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碳中和促数据中心加速“绿化”

2021-05-26 来源:中国能源报 2021年05月24日


网购、移动支付、游戏娱乐……基于数据中心的网络服务无处不在。   

海量数据的背后是惊人的耗电量。由中国能源研究会可再生能源专委会专家参编的《中国数据中心可再生能源应用发展报告(2020)》(下称《报告》)指出,截至2019年,全国数据中心行业耗电总量约为600—700亿千瓦时左右,约占全国全社会用电量的0.8—1%。《报告》初步估计,到2030年,中国数据中心的总能耗预计将在2019年基础上翻一番 。   

与高能耗相伴而生的,是数据中心大比例使用化石能源所带来的碳排放问题。相关资料显示,2018年,全国数据中心行业二氧化碳排放量达到9855万吨。   “双碳”目标下,推进数据中心绿色化、智能化、集约化发展已成必然趋势,绿色、低碳数据中心呼之欲出。      

多地密集行动   

我国数据中心主要集中在经济发达、人口密集的一线城市。截至2020年底,北京及周边、上海及周边和西部地区的数据中心机架数量排名位列前三。而根据36氪研究院今年5月发布的《2020年中国城市数据中心发展指数报告》显示,我国46个城市数据中心发展指数中,北京位列榜首。   

作为城市数据中心发展指数最高的地区,北京在数据中心节能减碳领域走在最前列。近日,中国建筑设计研究院智能工程中心副总工程师劳逸民在“第四届全国数据中心冷却节能高峰论坛”上介绍,2018年,北京市更新了《北京市新增产业的禁止和限制目录》,今年又发布了《北京市数据中心统筹发展实施方案(2021—2023年)》,积极推进绿色数据中心建设,鼓励采用氢能源、液冷、分布式供电,强化存量数据中心绿色技术应用和改造。   

北京之外,数字经济发展排名第一的广东省也不甘落后,该省发布了《广东省5g 基站和数据中心总体布局规划(2021-2025年)》,支持绿色数据中心建设的同时,提出到2022年,数据中心平均pue值(数据中心能耗与it负载使用的能源之比)不超过1.3。   

近期发布的《粤港澳数据中心新基建发展白皮书》对广东、香港和澳门三地数据中心发展也提出了明确要求;浙江省、上海市等省市亦纷纷出台指导意见与行动计划,大力推动绿色数据中心建设。

“从全国来看,通过政策出台加强数据中心节能审查工作,引领数据中心节能降耗,已成为各地区绿色低碳发展、实现‘碳达峰、碳中和’目标的重要抓手,数据中心的节能减碳大势已起。”中国数据中心工作组&中数智慧信息技术研究院副院长罗志刚在会上说。   

创新技术应用加持   

政策加持的同时,绿色数据中心的建设需求也为新的节能新技术落地应用创造了良机。   

走进中国移动(廊坊)数据中心,2栋灰色数据中心大楼整齐排列。该中心规划总占比面积96亩,规划7栋单体建筑,建筑面积12.19万平方米,可提供1.6万个机架装机能力。   

“中国移动(廊坊)数据中心是按照国际数据中心标准建设,考虑到廊坊室外温度不高,我们为每台冷机配备了板式换热器,相较于普通换热模式,可提高能效30—50%,目前,数据中心pue值达1.37。”中国移动通信集团设计院高级咨询设计师周利军说。   

对于传统数据中心而言,空调系统节能是降低数据中心电源使用效率的关键。周利军介绍,该数据中心除采用自然冷源,提高冷冻水供水温度外,还充分利用数据中心余热,通过高温水源热泵回收数据中心余热,为园区办公用房提供冬季供暖热源,让数据中心的余热变废为宝。   

位于内蒙古自治区乌兰察布市察哈尔经济技术开发区的阿里巴巴乌兰察布数据中心,pue值更是小于1.25。“数据中心作为阿里巴巴数据中心集群的一部分,全面采用风墙冷却技术、高压直流供电技术,同时全年超过80%时间全新风运行。自2020年投入运行以来,清洁能源使用率已超42%。”华信咨询设计院建筑设计咨询院副总工程师柴士恒说。   

百度云计算(阳泉)中心也堪称低碳、绿色数据中心的建设典范。其于2015年9月投产,建筑面积达1.3万平方米,年均pue值可达1.08,属全国领先。   

记者了解到,该数据中心将人工智能技术引入数据中心。建立数据中心深度学习模型,实现系统冷源部分智慧调节。除此之外,数据中心还引入污水回收系统,使园区年均节水量达48万吨。   

评价指标单一问题待解   

“数据中心是推进数字经济发展的基础设施和重要保障,是推动我国经济转型升级的重要抓手,也是构建智慧城市核心竞争力的重要载体。”劳逸民表示,近几年来,我国数据中心绿色、低碳化发展已取得积极成效。但“碳达峰、碳中和”目标下,数据中心节能减排压力空前,未来发展仍面临评价指标较单一、政策标准制定不完善等问题。   

“目前,数据中心唯一或主要考量能耗水平的衡量方式仅有pue指标,且未来较长时间内,都将持续这一衡量标准。但事实上,该指标本身与现行监测方式的科学性仍待进一步探讨。”劳逸民认为,应结合服务器设备与基础设施总能耗衡量,即在服务器耗能与机电设施耗能中,寻求动态平衡以保障最低运行费用。   

记者注意到,今年2月,国家市场监督管理总局标准技术司发布了“关于征求《数据中心能效限定值及能效等级》强制性国家标准(报批稿)意见的通知”,其中提到拟强制划分数据中心能效等级指标。   

中国移动通信集团设计院高级咨询设计师姜宇光对此表示,数据中心能效指标虽是强有力举措,但数据中心能耗与所处的环境温、湿度指标有密切联系,不同的温、湿度环境下,数据中心机房产生相同的制冷量所需要的耗电量差异较大,因此强制划分数据中心能效等级指标还应更多考虑数据中心地域差异。   

姜宇光同时建议,推动数据中心绿色、低碳发展还应推动数据中心行业节能措施指导的相关规范标准编制;制定不同形式、不同地区、新建和改建的数据中心pue限制,同时加强数据中心实际运行pue的全程监管措施,使得实际运行节能情况透明化;针对全国不同的气象分区,推动采用不同的节能技术,因地制宜实现数据中心节能优化效果最大化。   

《低碳数据中心发展白皮书》对此亦建议,绿色数据中心建设还需要进一步加强低碳数据中心管理制度和体系建设,加强完善可再生能源政策法规,以此促进先进节能降耗技术应用、提升可再生能源应用比例。(张金梦)

(责任编辑:综合保障部 王林琳)