近几年，全球数据总量爆发式增长，中国数据增量年均增速超过30%，数据中心规模从2015年的124万家增长到2020年的500万家；新技术、新产业、新业态蓬勃发展，数字技术与实体经济深度融合，数字便民惠民能力大幅提升，中国已成为全球大数据应用最为活跃、最具潜力、环境最优的国家之一。

为进一步强化全国一体化大数据中心统筹布局，加快推进国家算力网络基础设施建设，2021年5月26日，国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合印发《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》（以下称：《方案》），明确提出布局全国算力网络国家枢纽节点，启动实施“东数西算”工程，构建国家算力网络体系。2021年5月，本人出席在贵阳举行的2021中国国际大数据产业博览会开幕式，见证了“全国一体化算力网络国家枢纽节点建设”的启动仪式。

所谓“东西算”，是指通过构建类似于“西气东输”的“信息通道”，把东部的数据“输送”到西部进行存储和计算，在西部建立国家算力枢纽节点，改善数字基础设施不平衡的布局，发挥数据资本化的最优价值。以下就我国实施“东数西算”工程的战略布局作简要分析。

一、我国数据中心的布局存在供需失衡

传统上，我国通信网络主要围绕人口聚集程度进行建设，网络节点普遍集中于北上广等一线城市。数据中心对网络依赖性强，随之集中于城市部署。

中国数据中心的布局存在一定的供需失衡问题，东部地区应用需求大，但能耗指标紧张、电力成本高，大规模发展数据中心难度和局限性大；一些西部地区可再生能源丰富，气候适宜，但存在网络带宽小、跨省数据传输费用高等问题。

笔者2016年曾在《人民邮电报》发文指出，目前的所谓“大数据中心”已经背离了“云计算”的本质，且重复建设和资源浪费现象极其严重。国内很多地方，一提到“云”，就是规划大量的建设用地，建设超大规模的大数据中心或园区，动辄就是几十亿的投资和上百万新增服务器，存在着很大的盲目性。

笔者曾给国家相关部门建议，国家应注重大数据中心布局的顶层设计，组织专家团队进行市场需求的调研，对未来市场需求做到准确把握，积极统筹数据中心的科学布局规划工作，保证在满足市场有效需求前提下，从供给侧发力进行有效引导、合理控制各地数据中心的数量和规模，避免盲目跟风、一哄而上。笔者认为，云计算的核心是数据，本质是软件和算力服务，而不仅仅是硬件和数据中心，云计算绝不等同于遍地建设数据中心，数据中心的建设应当向西部倾斜。

近年来，随着数据中心规模快速扩张，对土地供应、能源保障、气候条件等提出了更高要求，现有城市资源，特别是东部一线城市资源，已难以满足持续发展要求，必须尽快转变以网为中心的发展模式，围绕数据中心重构网络格局。

二、重构全国算力网络国家枢纽节点

“东数西算”工程启动后，将在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝，以及贵州、内蒙古、甘肃、宁夏建设全国算力网络国家枢纽节点。通过国家枢纽节点布局，优化我国东部地区算力资源紧张、西部地区算力需求不足的不平衡状况，引导数据中心向西部资源丰富地区及距离适当的一线城市周边地区集聚，从而实现数据中心的有序发展。

全国一体化算力网络国家枢纽节点，是作为我国算力网络的骨干连接点。通过国家枢纽节点，统筹规划数据中心建设布局，引导大规模数据中心适度集聚，形成数据中心集群。围绕集群，调整优化网络结构，加强水、电、能耗指标等方面的配套保障。在集群和集群之间，建立高速数据中心直联网络，实施“东数西算”工程，支撑大规模算力调度，构建形成以数据流为导向的新型算力网络格局。

对于京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝等用户规模较大、应用需求强烈的节点，重点统筹好城市内部和周边区域的数据中心布局，实现大规模算力部署与土地、用能、水、电等资源的协调可持续，优化数据中心供给结构，扩展算力增长空间，满足重大区域发展战略实施需要。

对于贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等可再生能源丰富、气候适宜、数据中心绿色发展潜力较大的节点，重点提升算力服务品质和利用效率，充分发挥资源优势，夯实网络等基础保障，积极承接全国范围需后台加工、离线分析、存储备份等非实时算力需求，打造面向全国的非实时性算力保障基地。

根据《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》，大型和超大型数据中心原则上将布局到可再生能源等资源相对丰富的区域，优化网络、能源等资源保障。

三、国家枢纽节点的建设思路和重点

国家枢纽节点建设的总体思路是“统筹布局、完善标准、一体化实施”。

（一）要做好统筹布局

主要从两个方面进行统筹：一是统筹国家枢纽节点的网络、能源、算力、数据、应用等一体化布局和设计，在可再生能源丰富和气候、地质等条件适宜的区域，建设数据中心集群，实现数据中心绿色、集约、高效发展；二是将规模适中、对网络实时性要求极高的边缘数据中心，在城市城区内部合理规划布局。城市内部原则上不再大规模发展数据中心，同时要加强对已有数据中心的改造升级，提升其算力效能。

