數(shù)據(jù)中心“變綠” 能源消耗“瘦身”

數(shù)據(jù)中心是新型基礎設施節(jié)能降耗的關鍵環(huán)節(jié)，也是促進全社會降碳增效的有力抓手。近年來，我國數(shù)據(jù)中心規(guī)模不斷壯大，推進數(shù)據(jù)中心綠色化轉(zhuǎn)型升級勢在必行。通過優(yōu)化供電架構、提高綠電使用比例、綠色智能運營，越來越多數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)節(jié)能降耗，有力服務數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展。

近日，工信部等6部門公布2021年度國家綠色數(shù)據(jù)中心名單，包括通信、互聯(lián)網(wǎng)、能源、金融等領域44家數(shù)據(jù)中心入選。至此，我國已先后創(chuàng)建三批共計153家國家綠色數(shù)據(jù)中心。

作為數(shù)字經(jīng)濟的“底座”，近年來我國數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)快速增長。推動數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展，既有助于數(shù)字經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，也是新型基礎設施節(jié)能降耗的關鍵環(huán)節(jié)。

綠色數(shù)據(jù)中心長什么樣?如何更好引導數(shù)據(jù)中心走低碳高效的綠色發(fā)展道路?記者進行了采訪。

綠色數(shù)據(jù)中心長什么樣?

采用高效供配電系統(tǒng)，綠電使用比例高，智能運營降能耗

在位于北京市順義區(qū)的萬國數(shù)據(jù)十一號數(shù)據(jù)中心，超1.5萬平方米的機房內(nèi)，2000多個排列整齊的機柜正有序運行。千里之外，依托數(shù)據(jù)中心算力的實時調(diào)度，用戶得以在手機上流暢觀看視頻。

數(shù)據(jù)中心支撐起強大算力，也承載了較大的能耗壓力。作為重點用能單位，節(jié)能和能效提升是企業(yè)必須攻克的難題。

“目前，北京十一號數(shù)據(jù)中心PUE(電能使用效率值)已達到1.22。”萬國數(shù)據(jù)副總裁楊韜算了一筆賬，在滿負荷狀態(tài)下，綠色數(shù)據(jù)中心每年能節(jié)省用電約1000萬千瓦時。

能耗“瘦身”，秘訣何在?走進數(shù)據(jù)中心，答案漸次揭曉——

供電側(cè)，變雙路不間斷供電為單路高壓直流供電。“通過調(diào)整供電架構，降低用電損耗的同時，也提升了用電效率。”楊韜說，不僅如此，通過采購和使用綠電，數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)了低碳轉(zhuǎn)型。“目前公司在全國的數(shù)據(jù)中心綠電使用比例已達到34%。”

用電側(cè)，以能耗監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)綠色智能運營。步入數(shù)據(jù)中心監(jiān)測平臺，顯示大屏上，多條數(shù)據(jù)曲線實時變動。“節(jié)能增效依靠的是精細化運營。”楊韜介紹，通過動態(tài)監(jiān)測服務器負荷變化、室內(nèi)外溫濕度、暖通設備運行頻率等關鍵指標，有效指導決策，優(yōu)化設備調(diào)用，實現(xiàn)精確制冷。

“相對于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，綠色數(shù)據(jù)中心具有資源消耗少、能源利用高、運維水平強等特點。”中國電子學會秘書長陳英認為，綠色數(shù)據(jù)中心建設不僅要通過先進技術及解決方案降耗提效，還應多維度考慮能源資源綜合利用、清潔可再生能源利用、綠色運維管理、廢舊電子產(chǎn)品回收利用等，實現(xiàn)供能與用能的協(xié)同突破。

萬國數(shù)據(jù)是我國數(shù)據(jù)中心綠色化建設的一個縮影。得益于數(shù)字經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，無論是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的轉(zhuǎn)型還是新建數(shù)據(jù)中心的擴展，綠色數(shù)據(jù)中心正由點及面迅速擴展。工信部節(jié)能與綜合利用司有關負責人介紹，目前我國已創(chuàng)建三批共計153家國家綠色數(shù)據(jù)中心。此外，還遴選和推廣了5批共157項先進適用技術，以加快引導數(shù)據(jù)中心綠色低碳發(fā)展。

去年7月，工信部印發(fā)《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃(2021—2023年)》提出，到2023年底，新建大型及以上數(shù)據(jù)中心PUE降到1.3以下。硬指標與時間表的設定，將進一步加快綠色數(shù)據(jù)中心的普及。

為什么要建綠色數(shù)據(jù)中心?

