數(shù)字化發(fā)展:將數(shù)據(jù)中心打造為新基建的綠色底座

數(shù)字化漫談
新基建是“以新發(fā)展理念為引領(lǐng),以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動,以信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),面向高質(zhì)量發(fā)展需求,提供數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級、融合創(chuàng)新等服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施體系”,包括信息基礎(chǔ)設(shè)施、融合基礎(chǔ)設(shè)施、創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施。

當(dāng)前,數(shù)字化成為拉動中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要引擎。據(jù)國家發(fā)改委官方數(shù)據(jù),每消耗1噸標(biāo)準(zhǔn)煤,數(shù)據(jù)中心直接貢獻(xiàn)產(chǎn)值1.1萬元,數(shù)字產(chǎn)業(yè)化增加貢獻(xiàn)值88.8萬元,此外還可帶動各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,間接產(chǎn)生360.5萬元的產(chǎn)業(yè)數(shù)字化市場(已剔除與數(shù)據(jù)中心不直接相關(guān)部分)。2020年,占我國全社會用電量約2.7%的數(shù)據(jù)中心,貢獻(xiàn)了占全國GDP約36.2%的數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模。作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的核心基礎(chǔ)設(shè)施,數(shù)據(jù)中心成為新基建的重要組成部分,機(jī)架數(shù)量呈現(xiàn)快速增長趨勢。但是與此同時,由于數(shù)據(jù)中心耗電量不斷刷新紀(jì)錄,在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下,數(shù)據(jù)中心的節(jié)能減排也備受關(guān)注。

數(shù)據(jù)中心成為新基建底座

長期以來,基礎(chǔ)設(shè)施作為生產(chǎn)力發(fā)展、經(jīng)濟(jì)增長的前提條件,對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展有著十分明顯的帶動作用,在我國取得了長足發(fā)展。領(lǐng)先世界的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)能力使得我國基礎(chǔ)設(shè)施的乘數(shù)效應(yīng)得到充分釋放。突如其來的新冠肺炎疫情給我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展按下了“暫停鍵”,經(jīng)濟(jì)下行壓力加大,亟須政府部門采取對沖措施,加大投資力度,把經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活拉回正軌。在這種情況下,國家統(tǒng)籌布局新基建,既是面向未來打造數(shù)字經(jīng)濟(jì)核心競爭力的長遠(yuǎn)布局,更是應(yīng)對當(dāng)前經(jīng)濟(jì)形勢的現(xiàn)實(shí)選擇。

新基建是“以新發(fā)展理念為引領(lǐng),以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動,以信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),面向高質(zhì)量發(fā)展需求,提供數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級、融合創(chuàng)新等服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施體系”,包括信息基礎(chǔ)設(shè)施、融合基礎(chǔ)設(shè)施、創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施。數(shù)據(jù)中心是數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代的核心基礎(chǔ)設(shè)施和國家戰(zhàn)略資源。自2020年3月中共中央政治局常務(wù)委員會召開會議把數(shù)據(jù)中心納入新基建范疇以來,國家相關(guān)部門密集部署、持續(xù)推動以數(shù)據(jù)中心為代表的算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

當(dāng)前,數(shù)據(jù)中心建設(shè)規(guī)劃部署的相關(guān)政策路線圖已十分清晰。由于承載了數(shù)字流的接收、處理、轉(zhuǎn)發(fā)與存儲功能及與5G、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、新能源有著天然的緊密聯(lián)系,數(shù)據(jù)中心被定位為支撐信息基礎(chǔ)設(shè)施的新基建底座。數(shù)據(jù)中心建設(shè)不僅關(guān)系著整個新基建的未來,更是未來數(shù)字化經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)中心能耗備受關(guān)注

數(shù)據(jù)中心具有天然的高能耗特點(diǎn),更伴隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)深入而不斷刷新耗電量紀(jì)錄,給全社會的用能和碳排放控制都帶來了巨大的壓力。正因?yàn)槿绱?,政府對?shù)據(jù)中心能耗和環(huán)保提出了越來越高的要求。

數(shù)據(jù)中心匯集大量服務(wù)器、存儲設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備,賦能傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級,推動經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展,助力城市數(shù)字化轉(zhuǎn)型,其本質(zhì)是把電力轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)中心的生產(chǎn)力——算力。隨著數(shù)字技術(shù)加速發(fā)展,算力需求不斷增加,數(shù)據(jù)中心的能耗也在不斷刷新紀(jì)錄。工信部數(shù)據(jù)顯示,2015年至2019年,數(shù)據(jù)中心年均復(fù)合增長率達(dá)到28%以上。截至2019年,國內(nèi)的數(shù)據(jù)中心機(jī)架總數(shù)達(dá)到314.5萬架,其中大型及超大型數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模為237.3萬架,同比增速超過40%。國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,2020年我國數(shù)據(jù)中心耗電量突破2000億千瓦時,創(chuàng)歷史新高,能耗占全國總用電量的2.7%。規(guī)模在3000個標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架及以上的大型數(shù)據(jù)中心的能耗總量,會為項目所在地能耗控制目標(biāo)帶來較大壓力。數(shù)據(jù)中心能耗管控在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下成為重中之重。

