随着数字化的快速发展,数据中心在现代社会中的重要性日益凸显。传统的数据中心消耗大量的能源,对环境造成严重影响。为了应对这一挑战,可再生能源数据中心应运而生。
可再生能源数据中心利用太阳能、风能和水力发电等可再生能源,为数据中心供电。与传统数据中心相比,可再生能源数据中心具有以下好处:
可再生能源数据中心采用各种技术来利用可再生能源,包括:
随着可再生能源技术的不断发展和成本的下降,预计可再生能源数据中心在未来将变得更加普遍。各国政府和企业也在出台政策和激励措施以支持可再生能源数据中心的发展。
可再生能源数据中心是为数字基础设施树立绿色标准的必要一步。它们可以减少碳足迹、降低运营成本并增强能源安全。随着可再生能源技术的不断发展和成本的下降,可再生能源数据中心预计将变得更加普遍,为一个更可持续的数字未来铺平道路。
参考资料
工信部、国家机关事务管理局、国家能源局近日联合印发《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》(下简称《意见》),明确提出要建立健全绿色数据中心标准评价体系和能源资源监管体系,到2022年,数据中心平均能耗基本达到国际先进水平。 《意见》指出,引导大型和超大型数据中心设计电能使用效率值不高于1.4;力争通过改造使既有大型、超大型数据中心电能使用效率值不高于1.8。 基本原则 政策引领、市场主导。 充分发挥市场配置资源的决定性作用,调动各类市场主体的积极性、创造性。 更好发挥政府在规划、政策引导和市场监管中的作用,着力构建有效激励约束机制,激发绿色数据中心建设活力。 改造存量、优化增量。 建立绿色运维管理体系,加快现有数据中心节能挖潜与技术改造,提高资源能源利用效率。 强化绿色设计、采购和施工,全面实现绿色增量。 创新驱动、服务先行。 大力培育市场创新主体,加快建立绿色数据中心服务平台,完善标准和技术服务体系,推动关键技术、服务模式的创新,引导绿色水平提升。 主要目标 建立健全绿色数据中心标准评价体系和能源资源监管体系,打造一批绿色数据中心先进典型,形成一批具有创新性的绿色技术产品、解决方案,培育一批专业第三方绿色服务机构。 到2022年,数据中心平均能耗基本达到国际先进水平,新建大型、超大型数据中心的电能使用效率值达到1.4以下,高能耗老旧设备基本淘汰,水资源利用效率和清洁能源应用比例大幅提升,废旧电器电子产品得到有效回收利用。 重点任务 (一)提升新建数据中心绿色发展水平 1.强化绿色设计 加强对新建数据中心在IT设备、机架布局、制冷和散热系统、供配电系统以及清洁能源利用系统等方面的绿色化设计指导。 鼓励采用液冷、分布式供电、模块化机房以及虚拟化、云化IT资源等高效系统设计方案,充分考虑动力环境系统与IT设备运行状态的精准适配;鼓励在自有场所建设自然冷源、自有系统余热回收利用或可再生能源发电等清洁能源利用系统;鼓励应用数值模拟技术进行热场仿真分析,验证设计冷量及机房流场特性。 引导大型和超大型数据中心设计电能使用效率值不高于1.4。 2.深化绿色施工和采购 引导数据中心在新建及改造工程建设中实施绿色施工,在保证质量、安全基本要求的同时,最大限度地节约能源资源,减少对环境负面影响,实现节能、节地、节水、节材和环境保护。 严格执行《电器电子产品有害物质限制使用管理办法》和《电子电气产品中限用物质的限量要求》(GB/T)等规范要求,鼓励数据中心使用绿色电力和满足绿色设计产品评价等要求的绿色产品,并逐步建立健全绿色供应链管理制度。 (二)加强在用数据中心绿色运维和改造 1.完善绿色运行维护制度 指导数据中心建立绿色运维管理体系,明确节能、节水、资源综合利用等方面发展目标,制定相应工作计划和考核办法;结合气候环境和自身负载变化、运营成本等因素科学制定运维策略;建立能源资源信息化管控系统,强化对电能使用效率值等绿色指标的设置和管理,并对能源资源消耗进行实时分析和智能化调控,力争实现机械制冷与自然冷源高效协同;在保障安全、可靠、稳定的基础上,确保实际能源资源利用水平不低于设计水平。 