 心行业应顺应这一发展趋势，为进一步扩大对可再生能源的利用做出准备，以逐步建立并 实现自身的“碳中和”目标。 2、企业社会责任的体现 为应对气候变化，抵消数据中心能源消耗快速增长对环境的不良影响，国际上 科技企业纷纷开始倡导使用可再生能源为数据中心供电。截至2020年10月，已有 Facebook、苹果、谷歌、Rackspace、微软、Equinix、慧与科技 [5] 等 33 家科技企业及数 据中心服务商 [6] 先后承诺将 100% 使用可再生能源，并为自己设置了中期与远期目标。 部分企业已提前或超额实现目标。如 Facebook 在 2019 年已经实现可再生能源总电力占 比达到 86% [7] ，计划 2020 年前 100% 使用可再生能源。微软于 2017 年实现了 50% 的目标、 在 2019 年底达成了 60% 的目标，并计划于 2023 年实现 70% 的可再生能源利用率。第三 方数据中心运营商 Equinix 在 2016 年达成了采购 50% 可再生能源电力的中期目标，2019 年可再生能源使用已超过 90%，其在全球 220+ 个数据中心中已有 165 个实现了 100% 可 再生能源发电 [8] 。2019 年，秦淮数据集团成为中国首家提出 100% 可再生能源目标的数 字经济企业 [9] 。 由此可见，数据中心行业向应用可再生能源转型已成为企业社会责任的重要体现，也 是国际市场的发展趋势。中国数据中心行业的企业在拓展国际业务时，如能展现其对可再 生能源的重视程度，以及不断加强可再生能源应用比例的意愿和规划，将有助于得到海外 投资人与用户的更多青睐。 [5] 慧与科技 (Hewlett Packard Enterprise) 是原惠普公司于 2015 年分拆而形成的独立公司之一，专注云端及服务器等企业 软硬件解决方案 [6] RE100 倡议官网 . www.there100.org/re100-members [7] Facebook Sustainability Report 2019. sustainability.fb.com/report-pages/renewable-energy/ [8] Equinix 官网（2020 年 11 月）.www.equinix.co.uk/ [9] 中国新闻网 .www.chinanews.com/business/2019/12-27/9045115.shtml 8 中国数据中心可再生能源应用 发展报告（2020） （三）中国鼓励数据中心应用可再生能源相关政策 中国先后出台了对数据中心应用可再生能源的相关鼓励政策。2019 年 2 月，工业和信 息化部、国家机关事务管理局与国家能源局联合发布了《关于加强绿色数据中心建设的指导 意见》（工信部联节〔2019〕24 号），明确提出“鼓励在自有场所建设可再生能源发电等 清洁能源利用系统；鼓励数据中心直接与可再生能源发电企业开展电力交易，购买可再生 能源绿色电力证书”。在工业和信息化部发布的《关于组织申报 2019 年度国家新型工业化 产业示范基地的通知》中明确提出“支持数据中心采用水电、风电、太阳能等绿色可再生能源”。 为进一步推动数据中心应用可再生能源规模的扩大，工业和信息化部联合发展改革 委、商务部、国家机关事务管理局、中国银行保险监督管理委员会、国家能源局联合发 出的《关于组织开展国家绿色数据中心（2020 年）推荐工作的通知》（工信厅联节函〔 2020〕183 号）中，设置了“可再生能源使用比率”评分项以及“可再生能源电力消纳及 绿色电力证书消费”加分项。对于可再生能源使用的认定涵盖了直接购买并应用可再生能 源电力、在中国绿色电力证书认购平台上认购绿色电力证书代表电量、应用自建分布式可 再生能源电站所发电力等方式。可再生能源的使用纳入国家层面的绿色数据中心评价指标 体系说明国家相关主管部门已经充分认识到可再生能源应用对于推动数据中心绿色发展 的重要性。已经在引导、鼓励数据中心行业进一步扩大对可再生能源的应用。 （四）数据中心应用可再生能源的社会关注 为推动绿色可持续发展，非政府组织纷纷呼吁推动数据中心低碳转型。国际上， 由 世界资源研究所 (WRI)、落基山研究所 (RMI)、企业可再生能源中心（BRC）与世界自 然 基金会（WWF）联合发起的可再生能源买家联盟 (REBA) 旨在帮助用电企业通过多种方 式 购买可再生能源，而旗下的“互联网电力的未来”（The·Future·of·Internet·Power）合作倡 议 重点聚焦数据中心企业。