當前，5G、云計算、人工智能等新一代信息技術(shù)快速發(fā)展，信息技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)加速融合，數(shù)字經(jīng)濟蓬勃發(fā)展。數(shù)據(jù)中心作為各個行業(yè)信息系統(tǒng)運行的物理載體，已成為經(jīng)濟社會運行不可或缺的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，在數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展中扮演至關(guān)重要的角色。近年來，我國數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，保持平均每年30%左右的增速，預計未來仍將保持快速增長勢頭。與此同時，數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)能源消耗、綠色和低碳發(fā)展進程正在不斷引發(fā)社會關(guān)注。2020年9月22日習近平總書記在75屆聯(lián)合國大會上首次做出我國“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”的莊嚴承諾。數(shù)據(jù)中心行業(yè)也亟需順應這一發(fā)展趨勢，降低碳排放，逐步實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心“碳中和”目標。

1、國際數(shù)據(jù)中心低碳發(fā)展分析

       全球主要國家都承諾最晚于本世紀中葉完成國家層面碳中和計劃。基于《聯(lián)合國氣候變化框架公約》和《京都議定書》，全球178個締約方在2016年共同簽署《巴黎協(xié)定》對2020年以后全球應對氣候變化的行動做出統(tǒng)一安排。在2018年10月8日政府間氣候變化委員會發(fā)布特別報告提出將全球變暖限制在1.5℃需要在土地、能源、工業(yè)等方面加速轉(zhuǎn)型，到2050年左右達到“凈零”排放。該報告從對氣候影響、人類發(fā)展、能源轉(zhuǎn)型革命和碳減排等方面進行了研究和分析，為《巴黎協(xié)定》提供了有力的科學依據(jù)。當前世界主要經(jīng)濟體，如歐盟、美國、日本和韓國等都陸續(xù)發(fā)布確定2050年為國家層面碳中和時間節(jié)點。

       從全球發(fā)展視角看，雖然數(shù)據(jù)中心總能耗較高，但是單位實例能耗強度呈下降趨勢，總體能效不斷優(yōu)化提升。根據(jù)2020年初《Science》刊登的文章《重新校準全球數(shù)據(jù)中心能耗估算》，2018年全球數(shù)據(jù)中心總耗電達到205TWh，占當年度全球總用電量的1%。但是從單計算實例來看全球數(shù)據(jù)中心能耗強度自2010年以來每年下降20%，能源效率顯著提升。相關(guān)政策的指引和推動下,數(shù)據(jù)中心不斷整合改造，逐漸從較小的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心向超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)變。另外，制冷、供配電、服務(wù)器單位功耗和資源池虛擬化技術(shù)的發(fā)展和優(yōu)化，推動PUE值持續(xù)降低，數(shù)據(jù)中心總體能效水平不斷提高。

       從行業(yè)發(fā)展角度看，國際互聯(lián)網(wǎng)龍頭企業(yè)可再生能源使用計劃和披露情況都相對完善。Google、Apple和Facebook分別在2017、2018和2020年完成運營體系的100%可再生能源使用，包含其數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施，Microsoft和Amazon也將在2025年實現(xiàn)完全可再生能源使用的目標。包括數(shù)據(jù)中心運營商Equinix和Digital Reality在內(nèi)的頭部企業(yè)，也都發(fā)布了ESG、企業(yè)環(huán)境報告或CDP項目披露等報告，披露了溫室氣體排放、能源及水資源使用情況、廢棄物回收利用等信息。Facebook2019可持續(xù)發(fā)展數(shù)據(jù)報告已經(jīng)達到公布各個數(shù)據(jù)中心詳細的用電量、溫室氣體排放（范圍1/2）和用水量等信息的水平。

       從具體措施來看，國際互聯(lián)網(wǎng)科技企業(yè)通過優(yōu)化運營管理和前沿技術(shù)研究創(chuàng)新持續(xù)推進數(shù)據(jù)中心降碳。Google在2007年實現(xiàn)碳中和，從2017年至今一直保持全球運營范圍全年總用電量維度下的100%可再生能源使用率，但是在某些區(qū)域或時段仍依賴化石能源電力。為實現(xiàn)真正意義上的100%可再生能源，Google在2020年9月提出計劃，到2030年在全球范圍內(nèi)所有數(shù)據(jù)中心以小時單位實現(xiàn)實時可再生能源供電，也就是24/7零碳運營管理計劃。通過將采集統(tǒng)計的數(shù)據(jù)進行匯總分析，最終實現(xiàn)Google全球業(yè)務(wù)范圍數(shù)據(jù)中心設(shè)施的評估、管理和優(yōu)化。此外，Google還將人工智能和機器學習技術(shù)應用于數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)的管理，可以實現(xiàn)高達40%的能源節(jié)省。該系統(tǒng)可以學習、適應和管理數(shù)據(jù)中心冷卻、電力系統(tǒng)和泵的運行速度，通過模型預測隨時間推移在未來時間點的溫度和負荷，幫助提高數(shù)據(jù)中心能源利用效率。Microsoft對數(shù)據(jù)中心備用電力系統(tǒng)也進行了創(chuàng)新，并在2020年已經(jīng)成功對氫燃料電池進行測試，為2030年以前消除柴油發(fā)電機并實現(xiàn)2050消除歷史所有碳排放打下基礎(chǔ)。

