近日，國家發(fā)改委、中央網(wǎng)信辦、工信部、國家能源局四部門印發(fā)《貫徹落實(shí)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)要求推動(dòng)數(shù)據(jù)中心和5G等新型基礎(chǔ)設(shè)施綠色高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案》（下稱方案），有序推動(dòng)以數(shù)據(jù)中心、5G為代表的新型基礎(chǔ)設(shè)施綠色高質(zhì)量發(fā)展，發(fā)揮“一業(yè)帶百業(yè)”作用，助力實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)。
數(shù)據(jù)中心如何從曾經(jīng)的吃電大戶變身綠色節(jié)能小能手，如何解開雙碳目標(biāo)下的新基建難題？科技賦能下的綠色發(fā)展之路或是解題的秘鑰。
數(shù)據(jù)中心是吃電大戶？真相顛覆你的認(rèn)知
數(shù)字化時(shí)代，數(shù)據(jù)中心、5G建設(shè)如火如荼，有人把他們比作承載著經(jīng)濟(jì)社會“數(shù)據(jù)呼吸”與“計(jì)算吞吐”的“數(shù)據(jù)心臟”。但高耗能問題也日益凸顯。
中國信息通信研究院和開放數(shù)據(jù)中心委員會發(fā)布的《數(shù)據(jù)中心白皮書》顯示，數(shù)據(jù)中心總體耗電量較高。微觀層面，一個(gè)超大型數(shù)據(jù)中心每年的耗電量超億千瓦時(shí)；宏觀層面，根據(jù)2020年初《Science》刊登的文章《重新校準(zhǔn)全球數(shù)據(jù)中心能耗估算》，2018年全球數(shù)據(jù)中心的耗電規(guī)模達(dá)到全球總用電量的1%。
“實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰以后，其他行業(yè)的能耗都將降低，但信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的能耗卻是要上升的。因?yàn)槲磥頂?shù)據(jù)中心的數(shù)量還會越來越多，5G基站密度還會越來越大。”中國工程院院士鄔賀銓日前接受媒體采訪時(shí)表示。
值得注意的是，2021年12月，中國信通院發(fā)布的《數(shù)字碳中和白皮書》指出，數(shù)字技術(shù)能夠與電力、工業(yè)、建筑、交通等重點(diǎn)碳排放領(lǐng)域深度融合，減少能源與資源消耗，促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)能源優(yōu)化、成本優(yōu)化、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)知及決策控制，整體上實(shí)現(xiàn)節(jié)能降本增效提質(zhì)。
作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的底座，近年來，我國數(shù)字新基建的能效已基本達(dá)到國際先進(jìn)水平，但隨著我國數(shù)字化業(yè)務(wù)呈倍數(shù)級增長，新基建的能耗和碳排放量的總體規(guī)模仍呈現(xiàn)上升趨勢。
以數(shù)據(jù)中心為例，預(yù)計(jì)到2030年我國數(shù)據(jù)中心用電量達(dá)到4000億千瓦時(shí)，是2020年的2倍，約占全社會用電量的3.7%。但數(shù)據(jù)中心本身具有傳導(dǎo)溢出效應(yīng)，且日常生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)并不產(chǎn)生高污染的廢水廢氣。
全國人大代表，浙江移動(dòng)黨委書記、董事長、總經(jīng)理鄭杰表示：“數(shù)據(jù)中心不僅要承擔(dān)自身的能耗，也要承擔(dān)運(yùn)行其上的應(yīng)用類產(chǎn)業(yè)運(yùn)營能耗，因此它本身具有傳導(dǎo)溢出效應(yīng)，且它的日常生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)并不產(chǎn)生高污染的廢水廢氣，因此，與其說是‘高耗能行業(yè)’，不如說是‘高載能行業(yè)’，加上由于數(shù)字新基建的大力發(fā)展提升了人們的工作效率，比如減少了出差和出行，用電子化手段去解決傳統(tǒng)的問題，實(shí)際整體對全社會來講，是降低了能耗。”
“大家談到新基建的減碳，不能只關(guān)注能耗，更應(yīng)該看重能效。”浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院副院長陳為教授表示，能效兼顧性能與節(jié)能，是度量綠色移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的“標(biāo)尺”，新基建不僅要算自身的節(jié)能降耗賬，還要以更宏觀的視野細(xì)算給經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展帶來的節(jié)能賬和提效賬。以5G為例，每比特能耗大約只有4G的1/10，但可以提供30倍的4G容量。
全球移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)會(GSMA)的報(bào)告指出，在歐洲和北美，移動(dòng)通信技術(shù)對社會節(jié)能減排的貢獻(xiàn)在2019年達(dá)到1∶10，這意味著移動(dòng)通信每消耗1千瓦時(shí)電的同時(shí)，降低社會用電達(dá)到10千瓦時(shí)。GSMA認(rèn)為，這一數(shù)字將在2025年達(dá)到1∶20。
要節(jié)能更要賦能，更聰明更綠色的數(shù)據(jù)中心來了
繼“南水北調(diào)”、“西電東送”后，又一大國家級超級工程“東數(shù)西算”來了！
隨著科技的發(fā)展，算力正成為如電力一樣重要的生產(chǎn)力。在數(shù)字時(shí)代，算力更成為衡量一個(gè)國家、地區(qū)，甚至企業(yè)指數(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要指標(biāo)。
去年，中國移動(dòng)董事長楊杰在2021中國移動(dòng)全球合作伙伴大會主論壇上表示，中國移動(dòng)將深入落實(shí)國家“東數(shù)西算”工程部署，使算力成為像水、電一樣，可“一點(diǎn)接入、即取即用”的社會級服務(wù)。
