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可再生能源数据中心:利用自然的力量为数字基础设施供电 (可再生能源数字化转型)


文章编号:17664 / 分类:互联网资讯 / 更新时间:2024-04-27 07:39:25 / 浏览:

随着数字基础设施的快速增长,数据中心对可持续能源解决方案的需求也日益迫切。可再生能源数据中心是满足这一需求的创新解决方案,它们利用自然力量为数字经济提供动力,同时大幅减少环境影响。

可再生能源数据中心的好处

可再生能源数据中心提供众多好处,包括:

  • 减少碳足迹:可再生能源,如太阳能和风能,不产生温室气体,可显著降低数据中心对环境的影响。
  • 提高能源效率:可再生能源数据中心使用节能技术和可再生能源,提高了能源效率,降低了运营成本。
  • 增强能源安全:依靠可再生能源减少了数据中心对化石燃料的依赖,提高了能源安全性和可靠性。
  • 吸引绿色消费者:越来越多的组织和个人正在寻找可持续的产品和服务,可再生能源数据中心可以满足这一需求效率和增强能源安全,可再生能源数据中心正在为企业和消费者创造一个更加可持续和有弹性的未来。随着可再生能源技术和政策支持的不断发展,可再生能源数据中心有望在未来发挥越来越重要的作用,为数字革命提供动力。
可再生能源数据中心利用自然的力量为数字基础

数字化转型指的是什么?

2021年的疫情极大提高了全社会对数字化的认识,以远程协作为代表的、基于数字平台运作的方式成为人们因为疫情而禁足时现实的选择。疫情极大地提升了整个国家社会治理技术的进步,整个社会在移动互联网和大数据的支撑下,以无死角无缝隙无断点的方式,实现了对人员流动的有效监控,国家治理能力迈上了一个新的台阶。

数字技术的巨大影响绝不仅仅局限于疫情之下人员流动这样的特殊阶段、特殊场景之下。企业的数字化转型的迫切性表现的更为突出。

每个企业都有自己的创新方式,但是近年来,数字化转型一直是对技术给全球企业带来的快速颠覆关键反应,同时也面临着挑战。对于大多数企业来说,数字化转型是由增长机会推动的,它不仅具有竞争力,面向未来的企业的战略,而且已成为生存的强制性和快速要求,企业实施强大的数字化转型战略,以保持领先于未来的中断。

一、什么是企业数字化转型

企业数字化转型,是指企业利用数字技术,将企业生产经营的某一个环节甚至整个业务流程的信息数据全部整合起来,形成有价值的数字资产,通过大数据,云计算等处理技术反馈有效信息,最终赋能到企业商业价值的过程。

二、企业做数字化转型的理由

1、能够提高工作效率

数字化转型能够让员工在部门与部门之间的沟通更加顺畅,让整个组织持续数据流,能够让客户的整个生命周期中从一个阶段到另一个阶段的无缝过渡,节省时间,提高效率。

2、提高透明度

数字化转型能够实时深入研究日常数据的能力使得业务的各个方面都能够稳定的运营。最重要的是,能够增加跨团队的透明度,看到运营的每一个阶段,快速解决问题。

3、降低成本

大多数企业都需要花费大量的金钱和时间来维护旧系统遗留的问题和产品,而数字化转型能够通过集成高效处理流程和快速识别问题,从而节省时间和金钱。

4、增加收益

数字化转型可以通过数据识别到当前业务流程中的缺陷,提高业务不同方面的透明度,员工和管理层可以通过模式识别,趋势评估和数据驱动型改进,从而实现最大限度地降低成本,轻松增加收入。

5、提高用户体验

数字化转型的成功与否核心是客户,提高了用户的体验,意味着转型有价值。所以,数字化转型能够通过系统查看并深入了解消费者消费流程,了解库存剩余,可用的服务和产品,节省销售,使得整体更清洁,更简单的购买流程。

6、提高竞争优势

企业之间的业务竞争是非常激烈的,通过数字化转型可以提前计划新系统所需的特性和功能,拨入企业擅长的内容以及可以改善业务的位置,从而改善业务基础设施,提高您在行业中的优势。

低代码如何助力企业数字化转型?

通过前边对数字化转型的讲解,大家应该明白这种转型改革并不是针对某个人、亦或是某个部门,而是企业整体所有员工的共同改革。这样一来有一个问题就出现了,数字化本身算是前沿的领域,很多技术、应用都只是局限在IT部门,像销售、市场、制造等部门可能并不了解数字化,也就很难在发展中提供足够的助力。

要知道数字化转型可是一个系统级的工程,如果没有企业整体的共同发展建设,那么是很难成功落地,并发挥巨大作用的。

通俗来讲,你可以理解为将企业业务场景的数据与流程搬至线上,通过数字化来运转与呈现;这一过程,大多数企业完成了从纸笔、Excel到使用CRM\ERP等管理系统、甚至定制开发企业应用的转型。

应用功能越来越多,成本却越来越高,而且使用起来也越来越繁琐,不同业务之间的数据不相通,业务也难以协同。这无疑与企业渴望通过数字化转型来降本增效的初衷相悖。所以低代码的各种应用及服务就开始大规模的发展起来,并成功在众多数字化转型企业中实现了价值。

低代码开发有哪些优势?