2、國內(nèi)數(shù)據(jù)中心低碳發(fā)展分析

       當前，我國已經(jīng)發(fā)布一系列政策推進數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展。2020年12月國家發(fā)改委、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部、國家能源局等四部委聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加快構(gòu)建全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系的指導意見》中提出到2025年東西部數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)結(jié)構(gòu)性平衡，大型、超大型數(shù)據(jù)中心運行PUE不高于1.3。2021年7月，工信部印發(fā)《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動計劃（2021-2023年）》，明確提出到2023年，新建大型及以上數(shù)據(jù)中心PUE降低到1.3以下，綠色低碳等級達到4A級以上。北京、上海、廣東和深圳等省市在近幾年也陸續(xù)發(fā)布地方政策，提出要嚴格把關(guān)新建數(shù)據(jù)中心、推進老舊數(shù)據(jù)中心升級、加強綠色數(shù)據(jù)中心改造和提高上架率等要求。

       我國數(shù)據(jù)中心能效水平近些年不斷提高，部分優(yōu)秀綠色數(shù)據(jù)中心案例已全球領(lǐng)先。根據(jù)工信部《全國數(shù)據(jù)中心發(fā)展指引》數(shù)據(jù)，截至2019年年底，全國超大型數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.46，大型數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.55；規(guī)劃在建數(shù)據(jù)中心平均設(shè)計PUE為1.41左右，超大型、大型數(shù)據(jù)中心平均設(shè)計PUE分別為1.36、1.39，預計未來幾年仍將進一步降低。從綠色技術(shù)來看，國內(nèi)數(shù)據(jù)中心不斷創(chuàng)新綠色節(jié)能新應用，多個數(shù)據(jù)中心獲得由開放數(shù)據(jù)中心委員會（ODCC）與中國信通院、工信部新聞宣傳中心、綠色網(wǎng)格等聯(lián)合開展的“數(shù)據(jù)中心綠色等級評估”AAAAA等級。

       從行業(yè)角度看，近年來我國互聯(lián)網(wǎng)科技企業(yè)可再生能源應用、碳中和路徑規(guī)劃和披露水平上也在加快完善。阿里巴巴、秦淮數(shù)據(jù)、萬國數(shù)據(jù)、百度的個別數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)了較大規(guī)模市場化綠電交易。螞蟻集團公布碳中和目標，承諾2030年實現(xiàn)凈零排放；百度公布在2030年實現(xiàn)集團運營層面的碳中和目標；騰訊、阿里也陸續(xù)宣布啟動碳中和規(guī)劃。同時，更多互聯(lián)網(wǎng)科技企業(yè)開始自愿披露ESG或其他能源相關(guān)信息。據(jù)《綠色云端》統(tǒng)計，目前在我國22家主流互聯(lián)網(wǎng)科技企業(yè)當中，55%的企業(yè)披露了用電總量，50%的企業(yè)披露了溫室氣體排放總量，41%的企業(yè)披露數(shù)據(jù)中心PUE信息，55%的企業(yè)將環(huán)境、社會、公司治理納入企業(yè)管理體系。但是從顆粒度和披露范圍看我國數(shù)據(jù)中心能源信息披露尚不完善，仍需進一步提高。

3、我國低碳數(shù)據(jù)中心發(fā)展路徑分析

       為實現(xiàn)我國2060年碳中和目標，數(shù)據(jù)中心行業(yè)各方亟需加快研究設(shè)立碳中和數(shù)據(jù)中心目標并付諸實踐。包括但不限于以下方面：堅持資源環(huán)境優(yōu)先原則，充分考慮資源環(huán)境條件提高數(shù)據(jù)中心效率；深化探索節(jié)能減碳技術(shù)在數(shù)據(jù)中心全生命周期建設(shè)運營中的應用；在自有場所建設(shè)自然冷源、余熱回收利用或可再生能源發(fā)電等清潔能源利用系統(tǒng)；實施綠色施工，盡可能減少對環(huán)境的負面影響；使用綠色電力、節(jié)能產(chǎn)品，并逐步建立健全綠色供應鏈管理制度。

