日前，中国移动、中国电信、中国联通三家基础电信运营企业面向业界发布了《电信运营商液冷技术白皮书》（以下简称“白皮书”），该白皮书不仅分析了数据中心目前面临的形势和液冷技术发展现状，还介绍了电信运营商液冷技术实践和目前的发展挑战，在“东数西算”与“双碳”的目标与愿景下备受业界关注。

当前，伴随着我国数字经济蓬勃发展，AI、智算需求高速增长，新型数智化应用日新月异，高密、高算力等多样性算力基础设施持续发展，推动制冷新需求。同时，面对绿色发展，政府部门对数据中心PUE（电能利用效率）要求越来越高，那么，对于数据中心建设，液冷技术如何化身使能器？

液冷是数据中心散热的唯一选择

在政策、技术与经济性三重因素的共同推动下，液冷正在快速替代风冷，几乎要成为数据中心散热的唯一选择。

在政策端，数据中心作为日益增长的能耗大户，相关政策不断出台，衡量其能耗的PUE指标也在日趋严格。

中国通信院数据显示，近年我国数据中心规模稳步增长，按照标准机架2.5KW来统计，2022年我国数据中心机架规模将达到670万架，近五年的CAGR超过30%。其中，大型以上数据中心增长更为迅速，2022年底规模达540万架，占比达81%。

而在数据中心存量不断增长的同时，其耗电量也在快速攀升。工信部数据显示，2021年我国数据中心耗电量为2166亿kwh，占社会总耗电量的2.6%，相当于1.3个上海市的总社会用电量，而其中用于散热的能耗占比超过40%，更是占到了非IT能耗的80%。

同时，在双碳背景下，政策导向上也明确要求PUE进一步改善。国家层面，2021年11月发改委等部门发布的文件明确指出，新建大型、超大型数据中心PUE低于1.3，而内蒙古、贵州、甘肃、宁夏节点的数据中心的PUE更是要控制在1.2以下。

可以说，在政策端的指导下，如果数据中心仅仅依靠风冷进行散热，从能耗上来看已经难以走通，新型散热方法的应用迫在眉睫。

在技术端，伴随着芯片能耗的提升，风冷逐渐乏力，液冷势在必行。

随着ChatGPT引爆新一轮人工智能应用的热潮，大模型训练、运营中对算力的需求也大幅增加，而在算力需求的背后，则是对芯片需要具备更高计算效率的渴求。

进入2023年以来，英伟达发布了最新的H100计算卡，而其老对手AMD也即将发布Instinct MI300显卡，为大模型与人工智能的发展提供坚实的技术底座。

但计算能力的快速发展，就必然伴随着能耗的加大，据ODCC《冷板式液冷服务器可靠性白皮书》信息，2022年Intel第四代服务器处理器单CPU功耗已突破350瓦，英伟达单GPU芯片功耗突破700瓦，AI集群算力密度普遍达到50kW/柜。

而随着散热需求的增加，风冷也逐渐显得乏力。根据CNKI数据，在风冷系统中，风机转速在4000r/min时，对芯片的散热效果明显，而当风机转速超过临界值后，便只能改善与空气的导热传热，散热效果降低，已经不足以完成当前主流高性能芯片的散热任务了。

而液体作为吸热能力更强的材料，在同等单位体积下吸收热量是空气的近3000倍，可以有效保障芯片在较低的温度范围内进行超频工作而不出现过热故障，完全具有“压住”计算卡的能力。

此外，液冷服务器还可以排除海拔、地域和气温的差距，保证运行效率和性能，具备规模化应用的优势。

在经济性方面，液冷技术已经成熟，商业模式合理，可有效节约能源开支。

根据中银证券测算，以单机房为例，200台服务器总功率为192KW，液冷方案比传统风冷方案可省电30%，虽然新投入液冷的建设成本有提升，且整体节约的运行成本随着使用年限的增长逐步增加，但从整体来看三年和五年的项目成本液冷较风冷减少7%和12%。

而在大模型训练+推理的共同驱动下，因风冷难以适配最新的计算卡，也推动了液冷市场总量与边际增速快速提升，这意味着对于更大规模的机房和数据中心来说，规模效应可以进一步体现，从经济性角度来看，液冷明显比风冷更节能、更划算。

