南方科技大學清潔能源研究院院長、澳大利亞國家工程院外籍院士劉科在大會現場表示，飛速增加的數據中心帶來了飛速增加的能源消耗，截至2020年底，中國數據中心耗電量已經突破2000億千瓦時，能耗占全國總用電量的2.7%，預計2022年耗電量將達到2700億千瓦時。
劉科稱，數據中心用能存在高碳排、重污染的情況。因此他認為，數據中心的碳中和之路應注重能源側減碳。
如何做到能源側減碳？劉科認為，重構供電，提高清潔能源的利用占比是途徑之一，但風能和太陽能的不穩定性阻礙著數據中心的綠色化進程。
那么，通過鋰電池儲能是否可以解決風能和太陽能不穩定的問題？劉科展示的PPT顯示，電動車數量增加，使得鋰電池原材料（價格）飛漲，極大提升了數據中心的建造成本，靠鋰電池儲能解決數據中心的電力重構存在挑戰。
劉科認為，綠色甲醇可作為大數據碳中和之路的選擇之一。
全國數據中心能耗規模約等于兩個三峽電站發電量
數量飛速增加的數據中心，正在帶來飛速增加的能源消耗。
在“算力賦能制造業數字化轉型”分論壇上，劉科表示，截至2020年底，中國已擁有在用的數據中心機架總規模超300萬架，（年）耗電量突破2000億千瓦時，能耗占全國總用電量的2.7%。
據劉科預測，到2030年數據中心機架規模將增加1倍～2倍，能源消耗量翻一番，將占全國總用電量4%以上。
劉科提供的數據顯示，2016年中國數據規模為4000ZB（1ZB=1024TB），到了2020年，這一數字已經達到6.4萬ZB，預計2022年達到12.8萬ZB，2030年達到409.6萬ZB。
可以看到，無論是全國數據規模還是數據中心機架規模，都將在未來幾年有明顯提升，而與之對應的是數據中心耗電量迅速增長。
據劉科展示的數據，2020年中國數據中心耗電量為2045億千瓦時，預計2022年將達到2700億千瓦時，到2030年達到4000億千瓦時。
數據中心能耗“飛速”增加
圖片來源：每經記者 安宇飛 攝
據新華社報道，截至2020年12月31日24時，在確保三峽工程全面發揮防洪、航運、水資源利用等綜合效益的前提下，三峽電站2020年全年累計生產清潔電能1118億千瓦時。這也意味著，當年我國數據中心的耗電量幾乎相當于兩個三峽電站的發電量。
在耗電量不斷增長的背景下，數據中心用能的高碳排、重污染等問題也進一步凸顯。劉科介紹說，數據中心的主要供電源為市電，總體來講，約70%市電來源于燃煤發電，“所以布局大數據中心最好（選擇）像韶關這樣可再生能源比較多的地方。”
除此之外，數據中心一般會有柴油發電機系統、不間斷電源（UPS）系統等。劉科表示，柴油機投資約占數據中心總投資的10%，存在以下問題：機組噪音大，平均100分貝；SOx、Nox排放高，尾氣處理貴；柴油儲運消防規格高；人力和安環投入成本大。
因此劉科認為，從整個大數據中心的碳中和來講，應該注重能源側減碳。其中一條途徑是重構供電，提高清潔能源的利用占比。
清潔能源不穩定，鋰電儲能和氫氣存痛點
從價格端來看，清潔能源已經擁有了一定的“性價比”。劉科表示，目前光伏上網電價可以低至0.148元/kWh，沙特光伏成本甚至低至0.07元/kWh。
但劉科認為，太陽能再便宜，只有約20%的發電時間，“沒有風、沒有太陽時怎么辦？這是整個清潔能源實現碳中和的最大挑戰”。
如何解決風能和太陽能的不穩定性？劉科展示的數據顯示，中國風能、太陽能增量巨大，但總發電量只相當于約1.92億噸標煤的發電量，只占中國煤電發電量的約12.5%，儲能限制了其發展。
未來，能否靠鋰電池儲能解決數據中心的電力重構問題呢？劉科認為這存在挑戰。他表示，即使全世界的汽車都改為電動車，儲的電只相當于電網約16%。
劉科展示的PPT也顯示，電動車數量增加使得鋰電池原材料（價格）飛漲，極大提升了數據中心的建造成本。今年3月的鈷價約為2020年的2.6倍，鋰價約為2020年的5.6倍。同時鋰、鈷、鎳資源稀缺、成本高，我國80%的鈷以及70%的鋰、鎳資源都依賴進口。
那么，氫氣能否承擔上述重任呢？劉科表示，氫氣存在儲氫運氫成本高、安全隱患大、加氫站占地面積大基礎設施投資高昂等問題。
“西方大概上世紀90年代中期到2008年前后花了百億美元做氫，沒有推廣的核心原因是氫氣不適合于做人類的液體（能源）載體。”劉科說。
那么，什么技術在未來有希望成為破局方向呢？
劉科認為，基于可再生能源的綠色甲醇技術是比較現實的碳中和路徑。在碳稅（針對二氧化碳排放所征收的稅）來臨后，綠色甲醇在成本等方面都具有優勢。
劉科展示的基于可再生能源的綠色甲醇技術
圖片來源：每經記者 安宇飛 攝
據了解，綠色甲醇是通過綠電進行電解水制氫、制氧，結合生物質/城市垃圾/水煤漿等進行氣化，然后通過甲醇合成得到的物質。
劉科認為，甲醇是非常好的液體儲氫、運氫載體，1L甲醇的產氫量是1L液氫的2倍。綠色甲醇是出色的氫能載體，可作為數據中心碳中和之路的選擇之一。
