绿色运维数据中心：面向未来的可持续性解决方案 (绿色运维数据分析报告)

文章编号：24764 / 分类：互联网资讯 / 更新时间：2024-06-02 12:00:45 / 浏览：次

引言

随着全球数字化转型加速，数据中心呈指数级增长，这给环境带来了巨大的挑战。传统数据中心以其高能耗和碳排放而闻名，迫切需要可持续性解决方案来解决这一问题。

绿色运维数据中心应运而生，成为面向未来的可持续性解决方案。通过采用创新的技术和最佳实践，绿色运维数据中心可以显著降低能源消耗和碳足迹，同时提高运营效率和可靠性。

绿色运维数据中心的关键特征

绿色运维数据中心通常具有以下关键特征：

能源效率：采用节能技术，如冷通道遏制、高效冷却系统和可再生能源，以最大限度降低能源消耗。
水资源利用率：使用节水设备和实施智能水管理策略，以减少用水量。
废物管理：实施全面的废物管理计划，包括回收、再利用和安全处置。
可再生能源：利用太阳能、风能等可再生能源，以减少碳足迹。
持续监控和优化：通过先进的监控系统，持续监控数据中心性能，并实施优化策略以不断提高效率。

绿色运维数据中心的好处

绿色运维数据中心为组织带来诸多好处，包括：

减少能源成本：提高能源效率可显著降低电费和其他能源相关成本。
减轻环境影响：减少碳排放和水资源消耗，有助于缓解气候变化和保护自然资源。
提升品牌声誉：展示对环境责任的承诺，从而提升品牌声誉并吸引有环保意识的客户。
提高运营效率：通过优化冷却、电源和空间利用，提高整体数据中心运营效率。
满足法规要求：许多国家和地区正在实施越来越严格的环境法规，绿色运维数据中心可以帮助企业遵守这些法规。

绿色运维数据中心中使用的技术

绿色运维数据中心依赖于各种先进技术，以实现可持续性目标。一些关键技术包括：

冷通道遏制：将冷空气限制在服务器附近，以提高冷却效率。
高效冷却系统：使用液体冷却、蒸发冷却或其他高效冷却技术来减少能源消耗。
可再生能源：安装太阳能电池板、风力涡轮机或其他可再生能源系统，以产生清洁能源。
智能水管理：使用节水设备、雨水收集系统和水力状况监测，以优化水资源利用率。
实时监控和优化软件：提供数据中心性能的实时可见性，并通过自动化优化措施提高效率。

案例研究

许多组织成功实施了绿色运维数据中心。例如，谷歌的数据中心采用创新技术和最佳实践，将能源消耗降低至行业平均水平的三分之一左右。亚马逊网络服务 (AWS) 也承诺到 2040 年实现净零碳排放，并投资绿色运维数据中心技术，以实现这一目标。

结论

绿色运维数据中心是实现可持续性的必要一步。通过采用创新技术和最佳实践，组织可以显著减少能源消耗、碳足迹和环境影响。随着数字化转型持续加速，绿色运维数据中心将越来越重要，为企业提供面向未来的可持续性解决方案。

