發(fā)展“綠色”算力成為數據中心領域的重中之重

南方財經全媒體記者李潤澤子記者郭美婷實習生周逸婷廣州報道

發(fā)展“綠色”算力成為數據中心領域的重中之重。

進入9月，“東數西算”工程下一個半年的建設已經啟航，南方財經全媒體記者梳理了從2月至8月，8大樞紐節(jié)點發(fā)布了近60份數據中心相關政策文件，發(fā)現其中超六成涉及推動數據中心綠色低碳發(fā)展。

政策是數據中心產業(yè)發(fā)展和布局的重要引導和支撐，“東數西算”建設需要政策靠前發(fā)力。細觀政策發(fā)現，目前建設綠色數據中心的政策脈絡已清晰呈現，我國數據中心產業(yè)發(fā)展步入新階段，集約高效、綠色低碳的數據中心高質量發(fā)展格局已初步形成。

未來，在政策強導向之下，綠色低碳將始終是數據中心發(fā)展的必然方向。如何因地制宜推進數據中心節(jié)能降碳，成為了各地需面對的重要議題。

劃定PUE紅線

數據中心的綠色低碳發(fā)展是當前和未來算力基礎設施高質量發(fā)展的關鍵任務。在2021年印發(fā)的《全國一體化大數據中心協同創(chuàng)新體系算力樞紐實施方案》（下稱《方案》）之中，已明確“綠色集約”是四大基本原則之一。在該文件對國家樞紐節(jié)點提出的九項重點任務中，就有三項就涉及建設綠色低碳相關內容。

“東數西算”工程啟動后，各地也陸續(xù)出臺相關政策推動數據中心加速邁向“綠色低碳”轉型之路。在此次梳理的近60份政策之中，超六成與數據中心綠色低碳發(fā)展相關。

半年間，東部地區(qū)所出臺的相關政策數量較多，四個樞紐地區(qū)共發(fā)布了至少37份相關政策。其中，京津冀和長三角是統計中最為關注數據中心綠色化的兩個樞紐節(jié)點，分別出臺了11份和10份相關政策。

細觀各地政策，數據中心能效優(yōu)化指標被屢次提及，部分地區(qū)明確了區(qū)域性或階段性要求，并對達標企業(yè)提供獎勵。其中，PUE（數據中心總設備能耗和IT設備能耗之間的比率）作為關鍵能效考核指標之一被屢屢強調。當PUE越接近1，表明數據中心的電越多地用于數據中心的計算力中。

例如，《全國一體化算力網絡成渝國家樞紐節(jié)點（四川）實施方案》提到，天府數據中心集群起步區(qū)內新建數據中心PUE值不高于1.25，綠色低碳等級達到4A級以上，其余地區(qū)新建數據中心PUE值不高于1.3。并將推動在建數據中心進行綠色優(yōu)化，逐步對PUE值超過1.5的已建數據中心進行節(jié)能降碳改造。此外，對天府數據中心集群內PUE值低于1.25的新建大型超大型數據中心，采取以獎代補方式一次性給予2000萬元支持，低于1.15的一次性給予3000萬元支持。

寧夏同樣將給予達標企業(yè)“真金白銀”的獎勵。根據《關于促進全國一體化算力網絡國家樞紐節(jié)點寧夏樞紐建設若干政策的意見》，在區(qū)內注冊的獨立核算企業(yè)，投資1億元以上、采用國家綠色數據中心標準新建的數據中心，實測年均PUE值低于1.2的，按數據中心建筑面積給予最高不超過100元/平方米獎勵，每戶企業(yè)補助最高不超過1000萬元。

然而，降低PUE并非易事。中國科學院廣州能源研究所人工環(huán)境節(jié)能技術研究室主任、教授級高工、博士生導師、廣東省數據中心節(jié)能工程技術研究中心主任、廣東省綠色數據中心產業(yè)技術創(chuàng)新聯盟秘書長董凱軍指出，對于夏熱冬暖地區(qū)，如廣州、深圳等地，長期處于高溫高濕的環(huán)境，自然冷源利用率低，因此新建大型數據中心采用傳統的集中式制冷方案將很難實現PUE降低到1.3以下的要求。在新國標允許高溫供冷的前提下，為挖掘自然冷源的潛力提供了條件，傳統的制冷方案實現了較大的技術升級，目前新型集中制冷系統采用高效機房、自然冷源梯級利用及自然冷源蓄冷等先進節(jié)能技術，大幅提高了制冷系統的效率，在南方地區(qū)基本可以滿足PUE降低到1.3以下的要求。

“當然如果采用液冷技術是可以很容易實現PUE降低至1.3以下的要求，但液冷數據中心投資成本非常高，運維技術要求高，大規(guī)模應用還需要較長時間的驗證和優(yōu)化?！倍瓌P軍說。

中財綠指首席顧問施懿宸則認為，數據中心機房由于規(guī)模、功能和配置的差異性較大，目前的通用衡量指標較難適用于各類不同數據中心。同時，單純?yōu)榱四芎恼{整整體供電方案或制冷方案可能導致數據中心基礎設施負載增加，縮短生命周期，無法可持續(xù)發(fā)展。

技術與改造

如何有效節(jié)能減碳，降低數據中心PUE？在碳達峰、碳中和的背景下，數據中心集約化、規(guī)?；?、綠色化發(fā)展成為趨勢。

2月以來，在各地所發(fā)布的關于數據中心綠色低碳發(fā)展的政策中，至少有28份提及綠色集約化建設。

*單位：份，根據數據中心綠色低碳政策內容對其進行分類，類別為綠色集約建設、能源供給保障和能耗監(jiān)測管理。政策檢索截止日期8月23日。

梳理發(fā)現，通過技術手段優(yōu)化數據中心運營方式達到有效降低PUE值的效果是多數地區(qū)的選擇。其中，制冷設備是數據中心的主要能耗來源，也是節(jié)能技術的應用重點。

