文章首发-公众号：钻石研报。来源：国信证券。

一、IDC耗电量及碳排放测算

按照我们假设测算，一个4.4KW标准机柜每月需要消耗电量约2661度：按照4.4KW的服务器功率，假设每日运行时长24小时，平均负载率70%（一般金融客户在35-50%，互联网客户负载率可以达到80%），PUE为1.2（不同机房之间存在差异，实际用电以机房消耗为准），对应平均每月的碳排放量约2.4吨，平均耗煤1064吨；

若上述电力全部采用光伏供电，平均需要光伏板面积约740㎡（按照光照3.5小时计算）。

二、第三方IDC厂商电费占比

电力支出平均约占第三方IDC收入20%：2020年万国数据、光环新网、数据港电费支出分别为57.4、3.5、1.7亿元，占总收入的比例分别为23.6%、20.9%、18.3%。

一般情况下不同商业模式中电费占比及对电价敏感性排序为：批发型（eg.万国数据）＞零售型（eg.光环新网2020年及以前策略）＞基地型（eg.数据港）；数据港随着基地项目占比的快速提升，电费占收入比例从2016年的34.5%逐步下降至2020年的18.3%。未来随着机电分离收费模式占比的提升，第三方IDC承担的电费占收入的比例会进一步下降。

三、数据中心常规用电成本测算

数据中心常规用电电费一般按时段计价，波峰波谷价差较大。以北京市为例，一般工商业用电分为四个时段，尖峰时段对应的每度电价超过1.3元/KWh，低谷时段电价平均不到0.3元/KWh。北京地区用电按照峰谷电力使用时长加权平均每度电成本约0.7-0.8元/KWh。

四、绿电及绿证交易成本测算

企业通过购买绿证可以抵消常规用电碳排放，目前交易的绿证主要分为风电绿证和光伏绿证，2019年，风电绿证平均价格约为0.155元/KWh，而光伏绿证则为0.75元/KWh（水电等其余电力尚未纳入绿证交易）；

企业通过绿电交易购买绿电不计入碳排放总，今年9月，国家发改委、能源局正式批复《绿色电力交易试点工作方案》，根据首批绿中长期试点协议，当前绿电价格溢价约0.03-0.05元/KWh，浙江省首批达成的碳交易中，用户侧自愿在目录电价基础上平均加价0.01元/千瓦时购买绿色电力。

未来绿证和绿电的价格将更多的采取市场化的机制确定。

五、分布式光伏：主要用于调节白天峰值电力

数据中心楼顶自建分布式光伏板可满足日间发电与峰谷时段相契合，主要用于调节白天高峰期间电网均衡，补充高峰时期用电，以腾讯清远清新云计算数据中心为例，单栋厂房屋面年均发电量约149/万KWh，设计使用年限发电量约1200万/kwh；

根据我们的假设测算，在假设机房设计功率为4.4KWh，平均负载70%，平均光照时长3.5h/日等条件下，数据中心楼顶自建分布式光伏可以满足每日机房所需电力尚不足2%，主要还是提供白天峰谷时间段补充资源为主。

六、集中式光伏：绿色电力的重要来源

集中式光伏发电有望成为未来数据中心绿色电力的重要来源，未来对于大型数据中心，为满足从源头上降低碳排放，建设集中式光伏发电站是必要途径，通过建设集中式的光伏发电站，可满足白天日照充足时期数据中心所需电力，采用储能系统可以将多余的电力储存，并将部分电力形成绿色碳交易证书，可用于抵消夜间电力的消耗；根据《2021绿色云端》报告，采用清洁能源发电+储能结合的方式能有有效降低碳排放，提升零碳电力占比。

集中式光伏发电量测算。根据CPIA披露，2020年我国工商业分布式光伏系统初始全投资额为338元/KW，假定采取全部上网、按照各地标准的日照/煤炭市场测算投资回报率约8%；集中式光伏系统初始投资额为399元/KW，按照上述假定投资回报率约9-12%（预期未来整体的投资成本有望进一步下降）；2021年起，对新备案集中式光伏电站、工商业分布式光伏项目，中央财政不再补贴，实行平价上网。2021年新建项目上网电价，按当地燃煤发电基准价执行；新建项目可自愿通过参与市场化交易形成上网电价。

七、储能：光储融合加速，比例有望持续提升

对于集中式光伏发电来说，储能能够调节峰谷间电力差，降低电网负荷，目前国内多地区对新增光伏（或风电）项目储能配比都出具了最低比例要求。其中，内蒙规定不得低于5%；贵州、河北、湖北规定不得低于10%；山西规定比例为15-20%，新疆规定不得低于20%；

根据CPIA、BNEH数据，结合我们测算，每KW按10%、20%的比例增配储能成本分别增加106/212元，无补贴下对应回收期约7年；

根据华为数字能源产业智库统计及预测，2025年全球光伏电站光储共生比例有望达从不足20%提升至60%以上，随着储能成本端进一步下降，光储配置的比例有望进一步提升。

储能：数据中心内部，用于电力补充及峰谷电价平衡。数据中心机房内部配置储能目前没有硬性的规定，主要考虑因素包括：1）当数据中心整体电力指标不足时，用作电量的补充手段；2）对于电力峰谷价差差别较大的地区，通过谷值充电，峰值放电的方式平衡电价；

考虑到数据中心内配置储能的体量相对光伏侧较低，结合京东商城5600/Kwh的民用储能电池，我们假设数据中心配置1KW储能系统（含电池）产品成本约为3000元，按照如下假设进行测算，在峰谷电差为1.2元时，投资回收期约2.5年；峰谷电差1元时，投资回收期约3.5年；峰谷电差为0.8元时，投资回收周期约4.5年；

目前数据中心内部配置储能设备成本项是重要的考虑因素之一，我们认为，随着储能成本的进一步下降，配置比例有望进一步提升。

八、数据中心店里解决方案小结

长期来看，数据中心要实现零碳，必须从源头降低碳排放，加大清洁能源的使用，光伏成为重要的发电手段之一，结合国家颁布的“东数西算”政策，未来数据中心和能源相结合的大型数据中心项目将会逐步增加，通过日间“日间发电，余电上网”的形式将多余的电力进行储存或者形成绿色证书，可抵消夜间电力的消耗；2020年集中式光伏投资成本约399元/KW，运营成本为46元/KW/年，随着组件价格及光伏发电系统投资成本快速下降，未来的成本有望进一步优化；

对于一线城市等地区，不具备建设大型光伏发电厂的数据中心的条件，购买绿电（绿证）将成为重要的补充手段，现在整体的可交易绿电标的相对有限，主要采取当地电力成本加成的方式，未来有望进一步完善，并采取市场化的方式定价；

分布式光伏成为电力峰值调节，补充电力的重要手段之一，通过在数据中心楼顶铺设光伏板的方式可以补充日间峰值所需电力，在理想化的假设条件下，分布式光伏可满足数据中心日耗电量的1%-2%，2020年分布式光伏投资成本约388元/KW，运营成本为54元/KW/年，；

储能作为电力负荷调节、平滑峰谷电差的重要手段，应用有望持续提升，在光伏发电侧部分省市规定了10%或者20%的最低配比，能够有效调节电力峰谷，补充夜间发电所需，目前在光伏电站建设储能的投资回收期约7年，未来随着储能系统价格的进一步下降，光储配比有望持续提升；在数据中心电源侧储能主要作为电力负荷补充手段和峰谷电价调节手段，成本仍然是主要的考虑因素（按照目前储能价格测算，峰谷电差1元地区投资回收期约3.5年），随着未来电池成本的下降，储能普及度有望进一步提升。