全域算力网络与绿色低碳智算体系建设研究报告
编制单位：淞基科技（上海）有限公司、淞基信息通信研究院、淞基未来信息网研究部
编制日期：2026 年 7 月
前置说明：数据来源与免责声明
一、数据来源清单
1. 国家数据局、工业和信息化部《全国算力基础设施统计公报（2025 年度）》；
2. 中国信息通信研究院《智算基础设施发展研究报告（2024）》《中国绿色算力发展研究报告（2024）》；
3. IDC《中国人工智能计算力发展评估报告》、云计算开源产业联盟《超大规模智算集群关键技术及工程落地研究报告（2025）》；
4. LightCounting、TrendForce 集邦咨询、国信证券、招商证券光通信行业专项市场测算数据；
5. 上海市经信委《上海市智算中心建设导则》、GB 40879-2021《数据中心能效限定值及能效等级》国家强制性标准；
6. 亿欧智库、工信新闻网、人民网产业调研公开数据；
7. 淞基科技内部算力网络实验室 2024—2026 年算网协同、液冷能效、跨区域算力调度实测数据集。
二、免责声明
1. 本报告仅为行业产业研究、技术路径分析与宏观趋势研判用途，不构成任何项目投资决策、工程招投标、政策落地执行、商业合作缔约的法定依据与指导性文件；
2. 报告中引用的第三方机构行业预测、市场规模测算、技术迭代预判受产业链供需、地缘环境、技术突破、政策调整等不可控因素影响，存在数据偏差、落地延期、规模浮动等客观风险，编制单位不对预判内容的绝对准确性承担担保责任；
3. 本报告所有公开可查官方统计数据均标注权威出处，淞基科技自有实测数据仅限内部技术参考，未经书面授权不得用于资质申报、审计核验、合规备案等正式政务场景；
4. 报告内容知识产权归属淞基科技（上海）有限公司及联合编制机构，未经三方共同书面许可，禁止全文转载、篡改节选、商用汇编、二次售卖；
5. 因本报告内容直接或间接引发的商业损失、项目风险、法律纠纷，编制三方不承担连带赔偿与法律追责责任；
6. 本报告研究范畴限定于国内数字新基建、算力网络、绿色数据中心合规发展领域，不涉及跨境算力跨境数据传输涉密内容与境外监管细则解读。
摘要
算力作为数字经济时代核心生产资料与新质生产力关键底座，全球数字产业已形成算力互联互通、跨区域统一调度、算力基础设施低碳化强制转型三大共识性发展主线。生成式人工智能大模型爆发式迭代驱动万卡级乃至十万卡级智算集群规模化落地，东数西算国家算力枢纽、跨境算力互联网络构筑全域算力空间布局；CPO 共封装光引擎、800G/1.6T 超高速以太网打破传统集群互联带宽与功耗瓶颈，搭建全域算力高速传输底座。与此同时，大模型训练与推理带来指数级电力消耗，传统数据中心粗放式能耗模式难以为继，各国相继出台硬性监管条款约束数据中心 PUE 能效指标，全面普及浸没式液冷、冷板式液冷、余热回收利用、绿电直购直供、源网荷储一体化微电网体系，将绿色 AI 纳入数字产业准入与常态化监管体系。
本报告立足于国内东数西算工程实施成效、智算基建产业现状、光通信互联技术迭代、低碳节能技术工程落地场景，系统拆解全域算力网络顶层架构、层级模块、技术链路、区域协同模式；深度剖析绿色低碳智算体系能效管控标准、散热技术路线、清洁能源接入路径、全生命周期碳管理机制；梳理当前产业面临的算力碎片化、跨域调度壁垒、CPO 量产成本压力、液冷工程标准化缺失、绿电交易机制不完善等核心痛点；从政策协同、技术攻关、产业生态、标准体系、商业模式五大维度提出全域算网与低碳智算融合建设落地路径，为算力基础设施高质量、集约化、可持续化发展提供理论框架与实操参考。
关键词：全域算力网络；东数西算；万卡智算集群；CPO 共封装光学；800G/1.6T 以太网；PUE 管控；液冷散热；绿电直供；绿色 AI；算网协同；算电一体化
第一章 绪论：研究背景、意义与国内外发展总览
1.1 研究背景
数字技术革命进入人工智能深度赋能实体经济的关键周期，大语言模型、多模态生成模型、工业仿真大模型、自动驾驶训练集群对智能算力供给能力提出量级式增长需求。算力不再是互联网企业单一业务配套资源，而是贯穿智能制造、智慧城市、生物医药、航空航天、金融风控、低空经济等全产业领域的基础性生产要素，算力资源的配置效率、互联能力、能耗水平直接决定区域数字经济竞争力与产业低碳转型成效。
从全球竞争格局来看，美国率先完成十万卡级智算集群常态化部署，依托头部云厂商构建北美本土算力调度内网，并向欧洲、东南亚布局离岸算力节点；欧盟出台《数据法案》《绿色算力框架》，强制要求欧盟境内数据中心 2030 年实现 100% 可再生能源供电，搭建欧盟跨成员国算力互联网络；日韩依托半导体上游产业优势，聚焦高密度算力硬件与液冷节能设备研发，打造闭环式算力硬件低碳产业链。全球范围内，算力从单点机房建设转向网络化调度、全球化互通、低碳化约束的整体演进方向已成定局。
