“东数西算”背后：数据中心电力消耗及政策PUE标准

Xins2016 2024-08-13 发布于北京

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@山行根据山行大师提问，补充了本篇电力消耗及PUE及政策标准

“东数西算”大背景，以及四个问题：

一、数据中心耗电情况

二、能耗控制非常重要，各地PUE值红线

三、服务器为何优先受益

四、衍生分支思考

“东数西算”大背景

根据《报告》，2018年中国数据中心总用电量为1,608.89亿千瓦时，占中国全社会用电量的2.35%，超过上海市2018年全社会用电量，后者去年全社会用电量为1,567亿千瓦时。照此趋势预计，2023年中国数据中心总用电量将达到2,667.92亿千瓦时，2019年-2023年将增长66%，年均增长率将达到10.64%。

《报告》统计，中国数据中心选址大多集中在北京、浙江、江苏等可再生能源电力占比较低的区域，行业目前尚未形成大规模采购可再生能源电力的趋势，2018年中国数据中心行业可再生能源电力使用量占比为23%，低于可再生能源在中国全社会电力消费量的占比26.5%。

此外，《报告》显示中国数据中心几乎没有自购可再生能源的行为，行业目前尚未形成大规模性采购可再生能源电力的趋势，而气候变化、环境污染、能源成本、品牌效应、客户需求及企业社会责任等方面是驱动中国数据中心行业采取行动向清洁、低碳用能结构转型的驱动因素。

以国际上通行的衡量数据中心电源使用效率的衡量指标PUE(PowerUsageEffectiveness，电源使用效率)为例，是数据中心消耗的所有能源与IT负载使用的能源之比，基准是2，越接近1表明能效水平越好。

有业内人士曾告诉记者：“工信部早年间就在推动绿色数据中心的认证等相关的工作，特别是北上广等一线城市这样的数据中心的兵家必争之地，关于数据中心的关键能耗指标PUE的要求愈发严格。对于新建数据中心，北京、深圳要求PUE在1.4以下，上海已经要求到1.3以下。”

而2018年全球的数据中心的PUE的平均值为1.58，国内的平均值为是1.5，足以见得降能耗需求的紧迫性。

有关这一点，上述《报告》肯定了中国数据中心行业在改善PUE方面所做的努力，但也指出，PUE的改善无法反映数据中心使用大比例化石能源所带来的空气污染与碳排放问题。2018年全中国数据中心使用火电约为1,171.81亿千瓦时，造成的主要环境影响包括烟尘4,687吨，二氧化硫23,436吨，氮氧化物22,264吨，以及9,855万吨二氧化碳的排放。

所以“西数东算”的数据储存往西部去，利用西部大力发展的新能源才是解决之道。

数据中心耗电情况

数据中心是公认的高耗能行业，过去十年间，我国数据中心整体用电量以每年超过10%的速度递增，其耗电量在2020年突破2000亿千瓦时，约占全社会用电量的2.71%，2014-2020年，数据中心耗电量占比逐年升高。

我们看到数据中心每年的耗电增速约12%，2020年我国全年发电量为7.42万亿千瓦时(度)，同比下降1.2%。

数据中心的耗能部分主要包括IT设备、制冷系统、供配电系统、照明系统及其他设施(包括安防设备、灭火、防水、传感器以及相关数据中心建筑的管理系统等)。整体来看，由服务器、存储和网络通信设备等所构成的IT设备系统所产生的功耗约占数据中心总功耗的45%。其中服务器系统约占50%，存储系统约占35%，网络通信设备约占15%。空调系统仍然是数据中心提高能源效率的重点环节，它所产生的功耗约占数据中心总功耗的40%。电源系统和照明系统分别占数据中心总耗电量的10%和5%。

数据中心分布情况

为了降低能耗及成本，很多企业将数据中心放在水电资源丰富的贵州、云南等省份，由此可见，中西部地区数据中心机架数量占比呈上升趋势。虽然低廉的电价可以让企业节省大笔用电费用，但相对于中东部地区，由于远离数据中心用户聚集之地，需要在光纤、基站等长距离传输设备的架设和维护上耗费较高的精力和成本。所以光纤及基站光模块也是挖掘方向。

各地新建数据中心能耗控制

PUE(Power Usage Effectiveness)是衡量数据中心运行效率的指标，其越接近于1，代表数据中心对于电能的利用越有效率。2020年12月，《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》提出，大型、超大型数据中心运行电能利用效率降到1.3以下。

根据《全国数据中心应用发展指引(2020)》数据，目前国内在用超大型和大型数据中心PUE值分别为1.46和1.55，尚有较大的优化空间。

对于新建数据中心，北京、深圳要求PUE在1.4以下，上海已经要求到1.3以下。”为了降低能耗及成本，很多企业将数据中心放在水电资源丰富的贵州、云南等省份，由此可见，中西部地区数据中心机架数量占比呈上升趋势。

