美国能源部(DOE)12月20日宣布发布由劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)制作的《2024 United States Data Center Energy UsageReport》（《2024年美国数据中心能源利用报告》），该报告概述了2014年至2028年美国数据中心的能源利用情况。该报告估计，数据中心负载增长在过去十年中增长了两倍，预计到2028年将增长一倍或三倍。美国的电力需求预计将考虑到数据中心的扩张和人工智能(AI)应用的兴起、国内制造业的增长以及不同行业的电气化。
　　 
　　“过去十五年里，美国在人工智能和其他突破性技术方面投入了惊人的资金，而这种工业复兴对我们国内能源供应的需求也更大了，”美国能源部长詹妮弗·格兰霍姆说。“我们可以用清洁能源来满足这种增长。劳伦斯伯克利国家实验室关于数据中心能源使用情况的报告至关重要地强调了为什么能源部开发并部署技术来推动美国各行业的持续经济增长。”报告发现，数据中心在2023年消耗了美国总电力的约4.4%，预计到2028年将消耗美国总电力的约6.7%至12%。报告指出，数据中心总用电量2014年的58TWh攀升至2023年的176TWh，预计到2028年将增加325至580TWh。能源部正在利用其资源来满足日益增长的电力需求，同时改善关键基础设施并提高美国经济竞争力。
　　
　　美国能源部的资源涵盖整个电力系统，从新一代发电和储能技术到增强和扩展输电系统，再到最大限度地提高需求资源的效率和灵活性。美国能源部满足数据中心能源需求的关键策略包括：通过现场发电和储能解决方案实现数据中心灵活性，包括工业效率和脱碳办公室的现场能源计划和新的工业能源储能系统奖项挑战，这样数据中心就可以成为电网资产而不是负担。
　　
　　根据哈佛大学研究团队对美国2132个数据中心运作情况的分析，自2018年以来，美国数据中心的碳排放量已增长三倍，截至2024年8月，其碳排放量达1.05亿吨二氧化碳，占全国碳排放总量的2.18%，能源消耗占比也较2018年翻了一倍，达到约4.59%。同时，美国有95%的数据中心设在能源污染程度高于全国平均值的地区，其能源来源高度依赖“污染严重”的化石燃料。
　　
　　中国数据中心能源利用效率与美国相比，既有优势也存在一些不足，以下结合美国《2024 United States Data Center Energy Usage Report》及中国实际情况进行分析：
　　
　　优势方面
　　
　　政策支持与引导力度更强 中国政府高度重视数据中心的绿色低碳发展，出台了一系列如《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》等政策，明确了发展目标和任务，从宏观层面引导数据中心提高能源利用效率。相比之下，美国虽也有一些政策，但在推动数据中心能源转型方面的政策力度和系统性相对较弱。
　　
　　能源结构优化更显著 中国可再生能源资源丰富，且是全球光伏系统制造的领导者，拥有世界上最大的风能和太阳能装机容量。通过“东数西算”战略，将数据中心向西部可再生能源丰富的地区布局，提高了绿电使用比例。而美国数据中心则高度依赖“污染严重”的化石燃料，能源结构相对单一。据美国2023年数据，火电（燃煤、天然气、石油）占比约60%，新能源发电（风能、太阳能等）占比21%，核能占比19%。
　　
　　绿色数据中心建设成果更突出 中国已先后创建三批共计153家国家绿色数据中心，这些数据中心在建筑节能、运营管理、能源效率等方面表现出色，起到了示范引领作用。美国在绿色数据中心建设方面虽也有探索，但整体数量和推广程度相对有限。
　　
　　技术创新与应用更广泛 中国积极推动液冷、蒸发冷却等高效制冷散热技术以及人工智能节能技术的应用，如一些数据中心采用液冷技术后能耗降低20%左右。美国在数据中心技术研发方面虽有一定优势，但技术应用的广度和深度相对不足。
　　
　　不足方面
　　
　　技术水平参差不齐 中国数据中心行业发展迅速，但部分中小规模数据中心技术水平相对落后，能源利用效率较低。而美国大型数据中心在技术研发和应用方面相对成熟，在数据中心的设计、设备选型等方面具有一定优势。
　　
　　能效标准执行力度不够 尽管中国制定了相关能效标准，但在实际执行中，部分地区和数据中心存在执行不到位的情况。美国在数据中心能效监管方面相对严格，对违规行为的处罚力度较大。
　　
　　电网灵活性与稳定性面临挑战 美国电网建设相对成熟，但老旧问题突出，难以满足数据中心快速增长的电力需求。中国电网虽然在不断发展和完善，但在数据中心与电网的协同方面还存在一些挑战，如部分地区电网灵活性不足，无法有效满足数据中心的动态负荷需求。
　　
　　产业链协同不足 美国数据中心产业的上下游企业之间协同合作较为紧密，形成了较为完善的产业生态。中国数据中心产业链协同还不够成熟，上下游企业之间的信息共享和合作有待加强，在一定程度上影响了能源利用效率的提升。
　　
　　分享经验和技术，构建数据中心绿色生态圈，共同应对全球气候变化挑战。
　　
　　编辑：Harris