数据中心能效治理关系到能源系统转型升级新模式

2022-02-25

当前，以数字化为代表的科技和产业革命正在推动人类的生活方式、生产方式和思维方式发生根本性变化。作为数字基础设施的重要载体，数据中心的“规模”将不断扩大，“算力”将不断增加，相应数据中心的“能耗”和“运营成本”很可能继续上涨。因此，数据中心的能效治理关系到数字经济的可持续发展。是我国能源系统高效低碳转型的典型场景。是新基建趋势下对国家治理和能源安全的新要求。

一、我国数据中心能源供应和能效治理面临的主要问题

（一）从数据中心的能源消耗端来看，数据中心在消耗大量电能的同时，还排放了大量未利用的中低品位余热。~85摄氏度，而热量耗散约占数据中心能耗的40%），那么数据中心可以看作是一个巨大的中低档热源，可以用来满足周边用户的供暖和热水需求。例如在丹麦、瑞士等国家，已经出现了利用热泵技术回收数据中心余热，用于周边建筑供暖、生活热水或游泳池供暖的案例，并表现出良好的热能。经济效益。例如，根据现有数据中心的规模数据中心能耗管理系统，

热（冷）电联产系统的供能特性与数据中心制冷和用电负荷特性具有良好的匹配性。数据中心天然气共供系统能源利用率可高达90%，1立方米天然气可折合4~10度电，理论上具有良好的热经济性。

我国数据中心的能耗成本占数据中心运维总成本的70%左右，空调电费占40%左右。单一的，在提高数据中心的质量和效率方面有很大的潜力。

二、关于提高我国数据中心质量和效率的建议

因此，基于上述现状、我国数据中心能效治理存在的问题和主要需求，笔者从关键技术和宏观机制入手，采用能源互联网的典型方法论，“产消者”、“综合能源系统”和“多目标优化”。作为一种手段，提出了一些提高我国数据中心质量和效率的建议。

系统考虑数据中心能源系统上下游用户的能源供需时空互补特征，积极构建和培育“生产-消费”数据中心综合能源体系和模式。将生产消费数据中心能源系统规划纳入区域和园区冷、热、电等能源系统规划，实施统一政策，做好统筹数据中心及周边园区能源供需，共建双赢。积极构建和培育数据中心综合能源体系和模式。将生产消费数据中心能源系统规划纳入区域和园区冷、热、电等能源系统规划，实施统一政策，做好统筹数据中心及周边园区能源供需，共建双赢。积极构建和培育数据中心综合能源体系和模式。将生产消费数据中心能源系统规划纳入区域和园区冷、热、电等能源系统规划，实施统一政策，做好统筹数据中心及周边园区能源供需，共建双赢。

合理设计数据中心能源系统中天然气联供系统的容量配比和运行策略。应充分结合自然冷源或免费冷源，因地制宜，鼓励采用LNG汽化吸热工艺，山洞低温空气，江河湖泊低温水源应用示范海，以满足数据中心的冷却需求。根据当地资源禀赋和数据中心负荷特点，建设具备绿色电力、天然气共供、自然冷源、太阳能光热、储能等技术的数据中心。

(三）做好数据中心算力、排放、能效、成本的顶层规划和同步优化工作。积极协调合理规划各省市数据中心建设数量和规模，优化数据中心可承载的带宽和资源。坚持集中式和分布式数据中心协调发展的原则，提高我国数据中心的整体资源利用率。

探索数据中心算力、能效、成本同步优化方法，研究人工智能在数据中心能耗监测和动态控制中的应用，完善数据中心能源系统完整性评价模型、指标和标准。更细致地挖掘数据中心能耗的各个方面和细节。倡导基于地域分布的数据中心结构布局，包括5G边缘数据中心和大数据中心的融合，匹配区域电价、算力和带宽差异。探索数据中心与变电站、储能站、充换电站等一体化的“多站一体化”建设运营模式，

（本文作者：清华大学能源互联网创新研究院王永珍、赵伟峰）