1、成倍增长的开发速度

除了从一开始就实现更快的开发之外,低代码平台还有可能通过每个项目加快软件开发生命周期。这是因为,每次开发人员构建新的代码块时,他们都可以将其存储下来,以便在下一个项目中复用。

2、解决开发商短缺问题

有经验的开发人员无法跟上对软件不断增长的需求。低代码开发通过提高生产力和促进公民发展来帮助应对这一挑战。

3、成本更低

传统的应用程序开发需要很高的费用,这主要是因为开发人员需要耗费很长的时间需要手工编写大量的代码,人力成本很高,但是使用低代码开发平台开发应用程序,只需要编写少量的代码,而且无需花费大量时间进行测试和修改,所以人力成本比较低,开发费用也比传统应用程序开发低,能够为企业节约一笔费用。

4、维护性更好

对于传统应用程序,维护和升级需要很长时间。开发人员必须手动修复错误并添加新功能。但是,通过低代码平台开发的应用程序,维护难度和代码量也较低,所以,可以提高系统的维护性。

5、频繁迭代以获得更好的解决方案

由于低代码可实现更频繁的迭代,因此在整个开发过程中可以更快、更频繁地实现反馈。这最终有助于确保解决方案更好地与组织及其客户提出的需求和期望保持一致。

数据中心纳入新基建,未来发展会怎样?

加快制定碳达峰行动方案,推进产业结构升级和低碳化发展

碳中和指通过植树造林、节能减排等方法增加碳吸收量,将碳吸收量与碳排放量抵消,实现碳中和。碳达峰就是二氧化碳的排放不再增长,达到峰值之后再慢慢减下去,是碳中和前必须经过的阶段。

2020年9月,在第75届联合国大会上,我国提出二氧化碳排放力争在2030年前达峰,努力争取2060年实现碳中和。2020年12月,中央经济工作会议将“做好碳达峰、碳中和工作”列为2021年的重点任务之一。

2021年3月,政府工作报告中指出将制定2030年前碳排放达峰行动方案,推进优化产业结构和能源结构,大力发展新能源。

数据中心规模扩大,能耗随之增加

数据中心是数字经济的核心基础设施,我国政府已将数据中心列为七大“新基建”领域之一,同时工信部也将其纳入国家新型工业化产业示范范畴。受益于云计算、5G、物联网、VR/AR等新应用的广泛兴起,我国IDC业务收入连续高速增长,2020年全年规模实现2238.7亿元,同比增长43.3%。

数据中心是公认的高耗能行业,过去十年间,我国数据中心整体用电量以每年超过10%的速度递增,2018年,全国数据中心总耗电量1500亿千瓦时,达到了社会总用电量的2.19%。预计到2025年,占比将增加一倍,达到4.05%。

当前中国的电力结构仍以燃煤发电为主,在数据中心供电结构中,火电占比超过70%,会产生大量的温室气体及其他污染物。

碳中和政策影响下,推进建设节能型绿色数据中心建设政策陆续出台

碳中和目标背景下,国家发布《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》等政策,提出强化数据中心能源配套机制,推进建设绿色数据中心,实现数据中心行业碳减排。

北上广深为首的核心一线城市纷纷推出节能减排政策,对IDC的PUE能耗水平进行严格控制,在能耗总量限制基础上大力推进绿色数据中心建设,同时对核心土地指标进行管制。

政策限制高PUE值数据中心入场,数据中心降PUE大势所趋

PUE(Power Usage Effectiveness)是衡量数据中心运行效率的指标,其越接近于1,代表数据中心对于电能的利用越有效率。根据《全国数据中心应用发展指引》数据,2017-2019年,我国在用超大型、规划在建大型和超大型数据中心PUE值均呈下降趋势,说明降低数据中心的PUE值并实现能耗降低成为发展趋势。

从区域分布来看,河北、西藏、江苏、山西、湖南等地数据中心PUE值处于较高水平。国家和地方持续出台一系列政策引导数据中心绿色发展,对数据中心PUE提出了明确指标,数据中心一直在加快绿色化发展,不少优秀数据中心获得了数据中心绿色等级4A、5A级,部分达到国际领先水平。

随着国家绿色数据中心政策及地方政策的逐步推进,未来,数据中心在降低PUE的同时,可通过自建或采购可再生能源电力、购买绿电证书、碳排放交易等手段加快实现碳中和目标。

根据《2019中国企业绿色计算与可持续发展研究报告》指出,中国企业数据中心PUE值有明显改善。PUE值大于2.0的企业从2012年的34.6%降至2019年的2%,小于1.5的企业从3.7%上升到12.9%。但依然有85%的受访企业数据中心的PUE值在1.5-2.0间,存在较大提升空间。

绿色数据中心建设加快,互联网和通信领域较多

数据中心是未来为数不多能源消耗占社会总用电量比例持续增长的行业。因此,数据中心行业需要积极践行碳中和,对于我国在2060年前实现碳中和的目标意义重大。因此,各地数据中心绿色化建设加快。2021年1月,工业和信息化部、国家发展改革委、商务部、国管局、银保监会、国家能源局确定了60家2020年度国家绿色数据中心名单,如下:

