今年2月，国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局发布通知，同意启动“东数西算”工程。
从“源网荷储”的观点出发可以发现，“东数西算”工程是统筹考虑自然资源、电力生产、能源长程输送代价及地域性碳排放现状和各地经济平衡发展等多方面因素的适应性政策。
八大枢纽构成全国一盘棋的布局形态
“东数西算”现阶段规划的八大枢纽指京津冀枢纽（张家口集群）、长三角枢纽（包括芜湖集群、长三角生态绿色一体化发展示范区集群—江浙沪三省）、粤港澳枢纽（韶关集群）、贵州枢纽（贵安集群）、成渝枢纽（天府集群、重庆集群）、甘肃枢纽（庆阳集群）、宁夏枢纽（中卫集群）和内蒙古枢纽（和林格尔集群）。
这些集群由南到北、自西向东并非高度集中在一个区域，而是覆盖了全国有能力有资源的广大地域，构成了全国一盘棋的布局形态。
数据已经成为新的基础资源
将数据中心视为资源消费端的用能特点：数据中心属于“耗能大户”，这由数据处理设备高密度集中布置的特点决定。所谓“耗能大户”是与最广泛的一般民用建筑，尤其是住宅和公共建筑单位面积能源消耗相比得出的结论。数据中心单位面积空调能耗指标、用电能耗指标无论是计算负荷还是全年能耗累计值都是上述民用建筑对应指标的数倍至数十倍。包含计算机设备在内的建筑物造价的趋势也相同。但业界往往忽略了因数据（信息）处理建设而带来的直接或者潜在的经济效益。反过来看，如果没有这些数据中心处理信息，将产生何种影响——毋庸置疑，数据（信息）已经成为新的基础资源，可与水、电、天然气、热力相提并论。
数据中心消耗的能源以电力为主，不同的系统可能还涉及水资源的消耗，而天然气、热力资源消耗较少。即使是在北方严寒地区，数据中心冬季直接供热消耗的燃料与全年供冷消耗的电力值相比，仍有巨大的数量级差距。用电量大、用电量全年相对稳定是数据中心用能最显著的特征。当使用电力作为主要能源输入，数据中心在运行过程中几乎不产生直接碳排放。
电力是数据中心的主要能源，从发电侧考量，电力生产包括绿色能源范围内的水电、风电、太阳能发电和核电等，另一种非绿色能源的生产方式是火电，可通过直接（如植树）或间接（付费抵消）的方式实现对碳排放的抵消。清华大学院士江亿曾指出，我国风能、光能充足地区在电力生产过程中存在大量弃风、弃光的现象。这种情况是由于生产与消费在时空方面不匹配造成的，缺乏网、储调控手段或调控成本过高是主要原因。这也是目前确定的内蒙古、甘肃、宁夏、成渝和贵州五个枢纽均是电力净输出区域的主要原因之一。从国家统计局2020年的统计数据，这五个区域除去自用外，年净输出电量达4831.75亿kWh，占全部五个枢纽所在省份发电总量的28.79%。利用数据中心用电量大且全年相对稳定的特点，就地进行数据（信息）加工和输出，可最有效地减少输送能耗。
在电网与数据传输网络建设成熟度相当的条件下，数据输送的能耗远小于电力输送。这里需要明确，这类数据（信息）加工和输送不适用于有短延时要求的用户（比如金融实时交易或结算）。笔者经过多次测试，当前网络条件下，一般现场会议同时进行网上直播的情况，现场与网络直播的延时一般在数秒至十数秒范围。对于这类需求，是可接受的。另一种情况是用于科研的计算类数据中心，侧重点在于计算速度，这由服务器密度和系统内部的高速网络决定，在工作过程中对外网传输速度并无过高需求，只有将计算结果打包发送给任务发布者时才对外部网络传输速度有较高需求。
降低网、储成本成为重要的经济因素
资源的生产与用户侧的最佳匹配为利用自然条件就地生产、短时间内足量利用。当生产和使用无法匹配便产生时空差异，需要传输或存储手段加以消除。实际情况正是通过传输网络和存储设施解决不匹配的矛盾。降低网、储成本成为重要的经济因素。
输配侧，即“网”。可以得出的结论是，远距离网络传输数据（信息）比其他水、电、天然气、热力资源的损耗更低。这几种基础资源相比，只有电网和信息网络是更大区域或全国性的，网络建设成熟度两者相当。天然气通常是区域性网络，热力和自来水则通常限制在城市范围，与电力和数据（信息）不同，这三种资源的常程输送都涉及传质或以流动的介质为载体，克服压降、温降的运行成本远高于数据（信息）传输。另一方面，同样是因压降产生的损失和发热、转换损失，电力远距离传输的运营成本远大于数据（信息）通过网络传送的成本。即在网络（或管网）成熟度相同条件下，远距离输送信息（数据）比输送其他资源耗能更少。这是“东数西算”在可行性方面最大的优势——除去基建范畴的网络建设成本外运行过程中传输耗能最低。在几种基础资源利用方面，为降低传输过程的损失，优选数据（信息）传输，电力次之。
最后是关于“储”的问题，当时延不再成为主要问题时，因有云技术的存在，使数据（信息）存储和调用的便捷性仍远高于现有电力存储的效率。主要原因在于数据（信息）的长期存储和调用几乎没有损失，电力的存储或多或少将在各个转换环节产生损失，降低有效利用率，增加使用成本。
通过对八大枢纽和一些省份在发电、电力对省外输出和GDP的统计分析可以看出另一些问题。
进一步对其他数据研究，各省单位GDP的耗电量为283～2296kWh/万元，全国中位数为660kWh/万元。其中非水力发电占比较大的主要电力输出大省，如宁夏、青海、内蒙古、新疆、甘肃、山西普遍在1000kWh/万元以上。这从某种意义上说明，当发电成本较高时，没有通过电力的生产增加附加值而直接对外输出是造成经济效益较差的主要因素。
这进一步验证了通过“东数西算”工程利用自然资源优势生产电力，就地使用、就地转化为如数据（信息）等高附加值产品能够在充分利用资源的条件下有效改善地区性经济发展不平衡，从能源利用角度具备现实的可行性。
（作者系中国建筑设计研究院有限公司智能工程中心副总工程师）
本文原载于《中国建材报》9月5日10版
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责编 | 丁 涛
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监审 | 韩凤凤
