基于海洋温差能的数据中心建设可行性建议报告

EXECUTIVE SUMMARY

报告摘要

核心结论

东南亚已成为全球数据中心建设最集中的地区之一，热带气候下的冷却能耗与水电供应是项目审批的主要约束。海洋温差能（OTEC）既可提供零碳基荷电力，其深层冷海水又可直接用作冷源。本报告立足中建安装国际公司战略发展，提出"源—冷—水—算"四位一体的海洋温差能数据中心构想，分析了以马来西亚为核心的区域条件，梳理了小温差热功转换、深层冷海水取用、冷电水多能耦合等技术难题，论证了可行性，并建议公司分"示范先行—园区示范—产业化推广"三个阶段进入这一蓝海市场。

GLOSSARY

术语与缩写说明

报告中涉及的主要英文缩写及其全称与中文释义，便于阅读参考。

缩写	英文全称	中文释义
OTEC	Ocean Thermal Energy Conversion	海洋温差能发电
PUE	Power Usage Effectiveness	电能使用效率（数据中心总能耗与IT设备能耗之比）
WUE	Water Usage Effectiveness	水使用效率
SWAC	Seawater Air Conditioning	海水空调系统（深海海水间接冷却）
H-OTEC	Hybrid Ocean Thermal Energy Conversion	混合式海洋温差能发电
TRL	Technology Readiness Level	技术成熟度等级
ECoS	Energy Commission of Sabah	沙巴州能源委员会
NETR	National Energy Transition Roadmap	国家能源转型路线图（马来西亚）
UTM	Universiti Teknologi Malaysia	马来西亚理工大学
MIDA	Malaysian Investment Development Authority	马来西亚投资发展局
EPC+O	Engineering, Procurement, Construction + Operation	设计-采购-施工+运营总承包模式
LCA	Life Cycle Assessment	全生命周期评估
IDC	Internet Data Center	互联网数据中心
HDPE	High-Density Polyethylene	高密度聚乙烯（管材）
GPU	Graphics Processing Unit	图形处理器

CHAPTER 01

项目背景与区域条件分析

东南亚数据中心建设爆发式增长与严苛的能效准入并存，海洋温差能禀赋优越且立法先行，为项目落地创造了独特窗口期。

1.1 市场背景：东南亚数据中心建设爆发

1.5GW+

柔佛州数据中心总容量（2023年）
是2019年的百倍以上

300亿美元+

2024年上半年东南亚
数据中心吸引投资

150亿美元

其中投向马来西亚
约占总投资半数

40%~50%

冷却能耗占总能耗比例
常年高温高湿气候

<1.4

PUE 准入门槛
柔佛州审批前置条件

市场驱动力

人工智能带动算力需求快速增长，数据中心建设正向东南亚集中
新加坡自2019年因能耗压力暂停新建数据中心审批后，投资大规模外溢
据DC Byte统计，2023年柔佛州数据中心（含已承诺与在规划）总容量超1.5GW
2024年上半年东南亚数据中心吸引投资超300亿美元

审批约束条件

马来西亚地处赤道，常年高温高湿，冷却能耗占比达40%—50%
政府已将能效与水耗列为审批前置条件
柔佛州仅向Tier 3/Tier 4标准、PUE低于1.4且配备先进节能冷却技术的项目发放许可
WUE指标逐年收紧，低PUE、低水耗直接决定项目能否落地

1.2 资源条件：优越的海洋温差能禀赋

马来西亚拥有得天独厚的海洋温差能资源：表层水温常年28—30℃，数百米深处水温不足5℃，可用温差稳定在20℃以上且无季节波动。

沙巴州评估OTEC潜力约20,000MW（西海岸15,000MW、东海岸斗湖—仙本那深海5,000MW）
2024年4月通过东盟首部《OTEC Enactment 2024》，授权沙巴州能源委员会（ECoS）监管
目前已有三家企业获授权开展商业化可行性研究（预计2027年完成）
马来西亚《国家能源转型路线图》（NETR）设定了2050年可再生能源占比70%的目标

图2 全球海洋温差能项目分布与资源潜力（东南亚为核心潜力区域）

海水温度垂直剖面图 可用温差：20~25℃

表层 0m

28~30 ℃

300m

10~15 ℃

700m

5~7 ℃

1000m+

<5 ℃

1.3 区域分工与技术依托

沙巴州

核心开发区

资源条件好、立法先行，适合OTEC规模化开发。OTEC潜力约20,000MW，已通过东盟首部OTEC法案。

柔佛—新加坡走廊

示范先行区

数据中心需求最集中，适合率先建设冷海水冷却示范工程。柔佛州数据中心容量已超1.5GW。

印尼 · 菲律宾 · 越南

远期市场

沿海深水近岸、温差稳定，印尼OTEC潜力约41GW，可作为产业化推广阶段的目标市场。

本地技术依托

马来西亚理工大学（UTM）海洋温差能研究中心（UTM OTEC）是全球第四个、东南亚首个OTEC专业机构，已在波德申建成3kW级混合式OTEC（H-OTEC）试验电站（技术成熟度TRL 5），并规划按300kW → 1MW → 10MW逐级放大。