华为面向数据中心、智慧园区发布两大解决方案

来源:经济日报新闻客户端 3月1日，在2022年世界移动通信大会（MWC2022）期间，华为举行“行业数字化转型”峰会，并针对数据中心存储、算力及能效要求高和园区管理要素多元复杂等各类诉求和痛点，面向数据中心、智慧园区两大场景发布了全新解决方案。华为西欧地区部总裁李鹏表示，数字化和绿色是世界各国面向未来的重要课题。华为通过创新的ICT技术和丰富的产品，持续助力全球客户构建健壮的ICT基础设施，使能千行百业数字化转型。事实上数十年以来，华为设备和解决方案均在围绕降低功耗、节能减排的目标在持续创新。对于此次华为发布的两大方案，华为企业BG副总裁陈帮华介绍，华为全栈数据中心解决方案顺应云化、集约化、绿色的发展趋势，华为智慧园区方案实现了全无线接入、网络架构重构和IT基础设施超融合。华为通过在ICT数字基础设施领域的持续创新，构筑智能世界的坚实底座。据介绍，从数据中心基础设施、ICT设备到云平台，华为具备完善的产品布局，并通过软硬融合、跨产品域协同等多模式创新，打造了敏捷、高效、高可靠的绿色数据中心。华为的新一代智慧园区解决方案则重构并全新升级了园区办公系统、网络架构和IT机房三大ICT基础设施，实现照明、空调、电梯等园区设施更有效的管理，能效优化和人车出行方案，让园区运行更高效、更绿色和更便捷，使能园区智慧化升级。围绕以上两大核心场景，华为将ICT技术与行业趋势、客户业务需求深度融合，将各类产品组合应用于能源、交通、金融等行业场景，通过创新技术助力客户数字化转型与升级。当前，全球经济和社会正在全面回归正常化，行业数字化将成为经济发展的新引擎，数字技术正不断突破边界，发挥着越来越重要的作用。在峰会上，华为发表了主题为“绿色ICT使能绿色发展”的绿色倡议宣言，希望通过创新节能技术，持续提升ICT产品能效，促进ICT产业自身低碳发展；加速可再生能源发展与传统能源数字化和通过数字技术和数字化转型使能绿色发展三大关键手段使能全球绿色发展，通过创新的数字技术让生活更美好、商业更智能、社会更包容、世界更绿色。据介绍，面向未来，华为将持续创新行业场景化解决方案，打造极简、绿色、智能的ICT基础设施，以绿色ICT实现可持续性发展等理念，构建数字孪生体系，让人们拥有超现实的体验，提升生产效率，助力全球千行百业加速推进数字化与绿色双转型进程，共创行业新价值。

【大数据整体解决方案】之亦策软件与宝信数据成功案例分享

在越来越讲究绿色环保的今天，数据也提倡高效节能，绿色数据中心是未来的一个发展目标。建设绿色数据中心，可以达到节省运维成本、提高数据中心容量、提高系统的可靠性及可扩展的灵活性等效果。绿色数据中心是新一代数据中心发展的重要方向之一，建立并运行一个绿色数据中心包括先进的技术和策略。上海宝信数据中心有限公司（简称“宝信数据”），由上海宝信软件股份有限公司、上海万申信息产业股份有限公司、上海习云科技发展有限公司共同出资组建，专业从事云计算产业及数据中心的管理、运营、服务。公司战略定位是依托宝信数据中心战略发展规划，立足数据中心行业服务领域，造就具备核心竞争力的高科技企业。未来计划面向市场在云计算产业发展、数据中心服务、IDC租赁、运维管理等领域大展宏图。因此宝信数据需要一个更高效的大数据运作方式。 Ebistrategy亦策软件的技术实力和实施经验让宝信数据在经过几番选型后最终敲定合作意向。宝信数据采用的亦策商业智能软件Qlik Sense，特有的关联技术，可脱离数据仓库架构，减少预设查询路径和预设层次结构复杂且风险大的工作。能够连接到多个数据源以提供更加全面的视角，而不影响性能，不是IT专业人员也能够自动描绘和连接数据源。数据叙事功能使分析共享更加直观，能与团队分享新的发现，让高效协作变得更加简单。管理人员可以在故事和实时分析之间切换或结合，快速找到问题，减少决策延迟。宝信数据通过亦策商业智能软件Qlik Sense的支持，在数据分析、数据可视化方面得以全面的提升，在数据采集与决策平台上更具效率。在IDC数据中心配套运营管理、节能保障等支持服务上拥有显著提升。规范并标准化运营管理体系，让软件与运维体系融于一体。为成为国际领先、国内最大的IDC 运营提供商打下坚实基础。到2017年，我国将围绕重点领域创建百个绿色数据中心试点，并制定绿色数据中心相关国家标准4项及绿色数据中心建设指南。在现有绿色数据中心工作基础上，优先在生产制造、能源、电信、互联网、公共机构、金融等重点应用领域选择一批代表性强、工作基础好、管理水平高的数据中心，开展绿色数据中心试点创建工作。 Ebistrategy亦策软件将在更广泛的行业里显现自己的价值，让数据驱动高效的运维管理。

