研究顯示：許多數(shù)據(jù)中心凈零能源戰(zhàn)略并沒有真正發(fā)揮作用

　　據(jù)報道，有研究顯示，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商最常見的凈零能源政策對碳排放沒有長期影響，他們表示大企業(yè)應(yīng)該轉(zhuǎn)向“臨時”或 24/7 能源匹配。

　　超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商是最大的自愿清潔能源消費(fèi)者，正試圖直接消耗綠色能源，并為可再生能源付費(fèi)以匹配其排放量。然而，他們的凈零活動只考慮了自己的使用，而忽略了對整個電網(wǎng)的影響。根據(jù)普林斯頓大學(xué)零實(shí)驗(yàn)室上周發(fā)布的一份文件，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商匹配能源或排放的最常見方式將對電網(wǎng)的長期減排幾乎沒有什么幫助。

　　根據(jù)他們的研究，基于時間的采購將每小時的能源使用與綠色能源相匹配，真正減少了電網(wǎng)的碳排放——但每兆瓦時的成本增加了20美元，具體取決于能源的采購地點(diǎn)和方式。

　　孤立的凈零排放

　　數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商都渴望實(shí)現(xiàn)凈零排放，并通過購買可再生能源來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。該研究團(tuán)隊的項目《自愿無碳電力采購策略的系統(tǒng)級影響》研究了他們的行動對美國兩個樣本州(加利福尼亞州和懷俄明州)整個電網(wǎng)的總體影響，以創(chuàng)建一個更大的圖景，顯示大量能源購買可能會產(chǎn)生意想不到的結(jié)果。它們只能取代排放，或者無法刺激凈新能源生產(chǎn)。

　　谷歌、亞馬遜、Meta 和微軟等超大規(guī)模企業(yè)是電力購買協(xié)議 (PPA)的最大買家，在協(xié)議中，企業(yè)支付一定數(shù)量的新可再生能源發(fā)電量，然后可以抵消自己的使用量。2021年，美國商業(yè)和工業(yè)消費(fèi)者購買了 11GW 的購電協(xié)議。全球范圍內(nèi)，超大規(guī)模企業(yè)當(dāng)年購買了 31GW。亞馬遜在這一領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，2022 年購買了8.3GW 的購電協(xié)議。

　　購電協(xié)議比以前流行的可再生能源證書(REC)更受重視，后者有時向運(yùn)營商支付長期建設(shè)的發(fā)電資源，而不是新產(chǎn)能。

　　為了更好地購買清潔能源，許多大客戶已經(jīng)采取行動更好地匹配他們的能源使用。許多凈零策略只是簡單地購買與其實(shí)際負(fù)載等量的能源。這種用電量匹配是有缺陷的，因?yàn)榭蛻魧⒃谝惶熘械牟煌瑫r間使用太陽能發(fā)電場和風(fēng)力渦輪機(jī)產(chǎn)生的能源。

　　但與之相匹配的嘗試并不理想。一些企業(yè)正在嘗試“排放匹配”，即購買更多綠色能源，并將總碳強(qiáng)度與其使用的電力相匹配。其他組織使用“時間匹配”，試圖逐小時匹配客戶能源使用產(chǎn)生的排放量，這種方案稱為 24/7 匹配。

　　該研究的作者之一、普林斯頓大學(xué)博士生威爾遜·里克斯 (Wilson Ricks) 表示，看似直觀的清潔能源采購方法實(shí)際上對溫室氣體排放影響很小，甚至沒有影響。

　　按數(shù)量、排放量匹配...還是 24/7?

　　簡而言之，亞馬遜、Meta、Salesforce和通用汽車使用的排放匹配對總體排放影響不大�？蛻魧①徺I大量可用的最便宜的綠色能源，這些能源無論如何都會投入使用，并且?guī)缀鯖]有動力增加真正的新產(chǎn)能。

　　相比之下，時間匹配產(chǎn)生了對穩(wěn)定的低碳能源生產(chǎn)的需求，因?yàn)樗�迫使電網(wǎng)在數(shù)小時內(nèi)提供能源，否則電網(wǎng)將不得不依靠化石能源。這要么通過水力或核能等固定發(fā)電能力來滿足，要么通過長期儲能(LDES)來滿足。時間匹配的使用頻率要低得多，但Microsoft和Iron Mountain已簽署 24/7 PPA。美國政府于 2021 年 12 月發(fā)布行政命令，要求聯(lián)邦機(jī)構(gòu)到 2030 年采購 100% 無碳電力，其中一半的采購量與每小時消耗量相匹配。

　　“雖然這三種匹配策略中的每一種都提供了一個會計框架，在該框架下，無碳電力的自愿購買者可以聲稱減少排放量，但研究的結(jié)果說明了這些聲明與全系統(tǒng)二氧化碳排放量實(shí)際變化的相關(guān)程度。研究發(fā)現(xiàn)，在當(dāng)前的美國政策環(huán)境中，與不發(fā)生自愿采購的反事實(shí)情景相比，容量和排放匹配的采購策略幾乎不會導(dǎo)致系統(tǒng)級二氧化碳排放量發(fā)生變化。

　　雖然兩種匹配策略都隱含地假設(shè)這種采購抵消了二氧化碳排放的化石燃料發(fā)電，但研究發(fā)現(xiàn)它幾乎完全取代了其他可再生資源的產(chǎn)能增加和發(fā)電。換句話說，由追求容量或排放匹配策略的自愿市場參與者采購的所有或幾乎所有無碳能源無論如何都會產(chǎn)生。

　　容量和排放匹配計劃非常便宜，因此參與者可以幾乎免費(fèi)地“非常輕松地聲稱零排放”，而不會對整體電力脫碳做出任何實(shí)際貢獻(xiàn)。

　　時間匹配效果更好，因?yàn)?ldquo;滿足高時間匹配目標(biāo)需要采購無碳發(fā)電，即使是在幾個小時內(nèi)，否則使用化石發(fā)電來滿足電力需求比使用新的清潔電力更具成本效益。”

　　研究人員表示，它還促進(jìn)了先進(jìn)的清潔公司發(fā)電和存儲，而這些在短期內(nèi)不會部署。“因此，自愿的 100% 時間匹配承諾可以為新興技術(shù)提供早期市場，從長遠(yuǎn)來看，這些技術(shù)可能成為完全脫碳電力系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，從而可以通過學(xué)習(xí)曲線效應(yīng)更早地擴(kuò)大規(guī)模并降低成本。”

　　該研究使用了GenX，這是麻省理工學(xué)院和零實(shí)驗(yàn)室的開源能源采購模型。它具有完全的編輯獨(dú)立性，但部分資金來自谷歌和普林斯頓零碳技術(shù)聯(lián)盟的資助，該聯(lián)盟得到了通用電氣、谷歌、ClearPath 和 Breakthrough Energy 的捐贈支持。

　　該研究使用的數(shù)據(jù)基于加利福尼亞州和西部山區(qū)的商業(yè)和工業(yè)客戶，這些地區(qū)提供兩種不同的環(huán)境：加利福尼亞州以太陽能和天然氣為主，懷俄明州和科羅拉多州以風(fēng)能和煤炭為主。研究者表示，美國各地的結(jié)果應(yīng)該是一致的。