CHAPTER 02

总体构想：源—冷—水—算四位一体

以滨海数据中心为锚定负荷，构建"源—冷—水—算"四位一体的新型基础设施，让同一套深海取水设施同时服务发电、冷却、淡化三类用途。

2.1 核心架构

以滨海数据中心为锚定负荷，构建"源—冷—水—算"四位一体的新型基础设施：

源：以OTEC为核心、耦合海上光伏与电网绿电的多能互补微电网提供零碳基荷电力
冷：抽取300—1000米深层冷海水（5—10℃），经钛板式换热器隔离换热，替代电制冷机组实现全年"免费冷却"
水：利用冷海水低温闪蒸与反渗透耦合制取淡水并回用
算：IT负荷通过智能调度参与微电网功率平衡，实现"荷随源动"

四位一体
架构

SOURCE

源

OTEC + 海上光伏 + 绿电
零碳基荷电力供应

COOLING

冷

深层冷海水换热
替代电制冷机组

WATER

水

低温闪蒸 + 反渗透
淡水制取回用

COMPUTING

算

IT智能调度
荷随源动

2.2 核心价值

PUE 对比

传统数据中心 vs 东南亚最佳 vs 本项目

OTEC 电站投资构成

深层取水设施占总投资近半

💡 经济性核心逻辑

OTEC长期受制于发电效率低（实机约3%—5%）、深层取水设施占总投资40%—50%，单一发电难以回收投资。数据中心恰好提供常年稳定的冷能与电力需求，使同一套深海取水设施同时服务发电、冷却、淡化三类用途，项目经济性随之改善——两类设施合建，比各自单独建设都更划算。

CHAPTER 03

技术方案与可行性分析

我司联合东南大学陈永平教授课题组在强化传热和耦合系统全生命周期设计方面的研究优势，聚焦五大技术攻关方向，论证项目工程可行性。

数据驱动自适应控制、晃荡工况换热器性能预测模型与抗晃荡强化传热结构设计。

3.2 四大冷却技术路线对比

技术方案	冷却节能	PUE区间	投资等级	自主供电	工程成熟度
SWAC间接冷却	60%~79%	1.10 ~ 1.25	中等	无	高（商用多）
海底舱体导热	90%~95%	1.03 ~ 1.08	高	无	中（示范阶段）
OTEC耦合	~100% 辅机近零	1.05 ~ 1.12	极高	完全自给	低（试验阶段）
吸收式复合	70%~85%	1.12 ~ 1.30	中高	可配套	中（试点阶段）

3.3 可行性论证

国际经验支撑

OTEC已历百余年概念发展与四十余年工程验证
美国2015年夏威夷Makai 100kW电站并网运行，为当时在营世界最大OTEC电站
日本建成久米岛等示范工程，发展了成熟的深层海水综合利用产业
当前主要瓶颈是单位投资高与循环效率低，属工程放大与成本控制问题

图3 美国夏威夷Makai 100kW OTEC电站（2015年并网，当时世界最大在营OTEC电站）

图4 早期OTEC海上试验平台（OTEC技术历经四十余年工程验证）

冷海水冷却（SWAC）更成熟

Interxion数据中心同一路海水串联利用四次，PUE由约1.95降至1.09，能耗再降13%
国际制冷学会：SWAC冷却电力成本比传统电制冷低约80%
热带海域700—2000米深处水温仅3—5℃
经钛合金换热器隔离后，腐蚀与生物污损不进入机房侧

图冷海水换热利用系统工艺流程（含冷海水泵、冷凝器、蒸发器及工质循环）

图陆基温差能试验装置（深层冷海水取水与换热工程化验证）

核心设备参数

DN400~1200

深海取排水 HDPE管材
千米级取水立管

5-20kg/h

电解防生物附着系统
有效氯产出量

3.2m²

钛合金板式换热器单板面积
换热量1~50MW

4000

总传热系数U
W/(m²·K)

85%+15%

低沸点混合工质
氨85% + 水15%

OTEC 技术放大路线图

"冷却先行、发电跟进" — 先以冷海水冷却实现PUE收益，OTEC发电再逐步放大

300kW

示范验证

UTM规划中

1MW

工程示范

第二阶段

10MW

商业化

第三阶段

图5 国内OTEC实验室试验装置（东南大学陈永平教授课题组已成功运行30kW/40kW发电机组）

📌 可行性结论

总体上项目无原理性技术障碍。国内方面，东南大学陈永平教授课题组在强化传热与耦合能源系统全生命周期设计方面积累深厚，已成功运行30kW岛基与40kW海洋温差能发电机组；我司在数据中心冷却系统、大型冷热源工程与模块化预制方面业绩突出；马来西亚理工大学（UTM）OTEC中心可提供本地资源与试验条件。合理的推进节奏是："冷却先行、发电跟进"，先以冷海水冷却实现PUE收益，OTEC发电再按300kW→1MW→10MW逐步放大。

