“雙碳”提出兩年，數(shù)據(jù)中心“減碳”舉措有哪些？
來源： 作者：中國IDC圈 發(fā)布日期：2022-11-22 訪問次數(shù)：781
2020年9月
，我國明確提出2030年“碳達峰”與2060年“碳中和”目標?div id="m50uktp" class="box-center"> ！半p碳”戰(zhàn)略正式啟動實施。
數(shù)據(jù)中心作為高載能行業(yè)
，在全行業(yè)推進“雙碳”目標落地的過程中
，義不容辭。
政策引導(dǎo)行業(yè)發(fā)展
各行業(yè)的發(fā)展都離不開政策的引導(dǎo)
，數(shù)據(jù)中心亦是如此
。近兩年來，國家層面出臺的各類與數(shù)據(jù)中心相關(guān)的政策
，無不在引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心有序推進碳中和進程。
工信部發(fā)布的《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃（2021-2023年）》中提出
，要著重引導(dǎo)新型數(shù)據(jù)中心走高效
、清潔、集約
、循環(huán)的綠色低碳發(fā)展道路
；《關(guān)于加快構(gòu)建全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系的指導(dǎo)意見》指出，2025年
，全國范圍內(nèi)數(shù)據(jù)中心形成布局合理
、綠色集約的基礎(chǔ)設(shè)施一體化格局；工信部等六部門發(fā)布的《工業(yè)能效提升行動計劃》明確規(guī)定
，到2025年
，新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心電能利用效率（PUE）優(yōu)于1.3……….
“以點看面”
，各地方政府在全國政策的引導(dǎo)下更是將要求明細化
、具體化，對數(shù)據(jù)中心的PUE值提出了具體要求。山東省工業(yè)和信息化廳發(fā)布關(guān)于深化改革創(chuàng)新促進數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的若干措施，文件指出“新建大型以上數(shù)據(jù)中心PUE低于1.25”；寧夏回族自治區(qū)印發(fā)《寧夏回族自治區(qū)貫徹落實碳達峰碳中和目標要求推動數(shù)據(jù)中心和5G等新型基礎(chǔ)設(shè)施綠色高質(zhì)量發(fā)展實施方案》中指出，到2025年，區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)中心平均運行電能利用效率降到1.2以下……不勝枚舉的各類政策都在推動我國數(shù)據(jù)中心有序開展碳中和工作。
綜上，從政策層面看
，數(shù)據(jù)中心“減碳”大致可以分為兩類，“東部地區(qū)”，如北上廣深等一線城市出臺政策 ，通過限電
、土地審批、能評等方式
，進一步收緊政策
，優(yōu)化區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)布局，推進高質(zhì)量發(fā)展
，杜絕數(shù)據(jù)中心“野蠻生長”
；
“西部地區(qū)”如中衛(wèi)、烏蘭察布
、貴安新區(qū)等區(qū)域則出臺政策
，依托自身地理環(huán)境、可再生能源應(yīng)用等優(yōu)勢
，加之政策大力扶持
，鼓勵、引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心在區(qū)域內(nèi)有序發(fā)展
，推進綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)
。
一東一西，通過兩種不盡相同的政策導(dǎo)向
，引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心在當?shù)貙崿F(xiàn)高質(zhì)量
、可持續(xù)發(fā)展。
設(shè)備降耗
在政策引導(dǎo)下
，數(shù)據(jù)中心行業(yè)也早已開始有條不紊的推進碳中和進程
。
從能耗占比角度出發(fā)，IT設(shè)備耗能占比超60%
