中国储能网讯：日前，微软宣布以687亿美元现金收购动视暴雪，微软CEO甚至称“为了元宇宙，这都值得！”，让“元宇宙”再次成为行业关注的焦点。

自2021年年底以来，元宇宙概念便一直被资本市场热炒，各行业也争相与之挂钩，理想汽车关联公司申请注册多个“元宇宙”商标。国内多地也开始布局元宇宙，上海将其写入了电子信息产业“十四五”规划。

元宇宙看似“势不可挡”，但只要一个因素就能让它“瘫痪”——断电。

数据中心能耗接近湖南年用电量

“元宇宙”是什么？清华大学新媒体研究中心执行主任沈阳在接受新华网采访时表示，元宇宙是整合5G、6G、人工智能、大数据等多种新技术而产生的新型虚实相融互联网应用和社会形态。简单来说，元宇宙是现实世界的镜像，用户可以通过互联网和AR、VR等技术进行游戏、社交等沉浸式体验。

新颖的元宇宙概念，建立在高速发展的信息化技术和数字经济的基础上。据中国信通院发布的《2021年通信业统计公报》，2021年中国云计算、大数据等新兴业务实现相关业务收入2225亿元，同比增长27.8%。其中，数据中心、云计算、大数据业务比上年分别增长18.4%、91.5%和35.5%。中国信通院《中国数字经济发展白皮书》显示，2020年，全国数字经济规模达到了39.2万亿元，同比增长9.7%，占GDP比重达38.6%。

从数据传输到人机交互，元宇宙运行的每一个环节都需要消耗能源。而其核心设备——5G基站和数据中心的高耗能问题更是不容小觑。

国际上对数字基础设施的能耗研究主要围绕信息通信（ICT）产业展开，包括数据中心、通信网络与终端设备。华为技术研究院（Huawei Technologies）瑞典研发中心的研究显示，2020年全球ICT产业的能耗约为20000亿千瓦时，预计2030年最高将增长61%至32180亿千瓦时。而据enerdata的数据，2020年全球电力消费量为201760亿千瓦时。据此计算，2020年全球ICT能耗约占全球用电量的9.91%，接近美国2020年用电量的一半。

中国铁塔研究院院长窦笠曾表示，5G功耗是4G的2到3倍。工信部电子第五研究所计量检测中心、国家应对气候变化战略研究与国际合作中心等机构根据各地公布的数据展开研究发现，2020年全国5G基站（宏基站）已建成约85.7万个，假设这些基站全部开通且不间断运行，2020年的能耗约为504亿千瓦时，相当于天津市2021年的总用电量。

据《2021年通信业统计公报》，2021年全国移动通信基站总数达996万个，其中5G基站为142.5万个。假设5G基站功耗没有下降，2021年全国5G基站耗电量会比上一年高出约333亿千瓦时，增速超过60%。

作为传递、加速、展示、计算、存储网络数据信息的设备，数据中心是元宇宙的“心脏”，“漏跳一拍”甚至会造成元宇宙瘫痪。因此，为维持其“持续跳动”，必须源源不断地“供血”——供应电力。

生态环境部环境规划院蒋洪强、李勃、张伟等日前在《中国环境报》撰文提到，以功率2.5千瓦为一个标准机架，2021年全国数据中心机架规模达到543.6万架，较2020年增加27%；全国数据中心能源消耗达到2166亿千瓦时，较2020年增加44%，能耗增速高于数据中心机架增长速度。

这一能耗量是什么概念？2021年，全国全社会用电量达83128亿千瓦时。以此计算，2021年全国数据中心能耗约占全年总用电量2.6%，也相当于2021年湖南全省的用电量（2155亿千瓦时）。

蒋洪强等人预测，2025年全国数据中心机架规模将达759万架，较2021年增长40%，能源消耗总量达3500亿千瓦时，约占全社会用电量的4%。对于5G基站，工信部电子第五研究所计量检测中心等机构的研究预测，2025年全国5G基站将达到约800万个，单站设备功耗约为2.37千瓦。以此估算，2025年全国5G基站耗电量约为1660亿千瓦时。

高耗能伴随着高排放

当下，全球数字转型与能源转型同步进行。在全球气候危机下，各国正加速由化石能源转向清洁可再生能源。在数字基础设施扩张迅速、能耗巨大的趋势下，其碳排放问题也备受关注。

据介绍，数字基础设施的碳排放主要来源于三个方面，包括设备生产制造与建设、设备运行和其刺激产生的新消费需求。其中，设备运行的耗能与碳排放占据大头。

据全球电子可持续发展倡议组织《SMARTer 2030报告》，2020年全球ICT行业碳排放占全球碳排放的2.3%。中国信通院《数字碳中和白皮书》显示，据估算，2012年我国ICT产业碳排放量约为8225万吨，占全国碳排放总量的1.18%；2017年约为13761万吨，占比为1.48%。

在中国努力实现碳达峰、碳中和目标的背景下，5G、数据中心等数字基础设施面临着严峻的能耗和碳排放挑战。

工信部电子第五研究所计量检测中心等机构指出，2020年全国5G基站排放量高达2799万吨。相比之下，数据中心耗能更多，碳排放量也更大。生态环境部环境规划院蒋洪强等人指出，2021年全国数据中心碳排放量约为1.35亿吨，较2020年增加3915万吨，占全国碳排放量的1.14%左右。到2025年，全国数据中心碳排放量预计为2.1亿吨，较2021年增加54%，占全国碳排放量的比例接近2%。

中国信通院认为，与钢铁、电力、交通运输业等其他传统经济部门相比，中国整个ICT行业的碳排放量相对较低，并将在短期内保持这一发展趋势。但就数据中心等新型用电大户的碳排放情况，业内人士持谨慎态度。蒋洪强等人认为，在未来十年，全国数据中心数量将高速增长。由于其碳排放情况和机架数与用电量深度挂钩，数据中心可能成为实现碳达峰难度最大的行业之一。

2021年12月，国家发改委等部门发布《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求 推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》，对新型基础设施绿色低碳发展做出明确要求。国内多地也根据自身的资源禀赋和经济发展情况出台相关政策，指导数字化转型和数据中心等绿色用能。内蒙古、甘肃、宁夏、云南等地区强调提升可再生能源的使用比例，推动使用分布式供能等技术，从源头保障数据中心等绿色用能。浙江、广东、海南等一次能源自给率较低、主要靠省外输入为主的省份，则提出了发挥江河湖海优势、利用自然冷源的方式降低数据中心能耗。

调整用能结构，配套建设分布式可再生能源+储能系统被视为数据中心等新型数字基础设施实现低碳转型的重要方向，目前该模式也被国内企业验证为行之有效的减碳方法。但元宇宙要全面爆发，需要实现“低碳能源自由”，这还有很长一段路要走。

（陈卓妮对本文亦有贡献）