合作倡议最早于 2012 年由非营利组织商务社会责任国际协会 （BSR）发起，目标将数据中心企业聚集一起，共同应对可再生能源应用过程中的潜在挑 战。自成立以来，该倡议开发了一套《企业数据中心托管和云服务买家原则》（Corporate· 数据中心行业能源消耗问题逐步得到全世界的关注。美国劳伦斯伯克利国家实验室 先后于 2007 年、2016 年、2020 年联合斯坦福大学、美国西北大学等机构就数据中心的能 源消耗问题发布研究报告。国内也有多家组织发布对国内数据中心行业能源消耗问题的分 析报告。节能减排问题成为行业共同关心的话题。 9 中国电子学会 2020年12月 Colocation·and·Cloud·Buyers’ ·Principles），归纳总结了用户希望他们的数据中心服务供应 商能够满足的六条标准，例如提供用户能源能耗数据、公开披露设施用能来源信息以及支 持可再生能源倡议行动等。用户根据这些原则选择符合标准的数据中心服务供应商，以便 更好地实现自身的可持续发展目标。该倡议得到了超过 20 家企业的支持与相应，包括自 有数据中心的科技企业（如：Adobe, ·eBay 和 Facebook）及第三方数据中心服务企业（如： Digital·Realty 和 Iron ·Mountain） [10] 。 · 二、可再生能源的概念及发展趋势 （一）可再生能源的概念 可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源， 它对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用。可再生能源主要包括 太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等 [12] 。对于由可再生能源转化为的电能， 称为可再生能源电力。如风电、光伏发电、光热发电、生物质发电等。通常也约定俗成称 [10] Future of Internet Power 项目介绍 . rebuyers.org/programs/education-engagement/future-of-internet-power-foip/ [11] 绿色和平组织官网 . www.greenpeace.org.cn/clean-cloud-2020-release/ [12] 国家能源局网站 . www.nea.gov.cn/2011-10/10/c_131182257.htm ·在中国，包括世界自然基金会（WWF）以及绿色和平组织·（Greenpeace）在内的 NGO 也在积极倡导协助中国的数据中心企业参与绿色电力消费。自2019年起，WWF 创 建并开展“ 企业 绿色电力需求行动 ”项目，帮助企业在中国实施可再生能源采购项目，推 动适宜可再生能源市场化交易的政策落地以及建立企业买家与利益相关方的广泛沟通。项 目通过制定绿色电力采购买家原则、买家评估工具以及采购课程等方式帮助参与企业了解 绿电采购面临的政策趋势、市场环境，并推动企业内部制度和协调机制的建立，以提升企 业进行可再生能源采购所需要的综合能力。绿色和平组织·（Greenpeace）联合华北电力大 学共同发布了《绿色云端 2020：中国互联网云服务企业可再生能源表现排行榜》，基于公 开信息，从能源数据透明度、可再生能源表现、节能减碳表现、影响力四个维度对中国 15 家领先的互联网云服务与第三方数据中心企业进行综合评分 [11] 。梳理了中国十五家领先 的 互联网云服务与第三方数据中心企业应对气候变化、向 100% 可再生能源转型的行动力 。 10 中国数据中心可再生能源应用 发展报告（2020） 为可再生能源。本报告所讨论的可再生能源也属于该种概念范畴。 （二）可再生能源的发展趋势 中国的可再生能源已经得到了长足的发展。国家能源局发布的《2019 年度全国可再 生能源电力发展监测评价报告》 [13] 显示，截至 2019 年底，全国风电装机 2.1 亿千瓦，光 伏发电装机 2.04 亿千瓦，生物质发电装机 2254 万千瓦。