2.有序推动节能与绿色化改造 有序推动数据中心开展节能与绿色化改造工程,特别是能源资源利用效率较低的在用老旧数据中心。 加强在设备布局、制冷架构、外围护结构(密封、遮阳、保温等)、供配电方式、单机柜功率密度以及各系统的智能运行策略等方面的技术改造和优化升级。 鼓励对改造工程进行绿色测评。 力争通过改造使既有大型、超大型数据中心电能使用效率值不高于1.8。 3.加强废旧电器电子产品处理 加快高耗能设备淘汰,指导数据中心科学制定老旧设备更新方案,建立规范化、可追溯的产品应用档案,并与产品生产企业、有相应资质的回收企业共同建立废旧电器电子产品回收体系。 在满足可靠性要求的前提下,试点梯次利用动力电池作为数据中心削峰填谷的储能电池。 推动产品生产、回收企业加快废旧电器电子产品资源化利用,推行产品源头控制、绿色生产,在产品全生命周期中最大限度提升资源利用效率。 (三)加快绿色技术产品创新推广 1.加快绿色关键和共性技术产品研发创新 鼓励数据中心骨干企业、科研院所、行业组织等加强技术协同创新与合作,构建产学研用、上下游协同的绿色数据中心技术创新体系,推动形成绿色产业集群发展。 重点加快能效水效提升、有毒有害物质使用控制、废弃设备及电池回收利用、信息化管控系统、仿真模拟热管理和可再生能源、分布式供能、微电网利用等领域新技术、新产品的研发与创新,研究制定相关技术产品标准规范。 2.加快先进适用绿色技术产品推广应用 加快绿色数据中心先进适用技术产品推广应用,重点包括:一是高效IT设备,包括液冷服务器、高密度集成IT设备、高转换率电源模块、模块化机房等;二是高效制冷系统,包括热管背板、间接式蒸发冷却、行级空调、自动喷淋等;三是高效供配电系统,包括分布式供能、市电直供、高压直流供电、不间断供电系统ECO模式、模块化UPS等;四是高效辅助系统,包括分布式光伏、高效照明、储能电池管理、能效环境集成监控等。 (四)提升绿色支撑服务能力 1.完善标准体系 充分发挥标准对绿色数据中心建设的支撑作用,促进绿色数据中心提标升级。 建立健全覆盖设计、建设、运维、测评和技术产品等方面的绿色数据中心标准体系,加强标准宣贯,强化标准配套衔接。 加强国际标准话语权,积极推动与国际标准的互信互认。 以相关测评标准为基础,建立自我评价、社会评价和政府引导相结合的绿色数据中心评价机制,探索形成公开透明的评价结果发布渠道。 2.培育第三方服务机构 加快培育具有公益性质的第三方服务机构,鼓励其创新绿色评价及服务模式,向数据中心提供咨询、检测、评价、审计等服务。 鼓励数据中心自主利用第三方服务机构开展绿色评测,并依据评测结果开展有实效的绿色技术改造和运维优化。 依托高等院校、科研院所、第三方服务等机构建立多元化绿色数据中心人才培训体系,强化对绿色数据中心人才的培养。 (五)探索与创新市场推动机制 鼓励数据中心和节能服务公司拓展合同能源管理,研究节能量交易机制,探索绿色数据中心融资租赁等金融服务模式。 鼓励数据中心直接与可再生能源发电企业开展电力交易,购买可再生能源绿色电力证书。 探索建立绿色数据中心技术创新和推广应用的激励机制和融资平台,完善多元化投融资体系。 保障措施 (一)加强组织领导。 工业和信息化部、国家机关事务管理局、国家能源局建立协调机制,强化在政策、标准、行业管理等方面的沟通协作,加强对地方相关工作的指导。 各地工业和信息化、机关事务、能源主管部门要充分认识绿色数据中心建设的重要意义,结合实际制定相关政策措施,充分发挥行业协会、产业联盟等机构的桥梁纽带作用,切实推动绿色数据中心建设。 (二)加强行业监管。 在数据中心重点应用领域和地区,了解既有数据中心绿色发展水平,研究数据中心绿色发展现状。 将重点用能数据中心纳入工业和通信业节能监察范围,督促开展节能与绿色化改造工程。 