“碳中和”下的计算行业，清洁算力或是唯一方向

“出圈”的加密货币带来新争议

去年受新冠影响，比特币曾一度暴跌，然而暴跌过后，比特币随即创出了历史新高，最新高点达到了64,000美元，较2017年高点19500美元增长了228.21%。如果再把时间尺度拉大，比特币从2013年4月到2020年底，已经上涨了1471万倍。比特币这一波惊天涨势形成了一轮造福神话，曾经表达过“看不懂比特币”的国内私募顶级大佬但斌也在微博中改口称：“已购买1%的比特币ETF基金，虽然有点晚，但想通了就践行！”此外，特斯拉、灰度、Micrstrategy等国内外知的公司、机构也正在积极布局比特币行业。根据公开数据测算，截止2020年底，灰度的GBTC信托基金一共持有超过60万枚比特币，比6月规模增长57%，其信托基金规模已达241.55亿美元。

相比于早期只有特定圈子内的小部分人参与，比特币最近的热度无疑可以证明它早已正式“出圈”。相比于自诞生之初就伴随各种类似于“比特币到底有没有价值？比特币能否代替黄金？虚拟货币的安全性是否有保障？市场是否接受比特币作为商品的交换媒介？”等层面的争议，“出圈”之后的比特币面对的争议焦点在于环保。

此前，英国剑桥大学一项分析显示比特币一年的耗电量超过阿根廷整个国家的用电量。最近清华大学和中科院的研究人员的一项研究通过追踪中国比特币区块链操作的碳排放流向，估算区块链操作的能耗会在2024年达到峰值，并产生约1.3亿公吨的碳排放。而这个数值超过了意大利全年温室气体的排放量。

而在“碳中和”的趋势下，越来越多的跨国公司、地方政府和国家都提出实现净零碳排放的目标时间表。作为全球最大的碳排放国，中国也正式承诺力争碳排放在2030年前达到峰值，2060年前实现碳中和。并于今年3月直接提出“通过建设中国能源互联网实现碳减排目标”的系统方案。

“碳中和”政策层层升级之下，正在高速发展期的高性能计算行业将走向何方？

粗放式生长过后，清洁算力是未来

比特币的获得和记账主要是通过“挖矿”行为来实现的，挖矿的成本主要分为两部分，一部分是矿机成本也可视为芯片成本，另一部分就是电费。且电费作为持续性的成本投入往往占据了大头。

回顾历史，从2009年1月3日，中本聪运用众核CPU 挖出比特币创世区块开始，到2010年一位矿工率先实现用个体GPU 挖矿，开启挖矿新纪元；再到随后的ASIC矿机问世，挖矿正式告别散户时代。计算，作为一个对能源价值（电费）高度敏感的行业，会自发寻找更清洁更高能效更符合社会发展趋势的能源来源。从奖励最丰厚时期普通民用电即可满足需求，到后面为了控制成本用各种方式去能源产地寻求便宜的火电水电。行业特有的周期和规律在一直倒逼计算产业不断优化，往更为精细化的运营方向发展。在不久前的媒体活动中，比特小鹿董事长吴忌寒也明确提出，减少碳排放是世界趋势，不要心存侥幸。对于矿工来说，寻求清洁能源是长期的事情。

由此，当人们展望算力行业的发展，综合政策导向、经济收益等现有的因素，在粗放式生长过后，一切都指向了统一，或者说是唯一的未来方向——算力清洁化。正如深度科技研究院院长张孝荣此前在媒体采访说的，“挖矿行业要拥抱变化，积极转型，采用符合标准的能源挖矿才能更具竞争力。”

不少企业已经行动起来，英国上市矿企ArgoBlockchain最近发布声明表示将启动“首个纯清洁能源驱动的比特币矿池”——TerraPool。支付公司Square发布的《2020年企业社会责任报告》中也表示将致力于经营负责任和可持续的业务，并承诺启动比特币清洁能源投资计划，即投资1000万美元，以帮助比特币挖矿中采用清洁能源。