从“PUE”到“TCO（总成本）”：推动液冷技术向上发展

从产业生态来看，液冷产业也包含上中下游，包括上游的产品零部件提供商、中游的液冷服务器提供商及下游的算力使用者。

伴随双碳目标和东数西算工程推进，算力基础设施在适配多样性算力需求同时，也要满足绿色数据中心能效建设要求，产业链中游的服务器提供商正成为液冷创新的主力军。

其中，华为发布全液冷“天成”多样性算力平台，针对政务云数据中心、一体化大数据中心、运营商算力中心、算力枢纽等场景，通过系统级工程创新等方式，实现更好的有效算力CUE，并采用等同于纯水的工质，让液冷可以规模化部署，让维护更简单，让算力更加高效。

超聚变推出FusionPoD整机柜服务器，以提升数据中心运营效率为设计理念，通过先进的集中供电、总线盲插和原生液冷技术，将制冷PUE低至1.06，获得全球首个TUV南德制冷PUE能效认证及全球首个TUV莱茵液冷防泄漏认证。

为完善液冷产业标准化和生态建设、促进液冷技术有序发展，开辟数据中心液冷行业高质量发展道路，《白皮书》提出三大着力点。

一是凝聚合力、加强合作。进一步加强需求使用单位、生产企业、高校和研究单位的合作交流，建立协同发展机制，通过对关键技术领域的联合攻关、联合试点、联合推广等，加速技术创新与技术成熟，形成从基础技术研究、产品开发应用对接和商业落地的全生命周期闭环，确保液冷技术自主可控、产业可持续发展，为液冷技术高质量发展提供基础保障。

二是完善标准、推进生态。探索液冷基础设施侧与主设备侧的解耦，推进机柜与服务器间接口的统一及标准化，形成电信运营商液冷技术标准，加速解耦产品研发和孵化，形成一系列具备自主知识产权的核心产品，全方位构建技术和产品能力。本最优、合作共赢的“新生态”。

三是示范验证、加快推广。打造若干个试点示范，加快测试验证，以点带面,探索液冷解决方案的新应用、新模式、新生态，形成可复制、可推广的经验和做法，推动液冷产业成熟与规模应用。

业内专家指出，液冷技术现阶段需求驱动“核心是 PUE”，未来规模应用“关键是 TCO”。液冷技术的高质量发展关键在于完善生态，电信运营商将从传统意义的单纯用户，转变成为液冷生态的主导者、设计者、构筑者，吸纳产学研用各界伙伴开展合作，凝聚共识、深度协同、创新攻关、融通发展，携手构筑技术领先、开放共享、自主可控、成本最优、合作共赢的“新生态”。

液冷储能系统渗透率提升

温控为储能系统中必备环节，对储能系统的稳定运行有重要意义。

在储能系统应用的温控方案中，目前只有风冷和液冷进入大规模应用。

从应用场景上看，低功率的储能电池温控仍以风冷为主，中高功率等级的储能集装箱主要以液冷为主，海外储能项目液冷方案比例占比较高。

需求端看，储能系统更大容量、更多场景的发展方向，对热管理的要求越来越高。

液冷方案采用水、乙醇、硅油等冷却液，通过液冷板上均匀分布的导流槽和电芯间接接触进行散热。

液冷方案在保证储能系统安全、散热效率等方面综合优势显著，其性能与之更匹配，因此液冷方案逐渐发展成为增量储能场景下的主流。

近年来，各大厂商包括特斯拉、宁德时代、比亚迪、阳光电源、远景能源、亿纬锂能、海博思创、正泰新能源和科陆电子等厂商也在液冷储能系统领域陆续布局。

当前，液冷技术在发电侧/电网侧新增大储项目中占比迅速提升，宁夏电投宁东基地100MW/200MWh共享储能电站示范项目、甘肃临泽100MW/400MWh共享储能电站项目等都将使用液冷温控技术。

储能液冷有望成为中长期主要的发展趋势。根据 GGII 测算，2025 年液冷在储能温控市场中占比有望达 45%。