黄震院士：构建零碳园区 推动电力脱碳

当前，建设绿色算力设施，对稳定的、大规模清洁电力需求日益增加，也对IT负载的动态用电特性以及“算-电-热”协同提出了新的要求。近日，中国工程院院士、上海交通大学碳中和发展研究院创始院长黄震以“零碳园区关键技术与应用示范”为主题发表演讲，黄震认为，再电气化的前提是电力脱碳，我们亟需大力推进新能源科技创新与制度创新，要加快绿色科技创新和先进绿色技术推广应用。

当前，我们处于第三次能源革命，太阳能、风能、水能等可再生能源得到了广泛的关注和应用，推动能源体系从“资源属性”向“科创属性”根本性转变。黄震认为，能源发展史上每一次能源革命都不仅是能源品种的简单替代，更是整个能源体系的根本性重构。

根据世界资源研究所统计，我国电力行业二氧化碳排放占全国能源消耗产生二氧化碳排放总量的40%左右，其中煤电是最主要的碳排放源。

针对当前正在进行的第三次能源革命，黄震提出要通过“再电气化”，构建新型电力系统。“再电气化的前提是电力脱碳。”黄震称，在供给侧通过可再生能源提供取之不尽用之不竭的绿电，以及通过化石能源发电加CCUS（碳捕集、利用与封存技术）和核电提供零碳电力；需求侧则通过“直接电气化”和“间接电气化”两种路径推进。直接电气化指“以电代煤、以电代油、以电代气”，间接电气化则基于零碳电力制备绿色燃料。由此实现“三个替代”：绿电替代灰电、绿色燃料替代化石燃料、绿色原料替代不可再生原料，走向碳中和。

据了解，CCUS全流程工艺主要包括二氧化碳捕集、分离、压缩、运输、利用或封存等。其中，二氧化碳的捕集分为燃烧前捕集、燃烧后捕集、富氧燃烧捕集、化学链燃烧捕集；分离技术包括吸收法、吸附法、膜法、水合物法、冷冻法等。目前，较为成熟且应用较多的是燃烧后捕集工艺、醇胺化学吸收法、管道运输、驱油利用等。

在业内看来，在实现“碳达峰碳中和”目标进程中，CCUS技术是煤电深度减碳的重要手段，未来将朝着全流程、规模化、集群化方向发展。

黄震说道，AI技术的爆发式发展与算力需求的指数级增长，使能源革命呈现“双转型”特征：既推动能源系统低碳绿色转型，也加速能源行业数字化智能化升级，绿色算力成为两大转型的核心交汇点。

随着AI训练、推理需求的激增，传统数据中心正向百兆瓦级智算中心演进，冷却需求与电力消耗呈几何级增长。黄震强调，零碳算力园区建设需突破四大关键技术瓶颈，构建“源网荷储”协同的技术体系。

绿电直连成为绿色算力设施、零碳智慧园区建设的关键基础。黄震分析道，国家发改委明确要求，国家枢纽节点新建数据中心绿电占比要达到80%以上，绿电直连将深刻影响算力设施的整体架构和投资逻辑。考虑到当前数据中心用电量已占全社会用电量约1.7%，到2030年可能上升至5%以上，算力与能源的关系将变得越来越紧密。

IT负载动态调整实现“荷随源动”。不同于传统“源随荷动”的调度逻辑，通过GPU工作频率动态调节、弹性算力任务削减、时延容忍业务时段平移、跨区域协同计算等手段，实现算力需求与绿电供给的动态匹配。这种柔性调节模式为高比例可再生能源接入下的算力稳定运行提供了新解决方案，尤其适用于孤岛运行场景。

算-电-热多能协同构建智能调控体系。“算力、用电与散热不再是彼此独立的系统，而需要走向深度融合。”黄震指出，未来的绿色算力设施，将不再是“IT设备加制冷系统”的简单叠加，而是以算力需求为核心驱动，联动电力与冷却系统，实现“算-电-热”一体化的智能协同运行。通过算力引导冷却系统运行，构建智能化算电协同系统，实现多能流的统一调度与优化配置，最大化提升能源利用效率。

2025年作为国家零碳园区建设元年，国家发展改革委、工业和信息化部与国家能源局联合发布《关于开展零碳园区建设的通知》确立了“单位能耗碳排放小于等于0.2吨/吨标准煤”的核心指标（大型园区放宽至0.3吨），要求实现90%以上的减排目标。黄震表示，在此背景下，上海交通大学打造的零碳园区技术示范平台，以智慧能源数智化平台、虚拟电厂平台、直流微电网系统以及能源广场的“2平台+1系统+1广场”的创新实证体系提供了可复制的实践样本。

同时，“AI+”能源技术全面赋能园区运行。黄震强调，与传统能源发电成本线性增长不同，新能源具有“零边际成本”的特性，取之不尽用之不竭。我们要从“效率优先”走向“绿电消纳优先”“电力平衡优先”转变，要建立新的能效观。同时要改变“新能源运行方式要像传统能源一样才安全”的思维模式，建立新的能源安全观。还要还原电力的商品属性，让电力价格真实反映市场供需及碳减排成本，通过电力市场这只“看不见的手”去配置能源资源。