世界级数据中心栖息地:贵州群山峻岭，贵州

2023-06-22

位于河北和蒙古交界处的张北，这个充满古韵的高原县城，如今已成为拥有60万台服务器的世界级数据中心的栖息地——阿里云数据中心就坐落于此。

数千公里外的贵州，群山之中，坐落着苹果、华为、腾讯等多家企业的数据中心。 无论你身在何处，手机云端的照片、朋友圈里的视频、网盘里的数据，都可能存储在这里。

主流数据中心位于偏远地区并非巧合。 数据中心在提供海量数据服务的同时，本身也消耗大量能源。 据记者了解，目前电费已经占到数据中心总运营成本的一半左右。 “能耗过高一直是数据中心运营的痛点。” 华为技术有限公司能源产业发展首席专家马俊利对记者表示，要降低能耗，数据中心必须从选址初期就慎重考虑。

随着5G、云计算等新兴技术的大规模推广应用，用户需求呈几何级爆炸式增长。 我国数据中心的数量也迅速增加，相应的电力消耗也急剧增加。 新的挑战。

（文丨本报记者朱艳姚金楠）

“它们就像不排放烟尘的钢铁厂，创造经济价值的同时也带来了高能耗。” “预计未来几年数据中心的规模和能耗仍将以30%以上的高速增长”

与传统的耗能单元不同，数据中心24小时“不停地轮换”，全天候的运行模式必然会增加能耗。 数据中心的核心功能是实现信息的集中存储、传输和交换。 其基本单元是服务器，若干台服务器组成一个机架。 根据需要，数据中心的机架数量会有所不同。

根据工信部5月发布的《国家数据中心应用发展指南（2018）》数据，截至2017年底，我国数据中心机架总数为166万个，每年同比增长33.4%。 中心规模增速达到68%。

规模激增的背后是能源消耗的持续上升。 根据工信部今年2月公布的数据，截至2017年底，在用各类数据中心28.5万个能耗管理系统用什么服务器，年用电量超过1200亿千瓦时，约占全国的2%。占我国全社会用电量的%，超过全球单一发电量最高的三峡电站当年976.05亿千瓦时。 同时，到2017年底，仅运营互联网服务的数据中心数量计划达到107万个机架。“预计数据中心的规模和能耗将继续保持高速增长未来几年将超过30%。”

根据国家节能中心和中国电子节能技术协会数据中心节能技术委员会联合发布的统计数据，2012-2016年，我国数据中心年用电量增速始终保持在12%以上。 %，最高可达 16.8%。 他指出，“数据中心的高能耗不仅给机构和企业带来了沉重的负担，也给整个社会造成了巨大的能源浪费。”

值得注意的是，由于技术原因，数据中心的实际能耗往往高于统计数据。 “按照用途，数据中心分为自建自用和营利性两类。由于种种原因，自建部分难以全部统计，这意味着实际用电量高于公开数据。” 中国电子节能技术协会数据中心节能技术委员会秘书长卢天文说。

在一些典型地区，数据中心能耗增长较为突出。 “例如，2010年，北京数据中心总用电量为26.6亿千瓦时，到2015年，这一数字已增至67亿千瓦时，占北京总用电量的7%。去年，甚至更进一步，已突破100亿千瓦时。” 中国工程建设标准化协会信息通信专业委员会副主任曲海峰告诉记者，除了增速快，能耗密度高也是数据中心的特点之一。

与水泥、冶金等传统高耗能行业逐渐进入平稳发展期、难以再现能耗飞跃形成鲜明对比，数据中心作为新兴行业，其节能化趋势非常明显。随着业务规模的扩大，用电量加速增长。 “与其他行业相比，数据中心无论是单位产能用电量还是单位建筑面积用电量都已经走在了前列。按照8-10年的运营周期计算，能源成本已占约占数据中心总成本的一半，电费甚至比机房本身还要贵，它们就像不排放烟尘的钢铁工厂，创造经济价值的同时也带来高能耗。 曲海峰说道。

“我国有9-1000万台服务器，整体能耗比国际先进水平至少低30%，与国际顶尖同行差距甚至超过40%”“核心设备改造就像更换行驶汽车的发动机，说起来容易做起来难？”

大量的电力消耗从何而来？ 陆天文介绍，数据中心不仅包括服务器等核心设备，即能源消耗的主体，还包括不间断电源、照明、制冷等辅助设备。

“就像电脑需要散热一样，数据中心对环境要求极高，往往依靠空调、冷水机等设备进行降温。冷却部分的能耗占到整个数据中心能耗的60%以上。贵州张北等地也是如此，非用户中心区域之所以受到各大数据中心的青睐，是因为这些区域的平均温度相对较低，制冷的能源成本会降低因此。” 陆天文说道。

在此背景下，我国专门推出了衡量数据中心能效水平的评价指标——电力使用效率（PUE）。 该指标是用数据中心设备总能耗除以信息设备能耗得出的。 基准值为2，该值越接近1，能源利用效率越高。 今年2月，工业和信息化部、国家机关事务管理局、国家能源局印发《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》，要求到2022年，“平均能耗数据中心规模基本达到国际先进水平，新建大型、超大型数据中心PUE低于1.4。”

我国数据中心的PUE距离1.4还有多远？ 工信部数据显示，我国在用超大型和大型数据中心平均PUE分别为1.63和1.54，规划在建数据中心平均设计PUE在1.5左右，只有少数新建数据中心能够实现PUE低于1.4。