董凱軍告訴南方財經全媒體記者，集約化數據中心便于高效集中式制冷系統的應用，提高制冷系統效率，并易于構建太陽能、余熱、自然冷源和儲能的能源綜合利用系統，從而提高數據中心電能使用效率和可再生能源占比，促進數據中心綠色發(fā)展。此外，集約化建設將有助于數據中心通過資源整合和算力調度等手段對進行集中處理，提高數據中心上架率和算力使用率，從而減少算力資源浪費和閑置，推動數據中心的綠色發(fā)展。

但實際上各樞紐地區(qū)所采取的節(jié)能低碳技術并不一樣，這也是各地數據中心綠色低碳發(fā)展的主要差異之一。董凱軍介紹，根據各樞紐地區(qū)氣候條件的不同，數據中心集約化建設過程采用的節(jié)能減碳技術也有所不同。例如，基于內蒙古、甘肅、寧夏等地空氣品質優(yōu)良、全年溫度較低和水資源不足等特點，這些地方多采用自然通風系統和風冷式間接蒸發(fā)系統等技術降低數據中心能耗。而京津冀、長三角和成渝地區(qū)屬于夏熱冬冷地區(qū)，全年濕球溫度偏低，但空氣質量相對較差，多采用的是集中式水冷系統或氟泵系統。

值得注意的是，由于東部部分數據中心建成較早，存在能源資源利用效率低、少數機房規(guī)模小、負荷低等問題，亟需開展綜合治理。因此，在東部樞紐地區(qū)政策中，也充分體現了這幾個樞紐地區(qū)希望發(fā)揮政府引導和市場機制調節(jié)作用，推動小散老舊數據中心升級改造或騰換，促進存量數據中心結構優(yōu)化。

以廣東為例，在《廣東省數字經濟發(fā)展指引1.0》中提到，地市層面推動“老舊”數據中心加快應用高密度、高效率的IT設備和基礎設施系統，推動“小散”數據中心加速遷移、整合，提高“老舊小散”數據中心電能利用效率和算力供給能力，引導利用率低、耗能高、效益差的“小散”數據中心騰退升級。

而針對此前能效評價標準單一的問題，北京已提出將不再單純依據PUE，而是綜合考量業(yè)務功能、能耗、水耗等因素，引導數據中心分區(qū)分類梯度布局、統籌發(fā)展。在北京3月公布的《北京市新增產業(yè)的禁止和限制目錄（2022年版）》中，數據中心在首都核心區(qū)被列入禁止類，但在全市范圍內為限制類，符合北京數據中心統籌發(fā)展實施方案等要求的可以新建和擴建。此前，在2018版舊《目錄》中，數據中心是以PUE1.4這個單一指標來進行新建擴建管理。

建設零碳數據中心

隨著我國“雙碳”政策的逐步推進，數據中心行業(yè)成為我國節(jié)能降碳的重點領域。公開數據顯示，2021年全國數據中心能源消耗達到2166億千瓦時，較2020年增加44%，占全社會用電量的2.6%左右；二氧化碳排放量約1.35億噸，較2020年增加3915萬噸，占全國二氧化碳排放量的1.14%左右。

持續(xù)提升高效清潔能源利用水平無疑是各地推動數據中心綠色低碳發(fā)展的另一重點。其中，在提高可再生能源利用比例方面，北京早在去年《方案》出臺后就已經設定相關目標，鼓勵2021年及以后建成的數據中心項目，年可再生能源利用量占年能源消費量的比例按照每年10%遞增，到2030年實現100%。

而今年“東數西算”工程啟動后，上海則表示將試點開展零碳數據中心建設，到2025年創(chuàng)建零碳數據中心5家。

董凱軍告訴南方財經全媒體記者，建設零碳數據中心的關鍵主要三點，一是積極開展節(jié)能降碳技術的應用，降低數據中心能源的使用量，從源頭上減少能源消費和碳排放；二是充分利用清潔能源，通過提高光伏、水電、風能等綠色電力的使用比例，實現使用過程中的零碳或低碳排放量；三是余熱回收等手段抵消碳排放。

根據不同的建設標準，零碳數據中心定義不同。其中，根據上海市節(jié)能環(huán)保服務業(yè)協會發(fā)布的《T/SEESA013-2022零碳數據中心創(chuàng)建與評價技術規(guī)范》中的定義，零碳數據中心通常指的是一段時間且通常是以年為單位，數據中心運營過程中的碳排放總量為零。

據了解，目前，、騰訊及華為等多數大型企業(yè)均已開展零碳數據中心建立工作。

此外，觀察發(fā)現，多地政策中提到強化數據中心能耗監(jiān)測管理，以能耗監(jiān)測系統實現綠色智能運營。

“數據中心作為能耗密集、用能情況較為復雜的產業(yè)鏈組成部分，有效監(jiān)測并降低其能耗情況有利于提高數據中心業(yè)務工作的可持續(xù)發(fā)展并提升能源使用效率?！笔┸插繁硎?，如對能耗輸出輸入分析、交直流電源能耗使用量、電參量信息的檢測、系統能耗比變化趨勢曲線分析及使用監(jiān)控系統實時監(jiān)測能耗數據是否異常等方式，可有效避免用能過程中產生的能源“跑冒滴露”現象。

目前，一些地方已開始推進數據中心能耗監(jiān)測體系建設。例如，上海就提出將完善監(jiān)管機制，開展新型數據中心建設和評估標準的制定與實施，探索以低碳智能為導向的數據中心監(jiān)測與評估體系。

（數據來源：梳理自各地政府官網，檢索時間截至8月23日）