能源成本催生科技变革

抛开比特币挖矿，以全局视角看待高性能计算产业，这是一个以电力为生产资料和主要生产成本的行业，换句话说，这也是一个以能源为本位的行业。由清洁能源提供清洁算力，既符合社会ESG发展方向，又提供了符合经济效益的最优解。

比尔盖茨在自己新书《气候经济与人类未来》开篇就指出，改变能源体系、重视清洁能源的利用，是减缓气候变化的唯一方式。但只有当可再生能源的价格低于传统能源时，市场才会自发选择利用清洁能源，能源利用方式的转型才会真正加速。

而近些年，可再生能源成本已经在不断降低。下面的图表显示了化石燃料和核能的上网电价（体现为成本）的变化。在过去10年里，核能发电的成本变得越来越贵，天然气发电变得越来越便宜，而世界上最大的电力来源——煤电的成本几乎保持不变。

究其原因，是因为不可再生类能源和可再生清洁能源的产生成本存在本质区别：化石燃料和核能的成本在很大程度上取决于燃料的价格和发电厂的运营成本这两个因素；而决定可再生能源成本的基本只是发电厂的成本，也就是技术本身的成本。而近些年中国新能源技术发展迅猛，并得到了有效的落地应用，目前光伏产业产能及装机总量，锂电池产量都位居世界第一。具备技术的优势的中国企业在参与市场竞争后，风能发电成本在十年内降低了50%风能、光伏发电成本和锂电池价格也在10年内降低了90%。根据伍德麦肯兹（Wood Mackenzie）、嘉实基金ESG研究部的数据，目前不论是在美国还是中国，太阳能和陆上风电的平准化电成本(LCOE)已经达到燃煤的电网平价。随着科技进一步发展，可再生清洁能源会变得更加实惠。

因此，对于电费占据大部分成本的行业，像水力和风力这样的可持续能源不仅是清洁的，而且也是最符合计算产业成本效益的。加上只要具备连接互联网的条件，挖矿并不受地点限制，用电方式非常灵活，矿工和矿场主会主动发掘国内乃至全球的优质廉价电力资源，比如在可再生的能源的地区来建设计算数据中心用于挖矿，实现算力清洁化。

科技对于能源成本的降低有两方面，除了在生产端优化可再生能源的产生和利用，从源头直接降低清洁能源成本外，还有一种是在应用端通过提高清洁能源的能效，来降低其成本。

在挖矿过程中，大量的能量被消耗，同时大量的热量也会被释放出来。矿机计算产生的热量是如此巨大，以至于数据中心不仅需要关注硬件，还需要关注冷却系统。对于传统IDC行业来说，热量多数情况下被看作一种需要冷却和分散的运行“副产品”。

而现在，通过科技手段，算力行业的矿工们多了一种选择——多余的热量可以被收集再利用，从而在降温的同时再做他用。比如数据中心可以为家庭供暖，也可以为温室供暖，或者替代某些行业的热源为寒冷地区供暖。

位于滨海的腾讯数据中心的余热回收项目，利用机房冷冻水余热二次提温替代市政供热，提取低品位热源，节省采暖费用的同时降低冷却水系统耗电量。基于清洁能源的算能运营商SAI赛热科技利用自主研发"芯片液冷散热+芯片余热利用"技术体系，在亚洲中部的某生态园，将计算产生的余热回收利用再供热，有效实现降低热力和电力的成本。通过其基于清洁能源的算能中心以及基于液冷的技术和电力消纳，可以为算力客户降低30%左右的算力成本，同时降低热力的成本，和电力配套投资。

SAI赛热科技某地项目，通过回收计算产生的余热供暖，温室维持在43.4度（室外环境为零下7度）

类似的，Genesis Mining公司正在建立一个600千瓦的风冷数据中心集装箱，它将通过一个特别建造的空气管道系统向一个300平方米的温室提供热量。这些热量将使温室全年保持在25°C的舒适温度，而该地区的室外温度最低可至零下30度。这些数据中心的热量也将用于鱼类、昆虫和藻类养殖等用途。

相信随着技术的进一步发展，计算产业和清洁能源会进一步融合，更多的人可以在科技的助力下享受到更加清洁高效的电力、热力和算力。

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