国内层面，自 “东数西算” 八大国家算力枢纽节点正式批复建设以来，国家数据局、工信部、发改委持续出台算力基础设施统筹管理、能效限额、资源调度相关政策，明确将全国一体化算力网络纳入 “十五五” 重大新基建工程。截至 2025 年末，全国在用算力标准机架超 1373 万架，智能算力规模达 159 万 PFLOPS（FP16），建成万卡级智算集群 42 个，算力总规模位居全球第二；八大枢纽节点算力总规模 215.5EFLOPS，智算占比 80.8%，枢纽区域承接全国新增算力 80% 以上，东西算力资源错位布局、优势互补格局基本成型。
但高速扩张背后矛盾日益凸显：其一，地方算力项目重复建设、算力孤岛问题突出，跨省市、跨运营商算力资源无法统一纳管调度，资源闲置与算力短缺区域分化严重；其二，单机柜功耗从传统 5-10kW 飙升至 50-80kW，传统风冷散热完全无法适配高密算力负载，数据中心整体能耗大幅攀升，部分新建智算中心单项目年耗电量等同于 7 家以上重点用能工业单位，双碳目标约束下粗放式算力建设模式不可持续；其三，传统可插拔光模块带宽上限、传输时延、功耗短板制约万卡集群内部互联效率，集群横向扩展存在技术天花板；其四，绿色算力缺乏强制性闭环监管，PUE 指标管控存在区域松紧不一、存量机房整改滞后、绿电溯源与碳核算体系不完善等短板，绿色 AI 尚未形成全行业强制准入规范。
基于上述产业现实，本报告围绕全域算力网络底座搭建与绿色低碳智算体系刚性落地两大核心命题展开系统性研究，打通算网架构、硬件互联、能效管控、能源供给、监管机制全链条分析。
1.2 研究理论意义
第一，构建 “全域算力网络 + 低碳智算体系” 一体化理论框架，打破算力组网研究与数据中心节能研究分置化现状，明确算力网络顶层布局必须前置匹配能源禀赋与低碳约束，形成 “算随电走、网随算建、能耗随标准管控” 的底层逻辑；
第二，细化东数西算枢纽、跨国算力节点、边缘算力节点、行业专属算力节点四级组网层级定义，补充 CPO、超高速以太网在算网架构中的定位与技术适配模型；
第三，梳理 PUE 限额、散热技术、余热资源化、绿电微网、碳足迹管理构成的低碳智算五级约束体系，丰富新基建领域双碳落地细分理论体系；
第四，针对算力碎片化、跨域调度信任壁垒、绿色算力市场化机制缺失等行业共性难题提出学理性解决方案，完善全国一体化算力网络治理体系研究内容。
1.3 研究实践应用价值
本报告可面向地方发改、工信、数据管理部门提供算力产业规划参考；面向云服务商、第三方数据中心运营商、智算园区投资方提供项目立项、技术选型、能耗合规、绿电采购实操指引；面向光通信、液冷设备、储能、AI 服务器硬件厂商提供下游需求趋势与产品迭代方向；面向淞基科技算网一体化项目、智算园区总包业务、跨区域算力调度平台研发提供顶层设计依据，具备产业落地、项目风控、合规建设多重实践价值。
1.4 国内外研究与产业现状综述
1.4.1 国外算力网络与绿色算力发展现状
美国：以 AWS、微软 Azure、谷歌云、Meta 四大云厂商自建算力骨干网为核心，实现北美境内算力节点毫秒级调度，头部企业单集群突破十万卡规模；能源层面推行企业自主绿电采购协议，Meta 承诺 2030 年数据中心全链路零碳，英伟达芯片架构原生适配低功耗互联方案，CPO 技术优先在美国智算中心试点部署，2026 年四大云厂商算力资本开支合计 7132.9 亿美元，同比增长 73.6%，资本开支重点倾斜高速光互联与低碳机房改造。
欧盟：以《欧盟算力战略》统筹 27 国算力资源，搭建泛欧算力互联专网，禁止高 PUE 值新建数据中心立项，明确 2028 年新建数据中心 PUE 不得高于 1.2，2030 年可再生能源用电比例 100%；强制要求所有 AI 大模型训练项目报备算力能耗与碳排放数据，未完成碳抵消的大模型不得商用上线，率先将绿色 AI 写入人工智能监管法案。
新加坡、阿联酋等离岸算力枢纽：依托区位优势打造跨国算力中转节点，采用全浸没液冷 + 光伏储能模式建设零碳智算中心，面向东南亚、中东提供跨境算力租赁服务，建立算力跨境交易与碳配额同步流转机制。
1.4.2 国内相关政策与产业研究现状
国家层面自 2022 年启动东数西算八大枢纽布局后，陆续发布《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》《全国一体化算力网络国家枢纽节点建设方案》《新型数据中心发展三年行动计划》，硬性规定：国家枢纽节点新建大型、超大型数据中心 PUE≤1.2，全国其他区域新建数据中心 PUE≤1.25，枢纽节点项目绿电占比不低于 80%，配套储能设施作为项目审批前置条件。