，非IT設(shè)備能耗占比不到40%。其中，非IT設(shè)備能耗中，空調(diào)設(shè)備能耗占比最大，超過20%。目前數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排技術(shù)焦點主要還是集中在制冷系統(tǒng)。隨著液冷技術(shù)的成熟
，浸沒式液冷、冷板式液冷、噴淋式液冷等液冷技術(shù)越來越多在數(shù)據(jù)中心中應(yīng)用。除液冷之外，隨著技術(shù)的發(fā)展，近年來數(shù)據(jù)中心供冷的方式已經(jīng)從單一的傳統(tǒng)空調(diào)機組變得更多樣化，間接蒸發(fā)冷卻、磁懸浮冷機組等新一代制冷方式層出不窮，一種新型制冷系統(tǒng)，甚至多種制冷方式組合的形式，在數(shù)據(jù)中心中屢見不鮮。由此可見，數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)降耗增效，是現(xiàn)階段數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排的“主戰(zhàn)場”。除制冷系統(tǒng)外
，供配電系統(tǒng)的降耗增效也是現(xiàn)階段行業(yè)內(nèi)熱議的焦點。眾所周知，電在纜線中傳輸?shù)倪^程中會產(chǎn)生熱量，同時也會消耗掉部分電能，而“電”作為數(shù)據(jù)中心不可或缺的唯一能量來源，如何能夠降低“電”在傳輸過程中的損耗，提高“電”在數(shù)據(jù)中心中的利用效率，同樣成為行業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點。以現(xiàn)有技術(shù)來看
，采用HVDC、高壓直流等技術(shù)手段可有效降低“電”在傳輸過程中的損耗，因減少了逆變的過程 ，高壓直流一般可達到96.5%的利用率，甚至更高。
與此同時
，在技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，UPS也成為數(shù)據(jù)中心供配電廠商競爭爭占的一大市場。華為、維諦、科華、ABB、施耐德等國內(nèi)外供配電行業(yè)巨頭在此都有相應(yīng)的產(chǎn)品布局，效率超過97%已經(jīng)是“高端”UPS業(yè)內(nèi)的“基本操作”。值得注意的是，在低負載率時，采用模塊化UPS的數(shù)據(jù)中心效率已超過高壓直流供電。筆者認為，以技術(shù)發(fā)展趨勢來看，高頻UPS很可能成為數(shù)據(jù)中心供配電降耗增效的最優(yōu)解之一。運營模式轉(zhuǎn)變
除了在制冷及供配電領(lǐng)域“下功夫”
，實現(xiàn)“減碳”以外，在技術(shù)發(fā)展的大背景下，數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)碳中和的路徑也越來越多。下文中筆者簡單的盤點了幾個未來數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)碳中和的可行路徑，以供參考。儲能+IDC
應(yīng)用可再生能源是數(shù)據(jù)中心從根源上杜絕“碳”的方式之一
，但以現(xiàn)階段技術(shù)來看，可再生能源并不穩(wěn)定獲取，這時如果能在可再生能源充沛時存儲起來，缺乏時釋放用以數(shù)據(jù)中心供電，則可解決可再生能源不穩(wěn)定的缺點。另一方面
，當能源“過于”充沛時，數(shù)據(jù)中心還可對外“輸出”電力，完成需求側(cè)響應(yīng)，以提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。儲能+IDC的運營模式現(xiàn)階段主要面臨的問題是儲能介質(zhì)的選擇。目前主要儲能方式還是電化學儲能
，即用磷酸鐵鋰電池儲能，相當于給數(shù)據(jù)中心額外安裝了一個“充電寶”，不過磷酸鐵鋰電池儲能的缺點也顯而易見——穩(wěn)定性不強
，一旦失火
，幾乎不可被撲滅。
縱觀行業(yè)
，現(xiàn)在除鋰電池儲能以外
，行業(yè)內(nèi)還在氫儲能等方面進行研發(fā)。暢享未來
，隨著技術(shù)的發(fā)展
