数据中心节能减排迫在眉睫，液冷技术和AI能效管理两大法宝

2022-06-24

2020年9月，中国在联合国大会上向世界宣布了到2030年实现碳达峰、到2060年实现碳中和的目标。实现碳达峰和碳中和是我国实现可持续、高质量发展的内在要求，是一场广泛而深刻的经济社会体制变革。

“十四五”（2021-2025）时期是我国实现“碳达峰”的关键窗口期。要推动当前“耗能大户”的能效优化改造，实现节能减排；积极布局绿色能源体系，实施可再生能源替代行动。今年政府工作报告提出，有序推进碳达峰和碳中和，落实碳达峰行动计划。其中，重点推进绿色低碳技术的研发、推广和应用，构建绿色制造和服务体系。我国也高度重视碳达峰和碳中和的政策引导。据企查查APP显示，与碳达峰、碳中和相关的政策有400多项。

“双碳”目标落地，企业机遇与挑战并存

我国明确提出2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”目标后，企业“双碳”战略转型凸显。“双碳”目标的实施，对企业来说充满机遇和挑战。

华云数据董事长兼总裁徐广斌表示，从机遇来看，2022年将是“双碳”政策密集落地的行动年。这不仅将我国的绿色发展提升到了一个新的高度，也对节能环保产业提出了新的要求，也赋予了华云数据等科技企业新的使命和责任。华云数据将展现新担当、新作为，进一步探索自主创新和绿色发展为导向的高质量发展路径，着力实现碳峰和碳中和，充分发挥科技领先企业的引领作用，铅能源和电力。,

挑战方面，徐广斌认为，目前应加快“双碳”相关制度标准的建立。逐步规范实施“双碳”，可以更好地规避“一刀切”减碳模式带来的风险和无序发展。对科技企业而言，在大力发展绿色研发的同时，带动上下游企业参与绿色创新和绿色生产，共同打造“双碳”标准，让全产业链绿色化，以实际行动为国家“双碳”标准。“目标贡献力量。

网宿科技副总裁胡士轩指出，在机遇方面，双碳目标将带动液冷技术在数据中心领域的加速应用。完善的产品和服务体系将迎来更好的发展空间。

“与此同时，机遇也伴随着挑战。目前，液冷技术的推广面临障碍，特别是在行业标准的制定、液冷技术的应用、余热利用技术等方面。为此，我们需要加快技术整合，重视余热利用，进一步节能增效，实现液冷在更多行业的落地，不断拓展液冷数据中心市场。同时，我们也期待与业界共同制定和完善行业标准，引领数据中心行业绿色规范发展。” 胡世轩说道。

迫切需要降低数据中心的能耗

在“双碳”目标的背景下，减少碳排放、节能减排是重中之重。数据中心是数字基础设施的重要载体。2020年，数据中心建设被中央正式纳入新基建战略，被视为经济高质量发展的“新基建基础设施”和“数字化基地”。截至2019年底，我国数据中心数量约为7.4万个，占全球数据中心总数的23%。

作为典型的耗能大户，数据中心面临着更加艰巨和紧迫的节能任务。最新数据显示，我国数据中心用电量已占全社会用电量2.6%左右。随着数据流量的指数级增长，数据中心设备的耗电量也在不断攀升，耗电量大、运营成本高的问题也越来越突出。

与高耗电相比，传统数据中心的能效未能得到有效提升，整体水平处于较低水平。如何在数据中心“发烧”，打造绿色、节能、高效、稳定的新型数据中心？这既是国家能源战略所指的，也是企业承担社会责任，实现降本增效的关键。

近年来，国家和地方政府的多项政策对数据中心的PUE值进行了限制，提出大力发展绿色技术。例如，2019年2月，工信部印发《三部门关于加强绿色数据中心建设的指导意见》，明确提出到2020年，新建大型和超大型数据中心应达到 1.4 或更少。节能减排，降低数据中心能耗，进一步限制PUE值成为各行各业的工作重点。

润讯数据副总裁胡文贤表示，随着“双碳”战略的出台，中央和地方政府对数据中心能耗指标进行了新的规定，不仅对新建数据中心的审批收紧，而且也提高了现有数据中心的 PUE。要求，节能改造已成为必须。一是基础设施系统，如配电系统、暖通空调系统、制冷系统、服务器设备等，在各个环节更新设备并进行相应的节能改造。二是技术更新，如液冷、新能源供电等新技术，与数据中心现有技术有机结合。此外，