分领域来看,互联网领域和通信领域绿色数据中心数量较多,分别有25个和21个,占比分别为41%和35%;此外金融领域有10个,占比17%,公共机构和能源领域分别占5%和2%。

碳中和背景下,能源使用由传统能源向可再生能源转变

《欧洲气候中立数据中心公约》指出到2025年12月31日,数据中心使用电力可再生能源将达到75%,到2030年12月31日达到100%的使用可再生能源,并达到无碳绿色数据中心水平。使用绿色清洁能源成为数据中心节能减排的重要途径。

国内来看,如果未来五年数据中心采用市电的比例维持2018年水平,而企业不采取额外措施提高可再生能源使用,到2023年数据中心用电五年内将新增6487万吨的二氧化碳排放量。如果通过提高可再生能源上网消纳以及数据中心企业更主动采购可再生能源等措施,将避免二氧化碳排放1583万吨。

——更多数据来请参考前瞻产业研究院《中国数据中心行业市场需求与投资战略规划分析报告》。

新时代的能源数据是可再生能源这意味着什么?

意味着:

云计算、数据中心高耗能,研究建议互联网企业尽快低碳转型

1月12日,国际环保组织绿色和平发布报告称,互联网企业具有极强的低碳转型潜力,应在节能减排方面发挥作用,力争在2030年实现100%采用可再生能源目标。同时,可再生能源发电成本下降,低碳转型也将成为企业控制电力成本的重要手段。

云计算中心资料图。新华社 图

中国互联网 科技 产业具有极强低碳转型潜力

1月12日,国际环保组织绿色和平发布了《迈向碳中和:中国互联网 科技 行业实现100%可再生能源路线图》研究报告,认为随着中国2060年前实现碳中和目标的提出, 科技 行业转向100%可再生能源已成为必然趋势。

碳中和是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳“零排放”。我国已明确提出争取二氧化碳排放于2030年前达到峰值,2060年前实现碳中和的目标。

报告指,在中国2030年前碳达峰的大背景下,预计“十四五”期间,碳达峰压力及目标将分解到具体产业。中国互联网 科技 行业规模仍在高速扩张、碳排放持续增长,如果不采用可再生能源,仅依靠提升节能技术将难以实现碳中和目标。

据南都此前报道,复旦大学经济学院教授、复旦大学能源经济与战略研究中心主任吴力波则提出,数据中心等大型互联网基础设施的能耗很高,2018年我国数据中心的用电总量已经超过了整个上海市全 社会 的用电总量,达1500亿千瓦左右,占中国全 社会 用电量的2.35%。吴力波测算,如果按照现在的趋势发展,到2030年数据中心能耗最高可以达到1.4万亿千瓦,占全 社会 能耗的20%。

报告称,全球约41家率先设立长期100%可再生能源目标的 科技 企业,其中约20%已经实现了100%可再生能源目标,另外的约50%企业将实现100%可再生能源目标设置在2030年前,44%企业在2019年达到了60%或以上的可再生能源利用。

而目前在中国,仅有秦淮数据集团一家互联网 科技 企业设立了在2030年实现100%可再生能源目标。绿色和平项目主任叶睿琪表示:“数据中心、云计算领域的脱碳发展是中国实现碳中和的重要一环。中国互联网 科技 产业具有极强的低碳转型潜力,应该成为实现中国碳达峰、碳中和目标的排头兵。”

参考国际情况及中国在2060 年前实现碳中和的雄心,报告建议,互联网 科技 企业应结合自身业务发展的需求,将目标定为在2030年前达到100%使用可再生能源,最晚不应晚于2050年。

绿色电力成为企业减排、控制成本重要手段

要实现100%使用可再生能源目标,企业应当如何做?报告介绍,随着中国可再生能源市场的发展,企业采购可再生能源的方式越来越多样化。市场化绿电交易、“绿色电力证书”认购、分布式和集中式可再生能源电站投资等已成为主要方式。

市场化绿电交易指不依靠政策强制要求,用户自愿从供应商处购买可再生能源转化成的电能,即绿色电力。例如,2019 年,某互联网企业位于河北张家口的数据中心通过采购当地的风电与太阳能发电,实现数据中心40%由可再生能源供电。

2017年,国家发展改革委、财政部、国家能源局三部委发布了《关于试行可再生能源绿色电力证书核发及自愿认购交易制度的通知》,绿色电力证书市场在中国正式启动。每张绿色电力证书(简称“绿证”)相当于1000度电。企业购买了证书后可视为采购了相应的绿色电力,资金将用于支持发电方相应的度电补贴。

此外,企业还可以在屋顶或园区内建设分布式可再生能源发电项目,如分布式光伏和分散式风电,直接获取和使用绿色电力。例如,2020年,某企业位于上海的数据中心在墙体外立面增设太阳能电板,每年可减少消纳传统火电9万千瓦时,相当于减少二氧化碳排放 63.3 吨。报告显示,投资建设分布式项目的收益率为8%,投资大型风电、光伏等集中式项目的收益率为9%-12%。

电力企业怎么实现数字化转型?

