網(wǎng)購、移動支付、游戲娛樂……基于數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)無處不在。
海量數(shù)據(jù)的背后是驚人的耗電量。由中國能源研究會可再生能源專委會專家參編的《中國數(shù)據(jù)中心可再生能源應(yīng)用發(fā)展報(bào)告（2020）》（下稱《報(bào)告》）指出，截至2019年，全國數(shù)據(jù)中心行業(yè)耗電總量約為600—700億千瓦時左右，約占全國全社會用電量的0.8—1%。《報(bào)告》初步估計(jì)，到2030年，中國數(shù)據(jù)中心的總能耗預(yù)計(jì)將在2019年基礎(chǔ)上翻一番 。
與高能耗相伴而生的，是數(shù)據(jù)中心大比例使用化石能源所帶來的碳排放問題。相關(guān)資料顯示，2018年，全國數(shù)據(jù)中心行業(yè)二氧化碳排放量達(dá)到9855萬噸。
“雙碳”目標(biāo)下，推進(jìn)數(shù)據(jù)中心綠色化、智能化、集約化發(fā)展已成必然趨勢，綠色、低碳數(shù)據(jù)中心呼之欲出。
多地密集行動
我國數(shù)據(jù)中心主要集中在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口密集的一線城市。截至2020年底，北京及周邊、上海及周邊和西部地區(qū)的數(shù)據(jù)中心機(jī)架數(shù)量排名位列前三。而根據(jù)36氪研究院今年5月發(fā)布的《2020年中國城市數(shù)據(jù)中心發(fā)展指數(shù)報(bào)告》顯示，我國46個城市數(shù)據(jù)中心發(fā)展指數(shù)中，北京位列榜首。
作為城市數(shù)據(jù)中心發(fā)展指數(shù)最高的地區(qū)，北京在數(shù)據(jù)中心節(jié)能減碳領(lǐng)域走在最前列。近日，中國建筑設(shè)計(jì)研究院智能工程中心副總工程師勞逸民在“第四屆全國數(shù)據(jù)中心冷卻節(jié)能高峰論壇”上介紹，2018年,北京市更新了《北京市新增產(chǎn)業(yè)的禁止和限制目錄》，今年又發(fā)布了《北京市數(shù)據(jù)中心統(tǒng)籌發(fā)展實(shí)施方案（2021—2023年）》，積極推進(jìn)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)，鼓勵采用氫能源、液冷、分布式供電，強(qiáng)化存量數(shù)據(jù)中心綠色技術(shù)應(yīng)用和改造。
北京之外，數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展排名第一的廣東省也不甘落后，該省發(fā)布了《廣東省5G 基站和數(shù)據(jù)中心總體布局規(guī)劃(2021-2025年)》，支持綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的同時,提出到2022年，數(shù)據(jù)中心平均PUE值（數(shù)據(jù)中心能耗與IT負(fù)載使用的能源之比）不超過1.3。
近期發(fā)布的《粵港澳數(shù)據(jù)中心新基建發(fā)展白皮書》對廣東、香港和澳門三地?cái)?shù)據(jù)中心發(fā)展也提出了明確要求；浙江省、上海市等省市亦紛紛出臺指導(dǎo)意見與行動計(jì)劃，大力推動綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)。
“從全國來看，通過政策出臺加強(qiáng)數(shù)據(jù)中心節(jié)能審查工作，引領(lǐng)數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗，已成為各地區(qū)綠色低碳發(fā)展、實(shí)現(xiàn)‘碳達(dá)峰、碳中和’目標(biāo)的重要抓手，數(shù)據(jù)中心的節(jié)能減碳大勢已起。”中國數(shù)據(jù)中心工作組&中數(shù)智慧信息技術(shù)研究院副院長羅志剛在會上說。
創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用加持
政策加持的同時，綠色數(shù)據(jù)中心的建設(shè)需求也為新的節(jié)能新技術(shù)落地應(yīng)用創(chuàng)造了良機(jī)。
走進(jìn)中國移動（廊坊）數(shù)據(jù)中心，2棟灰色數(shù)據(jù)中心大樓整齊排列。該中心規(guī)劃總占比面積96畝，規(guī)劃7棟單體建筑，建筑面積12.19萬平方米，可提供1.6萬個機(jī)架裝機(jī)能力。
“中國移動（廊坊）數(shù)據(jù)中心是按照國際數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，考慮到廊坊室外溫度不高，我們?yōu)槊颗_冷機(jī)配備了板式換熱器，相較于普通換熱模式，可提高能效30—50%，目前，數(shù)據(jù)中心PUE值達(dá)1.37。”中國移動通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院高級咨詢設(shè)計(jì)師周利軍說。
對于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心而言，空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能是降低數(shù)據(jù)中心電源使用效率的關(guān)鍵。周利軍介紹，該數(shù)據(jù)中心除采用自然冷源，提高冷凍水供水溫度外，還充分利用數(shù)據(jù)中心余熱，通過高溫水源熱泵回收數(shù)據(jù)中心余熱，為園區(qū)辦公用房提供冬季供暖熱源，讓數(shù)據(jù)中心的余熱變廢為寶。
