2016年，中國正式加入《巴黎協(xié)定》，根據(jù)協(xié)定各締約方將以“自主貢獻(xiàn)”的方式參與全球應(yīng)對氣候變化的行動之中。2020年，中國提出了自己的目標(biāo)：即2030年二氧化碳排放達(dá)到峰值，2060年實現(xiàn)碳中和。
然而，碳排放減在何處？社會和企業(yè)的發(fā)展是否要付出相應(yīng)的代價？碳減排對普通大眾的生活又會帶來怎樣的影響？這些都不得不成為能源生產(chǎn)者和消費者們需要思考的問題。碳中和的目標(biāo)實現(xiàn)，需要究其碳排放到底來自何處。
據(jù)《中國“新基建”發(fā)展研究報告》稱，從全球來看，到2025年，數(shù)據(jù)中心將占全球能耗的最大份額，高達(dá)33%。從我國國內(nèi)來看，全球數(shù)據(jù)中心的耗電量已經(jīng)連續(xù)八年超過12%的增長速度。作為為數(shù)不多的能耗占社會總用電量比例持續(xù)增長的行業(yè)，數(shù)據(jù)中心積極踐行碳中和意義十分重大。
如今，云時代蓬勃發(fā)展，新基建加速落地，在全社會深入推進(jìn)節(jié)能減排的背景下，節(jié)能降耗成為政府和數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)的共同目標(biāo)。對設(shè)計者和管理者來說，降低能耗的方法貫穿前期選址、規(guī)劃布局、產(chǎn)品選型、新能源與新技術(shù)應(yīng)用等，本文將從數(shù)據(jù)中心的選址與新能源應(yīng)用角度來剖析數(shù)據(jù)中心節(jié)能發(fā)展趨勢。
數(shù)據(jù)中心節(jié)能從選址開始
選址是數(shù)據(jù)中心建設(shè)的先決條件，其背后的邏輯與節(jié)能、安全、電力、通信、交通和環(huán)境等條件息息相關(guān)，同時技術(shù)的演進(jìn)擴(kuò)大了數(shù)據(jù)中心選址范圍，減少了對一些硬性指標(biāo)的需求?？v觀國內(nèi)外大型及超大型數(shù)據(jù)中心，其選址技術(shù)路線非常相似，都需要充足的自然冷源和綠色可再生能源，當(dāng)然還要平衡其他各種因素。
首先，電力供應(yīng)要充足可靠，通信快速暢通，交通應(yīng)便捷。充足的電力是數(shù)據(jù)中心選址第一位要考慮的要素，購買土地容易，獲得穩(wěn)定的具有成本效益的電力供應(yīng)是關(guān)鍵，最好來自可再生能源。另外，就是要有良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大鏈接，沒有網(wǎng)絡(luò)支持的數(shù)據(jù)中心將是信息孤島。數(shù)據(jù)中心在建設(shè)過程中有大量的設(shè)備需要運輸，在使用過程中一旦出現(xiàn)故障，則需要人員來救援和設(shè)備支持，因此數(shù)據(jù)中心所在地必須交通便捷。
其次，清潔的自然環(huán)境，所選區(qū)域的自然災(zāi)害風(fēng)險要低，例如無極端天氣、洪水、地震等，涼爽的氣候能降低冷卻所需能源，有利于節(jié)能。制冷系統(tǒng)能耗占數(shù)據(jù)中心總體能耗的40%左右，制冷系統(tǒng)的開源節(jié)流將使數(shù)據(jù)中心節(jié)能效果立竿見影。
例如：貴陽年平均氣溫15℃，地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并且貴州的水電裝機(jī)量排名全國第四，有充足的清潔能源供應(yīng)，成為理想的大數(shù)據(jù)基地，吸引了國內(nèi)外眾多大型科技集團(tuán)在貴陽及其周邊建設(shè)云數(shù)據(jù)中心。
但是，選址的根本是應(yīng)用，仍要避免地域偏僻造成的遠(yuǎn)距離傳輸，相對于數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代應(yīng)用場景對低延遲的高要求，數(shù)據(jù)中心多建設(shè)在對數(shù)據(jù)和信息需求旺盛的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)及周邊。
選址的第三原則，在各地“限建令”頒布的情況下，新建和擴(kuò)建互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)數(shù)據(jù)中心、信息處理和存儲支持服務(wù)數(shù)據(jù)中心已告別市區(qū)。通過上層制度設(shè)計，對數(shù)據(jù)中心建設(shè)進(jìn)行宏觀調(diào)控，優(yōu)化數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局，進(jìn)一步調(diào)節(jié)了全社會的節(jié)能減排水平。
新能源引領(lǐng)數(shù)據(jù)中心低碳可持續(xù)
數(shù)據(jù)中心在節(jié)能環(huán)保方面的熱點還包括對可再生能源的利用，風(fēng)電和光電是廣為人知的兩種可再生能源，需要數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和運營者克服他們的局限性，從而進(jìn)一步降低數(shù)據(jù)中心對石化能源的消耗和碳排放。
在風(fēng)力充足和太陽能豐富的西、北部地區(qū)，正在為數(shù)據(jù)中心打造基于多能互補(bǔ)的能源供應(yīng)多元融合模式，加快清潔低碳用電步伐，引領(lǐng)能源轉(zhuǎn)型。而互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等產(chǎn)業(yè)多分布在東部，現(xiàn)在國際上已有通過將非實時任務(wù)數(shù)據(jù)和工作負(fù)載遷移（workloads migration），利用可再生能源富裕時段處理異地數(shù)據(jù)的案例。例如：同一云服務(wù)提供商，可以在多地?fù)碛袛?shù)據(jù)中心，通過光纖等傳輸設(shè)備，實現(xiàn)異地數(shù)據(jù)和工作負(fù)載的遷移，使數(shù)據(jù)中心根據(jù)電力調(diào)度的需要主動進(jìn)行需求響應(yīng)，推進(jìn)數(shù)據(jù)算力跨區(qū)域流通，由此減少碳排放。
另一方面，突破分布式能源、微電網(wǎng)、局域電網(wǎng)并入大電網(wǎng)阻礙，數(shù)據(jù)中心正全面提高清潔能源的比例。大型及超大型數(shù)據(jù)中心因地制宜、因時制宜地簽約綠色電力，為數(shù)據(jù)中心提供源源不斷的動力；同時研究自建綠電，充分利用并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)，為數(shù)據(jù)中心提供清潔低碳能源。
隨著國家對碳排放和碳中和目標(biāo)的進(jìn)一步推進(jìn)，數(shù)據(jù)中心從業(yè)人員需要繼續(xù)開源減排，推動數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)朝著綠色、安全、可持續(xù)的方向發(fā)展。在加速建設(shè)數(shù)據(jù)中心的同時，引領(lǐng)中國數(shù)據(jù)中心向綠色數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)變，成為能源轉(zhuǎn)型的推動者和實現(xiàn)碳中和的貢獻(xiàn)者。
作者：宋思銳
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