曲海峰指出：“我国有9-1000万台服务器，整体能耗比国际先进水平至少低30%，与国际顶尖同行的差距甚至超过40%。我们必须找到一种方法来改善这一点。”

但改造并不容易。 “对于数据中心来说，信息设备的能耗是一种不可减少的能耗，因为早在购买服务器时就已经确定了基本能耗，只有通过更先进的制造工艺才能实现省电。” 徐鹏良主任说道。

阿里巴巴、腾讯等公司相关团队也证实，现有措施更适合冷却等辅助环节的降耗，而核心设备降耗的手段极其有限。 “以百万台服务器规模的数据中心为例，PUE降低0.1每年可以节省电费1亿元，但即使降低0.1也不容易。” 腾讯数据中心专家工程师李殿林说道。

“通过一定的节能措施和粗放式管理方式的转变，能效可以提高10%-20%。但是，由于数据中心全天候不间断运行，改造核心设备就像给行驶中的汽车换引擎一样……谈何容易？”曲海峰说道。

“能源消耗问题已成为阻碍数据中心产业发展的主要矛盾。” “以旧换新、以大换小逐步实现升级是更好的选择，但这项工作仅靠信息产业的力量是不够的”

数据中心能耗的激增引起了广泛关注。 早在2013年，国家发改委、工信部、国家能源局联合印发《关于数据中心建设布局的指导意见》，开始对能耗问题进行监管。 此后，《关于进一步加强通信行业节能减排工作的指导意见》《国家绿色数据中心试点工作方案》相继出台。

在地方层面，北京、上海、深圳等地数据中心密集出台政策控制能耗——或全面禁止在中心城区建设和扩建数据中心； 或者要求新建数据中心的PUE值限制在1.3以下； 或实施激励政策，对PUE值低于1.25的数据中心，可支持实际替代40%以上的新能源消耗。

不过，不少业内人士坦言，由于现有措施未能触及核心，节能降耗的实际效果十分有限。 北京市经济和信息化局局长助理王澜近日公开表示：“数据中心基础设施的高能耗，受到电力资源、水资源、土地资源等日益严峻的制约，能源消耗已经成为阻碍数据中心产业发展的主要矛盾。

“新的用电大户的出现，必然会对整体电力需求产生影响。现阶段，数据中心的用电量还不足以对整个电力系统产生影响，但从长远来看，需要高度重视。” ” 厦门大学中国能源政策研究所所长林伯强指出。

在曲海峰看来，相比改造，直接关闭更新旧服务器是更可取的节能手段。 “就像电厂的‘提大降小’工程，通过以旧换新、以大换小，逐步实现升级是更好的选择。但这项工作还远远不够。”从仅仅依靠信息产业的力量就不够了。”

曲海峰认为：“数据中心的运行周期往往是8-10年，能耗管理不是一次性的，就像车辆年检一样，需要根据整体进行跟踪评估。一套程序。” 事中监控和事后审计，没有专门的主管部门负责，审计机制空白； 即便是“最懂能耗”的能源行业，也没有真正参与其中，对数据中心的特性和运行也没有足够的了解。 “这更多的是从行业外部来看待问题。”

卢天文还指出，数据中心能源管理岗位和人才的缺乏也是目前的一大问题。 这也是一些数据中心设计精良，但实际运行能耗水平远低于理论值的重要原因。 “现有运维人员大多只是从事巡检工作，发现能耗问题才去解决，能源管理的理念和意识都比较薄弱，但在这个过程中产生了很多浪费.建议让专业的人做专业的事，可以通过能源综合服务商引进专业的能源管理人才或填补空缺。

结尾

近日，上海市经信委、市发改委联合组织对绿色制造示范名单进行审核，从基础设施、管理体系、能源资源投入、环保节能措施、产品等多个维度进行了评审。条件和环境排放。 ，评选确定了《上海市2022年（第一批）绿色制造体系示范名单》。 上海仅有6家工厂被列为“五星级绿色工厂”，嘉定企业迅达（中国）电梯有限公司榜上有名。

2017年5月，迅达嘉定园区开业。 这个现代化的公园包括各种公共生活设施，强调公共空间、文化和景观的融合。 也是一个节约能源、减少碳排放的“环保园区”。

在迅达嘉定园区，公司采取了一系列环保措施，有效降低碳排放、建筑能耗和水消耗。 园区采用地源热泵系统，常年为建筑及生产线提供供暖、制冷、热水供应，内置供暖、通风、空调系统。 地源热泵是一种可再生的地热技术。 夏季，建筑物内的热量通过管道传递到地面，然后地面的冷空气经过循环后被送上来，冬季则相反。

园区空调系统采用2台地源热泵和2台冰箱，严格控制室内温度和湿度，并采用大量建筑保温材料，避免空调系统能量损失，达到节能的目的。节能减排。 不仅如此，内置的暖通空调系统（HVAC）拥有最先进的冷却系统，与传统的HVAC系统相比，可以显着节省能源。

此外，该公司还采用创新的废水处理技术。 所有建筑均配备节水卫生洁具和雨水回收系统。 该系统收集雨水处理后用于日常绿化浇灌，减少自来水消耗。

迅达的蓝色太阳能电池板屋顶，通过太阳能发电系统，可以满足整个上海工厂每年近80%的用电量。 在产品方面，迅达实施产品生命周期评估，通过碳足迹评估分析优化设计，实现产品碳足迹的减少上海建筑能耗系统管理，为不同规模、类型和形状的建筑提供智能、可持续的垂直交通。 解决方案。

通讯员：唐凌飞