，當大規(guī)模儲能+IDC的運營模式應(yīng)用逐步成熟之時，數(shù)據(jù)中心不但可以利用儲能實現(xiàn)自身真正的“零碳”
，還可以通過“對外輸出”的方式
，在幫助電網(wǎng)實現(xiàn)平穩(wěn)運行的同時，實現(xiàn)盈利（現(xiàn)階段已有多份政策性文件鼓勵企業(yè)完成需求側(cè)響應(yīng)
，并以較高的電費作為獎勵）
。
余熱回收
數(shù)據(jù)中心在運行過程中
，IT設(shè)備會產(chǎn)生大量的余熱，利用熱泵技術(shù)將數(shù)據(jù)中心余熱回收再利用，在數(shù)據(jù)中心中已有不少應(yīng)用案例，且前景廣闊。據(jù)粗略統(tǒng)計，我國北方地區(qū)數(shù)據(jù)中心的可回收余熱總量約 10GW，理論上可支持3億平方米建筑供暖。
目前也已有包括阿里巴巴千島湖數(shù)據(jù)中心
、騰訊天津數(shù)據(jù)中心、中國電信重慶云計算基地、萬國數(shù)據(jù)北京三號數(shù)據(jù)中心，以及UCloud優(yōu)刻得烏蘭察布云計算中心等在內(nèi)的多家數(shù)據(jù)中心應(yīng)用了余熱回收技術(shù)，為數(shù)據(jù)中心內(nèi)部及周邊地區(qū)供熱。據(jù)UCloud提供數(shù)據(jù)顯示
，UCloud優(yōu)刻得烏蘭察布云計算中心項目每年可回收廢熱78000GJ，每年減少二氧化碳排放7380噸，相當于種植了40萬棵樹；騰訊天津數(shù)據(jù)中心，據(jù)統(tǒng)計，其一期余熱回收項目，每年也可減少能耗標煤達525噸
，相當于減少1310噸二氧化碳排放量，等效于種植7.2萬棵樹
。通過數(shù)據(jù)可以看出
，利用余熱回收技術(shù)可實現(xiàn)的節(jié)能減排的體量，非?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">？捎^
。
除此之外，國際上應(yīng)用余熱回收技術(shù)的案例也屢見不鮮
，早在2010年
，歐美地區(qū)就有國家開始回收數(shù)據(jù)中心余熱用于市政供暖，特別是氣候較冷的北歐國家
，如瑞典
、丹麥
、芬蘭等國
，其余熱回收利用產(chǎn)業(yè)鏈完整，擁有專業(yè)從事數(shù)據(jù)中心余熱回收的節(jié)能服務(wù)公司
，在取熱效果
、熱能輸送等方面具有全球領(lǐng)先的技術(shù)
，已展現(xiàn)出良好的經(jīng)濟效益，甚至對于部分IDC企業(yè)來說
，對外出售“余熱”成為了公司固定營收來源之一
。以聯(lián)合愛迪生公司為例，公司1.2 mw數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的余熱可帶來每年超過35萬美元的收入
，幫助數(shù)據(jù)中心平攤了部分運營成本
。
不過現(xiàn)階段數(shù)據(jù)中心余熱回收還有不少需要亟待解決的問題，例如
，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的余熱一般屬于低品位的余熱
，余熱介質(zhì)為氣體，不利于收集
；余熱回收設(shè)備建設(shè)成本較高
，對于本已是重資產(chǎn)的數(shù)據(jù)中心而言，初期投入成本高
；尚未形成完善的余熱出售體系等
。
不過筆者相信，在新政策的引導(dǎo)下
，隨著液冷技術(shù)等新一代制冷技術(shù)在數(shù)據(jù)中心大規(guī)模應(yīng)用（液體介質(zhì)相較于氣體更好進行余熱回收）
、建設(shè)成本不斷優(yōu)化，余熱再利用場景的增加
，以及余熱回收技術(shù)的迭代
，數(shù)據(jù)中心余熱回收將推進數(shù)據(jù)中心“廢熱”變“負碳”。
水下數(shù)據(jù)中心
前文提過
，數(shù)據(jù)中心制冷占數(shù)據(jù)中心耗能超20%
，如果可以將數(shù)據(jù)中心部署于水下，利用海水的溫度帶走數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的熱量的話
，將大幅降低數(shù)據(jù)中心能耗
，有利于數(shù)據(jù)中心降低PUE值。不僅于此
