“东数西算”利好产业分析预测
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编者按：东数西算在利好数字产业与绿色能源产业、基建产业发展的同时，将带动相关产业有序有效转移，推动国家整体算力水平的提升，为绿色发展、协调发展提供实践案例，使投资效率提高、投资规模增长、投资收益增加。
编辑｜新型基础设施建设公众号（ID：morlight20）来源｜《中国工业和信息化》杂志作者 | 高峰
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高峰 中机美诺科技公司
本文发表于《中国工业和信息化》杂志2022年4月刊总第44期
东数西算是继南水北调、西电东送、西气东输之后，又一个重大国家工程。也是继水、电、气基础能源区域平衡战略之后，向数字经济转型升级的新基建与算力平衡布局。同时，通过国家规划，抑制地方建设数据中心的冲动，关键在于合理布局算力网，拉动产业协调平衡发展。
我国的现状是东部经济发达，西部发展相对滞后。就数字产业的发展来说，也是如此。我国数据中心大多分布在东部地区，由于土地、能源等资源日趋紧张，在东部大规模发展数据中心受土地、能源等资源禀赋的制约越来越明显。相反，我国西部地区资源充裕，特别是可再生能源丰富，具备发展数据中心、承接东部算力需求的潜力。近年来，几大互联网头部公司已在内蒙古、山西、贵州等地建成数据中心。数据中心西移已成趋势。
近期，我国数据中心规模已达500万标准机架，全国整体上架率为50.1%，华东、华北、华南约为66%，高于全国水平；华中为39%，西北和西南分别为34%和41%，这几个地区基本处于同一水平，均低于全国平均水平。在今年2月份，国家发改委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合印发的通知中明确，新建数据中心的平均上架率至少要达到65%以上。西部地区上架率较低，可以从两个方面来看，一是其未来增量空间更大；二是近期可以通过向东部输送算力，达到上架率要求。
目前，我国的总算力达到130EFLOPS（每秒一万三千亿亿次浮点运算），并以每年20%以上的速度快速增长。东部相比于西部增速更快，西部具备承接东部算力需求的巨大潜力。东数西算就是通过构建数据中心、云计算、大数据一体化的新型算力网络体系，将东部算力需求有序引导至西部。
东部枢纽处理工业互联网、金融证券、灾害预警、远程医疗、视频通话、人工智能等对网络响应要求较高的业务。
西部数据中心处理后台加工、离线分析、存储备份等对网络速率要求不高的业务。
也就是说，需要即时反馈的，在东部就地快速解决，不着急的数据处理可以交由西部算力中心去计算。
那么，将东部产生的海量数据，输送到西部去，就要建设全国一体化的算力网络，并有利于解决东西部对数据处理需求和供给的不平衡问题。
总体上，我国有关工业互联网的顶层政策体系不断完善，发展速度一直在加快。自2018年起，工业互联网作为“新基建”中的信息基础设施迎来发展新机遇。整个工业互联网产业规模增加值从2017年的2.35万亿元增长至2019年的3.41万亿元，CAGR（年复合增长率）达到20.46%，整个产业进入发展快车道。2020年中国工业互联网增加值规模近3.8万亿元，2021年中国工业互联网增加值规模为4.2万亿元，预计2022年中国工业互联网产业规模总量将达4.6亿元。
从产业总体规模来看，我国工业互联网产业呈中高速增长，有力支撑经济高质量发展。
从产业总体发展来看，我国工业互联网发展迅猛，布局完整，新兴领域加速突破，需求增长为产业发展提供了持续强劲动力。目前，我国已初步形成工业互联网产业体系，产业链上游有所突破，工业互联网通信产品与下游行业协同发展。市场持续增长源自智慧城市、电力及新能源、智能制造等多个领域投资规模增长以及数字化、网络化、智能化改造需求。
同时，工业互联网融合发展带动了经济增长。我国工业互联网融合带动的经济增长率由最初的95.7%正逐年下降，但占GDP的比重正逐年上升，由2018年的1.1%逐步增加到2021年的3.3%。
工业互联网产业中的工业数字化装备、工业互联自动化、工业互联网网络、工业互联网安全、工业互联网平台与工业软件五大核心细分产业，正带动多个传统产业发展搭上工业互联网快车，全要素、全产业链、全价值链宽领域融合，加快数字化、网络化、智能化转型，呈现低成本、多产出、提效率的高质量发展。
