发展“绿色”算力成为数据中心领域的重中之重
南方财经全媒体记者李润泽子
记者郭美婷实习生周逸婷广州报道
发展“绿色”算力成为数据中心领域的重中之重。
进入9月，“东数西算”工程下一个半年的建设已经启航，南方财经全媒体记者梳理了从2月至8月，8大枢纽节点发布了近60份数据中心相关政策文件，发现其中超六成涉及推动数据中心绿色低碳发展。
政策是数据中心产业发展和布局的重要引导和支撑，“东数西算”建设需要政策靠前发力。细观政策发现，目前建设绿色数据中心的政策脉络已清晰呈现，我国数据中心产业发展步入新阶段，集约高效、绿色低碳的数据中心高质量发展格局已初步形成。
未来，在政策强导向之下，绿色低碳将始终是数据中心发展的必然方向。如何因地制宜推进数据中心节能降碳，成为了各地需面对的重要议题。
划定PUE红线
数据中心的绿色低碳发展是当前和未来算力基础设施高质量发展的关键任务。在2021年印发的《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》（下称《方案》）之中，已明确“绿色集约”是四大基本原则之一。在该文件对国家枢纽节点提出的九项重点任务中，就有三项就涉及建设绿色低碳相关内容。
“东数西算”工程启动后，各地也陆续出台相关政策推动数据中心加速迈向“绿色低碳”转型之路。在此次梳理的近60份政策之中，超六成与数据中心绿色低碳发展相关。
半年间，东部地区所出台的相关政策数量较多，四个枢纽地区共发布了至少37份相关政策。其中，京津冀和长三角是统计中最为关注数据中心绿色化的两个枢纽节点，分别出台了11份和10份相关政策。
细观各地政策，数据中心能效优化指标被屡次提及，部分地区明确了区域性或阶段性要求，并对达标企业提供奖励。其中，PUE（数据中心总设备能耗和IT设备能耗之间的比率）作为关键能效考核指标之一被屡屡强调。当PUE越接近1，表明数据中心的电越多地用于数据中心的计算力中。
例如，《全国一体化算力网络成渝国家枢纽节点（四川）实施方案》提到，天府数据中心集群起步区内新建数据中心PUE值不高于1.25，绿色低碳等级达到4A级以上，其余地区新建数据中心PUE值不高于1.3。并将推动在建数据中心进行绿色优化，逐步对PUE值超过1.5的已建数据中心进行节能降碳改造。此外，对天府数据中心集群内PUE值低于1.25的新建大型超大型数据中心，采取以奖代补方式一次性给予2000万元支持，低于1.15的一次性给予3000万元支持。
宁夏同样将给予达标企业“真金白银”的奖励。根据《关于促进全国一体化算力网络国家枢纽节点宁夏枢纽建设若干政策的意见》，在区内注册的独立核算企业，投资1亿元以上、采用国家绿色数据中心标准新建的数据中心，实测年均PUE值低于1.2的，按数据中心建筑面积给予最高不超过100元/平方米奖励，每户企业补助最高不超过1000万元。
然而，降低PUE并非易事。中国科学院广州能源研究所人工环境节能技术研究室主任、教授级高工、博士生导师、广东省数据中心节能工程技术研究中心主任、广东省绿色数据中心产业技术创新联盟秘书长董凯军指出，对于夏热冬暖地区，如广州、深圳等地，长期处于高温高湿的环境，自然冷源利用率低，因此新建大型数据中心采用传统的集中式制冷方案将很难实现PUE降低到1.3以下的要求。在新国标允许高温供冷的前提下，为挖掘自然冷源的潜力提供了条件，传统的制冷方案实现了较大的技术升级，目前新型集中制冷系统采用高效机房、自然冷源梯级利用及自然冷源蓄冷等先进节能技术，大幅提高了制冷系统的效率，在南方地区基本可以满足PUE降低到1.3以下的要求。
“当然如果采用液冷技术是可以很容易实现PUE降低至1.3以下的要求，但液冷数据中心投资成本非常高，运维技术要求高，大规模应用还需要较长时间的验证和优化。”董凯军说。
中财绿指首席顾问施懿宸则认为，数据中心机房由于规模、功能和配置的差异性较大，目前的通用衡量指标较难适用于各类不同数据中心。同时，单纯为了能耗调整整体供电方案或制冷方案可能导致数据中心基础设施负载增加，缩短生命周期，无法可持续发展。
技术与改造
如何有效节能减碳，降低数据中心PUE？在碳达峰、碳中和的背景下，数据中心集约化、规模化、绿色化发展成为趋势。
2月以来，在各地所发布的关于数据中心绿色低碳发展的政策中，至少有28份提及绿色集约化建设。
*单位：份，根据数据中心绿色低碳政策内容对其进行分类，类别为绿色集约建设、能源供给保障和能耗监测管理。政策检索截止日期8月23日。