積極進行技術(shù)創(chuàng)新

       大力開展節(jié)能減排技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新，體系化優(yōu)化提升整體能效。大規(guī)模采用模塊化建設(shè)方式，采用先進高效的IT、網(wǎng)絡(luò)、供電制冷技術(shù)與方案，如獲得“DC-Tech創(chuàng)新先鋒”榮譽的液冷、微模塊、一體柜、高性能存儲網(wǎng)絡(luò)、低時延異構(gòu)數(shù)據(jù)中心等等新技術(shù)，提升數(shù)據(jù)中心算力算效，降低總體碳排放。鼓勵采用智能化系統(tǒng)和平臺優(yōu)化數(shù)據(jù)中心整體能效，持續(xù)降低數(shù)據(jù)中心PUE、WUE。大力開展氫能、儲能、新能源技術(shù)研發(fā)應用，積極探索優(yōu)化新的制氫方法提升效率降低成本；推動使用氫燃料電池、鋰電池儲能等替代備用柴油發(fā)電機，將新能源與數(shù)據(jù)中心建設(shè)應用聯(lián)動協(xié)同，推動數(shù)據(jù)中心加快低碳發(fā)展。

可再生能源交易

       另外，隨著電力市場化改革的推進，市場化采購可再生能源項目試點正在加快推進。2020年伴隨著“可再生能源電力消納保障機制”的正式考核與運行，可再生能源將進入更多的省級電力市場，近期包括廣東、山東、京津冀區(qū)域在內(nèi)的省市已出臺相關(guān)政策。分布式和大型集中式可再生能源項目發(fā)展也正在提速。目前，通過分布式可再生能源以光伏發(fā)電形式為主，已經(jīng)在部分園區(qū)投產(chǎn)使用。投資建設(shè)大型集中式可再生能源項目從長遠來看也是一種可行選擇。此外，購買綠色電力證書也是助力企業(yè)實現(xiàn)碳中和的可行的輔助選項。

數(shù)據(jù)中心溫室氣體核查

       為響應國家政策并更好地推動數(shù)據(jù)中心行業(yè)節(jié)能減排，中國信息通信研究院云大所和中國標準化研究院資環(huán)分院聯(lián)合產(chǎn)業(yè)界發(fā)布了首個數(shù)據(jù)中心溫室氣體核查標準——《溫室氣體排放核算與報告要求數(shù)據(jù)中心》（T/EES 0001-2021）團體標準，開展了一系列數(shù)據(jù)中心低碳等級評估評測，根據(jù)數(shù)據(jù)中心建設(shè)運營所處的階段劃分為規(guī)劃類、設(shè)計類和運營類，從能源和碳利用效率CUE、碳排放強度、低碳節(jié)能技術(shù)與方案、低碳戰(zhàn)略與管理等維度進行評價，通過標準和測試工作加速推動數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排技術(shù)探索和管理模式創(chuàng)新，樹立綠色低碳發(fā)展示范和標桿，助力數(shù)據(jù)中心行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

零碳管理披露體系

       此為填補我國科技企業(yè)信息披露體系的空白并引導推進其逐步全面詳實的披露主要能耗、碳排放等信息，中國信息通信研究院云大所設(shè)計了適用于國內(nèi)科技企業(yè)的零碳管理披露體系框架來衡量企業(yè)在綠色低碳管理、電能、化石燃料和水資源的消耗、不同邊界范圍的碳排放和社會影響等十個方面的情況，并將在雙碳公共服務(wù)平臺上展示優(yōu)秀披露科技企業(yè)案例。一方面，各科技企業(yè)的用能和排放量數(shù)據(jù)，可以作為政府制定政策和監(jiān)管的參考和依據(jù)；另一方面，管理架構(gòu)、用能和排放數(shù)據(jù)可以幫助企業(yè)自身更好地評估低碳節(jié)能風險和機遇，降低碳相關(guān)經(jīng)營風險，并對企業(yè)經(jīng)營決策進行支撐。

4、總結(jié)

       雙碳目標任重而道遠，業(yè)界為此在不斷努力。2021年數(shù)據(jù)中心高質(zhì)量發(fā)展大會，中國信通院云大所牽頭發(fā)布了《低碳數(shù)據(jù)中心發(fā)展白皮書（2021）》；百度、秦淮、阿里、中金、京東、有孚、萬國、騰訊、電信、OPPO、中聯(lián)等業(yè)界領(lǐng)先的數(shù)據(jù)中心運營方的優(yōu)秀數(shù)據(jù)中心積極 參與了數(shù)據(jù)中心低碳等級評估活動；多家企業(yè)參與了DC Tech互聯(lián)網(wǎng)科技企業(yè)零碳管理披露項目。數(shù)據(jù)中心作為能源消耗較大的行業(yè)需要從多方入手，加大數(shù)據(jù)中心技術(shù)創(chuàng)新力度、著力提升數(shù)據(jù)中心的能效水平、推動進行溫室氣體核查等相關(guān)工作、推進零碳管理披露層次、持續(xù)擴大可再生能源應用范圍，助力國家的雙碳戰(zhàn)略。

上一篇 ：微模塊機房建設(shè)包含哪些內(nèi)容?

下一篇：深圳市工信局：對重點數(shù)據(jù)中心進行能耗在線監(jiān)測