- 全球首个商业海底数据中心位于上海附近的临港，已开始处理真实的AI和电子商务工作负载。
- 该电站95%以上由海上风能驱动，并采用海水冷却，无需使用淡水，且占地面积极小。
- 第一阶段将提供 2.3 兆瓦的 IT 容量，目标 PUE 低于 1.15，并计划最终扩展至 24 兆瓦。
- 该项目由上海海云科技有限公司和多家主要国有合作伙伴共同支持，旨在将中国打造成为绿色数据基础设施领域的领导者。
在东海海底，紧邻上海海岸，中国已投入使用…… 结合海底部署和可再生能源的新型数据中心临港海底数据中心不是实验室原型或短期试点项目：它是一个商业设施，已经为人工智能、跨境电子商务和数字物流等实际工作负载提供服务。
该项目通过将计算模块放置在水下，并几乎完全利用海上风能为其供电，从而将计算模块与海上风能结合起来。 两个长期国家目标：数字主权和碳中和在人工智能和大数据将电力和水的消耗量推向历史新高的背景下，该装置测试了数据基础设施在不牺牲性能的前提下，能在多大程度上减少其环境足迹。
项目地点、范围和商业性质
临港海底数据中心位于 上海自贸试验区临港特区距离海岸线约十公里。一期工程已竣工并投入使用，提供2.3兆瓦的IT装机容量，该容量安装在一个垂直海底模块内，并与陆上控制中心相连。
与早期的实验舱不同，该设施是 从一开始就被设计成商业基础设施从启用之日起，该数据中心就一直在处理与人工智能系统、跨境电商和物流服务相关的实时流量，而非合成或测试工作负载。中国政府已将该数据中心认定为国家级低碳计算典范，凸显其作为标杆项目而非小规模示范项目的地位。
长期路线图设想将装机容量从最初的 2.3 兆瓦扩大到 两期总装机容量24兆瓦该项目投资额约为1.6亿元人民币（约合200亿至226亿美元）。相比之下，其规模仍小于目前陆上最大的超大规模数据中心（装机容量可达50至500兆瓦），但它显然已经超越了概念验证阶段。
该项目背后是 上海海云科技有限公司（又称海兰云或海云）该项目得到了临港管理委员会和临港投资控股集团的支持。此外，该项目还吸引了申能集团、中国电信上海、INESA和中交第三港务工程等国有企业参与，凸显了其对北京更广泛的产业和能源政策的战略重要性。
海底架构和高密度计算
在临港的核心地带，一个巨大的钢制圆柱体静静地躺在东海海底，扮演着…… 用于高性能服务器集群的加压、水密船体这些服务器以模块化机架的形式组织，总计算能力大致相当于数万台高端游戏PC，足以支持数千个并行AI对话或其他密集型应用程序。
模块内部充满了 使用惰性气体可降低腐蚀和火灾风险同时，结构设计力求最大限度地利用空间，并最大限度地减少波浪和水流的影响。安装在机架后面的散热器负责散热，水泵则通过专用通道循环海水，将周围的海洋变成一个巨大的、稳定的散热器。
在海底进行安装是一项复杂的海洋工程作业。支撑结构的支腿和打入海底的钢桩必须对齐。 间隙公差仅为几厘米据《上海日报》等当地媒体报道，工程团队利用 GPS 导航和重型起重船“三航风帆”号，成功地将模块降至预定位置，偏差几乎为零。
通信和电力通过以下方式提供 两条35千伏海底电缆 该海底模块与上海附近的近海风力涡轮机以及陆上控制和电网基础设施相连。这种双电缆布局既保证了冗余性，又提供了足够的数据传输和电力传输容量。
利用海水冷却：无需淡水即可实现高效冷却
数据中心行业最不显眼但却最紧迫的问题之一是冷却用水量。一个传统的中型陆上数据中心可能会蒸发大量水。 每年数百万升淡水 这样做只是为了确保服务器温度保持在正常工作范围内。通过将硬件移至水下，临港项目充分利用了海洋的热力学特性。
在这里，周围的海水起到了……的作用。 免费、连续式散热器该系统并非依赖大型工业冷水机和冷却塔，而是将冷海水泵入散热器，散热器吸收服务器机架的热量，然后将冷海水排回大海，从而彻底消除淡水的使用。
效率提升的影响在行业标准指标——电源使用效率 (PUE) 中体现得尤为明显。PUE 指标比较的是设施总用电量与 IT 设备直接消耗的电量。典型的现代陆基数据中心大约运行在 能源使用效率 1.5-1.6临港电站经过精心设计，其 PUE 值保持在 1.15 或以下。与高效的地面电站相比，该数值可使总用电量减少约 22.8%。