01数字化资产电力拥有复杂庞大的资产运行体系,数字化转型中的泛物联网链接即将开启全面感知的数据互联,如何提升能源资产价值,实现资产管理的最优化以及资源效率的最大化,以此达到可持续的价值创造,成为能源数字化转型中的重要方向。 02数字化技术以物联网、大数据、云计算、区块链、人工智能等为代表的新一代信息技术在数字化进程中承担着重要角色,同时电网自动化技术、电力电子技术同新一代信息技术的有效融合将贯穿电力数字化转型中的方方面面,理清数字化技术的发展脉络,创新技术应用价值,从而有效发挥数字化技术的核心驱动作用。 03数字化经营数字化转型中,经营管理自动化和智能化将为企业业务开展提供重要支撑,从而助力企业形成设备、管理、流程、服务的全数字化场景;能源电力作为智能化程度较高的场景领域,较早引用OA、ERP、CRM、SRM等软件系统,但随着智能化、数字化的深入,数据孤岛、系统协同等问题成为新的发展难点,如何打通内部系统平台、实现协同共享,成为企业经营管理的新方向。 04数字化服务数字化转型最终目标是实现更高的商业价值,在新能源和智能技术驱使下,电力行业的业务模式和业务架构也将产生新的颠覆,“能源即服务”的产生正在将能源价值逐渐货币化,而数字化在其中提供了底层保障,基于消费需求、消费形式和企业数字化系统的转变,向用户提供全面性、针对性、可靠性的电力数字化服务,从而催生能源电力新的商业模式,使最终用户享受一体化、多样化、便捷化的服务体验。 电力数字化转型实施路径根据电力数字化转型方向,电力领域数字化实施路径整体可以分为五步,分别是数字化采集、数字化分析、数字化改造、数字化安全和数字化生态,围绕关键核心数据进行最大价值挖掘,形成进阶式转型提升。 01数字化采集全域物联网建设,通过各类传感器、数据采集设备,实现能源电力领域的数字采集。 02数字化分析数字化存储与分析,通过数据中心建设和大数据分析,对核心价值数据进行遴选、存储和分析。 03数字化改造建立数字化业务平台,对生产、运行、管理等环节进行数字化改造,如企业管理平台、服务平台、运营平台等。 04数字化安全提升数字化安全防护体系,保障电力网络安全稳定、电力系统运行稳定、电力交易可靠稳定。 05数字化生态构建能源电力服务生态,整合产业链资源,实现开放合作、协同创新、价值升级的数字化生态服务。

以先进技术解决方案助力数据中心绿色发展

近日,国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合发布《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求 推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》的通知指出,在交通、能源、工业和市政等基础设施的规划和建设中同步考虑5G网络建设,优化数据中心建设布局,新建大型、超大型数据中心原则上布局在国家枢纽节点数据中心集群范围内。

方案提出,到 2025 年,数据中心和 5G 基本形成绿色集约的一体化运行格局。数据中心运行电能利用效率和可再生能源利用率明显提升,全国新建大型、超大型数据中心平均电能利用效率降到1.3以下,国家枢纽节点进一步降到1.25以下,绿色低碳等级达到4A级以上。全国数据中心整体利用率明显提升,西部数据中心利用率由30%提高到50%以上。

零碳未来(重庆)能源发展有限公司采用生物 科技 和相变技术,运用多年 科技 成果,成功研制谷电通系列产品。其主要技术是采用 正温度“结冰” 的相变材料作为蓄冷介质,在夜间用电低谷期,利用电力制冷储存在蓄冷装置 中,在白天峰电时段将储存的冷量释放出来,满足数据中心的降温需求,减少空调电力负荷。实践表眀,蓄冷技术可以转移尖峰时段40%~50%的空调制冷负荷,大幅减少了白天高峰电价时段用电量,既降低了空调系统的整体运行费用,又有效助力电力负荷移峰填谷。同时,夜间制冷将有助于实现绿色电力的使用,减少用能过程中二氧化碳排放,降低数据中心的PUE值,满足绿色机房标准,实现数据中心空调系统减碳降 费的目标。

对于新建数据中心,可以通过对项目所在地自然资源进行充分评估及论证,有条件的地区可以充分利用风力、太阳能、自然冷却等技术为数据中心提供冷源。同时,采用天然气冷热电三联供作为系统的补充,以此构成以可再生能源为主、天然气分布式能源为辅、市电协同的多能互补综合能源系统,提高能源综合利用效率。实现数据中心的能源低成本、低排放、自主管理的能源体系,助力数据中心实现绿色低碳转型。

零碳未来(重庆)能源发展有限公司系京天集团旗下企业,主要经营智慧能源、移动热能配送、光储采暖、谷电通、碳咨询、脱碳技术等项目的技术研发、产品制造、运营管理等业务,国家级高新技术企业、国家知识产权试点单位、国家知识产权优势企业、拥有100余项国家专利成果。公司致力于零碳能源融合式发展,积极打造 “零碳酒店、零碳小镇、零碳园区、零碳数据中心、零碳医院”等“零碳”品牌 。未来,公司将以先进的技术、过硬的产品服务于众多企业,帮助企业高效实现零碳转型发展,助力实现碳中和目标。