2019 年全国风电发电量 4057 亿 千瓦时，占全部发电量的 5.5%，光伏发电量 2243 亿千瓦时，占全部发电量的 3.1%，生 物质发电量 1111 亿千瓦时，占全部发电量的 1.5%。2019 年，全国非水电可再生能源电 力消纳量为 7388 亿千瓦时，占全社会用电量比重为 10.2%，同比提高 1 个百分点。 近年来，中国的可再生能源电力市场交易日趋活跃，交易量不断扩大。据不完全统计， 2019 年可再生能源省间交易电量为 879.8kWh，同比增长 21.8%，其中，“三北”地区可 再生能源省间交易电量 633 亿 kWh，同比增长 31.5%，占新能源省间交易电量的 72%。 国家发展改革委、国家能源局于 2020 年联合印发了《关于各省级行政区域 2020 年可再生 能源电力消纳责任权重的通知》（以下简称通知），《通知》明确了各省（区、市）2020 年可再生能源电力消纳总量责任权重、非水电责任权重的最低值和激励值 [14] 。但是中东 部省份因为土地等限制因素，本地新能源供应将不能满足需求。可以预见，通过电力交易 [13] 国家能源局关于 2019 年度全国可再生能源电力发展监测评价的通报（国能发新能〔2020〕31 号）. zfxxgk.nea.gov. cn/2020-05/06/c_139059627.htm [14] 国家能源局网站 . www.nea.gov.cn/2020-06/01/c_139105250.htm 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 1.5 2.6 15.3 100.4 190.4 293.9 353.1 492.4 722.6 879.8 图2 2010-2019年新能源跨省区交易电量 省间交易电量（亿 kW h ） 年份 11 中国电子学会 2020年12月 的形式从“三北地区”输入可再生能源电量将持续增加，且增长幅度会超过以前。 据核算， ·2019 年，我国陆上风电度电成本约 0.315 ～ 0.565 元 /kWh，平均度电成本 0.393 元 /kWh。光伏发电度电成本约 0.290 ～ 0.800 元 /kWh，平局度电成本为 0.389 元 / kWh。据预计，2020 年我国陆上风电平均度电成本为 0.287 ～ 0.539 元 /kWh，光伏度电成 本为 0.245 ～ 0.512 元 /kWh。预计到 2025 年，我国陆上风电平均度电成本 0.241 ～ 0.447 元 /kWh, 光伏度电成本为 0.220 ～ 0.462 元 /kWh，部分地区已经与燃煤基准电价接近甚至 低于燃煤电价 [15] 。随着发电成本的不断下降，未来可再生能源的交易价格可期。 （三）可再生能源的应用方式 为了应用电能，人类逐步建立并完善了公共电网设施，以匹配电能的特性。但各种 形式产生的电能均以统一的能量形式共同接入公共电网后，我们在应用电能时无法直接区 分所使用电能的来源。这使得对于可再生能源的使用上具备多种形式。 数据中心具有用电负荷稳定，有利于可再生能源消纳的优点。应用可再生能源目前 有通过分布式可再生能源电站直接使用可再生能源电力、通过电力市场与可再生能源企业 交易等多种直接应用形式以及与其他来源电能混用的间接应用形式。 三、中国数据中心行业应用可再生能源的现实情况及典型案例 中国数据中心行业一直在根据实际情况积极应用可再生能源电力。如阿里巴巴、腾讯、 百度等互联网企业，秦淮数据集团、万国数据服务有限公司等数据中心建设运营企业为实 现规模应用可再生能源电力已经在市场化交易直接采购可再生能源电力、自建分布式可再 生能源电站等方式进行了积极地探索。 秦淮数据集团案例：秦淮数据集团坚持“能源流”、“业务流”、“数据流”三流合 一理念，在打造超大规模数据中心产业生态发展进程中，注重综合能源服务能力、装备制 造能力、一级开发能力和全栈周期服务能力的建设。在能源流富集区域，秦淮数据集团利 用超大规模数据中心稳定、大量的能源需求特征，从需求侧为可再生能源发电企业释放发 电能力、挖掘成本优势提供动力，带动地方政府能源改革，如在张家口地区参与的“四方 [15] 国网能源研究院有限公司 .《中国新能源发电分析报告 2020》 12 中国数据中心可再生能源应用 发展报告（2020） 协作交易机制”和山西省“战略性新兴产业电价机制实施方案”等；同时与地方一同寻 求适配数据中心和战略新兴产业发展相适宜的用电模式，促进可再生能源的本地消纳比 例，变输能源为输算力。 [16] 2017 年，秦淮数据集团在选址阶段开始选择风能、太阳能等可再生能源富集的区域。 2019 年，秦淮数据集团新一代超大规模数据中心风能、太阳能等可再生能源使用比例为 37%，其中 2019 年其太行山能源信息技术产业基地可再生能源使用比例达 100%，2019 年上半年其官厅湖大数据产业基地累计可再生能源使用比例达 56%，其中 1 月、4 月可再 生能源比例达 100%。 [17] 同时，秦淮数据集团也积极探索企业充分参与可再生能源改革的路径，参与电站开发， 寻求清洁能源投资，打通“发 - 输 - 用”零碳数据中心 100% 清洁能源本地供应及消纳。 其位于山西大同的新一代超大规模数据中心已应用当地风电和光伏等可再生能源。 [16] 内容由秦淮数据集团提供。 [17] 数据由秦淮数据集团提供。 图3 秦淮数据集团环首都·太行山能源信息技术产业基地 万国数据服务有限公司案例：自 2019 年开始，万国数据服务有限公司张北数据中心 已规模化应用风电，另外在上海外高桥园区上海三号数据中心，万国结合数据中心南立面 13 中国电子学会 2020年12月 无窗特点，设计规划了数据中心行业内最大的太阳能墙。每年可减少消纳传统火电 9 万千 瓦时，相当于减少二氧化碳排放 63.3 吨 [18] 。另外在政策层面万国数据服务有限公司也在 积极跟进包括可再生能源配额制、增量配电网，分布式发电交易、微电网等在内的可再生 能源政策的走向，探索绿色能源 + 数据中心的产业模式，努力提升数据中心的绿色属性 [19] 腾讯云计算（北京）有限公司案例：腾讯清远清新云计算数据中心分布式光伏项目， 位于广东省清远市，平均海拔 33m。清远地区历史极端低温 1℃，极端高温 +38.7℃。园 区内共有 8 栋单层库数据中心，每栋厂房屋顶面积总计约 12000 平方米。整体规划共采用 450W 单晶硅组件，总装机容量为约 13MWp。光伏组件沿 TPO 屋面平铺安装，直流电经 逆变器逆变后，变压器升压接入数据中心厂房配电室。电站采用“自发自用、余电上网” 的并网方式。清远地区年峰值日照小时数为 1191.3h，系统效率设计理论值 80% 左右，单 栋厂房屋面年均发电量约 150 万 kWh，设计使用年限内年均发电量约 1200 万 kWh。 腾讯仪征东升云计算数据中心分布式光伏项目，位于江苏省仪征市，平均海拔 4m。 仪征地区历史极端低温 -13.1℃，极端高温 +39.7℃。园区内共有 8 栋单层库数据中心， 图4 上海三号数据中心太阳能墙 [18] 数据由万国数据服务有限公司提供。 [19] 内容由万国数据服务有限公司提供。 14 中国数据中心可再生能源应用 发展报告（2020） 每栋厂房屋顶面积约 12000 平方米。整体规划共采用 450W 单晶硅组件，总装机容量约 13MWp，中压并网。光伏组件沿 TPO 屋面平铺安装，直流电经逆变器逆变后，变压器升 压接入数据中心厂房配电室。电站采用“自发自用、余电上网”的并网方式。仪征地区年 峰值日照小时数为 1224.1h，系统效率设计理论值 80% 左右，单栋厂房屋面年均发电量约 149 万 kWh，设计使用年限内年均发电量约 1200 万 kWh。 除以上两个园区外，腾讯在其他适宜采用分布式光伏技术的项目上，也在积极推动 试点工作，计划未来几年总容量突破 100·MWp。 [20] 图5 腾讯清远清新云计算数据中心分布式光伏项目效果图 图6 腾讯仪征东升云计算数据中心分布式光伏项目效果图 [20] 数据及资料由腾讯公司提供。 15 中国电子学会 2020年12月 [21] 数据由中国能源研究会可再生能源专业委员会提供。 四、中国数据中心行业直接应用可再生能源主要模式未来发展趋势 对于数据中心行业来讲，直接应用可再生能源目前主要有通过市场化交易直接采购可再生能 源电力、绿色电力证书、就近应用分布式可再生能源电站所发可再生能源电力等三种形式。 （一）市场化交易直接采购可再生能源电力 通过电力市场直接采购可再生能源电力是指电力用户直接与可再生能源电力企业或售电公司 进行交易采购可再生能源电量。国家相关主管部门正在探索建立和完善相关交易制度。