梳理发现，通过技术手段优化数据中心运营方式达到有效降低PUE值的效果是多数地区的选择。其中，制冷设备是数据中心的主要能耗来源，也是节能技术的应用重点。
董凯军告诉南方财经全媒体记者，集约化数据中心便于高效集中式制冷系统的应用，提高制冷系统效率，并易于构建太阳能、余热、自然冷源和储能的能源综合利用系统，从而提高数据中心电能使用效率和可再生能源占比，促进数据中心绿色发展。此外，集约化建设将有助于数据中心通过资源整合和算力调度等手段对进行集中处理，提高数据中心上架率和算力使用率，从而减少算力资源浪费和闲置，推动数据中心的绿色发展。
但实际上各枢纽地区所采取的节能低碳技术并不一样，这也是各地数据中心绿色低碳发展的主要差异之一。董凯军介绍，根据各枢纽地区气候条件的不同，数据中心集约化建设过程采用的节能减碳技术也有所不同。例如，基于内蒙古、甘肃、宁夏等地空气品质优良、全年温度较低和水资源不足等特点，这些地方多采用自然通风系统和风冷式间接蒸发系统等技术降低数据中心能耗。而京津冀、长三角和成渝地区属于夏热冬冷地区，全年湿球温度偏低，但空气质量相对较差，多采用的是集中式水冷系统或氟泵系统。
值得注意的是，由于东部部分数据中心建成较早，存在能源资源利用效率低、少数机房规模小、负荷低等问题，亟需开展综合治理。因此，在东部枢纽地区政策中，也充分体现了这几个枢纽地区希望发挥政府引导和市场机制调节作用，推动小散老旧数据中心升级改造或腾换，促进存量数据中心结构优化。
以广东为例，在《广东省数字经济发展指引1.0》中提到，地市层面推动“老旧”数据中心加快应用高密度、高效率的IT设备和基础设施系统，推动“小散”数据中心加速迁移、整合，提高“老旧小散”数据中心电能利用效率和算力供给能力，引导利用率低、耗能高、效益差的“小散”数据中心腾退升级。
而针对此前能效评价标准单一的问题，北京已提出将不再单纯依据PUE，而是综合考量业务功能、能耗、水耗等因素，引导数据中心分区分类梯度布局、统筹发展。在北京3月公布的《北京市新增产业的禁止和限制目录（2022年版）》中，数据中心在首都核心区被列入禁止类，但在全市范围内为限制类，符合北京数据中心统筹发展实施方案等要求的可以新建和扩建。此前，在2018版旧《目录》中，数据中心是以PUE1.4这个单一指标来进行新建扩建管理。
建设零碳数据中心
随着我国“双碳”政策的逐步推进，数据中心行业成为我国节能降碳的重点领域。公开数据显示，2021年全国数据中心能源消耗达到2166亿千瓦时，较2020年增加44%，占全社会用电量的2.6%左右；二氧化碳排放量约1.35亿吨，较2020年增加3915万吨，占全国二氧化碳排放量的1.14%左右。
持续提升高效清洁能源利用水平无疑是各地推动数据中心绿色低碳发展的另一重点。其中，在提高可再生能源利用比例方面，北京早在去年《方案》出台后就已经设定相关目标，鼓励2021年及以后建成的数据中心项目，年可再生能源利用量占年能源消费量的比例按照每年10%递增，到2030年实现100%。
而今年“东数西算”工程启动后，上海则表示将试点开展零碳数据中心建设，到2025年创建零碳数据中心5家。
董凯军告诉南方财经全媒体记者，建设零碳数据中心的关键主要三点，一是积极开展节能降碳技术的应用，降低数据中心能源的使用量，从源头上减少能源消费和碳排放；二是充分利用清洁能源，通过提高光伏、水电、风能等绿色电力的使用比例，实现使用过程中的零碳或低碳排放量；三是余热回收等手段抵消碳排放。
根据不同的建设标准，零碳数据中心定义不同。其中，根据上海市节能环保服务业协会发布的《T/SEESA013-2022零碳数据中心创建与评价技术规范》中的定义，零碳数据中心通常指的是一段时间且通常是以年为单位，数据中心运营过程中的碳排放总量为零。
据了解，目前，、腾讯及华为等多数大型企业均已开展零碳数据中心建立工作。
此外，观察发现，多地政策中提到强化数据中心能耗监测管理，以能耗监测系统实现绿色智能运营。
“数据中心作为能耗密集、用能情况较为复杂的产业链组成部分，有效监测并降低其能耗情况有利于提高数据中心业务工作的可持续发展并提升能源使用效率。”施懿宸表示，如对能耗输出输入分析、交直流电源能耗使用量、电参量信息的检测、系统能耗比变化趋势曲线分析及使用监控系统实时监测能耗数据是否异常等方式，可有效避免用能过程中产生的能源“跑冒滴露”现象。
目前，一些地方已开始推进数据中心能耗监测体系建设。例如，上海就提出将完善监管机制，开展新型数据中心建设和评估标准的制定与实施，探索以低碳智能为导向的数据中心监测与评估体系。
（数据来源：梳理自各地政府官网，检索时间截至8月23日）