做大“绿电”首提“零碳”华为发布数字能源零碳网络解决方案

气候变化是人类面临的全球性问题,在2020年12月18日闭幕的中央经济工作会议上,“做好碳达峰、碳中和工作”被列为2021年的重点任务之一,环境的倒逼、消费升级、国家政策推动,也加速了能源产业的变革。

在2021 MWC上海大会期间,华为副总裁兼数字能源产品线总裁周桃园发布了数字能源零碳网络解决方案,旨在助力运营商实现零碳网络战略,并加速世界绿色可持续发展进程。

“零碳网络已成为全球领先运营商的重要战略目标。”周桃园表示,在碳中和的大背景下,全球能源大变局的序幕已拉开,未来可再生能源将成为能源界的重磅角色,与此同时,全球ICT能耗持续增长,预计到2030年达全球总电量的5%,数据中心10年TCO中电费占比将超过60%。低碳化和低能耗两条平行轨道,无疑是运营商未来发展的两大方向。

运营商身陷能耗“黑洞”

随着5G、云计算、AI、大数据等技术不断成熟,海量新兴应用不断繁荣,这都对5G网络覆盖与数据中心需求将呈爆发式增长,使得站点与数据中心数量的激增,相关预测指出,2025年,通信行业将消耗全球20%的电力,运营商在赋能行业数字化转型的同时,也面临更高的能耗挑战。

当前,能耗问题已经成为运营商建网过程中主要考量因素之一,基站作为耗电大户,大约80%的能耗均来自广泛分布的基站,众所周知,移动通信接入使用了成千上万的基站,基站能耗以电为主,随着电力成本的增加,移动网络的扩大,基站机房电费支出逐渐增大,并且由于覆盖范围的衰减,5G基站的需求数量又是成倍增加。

与此同时,移动通信基站机房均为全封闭机房,机房内的电源设备、发射设备、传输设备等都是较大的发热体,而为保障设备在恒温下运行,不因为温度过高而宕机,制冷系统就要不间断地为基站降温,这也直接导致了电量居高不下。

而在数据中心总能耗中,空调制冷系统依然是能耗大户,据悉,传统空调制冷系统能耗占比高达28%以上,随着数据流量和计算需求爆发式增长,数据中心的能耗压力势必给广大,相关数据预测,到2025年,数据中心能耗将占全球能源消耗的5%。

需要指出的是,刨除环境治理等问题,5G网络与数据中心的功耗增加也给运营商OPEX带来不小挑战,据周桃园透露,某运营商在加入5G基站后,整体OPEX增加了34%,这其中很大一部分是电费的增长,因此我们可以清晰看到,我们的能源基础设施,距离碳中和目标还有很大挑战。

助力运营商迈向“零碳网络”

毋庸置疑,节能增效对于运营商不仅仅是技术问题,更是商业与 社会 责任,对此电信企业也正积极行动,目前,全球已有超过50家运营商制定节能减排目标,在媒体沟通会上,周桃园首提“零碳网络”并发布华为数字能源零碳网络解决方案,包括极简站点、极简机房、极简数据中心、无处不在的绿电、智慧能源云,助力运营商引入绿电、节能减排,实现零碳网络,助力实现碳中和。

在站点方面,华为通过站点形态极简化,从室内站点到室外站点,进一步发展到室外刀片,让房变柜、柜变杆,全面杆站化,实现降低能耗、省电费、省租金。

而在机房的构建上,华为对于新建场景,以机柜替代机房;对于扩容场景,免增机房、免改线缆、免增空调,从而节省能耗、空间及工程。

对于传统数据中心的建设,周桃园认为,当前数据中心建设模式主要通过采购不同的部件来形成整个能源设施,这种建设模式势必会导致基础设施能耗高、建设周期长。

华为推出的极简数据中心,通过全预制化、模块化建设重构架构,建设周期从20个月缩短至6个月,并且通过融合高密、高效节能的方案重构供电,提升效率,并实现预测性维护,在制冷方面,通过间接蒸发冷却和iCooling等解决方案,最后通过智能运维解决方案重构运维,提升运维效率。

“绿电”则是华为智能光储解决方案,通过将绿电引入站点、机房、数据中心等场景,实现全场景叠光,自发自用,降低用电成本。

“零碳网络的提出,将显著提高运营商的经济价值与 社会 价值。”谈及构建数字能源零碳网络解决方案的初衷,周桃园指出,华为对于数字能源零碳网络解决方案的构建,是由三个层面逐层递进,首先要消除浪费,提升能效;其次要将运营商从能源的消费者变为绿色能源的生产者;最后是将运营商的能源基础设施打造为具备数字化和智能化的能源网络,最终全面实现零碳网络,构建 社会 价值。