目前根据 交易区域分为省间市场化交易和省内市场化交易方式，根据结算周期分为中长期交易和现货市场， 根据成交方式分为双边协商、集中撮合和集中竞价等方式，根据交易频次分为年度交易、季度交易、 月度交易和日前交易等方式。交易量也不断增长。如 2019 年，由可再生能源发电企业与电力大用 户通过电力交易平台进行交易的中长期交易（即“大用户直购电”），以及可再生能源与火电发 电权交易组成的可再生能源省内市场化交易电量合计达 571 亿 kWh，同比增长 34%。 [21] 2017 2018 2019 600 500 400 300 200 100 0 142 150 110 429 277 181 图7 2017-2019年新能源省内市场化交易电量 交易电量（亿 k Wh) 年份 电力直接交易 发电权交易 可再生能源交易量的上升，推动电力交易市场加快建设。2019 年，国家相关主管部 门先后出台多项电力市场建设政策文件（表 2）。如现货交易可以更好地匹配新能源实际 16 中国数据中心可再生能源应用 发展报告（2020） 发电能力，是中长期交易的重要补充。部分电力现货市场试点省份正在开展可再生能源参 与现货市场的探索。 表1 近期电力市场建设政策文件 文件名称 主要内容 《关于全面放开经营性电 力用户发用电计划的通知》 （发改运行[2019]1105号） 《关于深化电力现货市场 建设试点工作的意见》（发 改办能源规[2019]828号） 《关于做好2020年电力中 长期合同签订工作的通知》 （发改运行[2019]1982号） 一方面明确全面放开经营性电力用户发用电计划的范围、原则和 保障措施。除城乡居民生活用电、公共服务及管理组织、农林牧渔等 行业电力用户以及电力生产所必需的厂用电和线损之外，其他大工业 和一般工商业电力用户原则上均属于经营性电力用户范畴，均应该全 面放开。另一方面继续完善优先发电优先购电制度。要求进一步落实 规范优先发电、优先购电管理有关要求，加强分类施策，抓紧研究保 障优先发电、优先购电执行的措施，统筹做好优先发电优先购电计划 规范管理工作。已投资、建设和运营的存量配电网，应由产权所有人 向地方能源主管部门申请作为配电网项目业主。 科学论证电力市场模式。因地制宜、科学合理选择电力市场模式， 确保市场模式有良好的开放性、兼容性和可扩展性。 合理选择现货市场价格形成机制。根据各电力现货试点地区的电 网结构和阻塞情况，可选择采用节点边际电价、分区边际电价和系统 边际电价等价格机制。 建立健全现货市场运营工作制度。市场运营机构应加强相关工作 制度建设，不断提升市场运营水平。 建立与现货市场衔接的用电侧电价调整机制。统筹考虑优先发电、 优先购电结算情况，以及电力现货市场形成的价格信号，逐步建立完 善用电侧价格调整机制。 抓紧签订2020年电力中长期合同。各地主管部门要高度重视 2020年电力中长期合同签订工作，做好省内和跨省跨区电力中长 期交易（含优先发电）合同签订的组织协调。认真分析研究存在问 题，组织市场主体开展协商洽谈和集中交易，明确合同细节，尽快在 2019年末或2020年初完成签订工作。 鼓励开展清洁替代交易。落实国家能源清洁化发展战略和节能减 排政策，鼓励水电、风电、太阳能发电、核电等清洁能源发电机组替 代常规火电机组发电，由高效环保的火电机组替代低效高污染火电机 组及关停发电机组发电。 完善中长期市场带电力负荷曲线交易机制。鼓励签约各方自主约 定电力负荷曲线或电力负荷曲线形成方式，并在交易合同中明确；探 索直接带电力负荷曲线开展平台集中交易，确保发用双方电力负荷曲 线一致，促进中长期交易的及时完整交割。 17 中国电子学会 2020年12月 表2 部分数据中心参与电力交易政策汇总 序号 发布日期 发布单位 政策名称 政策简要内容 《京津冀绿色 电力市场化交 易规则（试行）》 国家能源局华北 监管局 北京市经济和信 息化局、 北京市 发展和改革委员 会、北京市城市 管理委员会 浙江省发展和改 革委员会、浙江 省能源局、国家 能源局浙江监管 办公室 福建省工业和信 息化厅、国家能 源局福建监管办 公室、福建省通 信管理局 《关于开展北 京市绿色数据 中心（第一批） 征集工作的通 知》 《2020年浙江 省电力直接交 易工作方案》 （浙发改能源 〔2020〕145号） 《关于开展大 数据中心企业 电力市场注册 工作的通知》 （闽工信函能 源〔2020〕 195号） 北京、天津、冀北电网的可再生能源发 电企业及北京、天津、冀北及雄安符合准入条 件的电力用户和京津冀地区的售电公司都可 以通过协商、挂牌等市场化方式进行中长期电 力交易，推进京津冀地区可再生能源一体化消 纳。