推动建立数据中心节能降耗承诺、信息依法公示、社会监督和违规惩戒制度。 遴选绿色数据中心优秀典型,定期发布《国家绿色数据中心名单》。 充分发挥公共机构特别是党政机关在绿色数据中心建设的示范引领作用,率先在公共机构组织开展数据中心绿色测评、节能与绿色化改造等工作。 (三)加强政策支持。 充分利用绿色制造、节能减排等现有资金渠道,发挥节能节水、环境保护专用设备所得税优惠政策和绿色信贷、首台(套)重大技术装备保险补偿机制支持各领域绿色数据中心创建工作。 优先给予绿色数据中心直供电、大工业用电、多路市电引入等用电优惠和政策支持。 加大政府采购政策支持力度,引导国家机关、企事业单位优先采购绿色数据中心所提供的机房租赁、云服务、大数据等方面服务。 (四)加强公共服务。 整合行业现有资源,建立集政策宣传、技术交流推广、人才培训、数据分析诊断等服务于一体的国家绿色数据中心公共服务平台。 加强专家库建设和管理,发挥专家在决策建议、理论指导、专业咨询等方面的积极作用。 持续发布《绿色数据中心先进适用技术产品目录》,加快创新成果转化应用和产业化发展。 鼓励相关企事业单位、行业组织积极开展技术产品交流推广活动,鼓励有条件的企业、高校、科研院所针对绿色数据中心关键和共性技术产品建立实验室或者工程中心。 (五)加强国际交流合作。 充分利用现有国际合作交流机制和平台,加强在绿色数据中心技术产品、标准制定、人才培养等方面的交流与合作,举办专业培训、技术和政策研讨会、论坛等活动,打造一批具有国际竞争力的绿色数据中心,形成相关技术产品整体解决方案。 结合“一带一路”倡议等国家重大战略,加快开拓国际市场,推动优势技术和服务走出去。 结语 据悉,在数据中心当前的后期运营,能耗是最大成本,占比超过50%。 降低能耗效率(PUE)值,一直是业界相关部门关心的重点。 工信部在2017年4月发布的《关于加强“十 三五”信息通信业节能减排工作的指导意见》中指出:“十二五”期间新建大型数据中心的能耗效率(PUE)要普遍低于1.5;到2020年,新建大型、超大型数据中心的能耗效率(PUE)值必须达到1.4 以下。 去年3月,工信部首次公布的《全国数据中心应用发展指引》中称:全国超大型数据中心平均PUE(平均电能使用效率)为1.50,大型数据中心平均PUE为1.69。 而根据“十三五规划”,到2020年,新建大型云计算数据中心PUE值将不得高于1.4。 如今,三部门联手针对绿色数据中心建设进一步提出了明确的指导意见。 在这样的大背景下,数据中心运营商如何运用新技术、新架构降低能源降耗,实现数据中心的绿色发展,将成为行业的关注热点,与此同时,节能降耗的大趋势之下,也将带来更多的市场机遇。
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。
随着数字经济的持续发展,社会各领域呈现出数据处理需求爆炸性增长的态势,随之而来的是互联网数据中心的迅猛发展。但我们也必须看到,隐藏在这一片繁荣发展景象的却是能源消耗巨大的危机。
数据中心是数字经济发展的基础设施,其快速发展有效地推进了数字经济的蓬勃发展。相关研究数据显示,数据中心的数量处于持续增加的状态。2019年,中国数据中心的数量已达到7.4万个,其中,业已建成的大型和超大型数据中心的数量约为12.7%。而中国数字经济的增加值规模也已经从2005年的2.6万亿元发展至2019年的35.8万亿元,数字经济在GDP(国内生产总值)中所占的比重也从2005年的14.2%逐渐增加至2019年的36.2%。
不可否认的是,数据中心的迅速发展,既推进着繁荣的诞生,同时也在衍生出环境污染、能源消耗、资源浪费等一系列问题。