位于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市察哈爾經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的阿里巴巴烏蘭察布數(shù)據(jù)中心，PUE值更是小于1.25。“數(shù)據(jù)中心作為阿里巴巴數(shù)據(jù)中心集群的一部分，全面采用風(fēng)墻冷卻技術(shù)、高壓直流供電技術(shù)，同時全年超過80%時間全新風(fēng)運(yùn)行。自2020年投入運(yùn)行以來，清潔能源使用率已超42%。”華信咨詢設(shè)計(jì)院建筑設(shè)計(jì)咨詢院副總工程師柴士恒說。
百度云計(jì)算（陽泉）中心也堪稱低碳、綠色數(shù)據(jù)中心的建設(shè)典范。其于2015年9月投產(chǎn)，建筑面積達(dá)1.3萬平方米，年均PUE值可達(dá)1.08，屬全國領(lǐng)先。
記者了解到，該數(shù)據(jù)中心將人工智能技術(shù)引入數(shù)據(jù)中心。建立數(shù)據(jù)中心深度學(xué)習(xí)模型，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)冷源部分智慧調(diào)節(jié)。除此之外，數(shù)據(jù)中心還引入污水回收系統(tǒng)，使園區(qū)年均節(jié)水量達(dá)48萬噸。
評價指標(biāo)單一問題待解
“數(shù)據(jù)中心是推進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施和重要保障，是推動我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級的重要抓手，也是構(gòu)建智慧城市核心競爭力的重要載體。”勞逸民表示，近幾年來，我國數(shù)據(jù)中心綠色、低碳化發(fā)展已取得積極成效。但“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)下，數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排壓力空前，未來發(fā)展仍面臨評價指標(biāo)較單一、政策標(biāo)準(zhǔn)制定不完善等問題。
“目前，數(shù)據(jù)中心唯一或主要考量能耗水平的衡量方式僅有PUE指標(biāo)，且未來較長時間內(nèi)，都將持續(xù)這一衡量標(biāo)準(zhǔn)。但事實(shí)上，該指標(biāo)本身與現(xiàn)行監(jiān)測方式的科學(xué)性仍待進(jìn)一步探討。”勞逸民認(rèn)為，應(yīng)結(jié)合服務(wù)器設(shè)備與基礎(chǔ)設(shè)施總能耗衡量，即在服務(wù)器耗能與機(jī)電設(shè)施耗能中，尋求動態(tài)平衡以保障最低運(yùn)行費(fèi)用。
記者注意到，今年2月，國家市場監(jiān)督管理總局標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)司發(fā)布了“關(guān)于征求《數(shù)據(jù)中心能效限定值及能效等級》強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)（報(bào)批稿）意見的通知”，其中提到擬強(qiáng)制劃分?jǐn)?shù)據(jù)中心能效等級指標(biāo)。
中國移動通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院高級咨詢設(shè)計(jì)師姜宇光對此表示，數(shù)據(jù)中心能效指標(biāo)雖是強(qiáng)有力舉措，但數(shù)據(jù)中心能耗與所處的環(huán)境溫、濕度指標(biāo)有密切聯(lián)系，不同的溫、濕度環(huán)境下，數(shù)據(jù)中心機(jī)房產(chǎn)生相同的制冷量所需要的耗電量差異較大，因此強(qiáng)制劃分?jǐn)?shù)據(jù)中心能效等級指標(biāo)還應(yīng)更多考慮數(shù)據(jù)中心地域差異。
姜宇光同時建議，推動數(shù)據(jù)中心綠色、低碳發(fā)展還應(yīng)推動數(shù)據(jù)中心行業(yè)節(jié)能措施指導(dǎo)的相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)編制；制定不同形式、不同地區(qū)、新建和改建的數(shù)據(jù)中心PUE限制，同時加強(qiáng)數(shù)據(jù)中心實(shí)際運(yùn)行PUE的全程監(jiān)管措施，使得實(shí)際運(yùn)行節(jié)能情況透明化；針對全國不同的氣象分區(qū)，推動采用不同的節(jié)能技術(shù)，因地制宜實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心節(jié)能優(yōu)化效果最大化。
《低碳數(shù)據(jù)中心發(fā)展白皮書》對此亦建議，綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)還需要進(jìn)一步加強(qiáng)低碳數(shù)據(jù)中心管理制度和體系建設(shè)，加強(qiáng)完善可再生能源政策法規(guī)，以此促進(jìn)先進(jìn)節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用、提升可再生能源應(yīng)用比例。
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