打造绿色节能大数据中心湖南移动5G低碳运营助力双碳绿色行动

绿色是高质量发展底色。为加快绿色数据中心建设，湖南移动推动清洁能源安全高效利用，以完善能源管控、引导能源结构升级为目标，聚焦低碳建设、低碳运维两个关键环节，一方面加强数据中心的节能降耗能力打造，多举措降低供电损耗、提升设备效能，另一方面加快5G基站用能转型，完成能源改造后的5G基站可节省30%用电量，为实现碳达峰、碳中和目标贡献力量。

数据中心智慧化系统应用

打造绿色节能大数据中心智慧管理心中有”数“

移动互联网时代，数据是最重要的资源之一，而数据中心作为承载数据的新型基础设施，重要程度不言而喻。但随着互联网产业的蓬勃发展，大型数据中心的耗能和碳排放也日益加重。因此，打造绿色数据中心，降低数据中心碳排放势在必行。

湖南移动在株洲数据中心规划之初，就优先考虑节能减排，从建筑格局、外形结构、体形系数等方面着手，大力推广标准化绿色节能设计。不仅在建筑设计、材料选择等方面开展环保评估，在电源和空调等配套设备选型上坚持应用绿色先进技术，其中电源设备采用巴拿马电源技术，通过10KV直接输入，DC240V输出供ICT设备使用，化繁为简，将原本若干套设备精简集成为一套设备，提高3％电源转换效率，节省电费的同时还能节约投资、节约机房面积，实现快速部署。

数据中心设备功能强大，但会产生大量热量，而服务器、处理器必须在一定温度以下才能保持最佳性能，空调制冷系统就成为耗电“大户”。湖南移动在空调设备方面，采用水冷空调、水泵变频、热管冷却等技术，利用高压离心式冷水机组+板式换热器+开式冷却塔系统，在冬季充分利用自然冷源，减少冷水机组机械制冷的运行时间，再叠加新型空调末端技术，直接就近对设备进行冷却，进一步降低制冷传输造成的能耗。以上多种技术相结合，使空调制冷系统的能效比提升近一倍。

数据中心空调新技术应用

为推进智慧化数据中心运维管理，湖南移动搭建了数据中心能耗管理平台、IDC集中运维平台，通过分析楼栋、机房、设备的能耗数据，定位IT设备、供电、空调等高能耗点位，并根据IDC业务运行数据的实时监控，输出自适应的调优维护策略，通过空调运行参数优化、主设备运行调优，使各设备处于整体能耗最优模式下运行，也避免了因局部热岛问题导致整体能耗升高问题，实现了智慧制冷，确保数据中心低能耗、高性能运行。

MIMO电源+太阳能打造5G基站低碳示范站

图为应用太阳能清洁能源的5G低碳基站

5G基站的耗电量有多大？来自湖南移动数据显示，基站耗电量占整个移动通信网络能耗的60%，5G基站功耗是4G基站的3倍。因此，提高5G基站自身的节能降耗水平，是5G发展和通信业助力全社会实现双碳目标的重要基础。

5G低碳基站示范站一体化能源柜

湖南移动以5G组网架构为演进方向，开展全网CRAN化改造，采用“一站一柜”的低碳建网方案，将主设备、空调、电源、电池集成在一体化室外能源机柜内，逐步替代传统土建机房，再结合“MIMO电源+太阳能”的叠光运行方案，利用太阳能资源为基站供电和电池充电，节省基站市电直接使用量，再通过引入MIMO电源技术，实现太阳能、市电、发电机组等多能源的接入，保障网络安全稳定运行。在空调设备新技术应用方面，通过“重力热管型双循环空调+封闭热通道”的机柜级制冷方式，直接就近对设备进行冷却，可大量节省制冷量，降低能耗。

为推进5G基站绿色运维、降本增效，湖南移动在一体化能源柜基础上搭建了基站能耗智慧管理平台，集成“AI+大数据+IoT+电力电子+储能技术+传感技术”于一体，可免电表实现每个设备的电量精确测量，用电足迹精确可视。智慧平台将能源与业务联动，实现设备远程上下电控制，以及空调精确制冷。

“未来，湖南移动将继续推广5G低碳基站应用。”湖南移动相关负责人表示，湖南移动还将同时开展零碳基站研究，加大5G+能源应用推广，以“节能、洁能、赋能”计划为纲要，助力全社会实现双碳目标。