相关数据显示,2018年,全国数据中心的总用电量达到1608.89亿千瓦时,占中国全社会用电量的2.35%;预计至2023年,中国数据中心总用电量将达到2667.92亿千瓦时,年复合增长率达到10.64%。除了耗电量高之外,数据中心使用的大比例化石能源所带来的空气污染与碳排放问题也尤为突出。比如,在2018年的用电总量中约有1171.81亿千瓦属于火电。而在使用这部分电量的过程中,共计排放了9855万吨的二氧化碳、2.34万吨的二氧化硫、2.23万吨的二氧化物和0.49万吨的烟尘。这组数据展示出的问题是非常严重的,由此衍生出的负面影响更是值得各界人士重视的。
为了解决这个问题,国家近年来陆续出台了一系列相关政策,积极引导全国各地的数据中心一齐朝着绿色节能环保的方向有序发展。
2019年,《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》发布,提出“ 到2022年,数据中心平均能耗基本达到国际先进水平,新建大型、超大型数据中心的电能使用效率值达到1.4以下,高能耗老旧设备基本淘汰,水资源利用效率和清洁能源应用比例大幅提升,废旧电器电子产品得到有效回收利用 。”可见,国家对于数据中心的能源消耗情况予以了高度的关注。
2020年8月,国家工信部、发改委、商务部等六个部门发布《关于组织开展国家绿色数据中心(2020年)推荐工作的通知》,联合组织开展2020年度国家绿色数据中心推荐工作,其中能源资源使用情况在评价指标分值中的权重达到了67%。此外,国家还要求各地依据《绿色数据中心评价指标体系》,在数据中心的重点应用领域(如:生产制造、电信、互联网、公共机构、能源、金融、电子商务等),选出一批优秀的数据中心进行推荐。其中,能效水平高、技术先进、管理完善、代表性强,“具有清晰、完整的物理边界,拥有独立的供配电和符合《绿色高效制冷行动方案》要求的制冷系统”,这些内容被视为各地推荐数据中心时必须考量的一些因素和条件。
在这样的政策背景和市场条件下,开发新型技术及运作模式,提升数据中心的效率,并降低能耗,这已经明显成为行业发展的大势所趋。
时下,降低能耗已明显成为数据中心建设的首要目标。部分数据中心通过开发风能、太阳能等各类可再生能源,来实现绿色节能目。同时,也需要探索新型节能技术(比如制冷节能技术、虚拟化技术、高压直流供电技术、变频技术等各类技术),来支撑绿色数据中心的建设。
技术应用:强悍制冷的浸没相变液冷技术
数据中心的制冷系统依然以风冷为主,但这种传统方式已经很难实现节能目标 。 浸没相变液冷技术将所有计算部件浸没于液态冷媒中,通过液体相变为气体带走热量。这种技术能够将系统性能提升5%,同时将PUE(数据中心总设备能耗)降至1.04(全球数据中心PUE平均值约为1.58,PUE值越低,说明数据中心越节能)。
我们可以这样理解:如果采用这种技术,只需要40瓦的功率,即可冷却1000瓦的设备;而如果采用风冷技术系统,要想实现这一冷却目标,则需要消耗的功率约在500瓦至1000瓦。如果国内所有数据中心都采用这种浸没液冷技术转化产品,那么每年节约的电能可达到400亿千瓦时,约为三峡电站目前全年发电量最大值的39%(2018年的发电量为目前的最大发电值——1016亿千瓦时)。
技术应用:脑洞大开的水下数据中心部署
2014年,一位微软员工大开脑洞,提出了构建水下数据中心的想法。为了更好地落实这项决策,微软与在潜艇制造方面颇有经验的法国Naval集团联手,共同建造了一个大型水下数据中心。他们采用了原本用于冷却潜艇的热交换过程来为12个服务器机架实施冷却降温,此外还配备了864台服务器和冷却系统基础设施。
2018年6月,这个代号为“Northern Isles(北方群岛)”的水下数据中心在法国组装完毕之后,被迅速地部署在苏格兰奥克尼群岛附近的海底。接下来,微软的项目团队持续密切关注该数据中心的运作情况,并从能耗、内部湿度、声音以及温度等方面进行了全面的、专门的监测。目前,该项目技术的应用与验证效果尚未公布。