冷却成本通常占传统数据中心电费的 40-50%，预计可下降高达 90% 的降温得益于被动式和半被动式海水冷却除了降低成本外，这种设置还有助于稳定运行温度，这是延长硬件寿命和减少意外故障的关键因素。
海上风能作为主要能源
临港模式的另一支柱是其能源供应。该设施并非主要依赖陆地电网并以可再生能源证书作为补充，而是…… 与相邻的海上风电场物理连接该数据中心超过 95% 的电力来自这些海上涡轮机，使其成为全球首批几乎完全由海上风能供电的数据中心之一。
实际上，海底数据中心的功能是…… 附近风电资产的恒定基本负荷用户风力发电长期存在的一个问题是，其发电模式取决于天气而非需求，这往往导致在没有即时使用或存储能力的情况下出现弃风弃光现象。将高而稳定的计算负载直接连接到风力涡轮机，有助于吸收原本可能被浪费的电力。
生产和消费之间的联系通过密切协调得到加强。 风电场运营商、电网管理者和数据中心控制系统可以转移或调整工作负载，以更好地匹配风力发电的可用性，将电力管理变成一个联合优化问题，而不是单向供应安排。
除了最初的 24 兆瓦计划外，项目合作伙伴还签署了合作协议。 与数字基础设施相连的高达 500 兆瓦的海上风电开发项目这项潜在的更大规模建设的具体时间表和场地细节尚未公布，目前看来，这个数字更像是一个战略目标，而不是一个完全确定的施工计划。
土地、城市密度和海洋经济
空间是另一个需要考虑的因素。在上海这样的国际大都市， 城市土地是一种稀缺且昂贵的资源。数据中心需要大面积的占地面积、安全的边界以及强大的电力和网络连接，这往往与人口稠密的大都市地区的其他发展重点相冲突。
通过将服务器模块移至海底，临港项目 与同等陆上场地相比，土地占用量减少了 90% 以上仅控制楼、并网点和一些辅助设备保留在陆地上，从而释放了宝贵的房地产，并缓解了基础设施与住房或商业用途之间的冲突。
该倡议也与中国发展其所谓的“经济”的雄心壮志完美契合。 “海洋经济”与数字经济和新能源经济并驾齐驱将近海区域改造成能源和计算中心，可以将以前未充分利用的海洋空间转变为高效的基础设施区域，同时在适当的规划框架下，仍能为其他海上活动留出空间。
从制度上看，海底数据中心已被纳入其中。 国家发展和改革委员会（发改委）绿色低碳技术示范项目清单中国最高经济规划机构。此项列入清单表明，中央政府将该项目视为先进基础设施如何与气候和产业政策相契合的典范。
与微软的Project Natick的比较
对于中国境外的观察人士而言，显而易见的参照点是 微软的 Natick 项目2018 年至 2020 年间，Natick 进行了一项实验，将一个密封的服务器舱沉入苏格兰海岸附近。Natick 取得了显著的技术成果：在 864 台服务器中，试验期间只有 8 台出现故障，故障率远低于类似的陆基系统，而且实验舱的 PUE 值达到了令人印象深刻的 1.07 左右。
尽管存在这些指标， 纳蒂克项目仍处于研发领域。测试期结束后，微软回收了该吊舱，并最终搁置了该项目，理由是长期成本、物流和大规模维护等方面仍存在诸多疑问。该公司从未着手为客户推出商业化的海底设施。
相比之下，临港从一开始就被构想为一个 能够产生收入的生产级数据中心它利用真实的客户工作负载运行，融入区域数字生态系统，并与中国大力推进绿色、韧性基础设施建设的战略相契合。这种从实验阶段到运营阶段的转变，标志着一次重要的质的飞跃。
除此之外还有其他区别。纳蒂克电站没有依赖紧密耦合的海上可再生能源供应，而且规模仅限于大约十几台机架的单个电站群。而凌港电站的规模则从兆瓦级开始。 目标是未来扩建至数十兆瓦 并与专用海上风电资产直接相连。这两个项目都利用海水进行冷却，但中国的项目将这一原理融入到完整的商业设计中，涵盖了从能源流动到监管审批的各个环节。
水下技术和操作挑战