东数西算建设中的数据中心或者算力中心，工业互联网都是骨干网络，为工业互联网发展又增加了一把助力。
自2016年12月工业和信息化部发布《大数据产业发展规划（2016-2020年）》以来，大数据产业加速演进和迭代，产业规模逐步扩大。2020年中国大数据产业规模超过6300千亿元，同比增长18.6%，其后三年保持15%以上的年均增速，到2023年产业规模超过1万亿元。大数据已广泛应用于各行业、各领域，如政务、工业、健康医疗、交通等。当前，大数据产业正处在高速增长阶段，不论是数据存储规模还是整个行业的市场规模都在迅速成长，行业发展潜力巨大。
2021年11月30日，工信部又发布了《“十四五”大数据产业发展规划》，大数据产业迎来更快速发展期。
根据该规划，预计到2025年，大数据产业测算规模突破3万亿元，年复合增长率保持在25%左右。随着数字经济快速发展，大数据产业也迎来“风口”。
大数据产业作为以数据生成、采集、存储、加工、分析、服务为主的战略性新兴产业，正成为激活数据要素潜能的关键支撑。
在2025年大数据产业测算规模突破3万亿元的同时，要初步建立数据要素价值评估体系；持续夯实产业基础，关键核心技术取得突破；形成一批技术领先、应用广泛的大数据产品和服务。
中国电子信息产业发展研究院院长张立认为，大数据软件开源和硬件开放已成为不可逆的趋势，要广泛集聚智力资源、产业资源和服务资源，最大可能保障产业创新持续迭代。
东数西算正成为推动大数据产业高速发展的“风口”之一。
2010年10月我国发布的《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》（国发〔2010〕32号），将促进云计算研发和示范应用列为发展新一代信息技术的重要任务。此后，又确定在北京、上海、深圳、杭州、无锡等五个城市先行开展云计算服务创新发展试点示范工作。自此，我国云计算产业发展步入了快速发展的轨道。
据工信部统计，2012年我国云计算市场规模达到了606.78亿元，较2009年增长了5.58倍，年复合增长率达87.4%。
目前，全球范围内，云计算产业发展日趋成熟，云计算市场规模增速放缓。2020年，全球云计算市场规模达到2083亿美元，增速13.1%，不及2019年的一半。但相较于全球市场，中国云计算产业发展逆市上扬，这主要受益于疫情期间线上服务需求大增，企业、政府等数字化转型发展提速，新基建加速推进三大因素。其中，IaaS同比增长97.8%，PaaS同比增长145.3%，SaaS同比增长43.1%。短期内IaaS、PaaS仍将保持高速增长态势，SaaS将在未来几年迎来增长高峰。
未来，云计算（包含边缘计算）将在数字经济发展中发挥更大作用，市场规模增长有坚实支撑。到2025年，全球云计算将超过6000亿美元；到“十四五”末，中国云计算市场规模将突破1万亿元。
云计算产业将朝六化（云原生技术融合化、云网边架构一体化、云安全信任体系化、云管理服务工具化、云软件工程标准化、云平台赋能数字化）方向发展，云原生、云管理服务、云安全等细分领域更受资本青睐，发展势头强劲。
市场主体的活跃度，使得云计算产业发展充满活力。这表现在两个方面：
一是内外企业同台竞技，亚马逊、IBM、微软等跨国巨头加速争夺中国云计算市场；百度、阿里、腾讯等互联网服务企业，华为、中兴、神州数码、浪潮、曙光等硬件企业，用友、金蝶等软件企业，中国移动、中国联通、中国电信三大运营商等通信企业等，相继加入国内云计算市场竞争军团，云计算市场呈现出白热化缠斗局面，发展动力十足。
二是业务市场不断细分。阿里、盛大和腾讯等企业主要提供云主机、云存储、开放数据库等IaaS服务。百度、新浪、360等公司则推出PaaS云平台。华为、神码、浪潮、曙光等硬件制造商在云计算专用服务器、存储设备以及企业私有云解决方案等领域，夺取市场份额。电信运营商和数据中心企业依托数据中心开始向IaaS服务商转型，中国电信和中国联通分别推出“天翼云”和“沃云。同时，云计算应用领域日益拓展。
2020年，中国云计算市场呈爆发式增长，整体规模达到2091亿元，增速56.6%。2021年中国云计算市场规模达到2330.6亿元，预计2022年将达到2983.4亿元。