张家口地区的数据中心可以参与该项市场 交易，直接采购绿色电力。 规定全省电网覆盖范围内，运营机柜 超过150台的超算中心或数据中心企业中， 符合条件的年购电量在1000万千瓦时及 以上的用户，可自主选择注册成为批发用 户或零售用户，直接向发电企业购电或选 择向售电公司购电；其他年购电量1000 万千瓦时以下的用户均注册为零售用户， 通过售电公司代理购电。 明确获评为绿色数据中心的企业，可 获得北京市电力市场化交易资格。 新纳入信息传输、软件和信息技术服 务业行业10千伏及以上电压等级用户可参 与售电市场交易。 随着电力体制改革工作的开展以及数据中心的发展受到各地重视，陆续有专门针对数 据中心通过电力市场直接采购可再生能源电力的政策出台。 总体上讲，目前电力交易市场的建设仍处于试点摸索阶段，各省电力交易制度和形 式均多少有所区别，在试点过程中也存在部分问题。但相信电力交易市场的成熟和完善， 以及可再生能源电力价格的下降，将会有效降低数据中心参与电力市场交易的门槛，为数 据中心提供了进一步扩大可再生能源电力消费的机遇。 1 2018、11 2 2019、2 3 2020、4 4 2020、4 18 中国数据中心可再生能源应用 发展报告（2020） （二）绿色电力证书 绿色电力证书（以下简称“绿证”）是国家对发电企业每兆瓦时非水可再生能源上 网电量颁发的具有唯一代码标识的电子凭证，一般由独立的第三方颁发。绿证的购买方， 既有权宣称自身使用了绿色能源。2001 年荷兰率先开展了绿证交易。此后，美国、日本、 英国、法国、荷兰、瑞典、丹麦、芬兰、瑞士、挪威、意大利、奥地利、比利时、加拿大、 澳大利亚等 20 多个国家均实行了绿证交易。 2017 年 1 月国家发改委、财政部、能源局三部委联合发布了《关于试行可再生能源 绿色电力证书核发及自愿认购交易制度的通知》( 发改能源 [2017]132 号 )，标志着我国绿 色电力证书制度正式试行。该通知规定，“绿色电力证书是国家对发电企业每兆瓦时非水 可再生能源上网电量颁发的具有独特标识代码的电子证书，是非水可再生能源发电量的确 认和属性证明以及消费绿色电力的唯一凭证。从即日起，将依托可再生能源发电项目信息 管理系统，试行为陆上风电、光伏发电企业 ( 不含分布式光伏发电，以下同 ) 所生产的可 再生能源发电量发放绿色电力证书”，“风电、光伏发电企业通过可再生能源发电项目信 息管理系统，依据项目核准 ( 备案 ) 文件、电费结算单、电费结算发票和电费结算银行转 账证明等证明材料申请绿色电力证书，国家可再生能源信息管理中心按月核定和核发绿色 电力证书”。 按照《绿色电力证书资源认购交易实施细则（试行）》的规定，国家可再生能源信 息管理中心依据可再生能源上网电量，通过国家能源局可再生能源发电项目信息管理平 台，向符合资格的可再生能源发电企业颁发的具有唯一代 码标识的绿色电力证书，即所谓的“绿证”。绿证采取自 愿认购交易规则，购买绿证可以视同购买所有电力的可再 生能源属性，抵消所用常规电力，但不可以进行二次交易。 “绿证”方式可以使数据中心摆脱限制其无法直接采 购可再生能源的各种因素，实现扩大应用可再生能源的目 标。但目前，纳入补贴目录的风电、光伏发电项目绿证价 格较高。中国绿证目前认购价格的定价机制为认购价格按 照不高于证书对应电量的可再生能源补贴金额（包括认购 官网价格，或由买卖双方自行协商确定认购价格）。具体 图8 绿色电力证书样本 19 中国电子学会 2020年12月 此外，财政部、国家发展改革委、国家能源局于 2020 年 1 月联合发布了《关于促进 非水可再生能源发电健康发展的若干意见》（财建〔2020〕4 号），明确提出“全面推行 绿色电力证书交易。自 2021 年 1 月 1 日起，实行配额制下的绿色电力证书交易（以下简 称绿证），同时研究将燃煤发电企业优先发电权、优先保障企业煤炭进口等与绿证挂钩， 持续扩大绿证市场交易规模，并通过多种市场化方式推广绿证交易。企业通过绿证交易获 得收入相应替代财政补贴”。 预计平价绿证核发后，市场化交易形成的绿证价格将大幅下降。通过采购绿色电力 证书的方式实现数据中心用能绿色化可以更快捷