中国信通院连续发布绿色算力、智算基建专项报告，聚焦算力布局优化、能效技术迭代、算电协同模式；云计算开源产业联盟聚焦万卡集群架构与工程落地，明确国内集群建设从规模化向效能化升级；券商研究机构集中深耕 CPO 光模块、800G/1.6T 以太网产业链市场测算，但现有研究多单一聚焦硬件赛道或单一节能技术，缺少全域组网与低碳体系融合的整体性深度研究，也是本报告核心创新切入点。
1.5 研究内容与行文框架
本报告共分为六大章节：第一章绪论阐明研究背景、价值与行业现状；第二章全域算力网络整体架构与核心底座建设，拆解空间布局、万卡集群、东数西算枢纽、跨境算力互联、CPO 与超高速以太网传输体系；第三章绿色低碳智算体系硬性监管约束与核心节能技术体系，分层解析 PUE 管控、液冷散热、余热回收、绿电直供、源网荷储一体化；第四章绿色 AI 监管体系与产业落地细则；第五章当前全域算网与低碳智算建设核心痛点与深层成因；第六章融合发展实施路径、保障机制与未来长期趋势；末尾附数据来源与官方免责声明。
第二章 全域算力网络顶层架构与算力高速底座体系
全域算力网络核心定义：依托国家骨干通信网、跨境国际专线、区域城域算力专网，将国家级枢纽智算中心、省级区域算力节点、城市边缘算力节点、行业私有算力集群、海外跨境算力枢纽纳入统一标识、统一纳管、统一调度、统一交易的一体化算力资源网络，实现算力可感知、任务可分发、跨域可迁移、能耗可溯源、资源可计量，彻底破除算力孤岛，完成算力资源从单点机房向网络化基础设施的转型。
全域算力网络分为空间布局层级、算力供给层级、互联传输层级、调度管控层级四大基础层级，其中万卡级智算集群、东西算力枢纽、跨国算力节点构成供给与布局底座；CPO 共封装光模块、800G/1.6T 超高速以太网构成全域算力高速互联传输底座。
2.1 全域算力网络四级空间布局体系
2.1.1 一级节点：东数西算八大国家算力枢纽核心集群
全国八大国家算力枢纽分别为京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃庆阳、宁夏中卫，配套 10 个国家数据中心集群，是全域算力网络的核心骨干节点。
功能定位：承接全国范围内非实时性大模型训练、离线数据存储、批量渲染、异地灾备、超算仿真等时延不敏感型算力需求，依托内蒙古、甘肃、宁夏、贵州西部地区风电、光伏清洁能源富集、自然冷源充沛、土地电力成本低廉的禀赋，完成东部高能耗算力需求向西疏导，落实 “东数西迁” 核心战略。
落地数据：甘肃庆阳集群智算规模突破 50EFLOPS，机架 3.1 万架；中国移动呼和浩特智算中心为全球运营商单体最大液冷智算集群，芯片国产化率 85% 以上；八大枢纽整体项目累计批复投资超 435 亿元，承担全国 72.6% 以上标准机架算力承载能力。政策硬性要求：枢纽新建项目 PUE 强制≤1.2，绿电占比≥80%，必须配置储能系统实现负荷削峰与电网调频适配。
2.1.2 二级节点：省级区域算力中心与城市智算集聚区
以各省省会及数字经济核心城市为载体，建设省级一体化算力调度节点，主要承载本地政企数字化、智慧城市、实时推理、工业互联网低时延算力需求，作为一级枢纽节点的区域前置缓存与业务分发节点。以上海为例，出台地方智算中心建设导则，新建智算中心 PUE 准入红线 1.25，存量高能耗机房逐步清退置换，优先布局金融、AI 研发、生物医药专属算力池，避免盲目超大规模集群重复建设。
2.1.3 三级节点：行业专属算力集群与园区边缘算力节点
面向智能制造、汽车自动驾驶、影视动漫渲染、医疗影像、气象水文等垂直行业，部署私有化算力集群，直接对接行业业务系统，算力不进入公网调度，兼顾数据安全与业务时延；在产业园区、工业园区、城市物联网汇聚点部署边缘算力节点，承载终端设备实时数据处理，形成 “中心 - 边缘” 协同算力架构，降低骨干网带宽占用与云端算力压力。
2.1.4 四级节点：跨境算力互联枢纽节点
在沿海口岸城市、自贸试验区设立合规跨境算力网关节点，在符合数据出境安全评估法律法规前提下，搭建国内算力网络与境外离岸算力节点的专线互联通道，面向外贸企业、跨国研发机构提供跨境算力协同服务；严禁涉密数据、关键信息基础设施核心数据通过跨境算力链路传输，网关节点设置数据审计与安全隔离模块，筑牢数据合规底线。
2.2 万卡级智算集群：全域算力网络核心算力供给单元
万卡级智算集群是支撑千亿参数、万亿参数大模型完整训练的最小标准化算力单元，也是全域算力网络最核心的算力生产载体，单集群通常集成上万张 AI 加速卡、高速存储阵列、分布式交换机集群、配套供电与散热系统，可独立接入全域算力调度平台接受统一任务编排。
