东数西算专题研究报告（2022）

版权声明 本报告版权属于中国联合网络通信有限公司研究院，并受法律保护。转载、摘编或利用其他方式使用本报告文字或者观点的，应注明“来源：中国联通研究院”。违反上述声明者，本院将追究其相关法律责任。 目录 前言1 一、政策篇1 (一)“东数西算”的政策背景1 (二)“东数西算”的政策内涵2 1.“东数西算”的政策脉络2 2.“东数西算”的发展目标3 3.“东数西算”的建设内容4 4.“东数西算”的战略意义6 (三)“东数西算”的工程布局7 1.“东数西算”工程的总体布局7 2.“东数西算”工程的当前进展10 3.地方落实“东数西算”工程的举措12 二、市场篇13 (一)市场需求13 (二)业务和应用15 1.IDC业务15 2.云计算业务16 3.行业智慧应用业务16 4.数据存储业务17 5.算网新型业务18 (三)商业模式19 1.基于服务的商业模式19 2.基于交易的商业模式19 三、技术篇20 (一)算力网络：计算和网络融合发展20 (二)“东数西算”对通信网络和算力服务的新需求24 1.泛在的云接入与云互联25 2.多样化的算力资源26 3.高品质的通信网络28 4.算网协同调度32 (三)算力网络发展思路32 1.算网资源层——通信网络32 2.算网资源层——算力资源37 3.算网管控层40 (四)“东数西算”工程的安全需求及发展思路41 1.“东数西算”工程面临的安全需求和风险42 2.“东数西算”工程的安全发展思路46 (五)IDC基础设施绿色低碳发展思路50 1.国家枢纽节点的绿色低碳要求50 2.IDC绿色低碳关键技术创新方向50 四、产业篇53 (一)“东数西算”产业链分析53 (二)产业链上游：基础环境设施及设备制造54 1.空调设备54 2.供配电系统56 3.服务器58 4.光通信模块60 (三)产业链中游：数据中心、云计算和通信网络服务商61 1.IDC服务62 2.云计算64 3.通信网络67 (四)产业链下游：算力服务使用者68 1.互联网企业68 2.金融、政府及电力行业68 (五)运营商在“东数西算”工程中的角色分析69 1.运营商担当建设和运营的双重角色69 2.三大运营商在“东数西算”领域的布局71 五、发展建议73 缩略语1 参考文献3 前言 历史上的每一次技术革命，都伴随着生产要素和生产力的跨越式发展。迈过农业时代、工业时代、信息时代，人类进入了以数据为关键生产要素、算力为核心生产力的数字经济时代，算力成为支撑数字经济向纵深发展的新动能，数据量的爆发式增长对数据中心的算力提出了更高要求。党中央高度重视数字经济发展，习近平总书记多次对数字中国战略发表重要论述，“十四五”开局之年提出了“不断做强、做优、做大我国数字经济”这一新发展目标，也向世界做出2030、2060年前实现“碳达峰、碳中和”的庄严承诺。在此背景下，2022年2月，国家发展改革委等四部委联合印发通知，同意在8地启动建设 国家算力枢纽节点，并规划了10个国家数据中心集群，“东数西算”工程正式全面启动。“东数西算”工程通过构建全国一体化大数据中心体系，有利于提升国家整体算力水平，促进绿色发展，扩大有效投资，推动区域协调发展，这既是推进我国数字经济高质量发展的关键举措、完成碳达峰碳中和目标的有效助力，也是我国在新型基础设施领域建设全国统一大市场的率先探索，具有举足轻重的战略意义。 中国联通立足“国家队、主力军、排头兵”新定位，深入贯彻以习近平同志为核心的党中央关于加快建设高速泛在、天地一体、云网融合、智能敏捷、绿色低碳、安全可控的智能化综合性数字信息基础设施决策部署，全面承接“东数西算”工程， 将着力构建布局合理、网络先进、数网、数云、云边协同发展的算网一体化生态体系。 力、IDC基础设施等方面的关键技术、安全需求，研究了产业链布局与运营商定位，最后从网络、算力、安全、应用、IDC与双碳等方面提出了实施“东数西算”相关的策略建议。 