尽管海底高价值基础设施具有诸多优势，但也面临着巨大的挑战。其中最显而易见的挑战之一是： 维护和物理访问任何无法通过远程管理系统处理的干预措施可能需要专用船舶、遥控潜水器 (ROV) 甚至潜水员支持，这会增加维修成本和时间。
腐蚀是另一个关键问题。海洋环境是 对金属、密封件和电子元件具有腐蚀性虽然钢制舱体内部填充了惰性气体，并采用耐腐蚀材料和涂层建造，但此类结构在商业条件下持续暴露 10-20 年后的长期性能仍未得到充分测试。
地理位置也限制了这种模式的复制范围。成功部署需要以下因素的正确组合： 适宜的海岸线、充足且相对稳定的近海风、合适的海底条件以及靠近需求中心并非每个国家或地区都能满足所有这些条件，这可能会将大规模采用限制在特定的沿海走廊。
连接性和延迟问题也不容忽视。虽然光纤电缆可以提供高吞吐量， 与城市枢纽和骨干网络的距离仍然影响响应时间对于对延迟敏感的应用，需要仔细规划，以确保海底设施与靠近最终用户的陆上边缘设施相比，不会引入不可接受的延迟。
经济规模、路线图和未决问题
从容量角度来看，临港电站一期2.3兆瓦的装机容量为 与大型超大规模数据中心相比，规模适中这些项目通常从几十兆瓦起步，规模可以增长数倍。从这个意义上讲，目前的配置可以被视为纯粹试验阶段和完全成熟的海底数据中心之间的过渡阶段。
该路线图要求分阶段扩展至 总装机容量24兆瓦但目前尚未公开确认二期工程的完工日期。此外，双方就500兆瓦风力发电并网计算项目达成的合作协议，展现了一个雄心勃勃的未来愿景，但有关选址、融资和技术配置的细节仍然很少。
成本结构是另一个透明度较低的领域。尽管开发商强调在能源和水资源方面可以大幅节省成本， 海底模块的长期维护、定期大修以及最终的回收或更换 所有这些都会增加总拥有成本。迄今为止，尚未公布这些生命周期费用的全面公开明细。
未解决的问题也延伸到 硬件升级和退役的操作规程在标准数据中心，服务器的更新周期通常为三到五年。要将这种更新周期适应密封的水下环境，可能需要周密的计划，以避免频繁且成本高昂的水下作业，或者采用更耐用、更持久的更换周期。
对人工智能、云服务提供商和初创企业的影响
在全球范围内，数字经济正在将基础设施推向极限。数据中心已经占据了…… 约占全球电力消耗总量的1-2%。而且随着人工智能、流媒体和云服务的扩展，这一份额还在不断攀升。训练和运行大规模语言模型、推荐系统和实时分析都需要大量的计算资源。
在此背景下，临港方法为以下方面提供了一个具体的模板： 在不线性增加碳排放或淡水消耗的情况下扩展计算能力对于云服务提供商而言，这类设施可以降低运营成本并改善环境指标，这两点对于监管机构、投资者和有气候承诺的企业客户来说都越来越重要。
对于那些基于云基础设施构建业务的初创公司而言——尤其是那些专注于……的初创公司 生成式人工智能、实时处理或高可用性服务低PUE值、可再生能源数据中心的出现最终可能会影响定价和采购决策。随着时间的推移，竞争压力可能会促使更多供应商采用类似的设计，或者至少加大对清洁能源供应和先进冷却技术的投资。
在许多市场中，可持续性也从锦上添花变成了核心要求。 环境、社会和治理 (ESG) 标准、区域碳排放规则和客户期望 各种因素正汇聚在一起，推动基础设施运营商向更环保的模式转型。一座水下中心，其PUE值约为1.15，几乎100%使用可再生能源，且淡水用量为零，完美契合了这一趋势。
拥有强大海上风能潜力和主要沿海城市的地区——例如拉丁美洲部分地区、北欧或东亚地区——可能会密切关注临港案例。虽然完全复制中国的模式需要量身定制的监管、融资和本地工程能力， 将海上可再生能源与海洋数据基础设施相结合的基本理念 可为未来国家或地区的数字化和能源规划战略提供参考。
就目前情况而言，中国的临港海底数据中心发挥着重要作用。 下一代绿色数据基础设施的高规格试验平台该项目采用水下服务器模块、主要依靠风力发电、海水冷却和多阶段扩展计划，展示了一种可能的途径，可以在人工智能和数字服务的快速增长与能源、水和土地的更严格限制之间取得平衡——同时也留下了其他参与者将密切关注的技术、经济和监管问题。