总体而言,无论是从经济效益还是环境效益来说,尖端科技具有多样化场景化应用的天然优势。因此,当人们尝试将尖端科技的力量加持于数据中心能耗问题处理之上,必然可以带来更多的问题解决逻辑和场景优化的可能性,这也是人们积极地打开脑洞、为各类尖端科技探寻落地路径的根源所在。
编者注:在这个蓬勃发展的新经济时代,尖端科技的现实落地、环保节能产品的转化应用,这已经成为关键的社会生产与发展要素。我们希望,有更多领先技术的研究者、组织机构、生态伙伴都能够积极参与到电子节能产品转化与技术转移的建设中来,全面推进国家的经济建设。
参考资料:
[1]《点亮绿色云端:中国数据中心能耗与可再生能源使用潜力研究》. 国际环保组织绿色和平与华北电力大学联合发布
[2]《厉害了,微软要在海底建立数据中心》. 柠萌编译,都保杰编辑
[3]《中国公司“黑科技”突破了计算机节能极限》.[4]《曙光“全浸没液冷”技术让节能不再“靠天吃饭”》. 环球科技
[5],侵删。
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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%。
深谋远“绿”:国家绿色数据中心申报全攻略
为了推动数据中心迈向能效提升和绿色低碳的新阶段,国家六部门联合实施了国家绿色数据中心评价项目,包括工业和信息化部、国家发展改革委、商务部、国管局、银保监会、国家能源局。入选的数据中心,不仅意味着卓越的能效水平和环保理念,更展示了行业领先的技术和管理标准。
在政策支持下,各地纷纷推出奖励措施:上海给予国家级绿色数据中心20万元的一次性奖励,山西则对获得国家绿色数据中心称号的数据中心给予100万元的专项支持。2022年,申报截止日期为12月16日,而2021年则是12月17日,因此对于有意申报的企业来说,时间紧迫,需尽早准备。
申报流程清晰明了
申报过程分为五个步骤:企业首先自我评估,然后由第三方如中科仙络进行核实和评价,接着由各地工信部进行初审,国家层面再进行最终遴选并公示结果。中科仙络作为权威认证机构,凭借专业技术和经验,帮助众多数据中心成功入选。
评价体系全面细致
2022年的评价指标体系关注能源高效利用、绿色低碳发展、科学布局与集约建设、算力资源高效利用等四个方面,其中电能利用效率PUE(40分)、可再生能源利用(10分)、能源智慧管控(7分)、水资源利用WUE(5分)、绿色采购(5分)和绿色运维(5分)是关键指标。PUE值每低0.01,得分增加,而绿色采购和运维则强调可持续管理。
值得注意的是,随着《算力基础设施高质量发展行动计划》的出台,碳利用效率CUE可能成为新加入的评价标准,这无疑对数据中心的环保表现提出了更高要求。
选择专业的合作伙伴
中科仙络作为值得信赖的合作伙伴,其专业的电气、空调等领域的800+专家团队能提供全面的评估服务,帮助数据中心优化能源使用,达到绿色标准。他们已助力多家机构成功申报,为你的绿色之路保驾护航。
回顾过去,节能优化和运维安全是数据中心发展的重要课题,而未来,国家绿色数据中心的申报将激励更多机构迈向绿色转型的新高度。如果你在申报过程中需要帮助,中科仙络是你的理想选择。
声明与总结
绿色数据中心,是未来数据中心建设的新趋势,旨在提升算力效率的同时,降低能耗,最大化能源利用效益。 它涵盖了节能技术的运用、可再生能源的整合,以及数据中心从选址到运营的全生命周期管理。 《绿色数据中心评价规范》由深圳市市监局发布,为绿色数据中心的建设提供了清晰的指导框架,包括术语定义、评价体系、等级划分、节能指标等,适用于各类规模和业务领域的数据中心,如运营商、互联网、公共机构等。 绿色数据中心的建设路径分为选址、设计与建设、供配电优化、运营管理和降碳五个关键步骤。 选址时,需考虑能源利用效率和自然条件,采用可再生能源;设计上,灵活扩容,避免资源浪费;供配电系统则通过智能化和绿色电力技术提高能效。 