CHAPTER 04

发展价值与实施路径

我司将数据中心机电安装、冷热源工程、模块化预制的既有优势延伸至"海洋能源+绿色算力"新领域，分三阶段推进，最终形成面向东南亚的整体解决方案。

4.1 战略价值

01

优势延伸

我司将数据中心机电安装、冷热源工程、模块化预制方面的既有优势延伸到"海洋能源+绿色算力"全新领域，形成差异化竞争力。

02

标准定义

东南亚尚无冷海水冷却数据中心建成项目，我司率先打造示范工程即可参与定义区域标准，建立行业话语权。

03

模式转型

依托马来西亚理工大学（UTM）OTEC中心、沙巴州能源委员会（ECoS）、马来西亚投资发展局（MIDA）等合作网络，推动我司由工程承包商向绿色基础设施解决方案商战略转型。

04

政策契合

项目契合"一带一路"科技创新合作与海洋强国战略，我司可申报江苏省"一带一路"创新合作项目等渠道的政策与资金支持。

4.2 三阶段实施路径

PHASE ONE

示范先行

0 — 2 年

我司联合马来西亚理工大学（UTM）OTEC中心与东南大学陈永平教授课题组完成相关课题研发
在相关数据中心承接海水冷却+液冷示范子系统
目标 PUE ≤ 1.2

PHASE TWO

园区示范

2 — 5 年

我司建设10MW级"冷海水冷却+绿电直供"滨海数据中心示范园区，打造标杆项目
深度参与250kW—1MW级OTEC示范电站安装工程，积累核心技术能力

PHASE THREE

产业化推广

5 — 10 年

我司以EPC+O模式向印度尼西亚、菲律宾等市场规模化复制
主导10MW级OTEC电站与百MW级零碳数据中心集群建设
形成具有自主知识产权的"海洋能源岛"整体解决方案

技术可开发量

东南亚

20~30 GW

IRENA数据，含印尼、菲律宾、马来西亚等国热带海域

南海海域

50+ GW

保守估计5000万千瓦以上，理论蕴藏量约1.3亿千瓦

重点国家/地区资源潜力（理论口径）

印度尼西亚

≈ 41 GW

全球最大潜在资源国之一，巴厘岛北部温差达23.9℃

马来西亚·沙巴州

≈ 20 GW

西海岸15,000MW + 东海岸斗湖-仙本那5,000MW

全球海洋温差能储量

全球海洋温差能理论储量约4.4万TWh，占海洋能总量的54%，主要分布在南北纬20°之间热带海域。东南亚地区表层水温常年27~30℃，1000米以下深层水温4~7℃，稳定温差20~25℃，具备OTEC开发的优越自然条件。

注："技术可开发量"受水深、电网接入、工程条件等约束，远低于"资源/理论潜力"，二者口径不同，不可直接相加对比。

数据来源：IRENA、马来西亚沙巴州能源委员会（ECoS）、项目研究资料

4.3 近期行动建议

立项启动专项可行性研究

我司立项启动专项可行性研究，涵盖马来西亚市场资源评估、技术方案比选、经济性分析与政策法规研究，形成公司级战略决策依据。

共建中马海洋温差能与绿色数据中心联合实验室（公司牵头）

我司联合马来西亚理工大学（UTM）OTEC中心与东南大学陈永平教授课题组，共建中马海洋温差能与绿色数据中心联合实验室，整合中马双方技术资源，推动联合研发与人才培养。

跟踪沙巴州ECoS的OTEC可行性研究进程

密切关注沙巴州三家授权企业的商业化可行性研究（预计2027年完成），提前布局相关工程合作关系。

CONCLUSION

总结论

项目具备全面可行性，建议尽快立项推进

基于海洋温差能的数据中心在资源禀赋、技术成熟度、政策导向与市场需求四个维度均具备可行性。该项目以"源—冷—水—算"四位一体构型整合发电、冷却与淡水供应，技术上有明确的创新空间，时机上恰逢沙巴OTEC立法与数据中心绿色准入的政策窗口。

建议公司尽快立项开展专项可行性研究，先以冷海水冷却示范工程切入市场，再逐步参与OTEC产业化进程，争取在5—10年内形成面向东南亚的"海洋能源+绿色算力"基础设施核心业务，打造中建安装国际公司绿色低碳新名片。

4维

均具备可行性

~1.1

预期PUE

20℃+

稳定可用温差

5-10年

产业化周期