随着“双碳”(碳达峰、碳中和)目标的提出,充分展现了我国应对气候变化的坚定决心,同时给我国经济结构和经济社会运转方式带来了深刻变革。

与此同时,伴随着数字经济的发展,作为数字经济重要的底层支撑的数据中心,不仅承载了各行业发展的重任,也在近几年迎来发展的黄金时代。日前,《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》明确提出,推动数据中心绿色可持续发展。当前在国家提出 “双碳”的宏伟目标后,数据中心行业能耗问题再次受到广泛关注。

目前,距离2030年实现碳达峰还有不到10年的时间。在这场大考中数据中心行业将如何应对呢?

数据中心节能谈何容易

众所周知,数据中心本质是将电力转化为算力,所以,随着数字时代下各行业对于算力需求飞速增长,数据中心的能耗也一再增加。

随着5G、云计算等新兴技术的大规模推广应用,用户需求正呈几何级指数爆发,我国数据中心的数量随之急速攀升,相应地用电量也在急剧增加,已对电力供应提出新的挑战。

而且,传统能耗单元不同,数据中心24小时“连轴转”,昼夜不停地运行方式势必会增加能耗。数据中心的核心功能在于实现信息集中存储、传输、交换。它的基本单位是服务器,若干服务器又组成一个机架。需求不同,数据中心的机架数量各异。

目前来看,由于资源、环境、经济等一些列因素影响,数据中心的建设主要集中在京津冀、长三角和珠三角地区。这种发展趋势带来的问题是形成了电力使用的孤岛,也使得数据中心变成了吃掉当地能耗的电老虎。

在此背景下,我国专门推出了一项衡量数据中心能效水平的评价指标,电能使用效率值(PUE)。该指标由数据中心设备总能耗除以信息设备能耗得出,基准值为2,数值越接近1意味着能源利用效率越高。

近日,工信部印发《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》,明确用3年时间,基本形成布局合理、技术先进、绿色低碳、算力规模与数字经济增长相适应的新型数据中心发展格局。

并且,对降低数据中心电能利用效率(PUE)做了明确规定。2021年底,新建大型及以上数据中心PUE降低到1.35以下,2023年底,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。

全球数据中心市场逐年增长,大型数据中心分布也越来越集中。我国以8%的占有量排在美国45%的身后,超过了日本、加拿大等发达国家。目前,在国家低碳政策的引导下,降低数据中心的基础能耗,提高能源的利用效率,已经成为大趋势。

踏上建设绿色数据中心之路

面对国家“双碳”目标,同时也为了降低用能成本,一系列围绕着碳中和的技术升级在数据中心领域紧锣密鼓地进行着。

7月初,国网杭州市萧山区供电公司与杭州相关部门联合推出国内首个“双碳大脑”。据了解,“双碳大脑”依托国网浙江电力能源大数据中心创建了碳地图、碳足迹、碳管理、碳减排四大板块,通过勘碳、析碳、降碳三大功能来推动经济社会各方面节能减排,为城市和县域节能减碳提供了“国网方案”。

腾讯在2021年1月,宣布启动碳中和规划,在数据中心方面,腾讯的T-Block技术节能效果相当于每年种下3.6万棵树。另外,腾讯还尝试通过清洁能源的使用来实现节能减排,例如腾讯云清远数据中心配备了大量的分布式光伏发电屋顶。

同样在2021年年初,阿里巴巴宣布将“浸没式液冷数据中心技术规范”向全社会开放,以降低能耗水平。阿里云杭州数据中心作为全球最大的浸没式液冷服务器集群,其服务器浸泡在特殊冷却液,PUE逼近理论极限值1.0,每年可节电7000万度;而广东河源数据中心,采用深层湖水制冷,2022年将实现100%使用绿色清洁能源。

华为则采用预制模块化数据中心解决方案FusionDC,基于AI人工智能技术,整合并提供了iPower、iCooling、iManager等三大智能特性,可实现施工期间用水和建筑垃圾减少80%,可回收率超过80%;数据中心运营中的PUE降低8%-15%、用水减少40%;iPower电力模块相比传统方案可省电40%,提升10%的出柜率。以华为廊坊云数据中心为例,年均PUE由1.42降低至1.26,年节省电量超过2000万度。

6月份,百度公布了2030年实现集团运营层面的碳中和目标。对于自建数据中心,将通过数据中心技术创新、软硬结合持续迭代、人工智能融合应用等方式,在2020年均PUE 1.14的基础上持续降低单位算力能耗,对于租用数据中心,将通过技术输出或算力迁移的方式降低租用数据中心PUE,减少总算力碳排放总量。

随着以大数据、云计算、人工智能为代表的新一代数字技术被各行业广泛应用,数字化转型正成为驱动产业绿色低碳改造,实现节能降耗减排的重要引擎。而作为数字化转型的重要基石,数据中心实现绿色化发展是减污降碳的关键所在。

写在最后

面对碳达峰、碳中和这一国家长期目标,绿色数据中心之路已经势在必行。而且,随着数据中心行业已进入专业化、精细化的发展阶段,节能降耗的技术产品和解决方案将发挥重要作用,绿色数据中心时代将会真正来临。

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