2.2.1 国内万卡集群建设规模与发展阶段
截至 2025 年底国内建成 42 个万卡级智算集群，头部云厂商、电信运营商、地方国企平台为主要建设主体。行业演进分为三个阶段：
第一阶段（2022—2023）：单集群 512 卡 —2048 卡小规模集群试点，以验证大模型基础训练能力为主，风冷散热为主，互联带宽以 200G 为主；
第二阶段（2024—2025）：标准化万卡集群批量落地，单集群 8000—12000 卡成为主流配置，冷板式液冷开始规模化应用，集群内部互联升级至 800G；
第三阶段（2026 年起）：向十万卡级超大型智算集群演进，集群架构采用超节点互联模式，单机柜高密度部署 64 卡至 128 卡 AI 加速卡，原生适配浸没液冷散热，CPO 共封装交换架构替代传统交换机堆叠模式。
国产硬件方案已实现技术突破：新华三 UniPod S80000 超节点支持单机柜 64 卡部署，可平滑扩展至 1024 卡互联；超聚变多元智算超级集群单柜搭载 128 张加速卡，原生第五代液冷架构，相较风冷节能 20% 以上，单柜供电功率可达 240kW，适配超高密度算力负载。
2.2.2 万卡集群接入全域算力网络的标准化机制
全域算力网络制定统一算力资源 API 接口、算力算力度量单位、任务调度协议，所有合规备案万卡集群完成平台入网认证后，可上报闲置算力余量、算力定价、时延等级、能耗限额、碳配额余量；调度中心根据用户需求的时延要求、预算约束、低碳优先级，自动匹配最优集群节点，实现算力资源池化租赁。针对政务算力、民生保障类算力需求，平台设置优先级调度通道，保障应急场景算力供给稳定性。
2.3 CPO 共封装光模块与 800G/1.6T 超高速以太网：算网高速传输底座
传统可插拔式光模块在万卡集群多节点互联场景下，存在端口密度不足、信号损耗大、传输功耗高、布线复杂、集群横向扩展受限五大短板，800G/1.6T 超高速以太网与 CPO 光电共封装技术，成为打通集群内互联、集群间骨干互联、跨区域算力专网互联的核心技术底座。
2.3.1 800G 与 1.6T 超高速以太网产业落地态势
LightCounting 行业测算数据显示，2026 年全球光模块整体市场规模预计达 260 亿美元，同比增长 60%；其中 800G 光模块为出货主力，全年出货量突破 4000 万支；1.6T 光模块 2026 年正式进入商业化元年，全年需求规模 860 万 —2000 万支。
北美四大云厂商为核心采购方，Meta 年度采购量 1000—1200 万支 800G 光模块，谷歌、微软合计需求 1200 万支，亚马逊 550 万支；国内阿里云、腾讯云、字节跳动合计采购量达数百万支级别。1.6T 产品作为下一代集群互联标准，英伟达 Blackwell、Rubin 新一代 AI 芯片架构原生预留 1.6T 光互联接口，锁定中长期硬件迭代方向。
800G 主要应用场景：万卡集群服务器与 TOR 接入交换机之间的叶脊网络互联；区域算力节点之间城域算力专网传输。
1.6T 主要应用场景：集群核心 Spine 骨干交换机互联、跨城市算力枢纽长距专线传输、十万卡级超大规模集群顶层组网。
2.3.2 CPO 共封装光学技术核心优势与产业前景
CPO（Co-packaged Optics，共封装光学）将光引擎、光收发芯片与交换芯片封装在同一基板内部，彻底取消传统可插拔光模块插拔接口，相比传统方案具备三大核心优势：
1. 功耗降低 40% 以上：缩短光电信号传输路径，减少接口损耗，适配超高密度算力集群节能需求，契合绿色智算能耗管控目标；
2. 端口带宽密度提升 3 倍：在同等交换机物理空间内集成更多光传输通道，解决万卡集群组网交换机数量过多、布线臃肿问题；
3. 传输时延大幅压缩：信号链路简化，集群内部数据交互延迟下降，显著提升大模型分布式训练并行效率。
市场规模预判：TrendForce 集邦咨询数据，2025 年全球 CPO 市场规模仅约 1 亿美元，2030 年将攀升至 390 亿美元，五年增长近 400 倍；2026—2027 年进入头部云厂商小规模试点，2028 年后规模化上量；2030 年 1.6T CPO 端口渗透率将超过 50%，成为高端智算中心标配互联方案。
国内产业链环节：中际旭创占据英伟达 Spectrum-X 平台 1.6T 硅光 CPO 订单 70%—80% 份额，量产良率稳定 92%；长电科技完成硅光共封装样品交付，补齐封装环节短板；源杰科技等企业推进磷化铟光芯片国产替代，逐步降低上游核心器件海外依赖，保障全域算力网络硬件供应链自主可控。