中国通信已经迈入以海量连接、超大带宽以及超低时延为技术特征的5G时代。2019年5G商用以来，5G基础设施建设不断推进，5G相关标准、政策日益完善，5G创新应用进一步爆发，5G与经济社会各领域产生了深厚的交集，与各类产业进一步融合发展促成实体经济的转型和升级。
在网络层，根据工信部最新数据，截至2021年11月，我国已建成5G基站139.6万个，数量占全球70%以上，是全球规模最大、技术最先进的5G独立组网网络，全国所有地级市城区、超过97%的县城城区和40%的乡镇镇区实现5G网络覆盖。到2025年，我国5G基站将达到360多万个。
在产品层，5G终端产品不断丰富，如5G智能手机、5G行业路由器、5G固定接入CPE、VR/AR头盔、眼镜、车载终端等各种类型。截至2020年底，全球厂商共发布了519款5G终端，其中接近60%的终端已实现商用。
在标准、技术等方面，公开数据显示，在全球5G标准必要专利中，中国企业专利声明数量占比位居全球首位，中国企业积极参与并牵头完成了部分5G国际标准的制定，扮演了重要角色。其中，华为作为5G标准的重要技术贡献者，已公布了5G标准基本专利费率。
在应用层，消费端应用快速发展，消费产品应用主要集中在超高清和沉浸式等新型多媒体内容方面，5G+超高清视频播放、5G+VR虚拟现实体验等方面。
在用户层，5G手机用户进入快速发展期。截至2021年11月，5G终端用户达到4.97亿户，5G终端用户数占全球80%以上；5G行业应用开始由试点逐步向商用化推进，“5G+工业互联网”在建项目，截至2021年11月超过1800个。全国5G应用创新案例超过1万个，涵盖工业、医疗、教育、交通等多领域、多行业。
2021年12月，《中国5G发展和经济社会影响白皮书》预测，2025年5G将带动当年直接经济产出3.3万亿元，间接产出6.3万亿元；到2030年，5G将带动我国当年直接经济产出为6.3万亿元，间接产出10.6万亿元。
尽管我国工业软件开发应用与西方发达国家有着明显的差距，主要表现在信息化程度低、国产化程度低、中高端市场占有率低。但近年来，我国工业软件市场保持着高速发展，2016—2020年，工业软件产品收入从1078亿元上升到2020年的1974亿元，年均增长16.3%。根据赛迪顾问发布的数据，2021年我国工业软件市场规模已达2631.1亿元，年均增长超过16%。快速发展的原因在于，外部压力、市场环境、政策扶持和需求刺激。据亿欧智库测算，2025年，我国工业软件市场规模有望突破4000亿元，未来5年年复合增长率为15.58%。
中国工业软件将从技术、产品、商业模式和生态四个方面进行突破。技术上，工业互联网、微服务、低代码等新兴技术推动工业软件从原本的单一工具软件走向定制化的平台服务，目前正朝着“上云”和“APP化”发展；产品上，功能将更加专业化，产品趋向一体化；商业模式方面，云计算催生了SaaS商业模式，定制化服务成为另一个发展方向；生态方面，未来行业标准将出台，推动国产软件之间的配合，开源和开放也将加快工业软件的发展速度。
具体到2021年，国产工业软件受到投资市场青睐，迎来投资风口。设计类工业软件公司已登陆上交所科创板，多家EDA软件、仿真软件已通过IPO过会，筹备上市的软件企业增多。
同时，制造企业纷纷加大对三维设计软件和仿真软件的投资力度。支撑产品研发、工艺和制造的工业基础软件更加受到重视，资金支持意愿强烈，数字孪生出现应用热潮，涌现出本土的VR/AR厂商。
传统管理软件厂商在加速向云服务商转型的同时，自觉融合机器学习、人工智能、流程自动化、低代码等新技术。
传统MES厂商正加速打造MOM平台，布局工业互联网，云MES厂商则在融资力度上不断创下新高。
SaaS领域呈现市场竞争推动蓬勃发展的良性局面，SaaS厂商不断延伸服务的深度与广度。
为形成差异化竞争优势，本土PLM供应商及服务商相继推出自研产品，形成更全面的解决方案能力，场景应用落地已成热点。从另一个角度来说，工业软件正在解构运行于工业云平台或者工业互联网平台上的工业APP，以实现即插即用，操作简便易用，随需而变，数字化交付能力不断提高。
不可忽视的是，并不是工业软件传统厂商的华为、阿里、腾讯、百度等云服务商持续投入工业领域，将互联网时代积累的技术、数据和运营经验，转移至工业领域，搅动了竞争格局，重构着产业生态。