在运营阶段,节能理念贯穿始终,通过智能运维、IT设备优化选型等手段,提高整体能效,降低PUE值,减少碳排放。 以工商银行为例,其绿色数据中心建设策略包括:加强规划设计,适应业务需求的灵活性;采用绿色低碳技术,如预制化模块化机房,集成高效能设备和节能技术;并推进基础设施智能运营管理,通过DCIM系统实现能效调优,引入智能巡检机器人提升运维效率。 这些举措不仅提升了数据中心的运营效率,也大大减少了碳足迹。 绿色数据中心的降碳路径强调了可再生能源的广泛应用,比如风能和太阳能,同时通过参与碳交易,实现碳排放的抵消。 在选址时优先考虑可再生能源丰富的地区,通过绿色电力证书等方式,实现对绿色能源的使用。 总的来说,绿色数据中心建设是一场能源效率与可持续性的革命,旨在实现数据中心运营的高效、环保与经济性。 通过科学规划、技术创新和智能管理,我们朝着一个更加绿色、可持续的未来迈进。
数据中心内的能源消耗,总体而言是非常有效的。 随着虚拟化和云计算的增长,数据中心的整体能源使用效率才会有所改善。 能源浪费最严重的阶段其实是制造能源的时候。 无论是煤、煤气或燃油为数据中心提供能源,大量能源损失都发生在其产生阶段。 大多数化石燃料系统也都位于远离市区的地方。 更先进点,更小型的能源制造设备可以改善这种情况。 高温燃料电池采用一系列碳氢化合物燃料,将其分解为氢,然后从空气中获取氧,用于创造电能,并产生热量与水分。 关键在于尽可能多的捕捉输出。 燃料电池产生的热能可以被用于为寒冷的空间提供供暖,甚至为水加热。 手机燃料电池所产生的纯净水有助于缓解位于缺水地区数据中心的用水紧张。 可再生资源如太阳能与风能同样可以用来进行电解水,为燃料电池制造氢。 然后可能建立一个真正可再生的连续数据中心主电源系统。 这种方法不一定是制造电能的最便宜方式,和那些交钱就能获得能源的方法相比,但它确实一个为数据中心长期供电的有效手段。
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。
数据中心规划设计绿色节能措施如何打造绿色节能数据中心,解决供电和散热问题,让数据中心管理员不必为节能而困扰?要做到绿色环保、技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,建议采用以下一些绿色节能措施:1、机房最好建在大楼的二、三层,距离大楼配电最近;2、机房尽量避免设在建筑物用水楼层的下方,造成机房水侵;3、机房选在建筑物的背阴面,以减少太阳光的辐射所产生的热量;4、排烟口设在机房的上方,排废气口设在机房的下方;5、主机房区域的主体结构应采用大开间大跨度的拄网;6、充分利用自然冷源,降低机房精密空调的使用率减少耗电;7、选用高效节能型IT设备;8、增加虚拟服务器的使用,便硬件在不增加能耗的情况下处理更多的工作量;9、在服务器不使用时将其自动转换为节能状态;10、只在设备需要时才开启制冷;11、各别地区可利用自然冷源,为机房设备降温,减少机房空调使用率;12、服务器机柜采用“面对面”或者“背对背”的摆放方式,并且封闭冷通道,降低空调冷源额外消耗;13、电力系统的合理分配;14、高可靠性新型技术的利用;总而言之,建设绿色节能高效的数据中心是未来数据中心建设的重点。 能源紧张是目前也是以后世界性的一个问题,建设绿色节能数据中心的一个主要目的也是为了降低设备能耗节省资源,这也符合整个社会发展的潮流,也是节约运营成本最直接的手段。 降低能耗是企业在每一个业务环节必须关注的问题,也是提高企业成本竞争力的有力保障。 在确保业务稳定运营的同时,降低IT长期运营成本是每一个现代企业的任务。
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。
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