做大“绿电” 加速碳中和进程

据国际能源机构(IEA)的统计,过去三十年全球能源消耗增长了超过70%,碳排放累计增加近80%,能源消耗激增导致全球温室效应加剧。

周桃园认为,未来世界有两大主要驱动力,一是全球数字化、智能化转型趋势,二是以碳中和为目标的能源革命,即从传统的化石能源走向以太阳能光伏、风能为代表的可再生能源、绿色能源。

以上海地铁龙阳路基地光伏项为例,作为海地铁四大基地分布式光伏项目之一,华为智能光伏解决方案通过对地铁车库屋顶进行太阳能板改造,共安装了近个280瓦组件,所发的光伏电力并网接入基地内的综合变电所,供地铁就近使用。

据悉,该光伏电站一年的发电量,大约可供8节编组的一辆2号线列车跑20万公里,相当于行驶1560多个来回。是“光伏+地铁”应用典范,实现了绿色能源为绿色交通赋能,助力上海提前实现碳达峰目标。

目前,华为智能光伏解决方案已广泛应用于60多个国家,累计减少二氧化碳排放1.48亿吨,相当于种植超过2亿棵树。由此可见,加大可再生能源的使用,提高能源利用效率和效益,推动能源结构向绿色化方向发展,不仅在生态文明建设中有着十分重要的作用,也是应对能源危机和气候变化的重大举措。

“为世界碳中和做贡献是目标和使命。”正如周桃园指出,华为数字能源零碳网络解决方案将积极助力产业链合作伙伴向低碳可持续发展,加速世界碳中和进程。

绿色和平:碳“双控”有利于数据中心“绿化”

2021年12月8日,国家发改委、国家能源局等四部门对外发布《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求 推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》(以下简称《方案》),提出到2025年,数据中心和5G基本形成绿色集约的一体化运行格局,数据中心运行电能利用效率和可再生能源利用率明显提升。

《方案》对未来几年数据中心如何实现绿色集约化发展指明了方向。但实际落实中,波动性强的可再生能源如何同需要持续用能的数据中心结合?在西部省份自身也要符合能源“双控”的大背景下,数据中心要实现“东数西算”还需要哪些障碍要克服?带着这些问题,《中国能源报》专访了国际环保组织绿色和平东亚地区气候与能源项目经理叶睿琪。2021年5月,绿色和平发布了《中国数字基础设施脱碳之路:数据中心与5G减碳潜力与挑战(2020-2035)》报告,对中国数据中心与5G等数字基础设施的能耗与碳排放趋势做出预测。

问:相较于对节能技术与指标的重视程度,数字基础设施产业整体仍未大规模应用可再生能源。在行业实践中,目前已有5G或数据中心应用光伏加储能的商业项目,据贵机构观察,扩大可再生能源在数据中心的应用,在技术上、政策上分别需要克服哪些难题?

叶睿琪:为了推动数据中心行业迈向碳达峰与碳中和,扩大数据中心行业的可再生能源应用规模,我们建议可以从两方面着手:

一方面,进一步升级激励约束机制,正如近日中央经济工作会中所指出的,加速实现“能耗双控”向碳排放总量和强度“双控”转变。在管理数据中心能耗时,从考核数据中心的能耗使用总量与强度过渡至考核数据中心的二氧化碳排放总量与强度,加上数据中心的可再生能源采购与使用总量。同时,还需要进一步完善相关考核体系,将数据中心可再生能源使用比例作为考核指标之一,统筹数据中心的规模化发展与绿色低碳转型。

另一方面,进一步完善数据中心产业使用可再生能源的市场机制,从全国可再生能源市场化交易现状来看:一是需要加速将绿色电力交易试点、省间可再生能源现货交易试点向全国推广;二需要是进一步提高可再生能源电力在特高压通道中的比例,推进可再生能源的跨省跨区交易;三是落实分布式市场化交易机制,以推动本地化分布式可再生能源如分布式光伏与风电的交易。

问:绿色和平曾建议,完善数字基础设施产业使用可再生能源的考核体系,将“双控”目标与新建数据中心的审批政策挂钩,将数据中心可再生能源使用比例作为考核指标之一。据贵机构掌握的情况,国内已经有这样做的区域了么?

叶睿琪:目前,北京市发改委已经明确将数据中心可再生能源使用比例作为规模以上新建或改扩建的数据中心项目考核指标之一。根据北京市《关于进一步加强数据中心项目节能审查的若干规定》,“项目节能报告中应当包括可再生能源利用方案。新建及改扩建数据中心应当逐步提高可再生能源利用比例,鼓励2021年及以后建成的项目,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%(不含电网既有可再生能源占比)。”

除此之外,多数省市针对数据中心可再生能源使用以方向性鼓励性政策居多,尚未提出具体量化目标,比如根据上海市经济信息化委与市发展改革委《关于做好2021年本市数据中心统筹建设有关事项的通知》,“新建数据中心项目要加大分布式供能、可再生能源使用量的占比,鼓励采用余热回收利用措施,为周边建筑提供热源,提高能源再利用效率。”

问:西部地区电力、能源资源丰富,可承接数据备份及部分高延时业务。国家也在推行“东数西算”,可是在地方能耗“双控”的大前提下,西部省份接收数据中心的积极性会否受到影响?