本报告聚焦“东数西算”工程的政策、市场、技术、产业四个维度，梳理了“东数西算”政策内涵、建设内容及工程进展，分析了主要业务与典型应用场景、商业模式，总结了网络、算 一、政策篇 (一)“东数西算”的政策背景 当前，新一轮科技革命和产业变革正在重塑全球经济结构，算力作为数字经济的核心生产力，成为全球战略竞争的新焦点，将带动数字经济的创新和发展迈向新台阶。据《2021-2022全球计算力指数评估报告》[1]显示，国家计算力指数与GDP走势呈现正相关关系，美国和中国分列计算力的前两位；而计算力指数平均每提高1个百分点，数字经济和GDP将分别增长3.3‰和1.8‰。近7年来，全社会数据总量呈爆发式增长，我国数据增量年均增速超过30%，算力设施的建设也将持续高速增长，而东西部算力资源差距不断拉大，影响我国区域发展、产业发展、能源发展，乃至全国数字经济的高速均衡发展，因此推动“东数西算”是我国数字经济高质量发展的必然要求。 一是破解区域发展不平衡的必然要求。我国目前算力网络区域发展不平衡不充分的问题较为突出，算力主要需求方互联网企业、云计算企业多分布在北上广深等东部地区，导致现有数据中心布局呈东多西少的特点，信通院《中国算力发展指数白皮书》[2]指出，北京、广东、上海的算力规模位列前三，浙江、广东、江苏等东部省份的算力增速超过60%，内蒙古、贵州、甘肃等省在算力规模和增速上并不占优。而东部受土地、电力、能耗等资源制约，大规模发展数据中心已难以为继，各地已经相继出台限制数据中心发展的措施，包括提高PUE指标要求、提升电价、限制土地供应等方面。西部数据中心的利用率又偏低，国内数据中心平均利用率约为55%，主要是西部地区严重拉低该项指标。“东数西算”的出发点在于国内资源供给的不平衡，希望通过跨越地理维度来解决资源分配问题，进而解决区域发展的不平衡问题。 二是加快产业互联网创新发展的必然要求。互联网的发展正在由消费互联网向面向企业级服务的产业互联网发展，全球主要科技公司纷纷转向ToB业务寻求数字经济的新增长空间。据《2022中国企业数智服务市场趋势洞察报告》[3]显示，2021年中国企业数智服务市场规模为3.6万亿元，2020-2025年复合增长率达到20%，预计2022年总体市场规模将达到4万亿。而产业互联网的创新发展则需要有坚实的数字底座，面向企业客户的多样化需求，其建 设更为复杂，涉及技术范围更广、互联互通的要求更高、低成本需求更强，如果没有政策的支持和引导，完全依托市场化运作，难以保障有序投资和资源高效利用。因此国家推动“东数西算”，实现资源的有效调控是非常必要的。 三是实现能源低碳转型的必然要求。我国已经制定了“双碳”发展目标。总体来看，我国电力行业碳排放占能源领域碳排放一半左右，电力系统碳减排是能源领域碳减排的重中之重。作为高耗能的数据中心，据国家能源局统计，2020年我国数据中心年用电量占全社会用电的2.71%，总能耗超过2000亿千 瓦时，相当于燃烧6000万吨煤排放1.6亿吨的二氧化碳的发电量，预计到2025年占比达到4%[4]。贯穿数据中心全生命周期的能耗和碳排放将由其所在地承担。 目前，内蒙古、云南、贵州、甘肃等都是发电量大于用电量的省市，而北京、浙江、广东等属于发电量严重不足的省市。为了解决东部电力短缺的困局，国家大力发展“西电东送”工程，“十三五”末的能力已经达到2.7亿千瓦 [5]，到2025年，“西电东送”能力达到3.6亿千瓦以上[6]。在当前的技术水平 下，2000公里长距离输电的损耗是6%左右[7]，根据电监会《2010年度电价执行及电费结算情况通报》，全国平均的输配电成本占电力成本的30%以上[8]。国内电力资源分布不均，可以说是催生“东数西算”工程的直接诱因。 (二)“东数西算”的政策内涵 1.“东数西算”的政策脉络 在2018年的中央经济工作会议上，我国首次提出了“新基建”的概念， 并于2019年3月写入政府工作报告，明确提出了要加强新一代信息基础设施 建设。