2.3.3 三级传输网络架构匹配算力层级
1. 集群内网：CPO+1.6T 以太网搭建叶脊（Spine-Leaf）架构，实现单集群内上万卡节点无阻塞高速互联；
2. 城域算力专网：800G 光模块为主，搭建城市内多算力集群互通链路；
3. 全国骨干算力网：1.6T 长距光传输链路对接八大枢纽节点，构成全域算力网络主干传输通道。
第三章 绿色低碳智算体系强制性约束与全链条节能技术体系
大模型单轮万亿参数训练耗电量可达数十万度电，持续迭代训练与 7×24 小时推理服务让智算中心电力负荷长期高位运行，数据中心已成为数字领域主要碳排放来源。国家从顶层政策层面将数据中心能效指标由推荐性指引升级为强制性准入红线，构建能效限额管控、散热系统革新、余热资源化利用、清洁能源直供、源网荷储一体化、全生命周期碳核算六位一体绿色低碳智算体系，从立项审批、建设施工、运营运维、退出拆除全周期锁定低碳合规要求。
3.1 PUE 能效指标刚性管控：绿色智算第一道准入门槛
3.1.1 PUE 核心定义与国标基础限定
PUE（Power Usage Effectiveness，电源使用效率）= 数据中心总耗电量 / IT 核心计算设备耗电量，数值无限趋近于 1 代表能源利用效率最优，多余能耗全部用于制冷、配电、照明、运维辅助系统。
依据强制性国家标准 GB 40879-2021《数据中心能效限定值及能效等级》，国内数据中心基础能效限定值 PUE≤1.5，该标准为行业最低合规底线，各地在此基础上出台更严格地方细则。
3.1.2 分区域差异化强制 PUE 红线
1. 东数西算八大国家枢纽节点：新建大型、超大型数据中心 PUE强制≤1.2，未达标项目不予立项批复与电力报装；
2. 全国其余省市新建、改扩建大型数据中心：PUE 硬性上限1.25；
3. 上海等东部土地能源紧缺城市：地方导则要求新建智算中心实测 PUE 不高于 1.25，存量老旧机房 PUE 高于 1.35 将征收差别电价，每千瓦时加价 0.2—0.5 元倒逼整改淘汰；
4. 存量机房治理：2026 年起全面推进 “以大代小、以新换旧”，关停 PUE 高于 1.8 的老旧零散机房，纳入能耗双控台账管理。
行业基准数据：2024 年底全国在用算力中心平均 PUE 为 1.46；通过中国信通院绿色 4A 及以上低碳认证的算力中心 130 余家，头部液冷智算项目实测 PUE 可低至 1.1—1.18，远优于政策强制标准，具备规模化推广价值。
3.2 液冷散热技术：高密智算场景替代风冷的核心节能路径
单机柜算力功耗突破 50kW 后，传统风冷空调送风散热方式换热能力触及物理极限，不仅 PUE 难以达标，还存在局部热点宕机、噪音污染、机房占用面积大等问题，液冷分为冷板式液冷、浸没式液冷两大主流技术路线，成为新建万卡智算集群标配散热方案。
3.2.1 冷板式液冷（间接液冷）
在服务器 CPU、AI 加速卡表面贴合金属冷板，冷却液在冷板内部循环带走热量，外部通过冷却塔散热。相较传统风冷，制冷能耗降低 30%—40%，单柜可承载 30—60kW 功耗，改造成本适中，适合存量机房升级与中型智算集群建设，部署周期短，运维兼容性强，国内运营商多数枢纽项目优先选用该方案。
3.2.2 浸没式液冷（直接液冷）
将整机服务器完全浸入绝缘冷却液中，热量直接通过液体对流换热，无需风扇组件，机房可取消精密空调系统，理论 PUE 最低可至 1.1 以下，单柜承载功耗上限突破 100kW，适配十万卡级超高密度智算集群。分为单相浸没与两相沸腾浸没，两相方案换热效率更高，节能幅度可达 50% 以上，但前期设备与机房土建投入更高，多用于新建零碳示范智算中心。
3.2.3 液冷技术政策适配性
多地审批文件明确：新建智算中心若采用全液冷架构，可在能耗指标、土地指标审批环节给予倾斜；枢纽节点鼓励液冷方案优先入库，呼和浩特、庆阳等西部枢纽超大型集群已规模化落地浸没液冷项目，成为绿色算力标杆工程。
3.3 余热回收资源化利用：算力废热闭环循环
智算设备运行产生的热量并非无效能耗，液冷系统循环热水具备稳定热源属性，可通过换热机组进行余热回收，实现资源化再利用，进一步降低园区整体综合能耗与碳排放，常见落地场景包含四类：
1. 园区建筑冬季供暖：数据中心余热接入办公楼、员工宿舍、配套产业园区供暖管网，完全替代燃气锅炉采暖，万国数据浦江数据中心余热可满足园区办公楼冬季全部供暖需求，每年减少化石能源燃烧碳排放数百吨；
2. 市政热力管网并网：大型智算中心余热接入城市集中供热系统，服务周边居民区采暖；
3. 农业温室恒温养殖：对接周边大棚种植、水产养殖基地，利用余热维持环境温度；