叶睿琪:正如近日中央经济工作会中所明确,“要科学考核,新增可再生能源和原料用能不纳入能源消费总量控制,创造条件尽早实现能耗“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变,加快形成减污降碳的激励约束机制,防止简单层层分解。”

虽然目前部分约束激励政策还有待衔接,未来,随着能耗“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变,可以预测西部地区将更积极地为数据中心产业发展提供良好的可再生能源资源。

同时,随着《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》的进一步落实,包括贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等地在内的全国一体化算力网络国家枢纽节点将成为数据中心产业发展的重点区位。

构建零碳网络,未来上网只用电不排碳?

当你打开电脑处理业务、浏览信息,在手机上抢红包时,你可能不会去计算这背后的碳排放。 2021年政府工作报告提出,今年要扎实做好碳达峰、碳中和各项工作,“十四五”时期,单位国内生产总值能耗和二氧化碳排放分别降低13.5%、18%。 并将这两项指标作为约束性指标进行管理。 面对低碳的硬指标,能源消费量快速增长的信息通信行业(ICT)也提出了碳中和目标。 其中,华为首次提出了“零碳网络”,发布了数字能源零碳网络解决方案。 据加拿大麦克马斯特大学的研究预测,2040年,ICT的碳排放占全球碳排放比例将从2007年的1.6%上升至14%。 2020年,数据中心占全行业碳排放比例最大,占45%,其次是通信网络和终端设备,分别占24%和31%。 在我国,随着5G的商用领域不断扩大,5G、数据中心规模迅猛扩大的同时,能耗数据也大幅攀升。 华北电力大学与国际环保组织绿色和平2019年报告显示,2018年我国数据中心总用电量为1609亿千瓦时,约占全 社会 用电量的2%,超过上海市2018年全 社会 用电量。 假如我国的能源结构保持现状,到2023年我国数据中心用电将会产生1.63亿吨二氧化碳排放,相当于一个中型国家的碳排放水平。 华为发布的《通信能源目标网白皮书》指出,虽然5G网络每比特数据的平均能耗仅为4G的1/10,但由于5G站点数量是4G的2—3倍,同时拥有更大流量,单设备功耗将是4G的3—3.5倍,网络整体耗电量将比现在翻一倍,每年超过1000亿千瓦时。 其实,ICT能耗剧增主要是因为用户数量的剧增,以及相应的通信网络和终端设备等新基建的落地和运行。 数据显示,25年前,全球人口总数为56亿,移动用户数不到1亿,站点数量仅20万,联接数低于0.5亿。 到2015年,全球人口总数超过73亿,移动用户已激增至48亿,站点数量超过660万,联接数超过80亿。 华为副总裁兼数字能源产品线总裁周桃园说,随着信息技术的发展,越来越多的人可以享受到ICT基础设施带来的便利,依靠发达的网络、迅捷的网速,人们可以享受在线办公、在线学习、在线医疗等便利。 这背后要靠越来越多的海量计算和越来越大的数据存储来支撑,同时伴随着能源消耗的增长。 据预测,到2025年,由IoT、云计算、人工智能等新技术构建的万物互联智能世界,联接数将达1000亿个。 这也是ICT行业的能耗会如此之高的原因之一。 如何才能实现零碳网络?周桃园说,华为零碳网络解决方案包含了“极简站点、极简机房、极简数据中心、无处不在的绿电”四大解决方案,再融合智慧能源云。 极简站点指的是站点形态的极简化,从以前的室内发展到室外,再进一步缩减其占地空间。 即让房子变柜子、柜子变杆子,全面“杆站化”,实现降低能耗、省电费、省租金;极简机房是指以机柜替代机房,在保证扩容的情况下,免增机房、免改线缆、免增空调,从而节省能耗、空间并避免大量施工。 周桃园说,极简数据中心是指通过全预制化、模块化建设重构架构;通过高效节能方案重构供电,提升效率,并实现预测性维护;通过间接蒸发冷却等解决方案节省能耗,相比传统冷冻水方案可节能17%;通过智能运维解决方案重构运维,使效率提升35%。 多使用来自可再生能源的绿电,减少使用高碳的化石能源是零碳网络的重要一步。 国家发改委副主任宁吉喆说,2020年我国可再生能源发电装机已达到9.34亿千瓦,将进一步扩大可再生能源装机规模,推进清洁能源增长消纳和储能协调有序发展。 “无处不在的绿电”指的是将绿电引入站点、机房、数据中心等,打造绿色联接和绿色计算。 最后这四大解决方案还融合了“智慧能源云”,通过源—网—荷—储一体化智慧管理,最终大幅降低用电成本,提升能源效率。 目前,在节能减排上,各运营商可以说是各显神通。 有的IT企业通过引入高效电源,改造老旧电池,提升能源转换率,降低能源损耗,达到节电效果;有的采用混合供电解决方案,减少因电力不稳而采用油机供备电带来的相关能源成本和能源损耗。 数据中心需要保持24小时不间断运行。 根据国家节能中心、赛迪顾问股份有限公司等共同发布的《中国液冷数据中心发展白皮书》,超大型数据中心飞速发展,快速增长的功率密度对散热提出更高要求。 2019年以“风冷”技术为代表的传统数据中心,其耗能中约有43%是用于IT设备的散热,与IT设备自身的能耗45%基本持平,降低散热功耗、控制数据中心运营成本,建设绿色数据中心已成当务之急。 “液冷技术是突破数据中心节能瓶颈的最佳捷径。 ”曙光数创公司高级副总裁姚勇说,液冷技术带给行业的效益远不止节能一个方面。 液冷技术的高效制冷效果,可大幅提升服务器的稳定性、效率及使用寿命,同时提升了单位空间服务器部署密度,高度节省空间占地,并将超大规模数据中心的建设大为简化。 液冷数据中心噪音超低,环境友好,余热利用也可创造更多经济价值。 据赛迪顾问估算,液冷应用前景广阔,2025年我国液冷数据中心市场规模将超千亿元。 不过,对于ICT来说,仅依靠液冷等节能环保技术尚不足以应对零碳的挑战。 绿电的引入就非常关键,可再生能源让IT企业从能源“消费者”转变成为“生产者”,提高清洁能源的使用率。 目前,全球约41家 科技 企业已设立长期100%可再生能源目标,2020年,国际 科技 巨头纷纷加码行动。 亚马逊收购了35个风电与光伏电站,成为可再生能源迄今最大买家。 谷歌提出,将在2030年实现全球实时零碳运营,将零碳的统计范围从年过渡到小时;微软则表示,将于2030年实现负碳排放,并在2050年消除企业所有 历史 碳排放。 腾讯首席执行官马化腾在他的朋友圈中强调,“预计未来最大占比的是原生清洁能源支持的数据中心的实现。 很难,但总要努力。 ”绿色和平气候与能源项目主任叶睿琪表示:“我们认为马化腾的评论清晰地传达了一个信号,即数据中心的可再生能源利用,将是 科技 行业迈向碳中和的最重要手段之一。 ” 随着数字技术的发展和碳中和目标的牵引,ICT技术在不断地融合创新。 周桃园表示,未来主流方案的方向应该是从以终为始的角度考虑,系统化、全局化地进行能效提升,从站点到机房进行到智能运维,实现极简站点、极简机房;数据中心则应从架构、供电、温控、运维4个方面重构,以此来提升运维效率、减低能源损耗及缩短建设周期等。 第十三届全国人大常委会委员、中国科学院 科技 战略咨询研究院副院长王毅说,实现碳中和以及零碳,最核心的内容就是发展可再生能源。 构建一套高比例可再生能源体系,加强顶层设计,与现有的分布式能源系统、智能电网,未来的智慧能源等,作为一个统一的体系来设计,降低系统成本,塑造新的能源安全格局。