在“新基建”指导下，“东数西算”的构想萌芽于2019年发改委与华 为对东中西算力资源布局的联合研究，政策起源于2020年12月下发的《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》[9]，2021年5月国家发改委等四部门联合发布的《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》[10]，标志着“东数西算”工程正式拉开帷幕。 近一年以来，国家“东数西算”的系列发文对数据中心能耗指标、上架率、网络服务质量等方面提出了更为细致的规定，推动数据中心集约化与技术创 新融合。随着“十四五”数字经济规划的发布，国家加快了对“东数西算”工程的布局，先后批复蒙贵甘宁、粤港澳大湾区、成渝、长三角、京津冀八大地区启动建设全国一体化算力网络国家枢纽节点，至此，“东数西算”建设工作全面启动，正式进入实施阶段。 图1“东数西算”政策脉络一览 2.“东数西算”的发展目标 国家在《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》（下称 《实施方案》）中明确提出，要加快实施“东数西算”工程，围绕国家重大区域发展战略，布局建设全国一体化算力网络国家枢纽节点，发展数据中心集群，引导数据中心集约化、规模化、绿色化发展。国家枢纽节点之间进一步打通网络传输通道，提升跨区域算力调度水平。“东数西算”在整个实施过程中要实现网络、能源、算力、数据和应用的“五个一体化”的工程目标；从长远效应来看，要实现关键核心技术自主创新，完成碳达峰碳中和目标，最终推进我国数字经济高质量发展。 建设实施层面,“东数西算”首先要通过实现网络的一体化进而带动算力的一体化。网络方面，要增大网络带宽，降低传输费用，加强集群间、集群内外的数据中心互联互通；算力方面，以集群和城区内部两级算力布局为保障，通过算力网络建设，加强各行业数据中心的联通调度，例如多云之间、云和数据中心间、云网间的资源联动，构建可统筹调控的算力服务资源池。其次，要充分利用西部风、光等可再生资源，实现东西部能源一体化，统一调配数据中心集群的能耗指标，扩大清洁能源市场化交易范围，促进建立清洁能源消纳的 市场化机制；充分利用西部自然冷源，降低数据中心温控系统能耗占比。最后，要实现数据的价值挖掘，通过建设数据共享开放、政企数据融合应用等数据流通共性设施平台，构建数据可信流通环境，实现数据一体化；通过开展一体化城市数据大脑建设，聚焦公共卫生、自然灾害、市场监管等突发应急场景，如开展“数据靶场”，实现应用一体化。 长远效应层面，“东数西算”要攻坚关键核心技术、实现自主创新，打破信息、装备、能源等行业的关键技术瓶颈，例如，解决网络设备核心芯片、算力设备核心芯片、操作系统等核心软件依赖国外产品，算力调度技术不成熟、智能运维有待提升，电、冷等能源利用不平衡、碎片化等问题，实现核心产业链自主可控，加快产业转型升级，带动产业高质量发展。要助力完成“双碳”目标，重点发力高效供配电、制冷、节能协同等绿色节能技术的研究和应用，采用自发自用、微网直供、本地储能等技术手段，着力推动数据中心与绿色低碳产业的深度融合，建设绿色制造和服务体系，构建数据中心全行业全链条的绿色生产方式。要推进数字经济高质量发展，通过科学的顶层设计，引导数据中心东部集约化、西部跨越式发展，夯实数字产业化和产业数字化发展的数字底座，支撑数字社会、数字政府、智慧城市建设，推动数据资源交易及价值挖掘，最终实现数字经济发展质量变革、效率变革、动力变革。 3.“东数西算”的建设内容 2020年底下发的《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》，首次提出了建设全国一体化大数据中心，明确构建“数网”“数纽”“数链”“数脑”“数盾”五数体系，而“东数西算”作为实现一体化大数据中心协同创新的基础工程，主要是完成体系中的“数网”“数纽”“数盾”建设，在此基础上，推动“数链”和“数脑”的建设和发展。 图2全国一体化大数据中心协同创新体系总体框架 在构建“数网”体系上，“东数西算”要优化数据中心基础设