科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“云計(jì)算與大數(shù)據(jù)”專家組成員、浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院副院長陳為教授表示，東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)充足，但土地和能源不足，西部恰好相反，有充足的可再生能源和廣闊的土地，東數(shù)西算將推動(dòng)數(shù)據(jù)中心合理布局、優(yōu)化供需、綠色集約和互聯(lián)互通，具有多方面意義。
解決以數(shù)據(jù)中心、5G建設(shè)為代表的新基建高耗能問題，成為政府、業(yè)界共同發(fā)力的方向。
鄔賀銓院士也表示：“要著力降低信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)自身的能耗，包括5G能耗以及數(shù)據(jù)中心能耗，著重通過科技創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)自身節(jié)能減排。
新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將帶來顯著的減排效益。有研究表明，5G技術(shù)單位數(shù)據(jù)傳輸能耗將有望降至4G的10%至2%，并有助于降低智能手機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)等終端設(shè)備的電池消耗。
華為數(shù)字能源中國區(qū)副總裁、華為數(shù)據(jù)中心能源軍團(tuán)中國區(qū)CEO胡春池表示：“數(shù)字化和智能化的核心是數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)的底座是數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心正好處在這兩個(gè)戰(zhàn)略的交匯點(diǎn)，就是說數(shù)據(jù)中心驅(qū)動(dòng)數(shù)字化和智能化，同時(shí)數(shù)據(jù)中心也要滿足綠色低碳的要求。”
中國移動(dòng)研究院副院長黃宇紅指出，相比2019年商用前，目前5G基站功耗已經(jīng)降低了1/4，未來可以采取“四新+兩化”的措施進(jìn)一步降低5G基站能耗。
在浙江，浙江移動(dòng)重點(diǎn)探索網(wǎng)絡(luò)能源智慧運(yùn)營，率先打造業(yè)界首個(gè)能源智慧大腦，從設(shè)備級、環(huán)境級、運(yùn)營級三個(gè)維度統(tǒng)籌開展網(wǎng)絡(luò)節(jié)能實(shí)踐，提升能源運(yùn)營效益，年化節(jié)省電費(fèi)2.2億元，單位流量能耗相比4G下降28%。建成的綠色節(jié)能的超級基站中，通過“1替6”“3替8”機(jī)柜改造，部署太陽能、智能用電方案等，單個(gè)基站每年可節(jié)省58%的市電供電量，減少47%的碳排，從真正意義上實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。
從高耗能到高載能，綠色5G共贏未來
綠色發(fā)展、節(jié)能減排是一條漫長的道路，隨著5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模的不斷增加，5G節(jié)能技術(shù)的探索必將進(jìn)一步深入，節(jié)能潛力將會被進(jìn)一步挖掘。2021年10月，國務(wù)院印發(fā)《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》，明確指出，要加強(qiáng)數(shù)據(jù)中心綠色高質(zhì)量發(fā)展，“鼓勵(lì)重點(diǎn)行業(yè)利用綠色數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗”。
當(dāng)前，北京、上海、深圳等城市紛紛出臺低電能利用效率（PUE）標(biāo)準(zhǔn)，降低數(shù)據(jù)中心能耗。有研究表明，5G技術(shù)單位數(shù)據(jù)傳輸能耗將有望降至4G的10%至2%，并有助于降低智能手機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)等終端設(shè)備的電池消耗。
對于5G新型基礎(chǔ)設(shè)施如何實(shí)現(xiàn)綠色高質(zhì)量發(fā)展，中國移動(dòng)未來研究院院長崔春風(fēng)表示，要從“節(jié)流”和“開源”兩個(gè)角度來推動(dòng)。“節(jié)流”就是要引入更多的包括器件級、設(shè)備級、網(wǎng)絡(luò)級及網(wǎng)間級多層次節(jié)能降碳技術(shù)和措施，爭取實(shí)現(xiàn)能耗與業(yè)務(wù)量同步的“零比特零瓦特”目標(biāo)。“開源”是指可以更大規(guī)模使用綠色新能源。另外，還可以進(jìn)一步將智慧內(nèi)生的通信網(wǎng)絡(luò)與智能電網(wǎng)深度融合，最大化綠色新能源的使用率。
對此鄭杰表示：
要高效推進(jìn)數(shù)字新基建領(lǐng)域節(jié)能降碳工作，一是要加快數(shù)字新基建的能耗評價(jià)和碳排放標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。充分考慮數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代數(shù)字新基建的傳導(dǎo)溢出效應(yīng)，建立更加科學(xué)合理的數(shù)字新基建單位GDP能耗和單位GDP碳排放評價(jià)體系，加快行業(yè)和企業(yè)碳排放標(biāo)準(zhǔn)的研究、制定和推廣，完善“雙碳”領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系；
二是要加強(qiáng)針對數(shù)字新基建的碳排放制度供給，將數(shù)字新基建納入碳排放權(quán)交易市場和用能權(quán)交易市場，加快出臺并完善綠色金融配套的政策框架和激勵(lì)機(jī)制；
三是進(jìn)一步優(yōu)化“雙碳”監(jiān)管治理體系，推進(jìn)相關(guān)部門碳數(shù)據(jù)共享、業(yè)務(wù)互通,加快推進(jìn)能耗智控建設(shè)，實(shí)現(xiàn)數(shù)智析碳、精準(zhǔn)降碳。