图为一体化能源柜内电源监控模块

推进“绿色计算”，数字基础设施成为“减碳”新方向

数字时代，大量的生产生活离不开计算力的支撑。 “双碳”目标引领下，降低计算能耗，推动“绿色计算”十分关键。工信部近日印发《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）》，明确大力推动绿色数据中心创建、运维和改造。发展“绿色计算”，有哪些具体举措？电子显示屏上，种植面积、销售额等数字不断跳动；智慧大棚里，自动化浇灌机、数字化设备有序工作。融入国网杭州供电公司电力数据，杭州建德的草莓小镇产业园内，智能化种植正在推广。通过模型计算，农业生产更加高效；整合分析数据，工业制造更加智能；完善算法模型，出行效率不断提升……数字经济的活跃让计算无处不在，计算量也呈指数级上升趋势。天眼查数据显示，目前，我国共有超12万家数据中心相关企业。五年来，数据中心相关企业数量逐年增长。依靠电力驱动，数据中心在成为数字经济重要基础的同时，已经成为主要的碳排放源之一，推动“绿色计算”当务之急。 “业内常用PUE评价数据中心能源效率。 PUE值越接近1，表示一个数据中心的绿色化程度越高。 ”联想集团董事长杨元庆说，数据中心有相当一部分电力用在芯片散热上，减小散热消耗、提升用能效率，成为数据中心绿色运行的重要方向。发展“绿色计算”，很多企业将目光放在散热和用能技术上。将自主研发的温水水冷技术应用到高性能计算平台，联想尝试用科技综合降低电力消耗，“温水水冷服务器”入选工信部《国家绿色数据中心先进适用技术产品名录（2020）》；网络的自建数据中心年均PUE实现1.14，低于行业平均值…… 加快用能方式的转型同样重要。 “我们要持续提升能源高效清洁利用水平，引导新型数据中心向新能源发电侧建设，全面提升用能效率。 ”工信部节能与综合利用司有关负责人说。工信部明确提出，用3年时间基本形成布局合理、技术先进、绿色低碳、算力规模与数字经济增长相适应的新型数据中心发展格局。其中，到2021年底，新建大型及以上数据中心PUE要降低到1.35以下。

什么是绿色数据中心？

揭示绿色数据中心的绿色秘密：绿色节能与创新技术

绿色数据中心，即Green Data Center，是信息科技领域的一股清新之风，它以高效能源利用和最小环境影响为目标，将IT系统的运行、照明和电力等关键环节提升到前所未有的节能高度。其核心在于通过绿色节能技术的运用，衡量数据中心的“绿色”程度，这成为了评判数据中心是否真正环保的关键指标。

在实现绿色数据中心的道路上，创新技术扮演着至关重要的角色。比如，运用绿色环保材料和低耗能设备，如采用高效处理器和节能服务器电源，不仅降低了能耗，还实现了资源的高效利用。同时，虚拟化和自动化技术的引入，使得数据中心能够动态调整计算资源，灵活应对工作负载变化，确保响应时间敏感任务的同时，大幅度降低整体能耗。

在建设策略上，优化管理计算工作负载是关键一环。通过智能调度，合理分配服务器资源，避开高峰时段，确保所有计算任务，特别是对时间敏感任务的快速响应。同时，提升服务器能源效率，无论是硬件升级还是算法优化，都旨在减少不必要的能源消耗。

降低数据中心的制冷能耗，热量管理和热力学优化是必不可少的。通过改进冷却系统，减少热点，保持机房温度在适宜范围内，这不仅有利于设备的稳定运行，还显著减少了能源浪费。

最后，集成可再生能源是绿色数据中心的长远目标。例如，利用太阳能或风能建立分布式电站，为数据中心供电，不仅有助于减少碳排放，还能降低运营成本，展现数据中心的可持续性承诺。

总结来说，绿色数据中心不仅仅是一个概念，更是对科技与环保和谐共生的实践。通过一系列创新技术和科学管理，绿色数据中心正在引领数据中心行业的绿色革命，为我们的数字时代打造一个更加可持续的未来。

数字孪生为数据中心插上“可持续”的翅膀

为了能以更加可持续的方式运营企业，企业对数字基础设施的要求也越来越高，不止是出于成本和效率的考量，从环境的角度也是如此。

Equinix全球IBX运营工程副总裁Arno van Gennip表示：“从设计到施工再到设施管理，数字孪生正成为提高数据中心效率和减少客户碳排放的关键。”