，放置于水下的數(shù)據(jù)中心還可避免因人為引發(fā)的數(shù)據(jù)中心事故（據(jù)統(tǒng)計,數(shù)據(jù)中心有70%左右的事故都是人為因素造成的）
，大幅提升數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定性。
以現(xiàn)有案例來看
，國內(nèi)外均有IDC服務(wù)商在探索將數(shù)據(jù)中心放置在水下的可能性
。早在2014年，微軟就首次提出了水下數(shù)據(jù)中心概念
；2015年微軟通過為期105天的實驗
，證實水下數(shù)據(jù)中心可行；2018年
，微軟將一個數(shù)據(jù)中心部署在蘇格蘭北部海底
；2020年
，經(jīng)過2年的試運行后，微軟將該數(shù)據(jù)中心打撈上來
，并進行評估后得出：水下數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器故障率比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心更低
。
國內(nèi)，海蘭信率先提出UDC概念
，并總結(jié)出了海底數(shù)據(jù)中心三大優(yōu)勢：
第一
，UDC由于放置于海底且內(nèi)部充至的為惰性氣體，因此不存在發(fā)生火災(zāi)的要素
；
第二
，UDC在水下位置隱秘，無法被外界精確定位
；
第三
，通過對UDC24小時不間斷的監(jiān)測，可以有效避免數(shù)據(jù)中心被破壞及滲透的可能性
。
水下數(shù)據(jù)中心無論在節(jié)能減排
，還是安全性方面，都有著其特殊的優(yōu)勢
。不過水下數(shù)據(jù)中心受地理因素影響較大（需要靠海建設(shè)）
，筆者認為，以現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)條件來看
，布局在水下的數(shù)據(jù)中心僅適合面向沿海城市的熱數(shù)據(jù)的計算
、溫冷數(shù)據(jù)的存儲，以及機器學習
、視頻渲染等對延遲要求低的用戶
。
水下數(shù)據(jù)中心尚處于“萌芽期”，兩大服務(wù)商在水下數(shù)據(jù)中心方面的探索也為未來數(shù)據(jù)中心在碳中和的道路提供了些許參考及借鑒
。
無論是現(xiàn)有的節(jié)能減排技術(shù)應(yīng)用
，還是未來可能成為主流的眾多新型數(shù)據(jù)中心運營模式，目前主要需要面臨的問題有兩個
。
一方面
，諸如液冷、水下數(shù)據(jù)中心運維
、儲能等技術(shù)層面還有待不斷提升
，不斷優(yōu)化解決方案，在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用尚處于技術(shù)發(fā)展期
。
另一方面
，數(shù)據(jù)中心作為對技術(shù)相對保守的行業(yè)，用戶最關(guān)注的還是數(shù)據(jù)的安全，以及業(yè)務(wù)的流暢度
，其對于技術(shù)創(chuàng)新還需要長時間、多成功案例的數(shù)據(jù)中心來提升用戶對于新技術(shù)
、新運營方式的“認可”
。這其中也避免不了“試錯”的過程。
“千里之行始于足下”
，在政策的引導(dǎo)下
，伴隨著技術(shù)的迭代，數(shù)據(jù)中心行業(yè)定能有序推進碳中和進程
。為了更好地探索數(shù)據(jù)中心碳中和進程，推進零碳數(shù)據(jù)中心建設(shè)，于12月召開的第十七屆中國IDC產(chǎn)業(yè)年度大典（IDCC2022）特設(shè)“零碳數(shù)據(jù)中心論壇”，論壇將邀請業(yè)內(nèi)專家學者、領(lǐng)軍企業(yè)代表、行業(yè)精英等，從多個角度共話當前減碳實踐與成就，分析實現(xiàn)“零碳”將遇到的挑戰(zhàn)，并探討相應(yīng)解決方案，探索有效路徑，進而為零碳數(shù)據(jù)中心的建設(shè)提供思路，推動數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展。
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