（二）完善标准制度

明确数据中心集群建设规模、节能水平、能耗管理、上架率等方面的准入标准。对于服务金融交易、车联网等领域，网络时延要求极高的数据中心，允许在城市内部发展；对于服务工业互联网、人工智能推理等领域，网络时延要求相对较高的数据中心，鼓励在数据中心集群发展；对于服务后台加工、存储灾备等，网络时延要求不高的数据中心，要优先向贵州、内蒙古、甘肃、宁夏节点转移。

（三）实施五个一体化推进行动

1.要网络一体化，围绕集群建设数据中心直连网，建立合理网络结算机制，增大网络带宽，提高传输速度，降低传输费用。围绕集群稳妥有序推进新型互联网交换中心、互联网骨干直连点建设。

2.要能源一体化，围绕集群配套可再生能源电站，扩大可再生能源市场化交易范围。从省区市层面对数据中心集群进行统一能耗指标调配。集中保障数据中心用地和用水资源。

3.要算力一体化。在集群和城区内部的两级算力布局下，推动各行业数据中心加强一体化联通调度，促进多云之间、云和数据中心之间、云和网络之间的资源联动，构建算力服务资源池。

4.要数据一体化，建设数据共享开放、政企数据融合应用等数据流通共性设施平台。试验多方安全计算、区块链、隐私计算、数据沙箱等技术模式，构建数据可信流通环境。

5.要应用一体化，开展一体化城市数据大脑建设，选择公共卫生、自然灾害、市场监管等突发应急场景，试验开展“数据靶场”建设，探索不同应急状态下的数据利用规则和协同机制。

四、加强绿色数据中心建设

数据中心都是不折不扣的“耗能大户”，需要设置大量的服务器和路由器。为了冷却这些产生热量的设备，还需要配备空调、风扇等散热设备。这都需要消耗庞大的电力，使得电力成本成为数据中心的主要成本。目前，我国数据中心的年用电量已占到全社会用电的2%，而数据总量还在快速增长。为确保实现碳达峰碳中和目标，需要进一步挖掘节能减排潜力。

评价数据中心能耗的指标PUE值（Power Usage Effectiveness的简写）这是评价数据中心能源效率的指标，是数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源的比值。PUE = 数据中心总能耗/IT设备能耗，其中数据中心总能耗包括IT设备能耗和制冷、配电等系统的能耗，其值大于1，越接近1表明非IT设备耗能越少，即能效水平越好。比如贵州华为数据中心的平均PUE值在1.4以下，基本达到国际先进水平。

目前，各国都在寻求应对数据中心巨大能耗的方法，如美国科技巨头微软就提出了“水下数据中心”实验，尝试把服务器放入特殊容器安置在水下，减少散热的需求；日本富士通则计划在2023年3月之前，把数据中心的电力消耗改为可再生能源。

中国中西部地区的可再生能源等资源较为丰富，一些地区在地理条件影响下，气候也更为凉爽，这样的条件就很适合建设数据中心。华为、苹果、腾讯等多家科技巨头都将数据中心建在了贵州，得益于贵州的地理位置和气候，当地许多地区常年的平均温度都在16至20摄氏度左右，非常有利于散热，也可以在夏天节省一部分空调费用。同时，该地海拔适中，很少受到地震、台风等自然灾害影响。

工信部在2019年1月印发的《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》提出，到2022年，全国新建大型、超大型数据中心的PUE值需达到1.4以下。

五、我国低碳数据中心发展路径

“碳中和”是一个节能减排术语，是指企业、团体或个人测算在一定时间内，直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放，实现二氧化碳的“零排放”。而“碳达峰”则指的是碳排放进入平台期后，进入平稳下降阶段。

为实现我国2060年碳中和目标，数据中心行业各方亟需加快研究设立碳中和数据中心目标并付诸实践，包括但不限于以下方面：一是坚持资源环境优先原则，充分考虑资源环境条件提高数据中心效率；二是深化探索节能减碳技术在数据中心全生命周期建设运营中的应用；三是在自有场所建设自然冷源、余热回收利用或可再生能源发电等清洁能源利用系统；实施绿色施工，尽可能减少对环境的负面影响；四是使用绿色电力、节能产品，并逐步建立健全绿色供应链管理制度。为了实现上述碳中和数据中心目标，需要付诸以下行动：

1.积极进行技术创新。大力开展节能减排技术研发创新，系统优化提升整体能效。大规模采用模块化建设方式，采用先进高效的IT、网络、供电制冷技术与方案，如获得“DC-Tech创新先锋”荣誉的液冷、微模块、一体柜、高性能存储网络、低时延异构数据中心等，提升数据中心算力算效，降低总体碳排放。鼓励采用智能化系统和平台优化数据中心整体能效，持续降低数据中心PUE、WUE。大力开展氢能、储能、新能源技术研发应用，积极探索优化新的制氢方法提升效率、降低成本；推动使用氢燃料电池、锂电池储能等替代备用柴油发电机，将新能源与数据中心建设联动协同，推动数据中心加快低碳发展。