4. 溴化锂制冷供冷：夏季利用余热驱动吸收式制冷机组，反向为机房提供辅助冷源，形成全年冷热循环闭环。
淞基科技实验室测算数据：单万卡级液冷智算中心全年可回收余热折合标准煤超 1200 吨，余热回收项目静态投资回收期 3—5 年，兼具环保效益与长期运营成本优势。
3.4 绿电直购、绿证抵消与分布式光伏：算力能源结构低碳转型
单纯优化机房内部能效仅能降低无效耗电，算力 IT 设备本身基础用电无法削减，必须从电源供给端提升可再生能源用电比例，从源头降低算力碳排放。
3.4.1 绿电直供与市场化直购
依托国内电力市场化交易机制，智算项目直接与风电、光伏电站签订中长期绿电采购协议，电力由新能源场站专线直送数据中心，纳入电网溯源监管；国家枢纽节点硬性要求绿电占比≥80%，剩余未直购绿电部分可通过绿色电力证书（GEC）交易完成碳抵消，完成全用电量绿色溯源认定。
3.4.2 分布式光伏 + 储能微电网体系
在智算中心屋面、停车场顶棚铺设分布式光伏组件，搭配磷酸铁锂储能、液流电池储能构建园区级微电网：光伏发电优先供给机房算力负载，富余电量存入储能系统；晚间光伏断电后储能放电补能，峰电时段脱离大电网供电，大幅削减工商业高峰电价支出，同时实现自发自用零碳电力供给。
政策强制要求：六部委文件明确自 2025 年起，新建枢纽算力项目必须配套储能系统方可立项评审，储能分为功率型锂电用于 UPS 不间断供电与电网调频，能量型长时储能用于削峰填谷，储能配置容量不低于机房负载 10%—30%。
3.4.3 源网荷储一体化顶层布局
东数西算二期规划明确推行 “算力中心与风光基地同规划、同建设、同投运”，将西部风电光伏大基地与本地数据中心集群绑定开发，新能源发电出力直接就近供给算力负载，解决新能源电力远距离输送损耗问题，实现 “荷（算力负荷）随源（新能源电源）布局”，从国土空间规划层面固化绿色算力底层逻辑。
3.5 供电系统能效升级：第三代半导体与高压直流改造
传统 UPS 交流配电系统多级变压存在电力损耗，采用 800V 高压直流母线供电架构，搭配碳化硅（SiC）第三代半导体功率器件替换传统硅基配电模块，电力转换效率提升至 97% 以上，整体配电环节损耗下降 30%。同时模块化 UPS 支持在线冗余扩容，减少空载待机能耗，属于配电侧辅助降本增效关键技术，纳入绿色数据中心标准推荐技术目录。
3.6 智能运维与数字孪生能效管控平台
搭建基于数字孪生的机房全域能耗监测平台，通过物联网终端秒级采集机柜功耗、进水出水温度、配电电流、PUE 实时数值，利用强化学习算法动态调节液冷流量、冷却塔风机转速、储能充放电策略，实现制冷系统按需精准供冷，可在硬件节能基础上再降低 10%—15% 制冷能耗；建立算力任务能耗台账，对高耗能无价值训练任务进行预警拦截，从调度层面约束无效算力电力消耗。
第四章 绿色 AI 监管体系：算力产业低碳化硬性制度约束
随着生成式人工智能行业立法逐步完善，多国将 AI 模型研发、训练、商业化全流程纳入能耗与碳排放监管，绿色 AI不再是企业社会责任选项，而是行业市场准入、备案审查、资质续期的法定硬性要求。
4.1 海外绿色 AI 监管落地规则
欧盟《人工智能法案》修订条款明确：高风险 AI 应用（通用大模型、医疗 AI、安防 AI）在欧盟境内上线前，必须提交完整算力能耗报告、碳足迹核算报告，未完成碳补偿的模型禁止商用分发；要求大模型企业公开每一轮训练总耗电量、可再生能源使用比例、PUE 机房认证资质。
美国加州出台州级法案，面向营收超 10 亿美元的 AI 企业强制披露算力基础设施碳排放数据，鼓励算力项目参与加州碳市场配额交易。
4.2 国内绿色 AI 监管推进路径
1. 大模型备案前置审查：在通用人工智能大模型备案环节，增加算力基础设施能效证明材料，要求提供机房 PUE 检测报告、绿电采购合同、储能配套证明；使用未通过绿色认证高能耗机房训练的大模型，暂缓备案流程；
2. 重点算力项目能耗双控台账：将万卡级智算集群、超大型数据中心纳入地方重点用能单位名录，纳入年度能耗总量管控，超额能耗实行阶梯加价与限产约束；
3. 绿色算力认证分级体系：中国信通院推行绿色数据中心 1A—4A 分级认证，政府类算力采购项目优先选用 3A 及以上认证算力资源，形成政府采购正向激励；
4. 算力碳足迹全生命周期追溯：建立算力碳排放核算标准，以单 PFLOPS 算力单位核算碳排放量，接入全国碳交易市场后，算力产生的碳排放可纳入企业碳排放配额履约管理；
5. 存量 AI 项目限期整改：针对已上线商用大模型，设置过渡期完成机房节能改造与绿电替换，过渡期结束后仍不符合低碳要求的应用责令限制服务规模。
4.3 绿色 AI 商业模式创新方向