數(shù)據(jù)存儲、計算和應用需求大幅提升，節(jié)能降耗勢在必行

當雙碳目標導引的綠色能源與新興技術驅(qū)動的數(shù)字經(jīng)濟交匯，綠色化成為新型數(shù)據(jù)中心建設的應有之義。

從行業(yè)自身看，數(shù)據(jù)中心是新型基礎設施節(jié)能降耗的關鍵環(huán)節(jié)。

工信部信息通信發(fā)展司發(fā)布的《全國數(shù)據(jù)中心應用發(fā)展指引(2020)》報告顯示，截至2019年底，我國在用數(shù)據(jù)中心機架總規(guī)模超300萬架，近5年年均增速超過30%。

“數(shù)據(jù)中心作為耗電大戶，其規(guī)模增長必然帶來能耗大幅增長。”陳英說，據(jù)測算，全國數(shù)據(jù)中心2020年耗電總量約占同期全國全社會用電量的1.5%—1.9%。同時，隨著新一代信息技術快速發(fā)展，數(shù)據(jù)資源存儲、計算和應用需求大幅提升，數(shù)據(jù)中心升級換代淘汰的老舊設備也亟須規(guī)范化處理，避免環(huán)境污染，綠色化轉(zhuǎn)型已迫在眉睫。

從更大范圍看，數(shù)據(jù)中心也是促進全社會降碳增效的有力抓手。

“數(shù)據(jù)中心的云服務，將對千行百業(yè)節(jié)能降耗產(chǎn)生乘數(shù)效應。”騰訊云數(shù)據(jù)中心雙碳項目負責人梁家啟提出，以算力賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，會助力更多行業(yè)實現(xiàn)綠色發(fā)展。

根據(jù)《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，到2025年，全國數(shù)據(jù)中心算力將達到2020年的3.3倍。“加快建設綠色數(shù)據(jù)中心，已成為保障資源環(huán)境可持續(xù)的基本要求，有利于全社會提高能源資源利用效率，助推實現(xiàn)碳達峰碳中和目標。”工信部節(jié)能與綜合利用司有關負責人表示。

低碳高效路在何方?

積極探索推廣先進綠色技術、持續(xù)提升可再生能源供給水平

盡管綠色數(shù)據(jù)中心建設成績明顯，但與日益增長的算力需求相比，整體水平仍不高，行業(yè)綠色化發(fā)展面臨新挑戰(zhàn)。

從用電側(cè)看，先進綠色技術及產(chǎn)品應用有待推廣。

“近年來，行業(yè)中涌現(xiàn)出的綠色技術并不少，但還存在不敢用、不好用的情況。”楊韜說，比如液冷系統(tǒng)制冷高效，但受制于安全性及部署模式等問題推廣不足。技術不斷完善并發(fā)揮良好的效果，有賴于產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)力，創(chuàng)造開放友好的生態(tài)環(huán)境。

目前，不少企業(yè)正在積極探索新技術。2020年11月，由國網(wǎng)寧波供電公司建設的高塘綜合能源站投入使用，其數(shù)據(jù)中心成為浙江省首個液冷裝箱式機房，每年可節(jié)電超43萬千瓦時。由阿里云自研的浸沒式液冷技術也已向社會開放，通過將服務器浸沒于封閉式液體中，產(chǎn)生的熱量可被冷卻液快速帶走進入外循環(huán)，降低能耗超70%。

從供電側(cè)看，可再生能源的供給水平仍需提升。

“對企業(yè)而言，大規(guī)模采購可再生能源存在挑戰(zhàn)。”梁家啟說，清潔能源通常直接上網(wǎng)，通過電網(wǎng)使用電力難以購買到100%由可再生能源提供的電力;此外，點對點跨省份綠電市場化交易尚未形成規(guī)模，也在一定程度上制約了數(shù)據(jù)中心綠色化水平的持續(xù)提升。

挑戰(zhàn)之下，機遇顯現(xiàn)。前不久，“東數(shù)西算”工程正式啟動，全國一體化大數(shù)據(jù)中心體系完成總體布局設計。在陳英看來，“通過‘東數(shù)西算’工程，引導數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)在西部建立，將有效提高對西部風光水等清潔及可再生能源的使用，達到產(chǎn)業(yè)供給與能源消耗的有效平衡。”

“下一步，將鼓勵數(shù)據(jù)中心在布局優(yōu)化、技術創(chuàng)新、綠電直購、儲能及梯次利用等領域開展探索，加快構建綠色數(shù)據(jù)中心建設新局面。”工信部節(jié)能與綜合利用司有關負責人說。

《 人民日報 》( 2022年05月06日 10 版)

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