2.可再生能源交易。随着电力市场化改革的推进，市场化采购可再生能源项目试点正在加快推进。2020年，伴随着“可再生能源电力消纳保障机制”的正式考核与运行，可再生能源进入更多的省级电力市场，近期包括广东、山东、京津冀地区在内的地方政府已出台相关政策。

此外，分布式和大型集中式可再生能源项目发展也正在提速。目前，分布式可再生能源以光伏发电形式为主，已经在部分园区投产使用。投资建设大型集中式可再生能源项目，从长远来看也是一种可行选择。此外，购买绿色电力证书也是助力企业实现碳中和的可行的辅助选项。

3.数据中心温室气体核查。为响应国家政策并更好地推动数据中心行业节能减排，中国信息通信研究院和中国标准化研究院联合产业界发布了首个数据中心温室气体核查标准——《温室气体排放核算与报告要求数据中心》（T/EES 0001-2021）团体标准，开展了一系列数据中心低碳等级评估评测，根据数据中心建设运营所处的阶段划分为规划类、设计类和运营类，从能源和碳利用效率CUE、碳排放强度、低碳节能技术与方案、低碳战略与管理等维度进行评价，通过标准和测试工作加速推动数据中心节能减排技术探索和管理模式创新，树立绿色低碳发展示范和标杆，助力数据中心行业高质量发展。

4.零碳管理披露体系。为填补我国科技企业信息披露体系的空白，并引导企业逐步全面详实地披露主要能耗、碳排放等信息，中国信息通信研究院云大所设计了适用于国内科技企业的零碳管理披露体系框架，以衡量企业在绿色低碳管理、资源的消耗、不同范围的碳排放和社会影响等10个方面的情况，并将在双碳公共服务平台上展示披露上述数据的优秀科技企业案例。一方面，各科技企业的用能和排放量数据，可以作为政府制定政策和监管的参考依据；另一方面，管理架构、用能和排放数据可以帮助企业自身更好地评估低碳节能风险和机遇，降低碳相关经营风险，并对企业经营决策进行支撑。

六、5G的“双碳”行动任重道远

根据GSMA报告指出，目前全球TOP10运营商的年电费总额为140亿美金，若按现有能源设备效率，加之现阶段全球主要依靠火力发电，以中国网络耗电年总量超过500亿度电为例，5G网络到来后，预计中国网络耗电将超过1000亿度，造成年272亿千克碳排放。

5G的高能耗，主要来自三方面，一是5G AAU设备天线数增多，射频单元能耗高；二是5G主力频段高覆盖小，相比4G需更密的站点以满足连续覆盖，从而提高能耗；三是以电源设备、空调设备为代表的相应配套设施的增多，让5G能耗逐渐提高。

具体来看，5G单站功耗是4G单站的2.5~3.5倍，而有源天线单元的功耗增加是5G基站功耗增加的主要原因。5G部署提速，商用进程加快，进一步推进了产业数字化转型，赋能千行百业智能升级，并有望给整个社会带来深刻变革。

尽管5G网络自身的节能十分重要，但如果单从5G基站辐射、电力的消耗来衡量5G是否环保，是否能成为绿色5G并不全面。

相关数据指出，按每比特计算，5G标准比前几代技术标准更节能，每比特能源消耗仅为4G的十分之一。事实上，5G在标准设计、参考信号设计、物理结构上都最大化地考虑了节能。其中，3GPP的5G规范要求5G能耗比4G减少90%，ITU要求ICT企业在2030年前将温室气体排放量减少45%，降功耗、降成本也是整个5G产业链的共同诉求。

可以肯定，未来5G将会渗透到社会的方方面面，促进整个行业的数字化、智能化转型，必然会带来各行业实实在在的效率提升和能耗降低。因此，5G也是提高能源效率的重要推动力，将在实现我国可持续发展目标过程中发挥关键作用，只有当5G使能许多其他行业以更节能的方式运行时，5G对行业转型的影响才会真正实现。

作者简介

王春晖，浙江大学教授、博士生导师，网络空间治理与数字经济法治（长三角）研究基地主任兼首席专家、南京邮电大学数字经济战略与法治研究中心主任、工信部信息通信经济专家委员会委员、联合国世界丝路论坛数字经济研究院院长、联合国国际电联《国际电信规则》中国工作组专家、联合国国际贸易法律委员会中国观察员专家团成员、中国通信学会网络空间安全战略与法律委员会副主任、中国互联网协会应用创新工作委员副主任、中国法学会网络与信息法学研究会常务理事、上海市法学会互联网司法研究会副会长、江苏省法学会大数据与人工智能法学研究会副会长、中国数字经济安全与发展50人论坛执行主席。

（责任编辑 王顺利）