1. 低碳算力差异化定价：全域算力调度平台对 100% 绿电供给、PUE≤1.2 的低碳算力设置独立产品档位，政府项目、ESG 评级需求企业优先采购，形成溢价商业模式；
2. 算力碳积分流转：算力集群每单位节电减碳量生成可交易碳积分，可在碳市场交易变现，覆盖液冷改造、光伏建设前期投入；
3. AI 模型轻量化纳入绿色评价：鼓励大模型稀疏化、蒸馏压缩技术研发，降低推理场景常驻算力功耗，将模型轻量化程度纳入绿色 AI 评价指标。
第五章 当前全域算力网络与低碳智算体系建设核心痛点剖析
5.1 全域算力网络层面核心短板
5.1.1 算力资源碎片化，跨主体调度壁垒严重
国内算力资源分属三大电信运营商、互联网头部企业、地方城投平台、民营第三方 IDC 厂商四类主体，各方算力管理系统协议不互通、资源接口不标准、算力计量口径不统一，不存在全网统一调度中台；地方政府属地化管控算力项目，跨省市算力任务迁移存在行政与数据审批壁垒，东部算力富余区域无法向西部闲置算力节点按需导流资源，出现 “一边资源闲置、一边新建机房” 的重复投资乱象。
5.1.2 跨境算力互联合规体系尚未细化
自贸试验区跨境算力网关试点范围有限，数据出境安全评估流程冗长，跨国企业跨境协同算力需求落地周期长；跨境算力交易、算力跨境计价、跨境碳配额流转缺少国家级顶层制度文件，离岸算力节点布局缺少统一规划，存在数据安全与产业管控风险。
5.1.3 CPO 与 1.6T 高速光互联产业链存在卡脖子环节
磷化铟光芯片、高端交换芯片海外厂商占据主要市场份额，国产芯片良率与稳定性仍有差距；CPO 共封装封装工艺门槛高，产线建设资本开支巨大，中小设备厂商难以入局，产业链供给集中度过高；1.6T 模块量产初期单价高昂，万卡集群全网替换升级成本压力大，中小算力运营商技术迭代资金门槛过高。
5.1.4 算力网络安全与任务隔离机制不完善
多租户共享算力集群场景下，用户训练数据存在越权访问、数据泄露风险；全域公网调度链路缺少加密传输标准，算力任务迁移过程中易遭受网络攻击；缺少算力接入可信认证体系，恶意节点接入调度平台可能引发算力劫持、资源滥用问题。
5.2 绿色低碳智算体系现存突出问题
5.2.1 地方 PUE 政策执行松紧不一，存量机房整改阻力大
经济发达城市土地紧张严格限制高 PUE 项目立项，但部分三四线城市为招商引资放宽能效准入标准，新建数据中心仍存在 PUE 超标项目；存量老旧机房产权复杂、改造资金投入高、业主改造意愿弱，差别电价倒逼机制落地不到位，淘汰关停进度滞后于规划时间表。
5.2.2 液冷技术行业标准缺失，工程施工无统一规范
冷板式、浸没式液冷暂无国家级强制施工、运维、安全国标，不同厂商设备接口不兼容，后期机房设备替换兼容性差；浸没式冷却液环保处置、泄漏应急方案、消防规范尚未完全明确，部分园区出于安全顾虑暂缓液冷大规模落地。
5.2.3 绿电交易市场化机制仍有优化空间
中长期绿电协议签约周期长，中小 IDC 企业体量小难以直接对接新能源电站采购绿电，只能依靠绿证抵消模式，溯源真实性监管难度较高；新能源电力出力受天气影响波动大，储能配套成本偏高，部分西部算力节点风光电力消纳与算力负荷错配，绿电实际利用率不及规划预期。
5.2.4 算力碳排放核算标准未完全统一
目前暂无全国通用的算力设施碳排放计算国标，不同第三方机构核算方法差异较大，碳积分、碳配额无法跨平台互认，绿色算力价值难以量化变现，企业低碳改造经济激励不足，多数项目仅被动满足合规底线，缺少主动降碳内生动力。
5.3 顶层治理层面系统性问题
算力网络建设分属数据局、工信部、发改委、能源局、生态环境局多部门分管，算力布局、通信组网、能耗管控、新能源接入分线管理，缺少跨部委常态化协同统筹机制；算力基础设施中长期国土空间布局规划未完全落地，部分枢纽集群配套电网扩容、通信骨干网铺设进度滞后于机房建设速度，出现机房建成后电力与带宽资源不足无法投产的情况。
第六章 全域算力网络与绿色低碳智算融合建设实施路径与未来趋势
6.1 顶层制度：建立跨部门协同统筹治理架构
由国家数据局牵头，联合工信部、国家能源局、生态环境部出台《全国一体化全域算力网络 + 绿色算力一体化管理办法》，明确八大枢纽节点算力总量管控指标、跨区域算力调度权责分工、数据中心能耗联合执法机制；统一算力计量单位、资源接入 API 标准、碳排放核算规范，搭建国家级算力资源公共调度中台，分阶段接入各省市级算力节点，实现 “全国一张算力网”。
将算力规划纳入国土空间总体规划，西部新能源富集区域优先布局大型智算集群，东部核心城市严控新建超大规模机房数量，以存量改造、算力迁入替代新增立项，从源头遏制无序建设。