目前,政府相關(guān)部門對數(shù)據(jù)中心的節(jié)能審查和用能管理依然沿用傳統(tǒng)企業(yè)的能耗管理方式——僅僅關(guān)注數(shù)據(jù)中心本身能耗,評估指標(biāo)主要包括能耗總量、強(qiáng)度“雙控”目標(biāo)和PUE。其中,能耗總量和強(qiáng)度“雙控”目標(biāo)按照《固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能審查辦法》《中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會令第44號》規(guī)定的能耗指標(biāo)測算方法進(jìn)行估算;PUE由Green Grid于2008年正式提出,是衡量數(shù)據(jù)中心能源使用效率的指標(biāo),強(qiáng)調(diào)僅IT設(shè)備的耗電被認(rèn)為是“有意義”的電能,是數(shù)據(jù)中心能耗管控最直接的“抓手”。根據(jù)《全國數(shù)據(jù)中心應(yīng)用發(fā)展指引(2020)》,目前全國在用的大型數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.55,全國在用的超大型數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.46。

2013年以來,在國家和地方政府陸續(xù)發(fā)布的多個數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)政策中,新建數(shù)據(jù)中心設(shè)計PUE由1.5(推薦性指標(biāo))降低為1.25(控制性指標(biāo))。2013年1月,工信部、國家發(fā)展改革委、原國土資源部、電監(jiān)會、國家能源局五部委聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于原數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局的指導(dǎo)意見》,明確指出PUE小于1.5是新建大工業(yè)用電等項目的政策支持門檻。2019年,工信部、國家機(jī)關(guān)事務(wù)管理局、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的指導(dǎo)意見》提出,到2022年,數(shù)據(jù)中心平均能耗基本達(dá)到國際先進(jìn)水平,新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心的電能使用效率達(dá)到1.4以下。2021年7月,工信部印發(fā)的《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,我國新建大型及以上數(shù)據(jù)中心PUE降低到1.3以下,嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)力爭降低到1.25以下。

節(jié)能成為數(shù)據(jù)中心必修課

隨著我國深入實(shí)施制造強(qiáng)國、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國戰(zhàn)略,作為推動中國經(jīng)濟(jì)增長的“數(shù)字發(fā)動機(jī)”,數(shù)據(jù)中心迎來重要發(fā)展機(jī)遇。但與此同時,伴隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展,數(shù)據(jù)中心的耗電量不斷刷新紀(jì)錄,給全社會的用能和碳排放控制帶來巨大的壓力,甚至被冠以“電老虎”的稱號。數(shù)據(jù)中心建設(shè)面臨耗能指標(biāo)審批的“瓶頸”。

節(jié)能,是數(shù)據(jù)中心的必修課。更加合理的能耗管控指標(biāo)應(yīng)與算力、算效、貢獻(xiàn)相結(jié)合,不僅與數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)自身單位能耗相關(guān),還應(yīng)與數(shù)據(jù)中心直接貢獻(xiàn)產(chǎn)業(yè)(數(shù)字產(chǎn)業(yè)化部分)能耗、間接貢獻(xiàn)產(chǎn)業(yè)(產(chǎn)業(yè)數(shù)字化部分)能耗相關(guān),把數(shù)據(jù)中心數(shù)字經(jīng)濟(jì)萬元產(chǎn)值能耗指標(biāo)和數(shù)據(jù)中心每瓦功率算效指標(biāo)納入能耗評估指標(biāo)體系,完善現(xiàn)有能耗評估內(nèi)容。充分考慮數(shù)據(jù)中心能耗對運(yùn)行在其上的大數(shù)據(jù)、云計算、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)等應(yīng)用類產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)的運(yùn)營產(chǎn)值,體現(xiàn)數(shù)據(jù)中心在提升全社會生產(chǎn)效率和全要素生產(chǎn)率方面的重要作用。盡快建立更加科學(xué)合理的數(shù)據(jù)中心單位GDP能耗指標(biāo),從而有序推動數(shù)據(jù)中心建設(shè),促進(jìn)新基建更好地發(fā)揮支撐作用。

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