据华为2022年发布的财报，华为云作为新业务之一，收入增长率超过30%。下一步，云计算或将成为华为的主业、收入增长的主要来源之一。
对于三家运营商来说，算力将是衡量其服务质量的首要指标，未来算力将替代流量成为收费的标准。
近年来，在数字产业高速发展的背景下，人工智能技术及产品在企业设计、生产、营销等多个环节中均有渗透且成熟度不断提升，AI应用正从消费、互联网等泛C端领域，向制造、电力等传统行业辐射。2021年人工智能核心产业规模已达近2000亿元，2026年将超过6000亿元，2021—2026年CAGR为24.8%。
随着2016年AlphaGo战胜人类棋手，开启了新一波人工智能浪潮，人工智能技术及产业进入加速发展期。目前，人工智能产业化进程已逐步从AI技术与各行业典型应用场景融合赋能阶段向效率化、工业化生产的成熟阶段演进。
数字产业的高速发展为人工智能发展创造了良好的经济与技术环境，同样人工智能作为关键性的新型信息基础设施，已成为拉动我国数字产业发展的新动能。从另一个角度，人工智能产业为新一轮的城市与区域竞争注入了巨大活力。东数西算为东西部加速补全人工智能及面向各行业的产业链、积极建设示范性智慧应用场景、前瞻布局人工智能相关标准及管理体系、推动公共研发等资源共享、强化科研与人才培育建设等提供了历史性契机，同时也为弥平东西部发展差距带来了新机遇。
全球AI市场支出在2021年已达850亿美元，并在2025年增至2000亿美元。预计在2025年全球约8%的AI相关支出将来自于中国市场。2021年，中国在AI市场的支出规模已达82亿美元。2021至2025年的五年预测期内，有望在2025年超过160亿美元。
在移动互联网时代，“互联网+”的出现给产业发展带来了重大影响。以人工智能为核心的高新技术聚集趋势明显，“人工智能+”作为数字经济的新业态已经萌发。
未来，基础设施的升级、从感知智能到行动智能技术的演进、应用场景产业智能化的发展，将推动无人驾驶、机器人、医疗、金融、教育等领域发生巨变，数字产业的能量爆发值得期待。
在“双碳”背景下，政策面要求对数据中心能耗指标（PUE）必须进一步收紧。PUE即电能使用效率，数值越接近1，表明该数据中心的能效水平越高。工信部2021年7月印发的文件规定，到2023年底，新建大型及以上数据中心PUE降低到1.3以下，严寒和寒冷地区力争降低到1.25以下。国家发展改革委等五部门2021年10月份发布的《关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》进一步明确要求大型、超大型数据中心的PUE不超过1.3。今后的趋势只能是更加严格。 数据中心作为能耗大户，其运营成本中的电力成本占比近60%。另外，温控系统能耗占数据中心非IT设备能耗的80%，更为关键的是，温控系统的能耗是PUE是否能降低到合理水平的重要因素之一。东数西算所需温控散热、UPS电源等外设配套硬件，也属于工业互联网产业。
从东数西算的能源应用来说，绿色能源是不二选择。
目前看，从能源角度，太阳能产业主要是太阳能发电。而从产业的规模上来说，则是光伏发电。2020年，我国新增光伏发电企业2.76万家，同比新增33.28%；2021年新增光伏发电企业53467家；2021年，国内光伏新增装机53GW。由于光伏电价在规模化扩张中基本与煤电价格持平，随着新技术的突破，未来五年光伏新增装机有望再度实现翻倍增长。在“十四五”期间光伏发电迎来巨大发展机遇的同时，东数西算则是将机遇落地的抓手。
实际上，我国政府和企业已经携手打造了太阳能产业全球领导者地位。更重要的是，太阳能企业已从数枝争秀到百花齐放，形成了太阳能产业生态。从最初的出口导向，到现在的国内外两个市场，国内太阳能产品消费率不断攀升。
同时，应该看到相比于光伏发电规模化发展，太阳能光热发电尽管未形成规模，但因为其更加绿色、更加高效，有着巨大的发展潜力。
风电产业是国家战略性新兴产业之一，在产业政策引导和市场需求驱动的双重作用下，全国风电产业实现了快速发展。
据国家能源局发布的数据，2020年我国非化石能源占一次能源消费比重达15.9%，超过了原设定的15%门槛。考虑到我国2030年非化石能源占一次能源消费的目标为25%，预计我国2025年非化石能源占一次能源消费的比例有望超过20%，据此推算“十四五”期间我国风电年均装机有望达到45GW~60GW。