未来两年提高生产力效率，降低单位能耗是主流。随着社会发展的诉求，生产力必然是爬坡的，所以控制单位能耗会成为需要解决问题。

服务器确定受益

服务器是需要1天24小时运转的，即所谓的8760规则，8760表示1年的小时数，如果你新增一台服务器，它基本上是24小时持续耗电的，也就是说1年有8760小时都在用电，如果计算使用量，每年的耗电就是8760小时乘以PUE，服务器的平均寿命是3年，因此在服务器生命周期内，没台服务器的成本是8760乘以PUE乘以三年，但是，在资金受限的情况下，服务器面临的问题是，人们不会在3后替换它们，因此在数据中心总是会看到一些效率低下的老旧服务器，这些服务器每千瓦的成本需要6000美元，如果你今天用这个钱买一台新服务器，也许可以节省一半成本，因为新服务器的功耗更低，采购新的服务器又很贵，IDC运营商不愿意更换，所以PUE能控加严后，会增加服务器更换频率。

特别是随着智能手机不能完全满足个人储存需求，越来越多的人开始使用云存储保存他们的数据，我们看到存储和带宽正在急剧增长，视频流正在推动存储和带宽朝前发展，随之而来的是能源消耗的增长，现在能源成本高企，IT部门必须精心调整好这些设备，保持较低的功耗，基础设施部门则需要想办法降低PUE。

其他方向展望

举个例子，随着元宇宙的逐步建设，或者说网络娱乐（如抖音等）的兴盛，即表征为物质世界的通缩，精神世界的通胀。那么必然带来更多更快更海量的数据交换，带来的可见的卖铲子需求就是数据中心的需求大增，那么数据中心的能耗控制会变得非常重要，在巨大的政策压力和迫切的利润需求面前，资本会快速的迭代更好的散热材料，更好的温控设备，更低功耗的线缆等等。这里的陶瓷纤维、碳纤维、特种玻璃纤维你都可以尝试去挖掘。

再比如，现在火电发电的碳值是最高的，那么如何在发电中提高热电转换效率，更好的保温，超超高压下的吸收热能的温差发电等等，都需要一些特殊材料和节能诉求，可以去琢磨的。

本篇完！

最后：大数据中心行情能不能跟上，要结合行业股价位置及估值决定，因为即使没有政策推动，行业增速也会根据全球数据增加而增加，2021年我们看到在服务器行业股价不景气的一年，行业增速是非常漂亮的，服务器的浪潮信息及紫光股份旗下的新华三，服务器销售数据亮眼。

先说券商研报推荐公司名单：

东部地区的一线城市土地、能耗稀缺，能够给当地带来GDP和就业增长的大客户更容易从政府获得稀缺资源，所以给bat、抖音、快手等提供服务的公司，将能够实现持续发展和生存，投资应选择深度绑定大客户的批发型IDC公司。建议关注：宝信软件（宝钢武钢旗下，钢厂优势电多）、数据港（与阿里合作）、科华数据（与腾讯合作）、光环新网（背靠亚马逊）。

西部地区土地和能耗充足，机柜上架率是关键，考验的是营销能力和基建能力。运营商有庞大的营销队伍和网络，将有很好的发展机会，闲置的蒙（内蒙古）贵（贵州）IDC中心将大幅度提高出租率。建议关注中国移动（大力发展IDC建设）、中国电信（机柜全中国第一）、首都在线（IDC营销）。

另外，东数西算战略将带来IDC、交换机、服务器数量的大规模增长，为云服务器厂商带来巨大和持续的增量需求，浪潮信息、紫光股份（子公司新华三提供云服务器）、中兴通讯有望受益；数据吞吐使用的高速光模块公司也会同比例受益，中际旭创、新易盛、光迅科技等。

进一步地，服务器进一步高功率化，将激发出空调的巨大需求空间，空调技术优秀、制冷模式先进的公司将获得持续增长优势。佳力图（运营商IDC空调龙头绑定中国移动）、英维克（互联网IDC空调龙头技术储备深厚）。

我个人认为，好公司要有好价格，兵马未动，粮草先行，选完确定的，再看性价比，通过观察新能源光伏风电锂电池及特高压的炒作经验，会发现，确定性最高的行业第一梯队及产业链第一梯队最被看好，那么我认为市场路线肯定先以建设为主。

基础建设主要服务器，浪潮信息、紫光股份、中科曙光等；然后是光模块，数据需要光电信号转换，新易盛、中际旭创、华工科技、光迅科技等；然后是光纤，数据需要光纤传输，亨通光电、长飞光纤、中天科技、烽火通信等，这属于硬需求，股价跟需求走。

IDC，saas，Iaas，paas属于后端。后端炒作上往往更具空间，有点类似风光的储能，所以后端波动大，风险也大。

比如首都在线、奥飞数据、光环新网、沙钢股份、杭钢股份、贵广网络、佳力图、易华录、浙大网新、云赛智联、数据港、铜牛信息、浪潮软件、优刻得、亚康股份、依米康、恒锋信息、东方国信、南兴股份等，真正的大牛股肯定出在这批名单里面，而且必然无视大盘风险，这批名单里一些个股，趋势非常好，在2020-2021的疯狂杀估值后，叠加行业本来的高速增长，东数西算的背景下，在2022-2023是有很大概率爆发大牛股行情的。我粗略看了下就发现很多大资金来了。毕竟这是一个高增长且没有天花板的行业，太容易讲故事了。