“双碳”下IDC行业发展趋势

IDC全称为Internet target=_blank>

全球IDC行业建设现状:向着大型化、集约化发展

2010年以来全球数据中心平稳增长,从2017年开始,伴随着大型化、集约化的发展,全球数据中心数量开始缩减。据Gartner统计,截至2020年数据中心共计42.2万个,初步核算2021年全球数据中心数量进一步下降,在41万个左右。

以超大规模运营商的大型数据中心数量角度来看,随着行业集中度的逐步提升,全球超大型数据中心数量总体增长。据Synergy Research Group的最新数据,截至2021年超大规模提供商运营的大型数据中心总数增加到700个左右,较2020年同比增长17.25%。根据Synergy Research Group最新预测,凭借目前已知的314个未来新超大规模数据中心的规划,运营数据中心的安装基数将在三年内突破1000个大关,并在此后继续快速增长。

注:2021年数据截止2021Q3。

全球IDC行业市场规模体量:数据量的爆发增长带动市场规模发展

随着物联网、电子政务、智慧城市等领域的发展以及云计算的发展也将进一步推动IDC领域的发展。依据IDC发布的《数据时代2025》报告,随着5G、物联网的发展,2010-2021年数据呈现爆发式增长状态,2020年全球数据量为60ZB,初步统计2021年达到70ZB;预计2025年全球数据量将达到175ZB。

数据量的爆发式增长使得市场对IDC行业愈发青睐,据中国信通院的数据显示,2017-2021年间,全球IDC市场规模均保持正增长,且年均增速在10%左右。2021年全球IDC行业市场规模为679.3亿美元,同比增长9.9%。

全球IDC行业市场前景预测:即将迎来其新一轮的发展机遇

可以预见,在未来几年,IDC产业将迎来其新一轮的发展机遇。此外,随着网络系统日趋复杂,伴随网络的带宽逐步提高,用于网络维护的成本投资逐步增加,网络管理难度也在日益加大,在这种情况下,以资源外包的网络服务方式逐渐受到企业重视,并取得长足的发展。另外,各国政府加大了对电信宽带的投资力度,促进电信和互联网的融合。根据中国信通院预测,2022年全球ID行业市场收入将达746.5亿美元,增速总体保持平稳,2022-2027年年复合增长率在10%左右,到2027年行业规模将超过1200亿美元。

—— 更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国IDC(互联网数据中心)市场前瞻与投资战略规划分析报告》


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