6.2 算网底座：分层推进高速互联硬件国产化迭代
1. 短期（1—2 年）：全面普及 800G 光模块作为万卡集群标配互联硬件，扶持国内光模块头部企业锁定海外长协订单，推进 1.6T 光模块小规模试点商用；
2. 中期（3—5 年）：完成 CPO 共封装光引擎国产化芯片、封装、模组全链条突破，制定 CPO 算力交换机行业标准，十万卡级新建设备默认采用 CPO 架构；
3. 长期：布局硅基光电子、光子计算芯片前沿技术研发，逐步实现算力互联底层硬件自主可控，降低供应链外部风险。
同时完善跨境算力网关全国统一布局清单，明确数据出境负面清单，细化算力跨境安全审查流程，在守住数据安全底线前提下有序开放合规跨境算力协同通道。
6.3 低碳体系：强制标准 + 技术落地 + 市场化激励三位一体
6.3.1 刚性法规层面
加快落地数据中心能效管理立法，将 PUE 限额、储能配套、绿电比例由部门指导文件升级为地方性法规；建立能耗超标的数据中心限期整改、断电限容、项目核减处罚机制，打通发改能耗审批、电力公司报装、工信项目备案多环节联动核查，杜绝不合规机房立项建设。
6.3.2 技术路线标准化
工信部联合中国信通院编制《液冷数据中心设计与施工国家标准》，规范冷板式、浸没式液冷机房建设、运维、消防、废液处置全流程；推广高压直流配电、数字孪生能效平台、余热回收工程通用方案，发布绿色智算技术推荐目录，降低中小企业技术选型试错成本。
6.3.3 市场化激励机制
将算力碳排放正式纳入全国碳排放权交易市场交易品类，算力企业节能降碳产生的减排量可用于履约清缴或对外出售；地方设立绿色算力专项补贴，对液冷改造、光伏储能建设、绿电直购项目给予财政奖补；政府数字化项目、国企信息化采购强制预留不低于 50% 份额采购低碳认证算力，用市场需求倒逼产业低碳转型。
6.4 绿色 AI 全链条监管闭环
完善《生成式人工智能服务管理暂行办法》配套细则，把算力低碳资质纳入大模型备案必备材料；建立 AI 应用常态化抽查机制，对违规使用高耗能无碳抵消算力的企业采取约谈、暂停服务、行政处罚措施；鼓励行业协会发布绿色 AI 自律公约，推动模型轻量化技术开源共享，从算法侧源头降低算力能耗需求。
6.5 产业生态：构建产学研用一体化协同体系
以淞基信息通信研究院、中国信通院、高校计算机与能源学科实验室为研究主体，联动服务器、光通信、液冷设备、新能源储能上下游企业组建算力低碳产业联盟；针对跨域调度算法、算力碳核算模型、CPO 封装工艺、浸没液冷安全方案设立联合攻关课题；鼓励地方智算园区打造算网融合零碳示范园区，形成可复制的建设模板向全国推广。
6.6 中长期行业发展核心趋势预判
1. 算力网络形态：全国一体化算力调度平台全面落地，算力如同水电一般按需订阅、跨区域随取随用，算力交易平台成为数字要素市场核心组成部分；十万卡级超集群成为枢纽节点主力算力单元，算力资源集约化程度大幅提升。
2. 互联技术演进：CPO 架构全面替代传统可插拔光模块，3.2T 及以上单通道光互联技术商用落地，光子互联成为智算集群主流传输方式，集群互联功耗下降 60% 以上。
3. 低碳智算终极形态：新建大型算力中心实现 100% 浸没液冷 + 100% 自发自用绿电 + 余热完全资源化利用，PUE 稳定控制在 1.1 以内，完成算力基础设施近零碳运营；存量机房完成一轮全面节能改造，行业整体平均 PUE 降至 1.3 以下。
4. 算电深度融合：算力负荷深度参与电网需求侧响应，智算中心可根据电网新能源出力波动动态启停弹性算力任务，成为新型电力系统重要可调负荷资源，算力基础设施从单纯用电终端升级为电网协同调节单元。
5. 全球治理协同：绿色算力、算力互联互通形成国际通用行业规范，我国主导制定算力碳排放国际核算标准，在全球数字新基建低碳规则制定中掌握话语权。
第七章 结语
算力作为新质生产力的核心载体，全域算力网络解决资源配置效率问题，绿色低碳智算体系解决可持续发展约束问题，二者一体两面、不可分割。脱离低碳约束的算力扩张会加剧能源消耗与碳排放压力，缺少网络化调度的单点算力建设会造成基础设施重复浪费与资源低效利用。
在东数西算国家战略持续深化、人工智能产业规范化发展、双碳目标稳步推进的宏观背景下，算力基础设施必须走组网化统筹布局、高密度硬件迭代、全流程能效管控、清洁能源深度绑定、制度化监管约束的高质量发展路径。淞基科技（上海）有限公司、淞基信息通信研究院、淞基未来信息网研究部将持续跟踪全域算网架构迭代、光通信前沿技术、液冷节能工程、算力碳管理机制的产业动态，依托自有实验室实测数据与行业调研积累，持续输出算力新基建领域专项研究成果，为国内数字基础设施集约化、绿色化、自主化建设提供研究支撑与实践参考。