在胡文贤看来，数据中心节能的重点主要体现在四个方面：一是数据中心的周边环境，如温湿度环境、空间设计等，都会影响数据的功耗。中央; 二是做好数据中心内部用电评估，定制适配用电合同，更换节能设备；三是系统化管理用电设备，提高用电管理精度。四是加强IT运维，根据数据中心实际用电情况定制设计，实施人工节电。

液冷技术将迎来良好发展空间

数据中心能源侧的碳排放主要来自IT设备和基础设施的电力消耗。据统计，在数据中心的能耗结构中，主要设备用电量占45%~55%，空调设备占35%~45%。电源等设备占比10%~15%。节能降耗无疑是数据中心的重中之重，而冷却系统是数据中心节能的重点，而冷却系统的能耗占数据中心总能耗的40% . 与传统风冷技术相比，液冷系统的功耗比风冷系统低30%~50%左右。而且，

“双碳”目标将带动液冷技术在数据中心领域的加速应用。随着市场对液冷数据中心解决方案的需求不断增长，液冷技术将迎来更好的发展空间。业界主流的液冷技术分为单相浸没液冷、两相浸没液冷、喷雾液冷和冷板液冷。

同时，机遇也伴随着挑战。目前，液冷技术的推广普及面临障碍，特别是在行业标准制定、液冷技术应用、余热利用技术等方面。为此，行业需要加快技术整合，重视余热利用，进一步节能增效，实现液冷在更多行业的落地，不断拓展液冷数据中心市场。同时，也有望与业界共同制定和完善行业标准，引领数据中心行业绿色规范发展。

国标PUE政策对数据中心的PUE值提出了严格的控制。液冷技术将迎来更广泛的应用数据中心能耗管理，但不会完全取代现有的风冷技术。未来，数据中心温控市场将呈现“风冷+液冷”协同发展的格局。在现有数据中心改造的基础上，需要根据客户的不同需求，提供定制化的液冷改造方案，综合考虑改造成本、运营效率和资源问题，帮助客户实现经济性能的同时满足 PUE 值要求。利益最大化。

AI能效管理助力数据中心节能减排

除了液冷技术，AI能效管理系统也成为数据中心节能减排的法宝。国双（以下简称国双）技术专家分享了某银行应用AI能效管理系统带来的节能减排效果。

作为数据中心的核心应用领域，银行在注重安全、可靠、合规、保障业务连续性等方面一直引领着数据中心的发展趋势。据国双技术专家介绍，该行是一、全球品牌价值企业500强中领先的大型零售商业银行，中国六大银行之一。其数据中心的中央空调能耗仅次于IT设备能耗。2019年PUE≈1.49，节能降耗迫在眉睫。同时，基于人工调整、工作量大、经验性的设备管理的设备管理无法实现设备运行的最优设置。这也是数据中心运营中的“硬伤”，智能操作的呼声越来越高。国双提供智慧能源解决方案，从能源精细化管理、AI优化控制、设备预测性维护等方面帮助客户实现节能降耗。

国双为银行搭建了数据中心AI能效管理系统。通过采集中央空调系统的运行数据，利用机器学习、深度学习等技术，对中央空调系统进行智能优化和控制，从综合感知到学习/思考再到决策。支持和提高能源系统的运行效率。

效果对比数据表明，在原有手动调节和系统自动调节相结合的控制方式下，中央空调系统平均功率为1554.2kw；而在AI优化控制模式下，平均功率1362.1kw，节能192.1kw，AI节能率12.4 %。水系统节能95.3kW，节能率8.7%，风系统节能96.8kW，节能率为 20.9%。以数据中心每年548万千瓦时的中央空调系统用电量计算，AI优化控制方式每年可为银行降低成本近40万元。

据介绍，该行还将与国双联手打造数据中心的AI运维大脑。与传统的阈值设置和故障点监控不同，国双利用大数据和机器学习通过数据中心故障预警算法构建系统。点预警算法模型提高了报警准确率；通过构建数据中心运维知识图谱，解决了数据中心运维知识资产难以积累的问题；基于故障预警和运维知识图谱，构建数据中心设备设施智能故障诊断系统，提高设备运维效率，进一步提升数据中心运营智能化。