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碳“考”数据中心

2022-03-22 08:43来源:新华社作者:黄浩关键词:绿色数据中心绿色低碳低碳转型收藏点赞

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发一条微信朋友圈需要耗费多少电量?

从你拇指点击发送的瞬间起,那些精致的视频、图文就以朴素的二进制编码,迅速传输到了某个数据中心中闪着蓝光的巨型机架里,层层堆叠的服务器和网络设备24小时全年无歇,你发朋友圈所用的电量,基本都耗在了那里。

腾讯最新公布的一项数据显示,其2022年度所签订的绿色电力交易合同就已高达5.04亿千瓦时,锁定了6个风电光伏项目的年度部分发电量。而这,仅仅覆盖了腾讯楼宇和数据中心耗电量的一部分。

除了微信,还有微博、抖音、电商……如果把视角放到全社会生活、生产场景,我们会看到数字化背后惊人的电量消费数据。根据生态环境部有关部门测算,2021年国内数据中心机架规模达到543.6万架,同比增长27%,耗电量占到全社会用电量的2.6%,约2161亿千瓦时。

更为关键的是,随着数字技术向经济社会各领域全面持续渗透,全社会对数据中心的需求仍十分迫切,IDC预计每年仍将以20%以上的速度快速增长。

那么,高速增长的数据中心建设需求能否答好未来“碳达峰、碳中和”的“双碳”之问?

44个国家绿色数据中心

3月16日,工信部、国家发改委、商务部、国家机关事务管理局、银保监会、国家能源局等六部门联合公布了《2021年度国家绿色数据中心名单》,共有44家数据中心上榜。

梳理名单,记者发现,从构成来看,通信领域数据中心14家、互联网领域数据中心19家、公共机构领域数据中心5家、能源领域数据中心1家、金融领域数据中心5家。

无一例外,44家数据中心均有着优异的电能利用效率(PUE)。PUE=数据中心总能耗/IT设备能耗,其中数据中心总能耗包括IT设备能耗和制冷、配电等系统的能耗,其值大于1,越接近1表明非IT设备耗能越少,即能效水平越好。记者了解到,国家绿色数据中心的选拔主要依据《绿色数据中心评价指标体系》,其中PUE权重分值高达60分,占据绝对地位。此外,绿色先进适用技术产品应用、能源使用管控等也是重要的评价指标。浙江大学国际联合商学院数字经济与金融创新研究中心联席主任、研究员盘和林表示,拉高PUE的权重,就是在政策标准层面,进一步加快数据中心节能建设和能效提升,引导数据中心走高效、低碳、集约、循环的绿色发展道路,助力实现碳达峰、碳中和目标。

近年来,在绿色数据中心的引导建设方面,多部门持续发力。

早在2015年,工信部、国家机关事务管理局、国家能源局便印发《国家绿色数据中心试点工作方案的通知》,全面提升数据中心节能环保水平。2019年,三部门又继续发布《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》,力图到2022年,数据中心平均能耗基本达到国际先进水平,新建大型、超大型数据中心的电能使用效率值达到1.4以下。

2021年,工信部进一步印发《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》(以下简称“行动计划”),引导传统数据中心向绿色、低碳演进。

“行动计划”提到,到2023年底,利用率方面,全国数据中心平均利用率力争提升到60%以上;算力规模方面,总算力规模超过200 EFLOPS,高性能算力占比达到10%;能效水平方面,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。

PUE竞赛

相比部委层面提出的建设要求,目前,国内城市对数据中心新建项目的节能指标进一步加码。

北京在《北京市新增产业的禁止和限制目录》中明确规定,全市禁止新建和扩建PUE>1.4的数据中心;深圳则更为严格,在《深圳市发展和改革委员会关于数据中心节能审查有关事项的通知》中强调,只有PUE低于1.25的数据中心才可以享受新增能源消费量40%以上的支持……

统计数据分析,制冷带来的用电量占数据中心整体用电量的40%左右,而电费又是数据中心运营成本的大头。因此,数据中心巨头们绞尽脑汁,不断寻找更适合数据中心生存的天然“冰箱”。例如,微软将数据中心“埋”在了加利福尼亚海岸约9米深的海底和苏格兰奥克尼群岛水下……

当然,对大多数企业来讲,特殊案例并不具备复制性和推广性,而更倾向于选择在气候凉爽、能源资源丰富的地区。

“这也是国家对寒冷地区建设数据中心要求更低PUE值的原因。”盘和林表示,一个更大的背景是,区域万元GDP能耗指标。数据中心作为“新基建”的重要抓手项目,曾得到多地政府的青睐,但现在出于能耗考虑则更为冷静。他指出,地方城市搞数据中心招商项目,有两个指标是可以一票否决的,即环评和能评。

相对于城市侧对数据中心建设要求的精细化,企业侧则在节能技术上不断破题。

电力是数据中心最大的成本支出。科士达方面指出,电力成本可以占到整个数据中心日常运维支出成本的50%—60%,巨大的能耗带来的是供电压力、环境压力、成本压力等,因此降低PUE值是数据中心业务的重点。

万国数据高级副总裁陈江平对记者表示,对企业来说,PUE每降低0.01,背后都有大量先进技术的应用和运营体系的持续提升。

在2021年度国家绿色数据中心名单中,万国数据有四家数据中心上榜。陈江平以入榜的上海四号数据中心为例介绍,该数据中心部署了锂电池储能电站技术结合可再生能源的直购,全生命周期的绿色低碳设计,并将AI节能思路植入BA系统……他坦言,这一切技术效果的形成都需要一定的周期。

中国工程院院士邬贺铨认为,数据中心实现绿色低碳运行方式更需要一套“组合拳”:优化选址,形成自然风洞效应;叠加光伏、综合供能、高效致冷、余热循环利用;通过数据清洗与标注提升存储数据的质量,减少无效数据的存储,冷热数据分开存放;云边端协同优化数据处理效率。

目前,国家从顶层设计上对全国数据中心资源进行了重新规划。2月17日,国家发展改革委、中央网信办、工信部、国家能源局联合印发文件,同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏启动建设国家算力枢纽节点,并规划了10个国家数据中心集群——张家口集群、长三角生态绿色一体化发展示范区集群、芜湖集群、韶关集群、天府集群、重庆集群、贵安集群、和林格尔集群、庆阳集群、中卫集群。至此,全国一体化大数据中心体系完成总体布局设计。邬贺铨表示,强化能源布局联动和支持数据中心节能减碳,是此次规划的题中之义。

据数据中心绿色能源技术联盟(CDCC)数据,2021年度全国数据中心平均PUE为1.49,这意味着全国数据中心的低碳转型之路还任重道远。


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