目前，我国风电保有量已是全球第一。我国风电新增装机容量的持续提升使得我国在风电累计装机容量上已超越欧盟，成为全球风电累计装机容量最大的地区。根据全球风能理事会（GWEC）发布的《全球风电发展报告》，我国风电累计装机容量以230GW陆上风电和6.7GW海上风电居世界首位，占比超过35%。这源于非化石能源占比提升一已列入“十四五”规划，成为发展指引，可再生能源配额制同时成为各地发展新能源发电的内生驱动力。“双碳”目标下，风电同样是重要的可再生能源之一。由此，“十四五”期间，风电在用电端有望实现翻倍增长。
风电装机容量的大户在西部，东数西算重要节点区域的内蒙以超过3000万千瓦排在第一位，甘肃以超过1000万千瓦列第四位，宁夏则有更大的发展潜能。
近年来，在国家一系列相关政策支持下，我国风电、光伏行业“弃风弃电”现象明显改善，装机规模不断扩大，产业逐渐向更成熟、无补贴的可再生能源产业转型。
东数西算将为西部陆上风电与东部海上风电的发展注入新的动力。
水电作为清洁能源之一，在国家能源转型中，不仅占有举足轻重的地位，而且具有广阔的发展空间。
水电可再生、无污染、运行费用低，便于进行电力调峰，有利于提高资源利用率与经济社会的综合效益。伴随我国社会用电需求不断攀升，全国水电装机容量和发电量近年平稳增长，发电设备平均利用小时较为稳定。2020年我国水电装机总规模达到3.70亿千瓦，全年发电量为1.36万亿千瓦时，均位列全球第一；2021年我国水电装机总规模为3.91亿千瓦，水力发电量全年累计达1.18万亿千瓦时，同比下降2.5%。
我国大中型优质水电资源主要集中于西南。
“十四五”期间，我国水电项目将迎来投产高峰。东数西算重要节点地区的四川和云南等省份部分在建项目陆续投产，水电装机容量在“十四五”初期将迎来新一轮增长。
根据中国水电发展远景规划，到2030年水电装机容量约为5.2亿千瓦。到2060年，水电装机约为7.0亿千瓦。按照2030年目标，“十四五”及“十五五”期间，我国需新增常规水电装机0.82亿千瓦，新增抽水蓄能装机0.68亿千瓦。按照常规水电约10740元/千瓦及抽水蓄能13000元/千瓦的建设成本计算，2021—2030年，我国水电建设需投入资金规模约为1.76万亿元。
氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，对构建清洁低碳安全高效的能源体系、实现碳达峰碳中和目标，具有重要意义。
为促进氢能产业规范有序高质量发展，2022年3月23日，国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》（以下简称《规划》）。《规划》明确氢能是战略性新兴产业的重点方向，是构建绿色低碳产业体系、打造产业转型升级的新增长点。
《规划》提出了氢能产业发展各阶段目标，到2025年，基本掌握核心技术和制造工艺，燃料电池车辆保有量约5万辆，部署建设一批加氢站，可再生能源制氢量达到10万~20万吨/年，实现二氧化碳减排100万~200万吨/年。到2030年，形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系，有力支撑碳达峰目标实现。到2035年，形成氢能多元应用生态，可再生能源制氢在终端能源消费中的比例明显提升。
目前，氢能产量正持续增长，生产主体主要分布于西北、华北、华东地区。其中，西北地区的氢产能占比为26.3，居于第一位。
但我国氢能源产业发展仍存在不少限制，主要表现在核心技术受限，相关产品还不具备成本优势，部分关键零部件不具备国产能力，市场接受度仍待继续培育，产业应用落地仍需时日。
不过，从发展趋势上看，产业链“自下而上”突破态势强劲，“资本+技术”推动快速产业化动力充足。
东数西算也将利好基建产业，在此不再赘述。
东数西算在利好产业发展的同时，将带动相关产业有序有效转移，将推动国家整体算力水平的提升，为绿色发展、协调发展提供实践案例，投资效率提高、投资规模增长、投资收益增加。
责编｜《新型基础设施建设》公众号本文为《中国工业和信息化》杂志原创文章，未经授权不得转载。
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