数字孪生有助于将来自不同重点领域的数据集中到共享环境中，这使得IT、工程、财务、采购、施工团队能够在流程中，更早地探索和模拟性能、财务和环境等各种因素之间的权衡。设备和空间利用方面的各种效率提升，带来的直接影响就是降低能耗和减少碳排放。数字孪生还有助于提高建设和运营效率，减少浪费、降低人员配备要求和相关环境影响。

很多企业和数据中心运营商（例如Nvidia）可能会从各种结合了工程、CAD和数据中心信息管理(DCIM)功能的仿真建模工具中打造出数字孪生工作流。越来越多的DCIM厂商（例如施耐德电气）将数字孪生功能直接引入他们的工具中。达索系统和Future Facilities等厂商为数据中心提供了集成度更高的数字孪生。Nvidia等厂商也开始推出Nvidia Air这样用于优化数据中心物理和逻辑布局的新工具。

投入运营中

Equinix与Future Facilities展开合作，面向企业数据中心构建数字孪生。数字孪生可以帮助工程师确保冷却系统和连接生态系统提供所需的容量和最佳效率。工程师可以对比数据中心的预期行为和实际行为，以及能源使用的情况。

“这让我们能够深入了解有关维护和优化能源效率的各种可能性，”van Gennip说。

Equinix工程师和合作伙伴一起构建了物理数据中心的3D模型。这种数据中心孪生模型是基于各种因素建模的，例如数据中心内计算设备的容量和密度，以及冷却系统的路径。集中式数字孪生平台可以帮助工程师使用实时数据（例如功率和温度）预测预计的变更对配电、空间利用和冷却路径可能带来的影响，这些实时数据整合到现有模型中，用于进行准确的分析和预测，从而使数据中心孪生可以通过预测能源需求提高效率。

达索和很多领先的超大规模数据中心企业展开合作，设计和建造下一代数据中心。

“他们面临的最大挑战就是如何缩短项目准备时间，以跟上不断增长的需求，以及如何通过减少建设和运营期间的能源、水消耗和浪费，让数据中心更具可持续性，”达索公司架构、工程和建筑(AEC)行业销售战略总监Marty Rozmanith这样表示。

让管理更轻松

数据中心房地产投资信托公司Digital Realty的全球建筑管理优化总监Kasper Dessing认为，以前数据中心管理被分成多个孤岛，每个孤岛都专注于管理设施的某一个方面。

因此，不同领域的管理者可能无法看到更大的格局。无论是现在还是将来，在考虑设施维护的时候，这一点都尤为重要。数据中心会产生大量的数据，而人类无法很好地捕获、汇集和管理这些数据。随着数字服务变得越来越复杂，这种情况只会变得越来越糟糕。

Dessing说：“通过数字孪生，我们能够以虚拟的方式呈现设施内的各种元素和各种动态，以及在各种操作场景下实时模拟实际行为。”

Digital Realty发现，由于数据量庞大，并且不同组件之间存在相互依赖性，因此通用数据中心的运营情况还不够好。正因为如此，Digital Realty将他们的设施数字孪生和专有的人工智能和机器学习平台进行集成，分析数千个数据流，从而能够跟踪设施内的所有组件并进行实时调整，还可以对未来行为进行预测，从而展开预测性维护，节省时间和降低成本。

这种对设施和不同组件之间关系的可见性，有助于改进新的设施设计，使其更高效。不仅如此，Digital Realty还利用数字孪生和他们的人工智能平台来优化能源消耗。

Dessing说：“可持续性是我们的首要任务，优化每个设施的能耗有助于我们在降低成本的同时，减少对环境的影响。”

并非所有人都具备在决策的同时进行模拟的这一技术专长，因此，Digital Realty将一种推荐引擎集成到了他们的数字孪生平台中。

“这样就可以让更多的人使用该技术，而不必一直依赖专家。”

把碎片组合在一起

设计、建造和运营数据中心的过程中会产生大量的数据，这些数据被保存为不同的格式，存储在不同的系统中。Rozmanith说，通过适当的访问控制和变更管理来管理和组织数据，这非常有挑战性。数字孪生可以带来多个学科、不同发展水平(LOD)和多个维度的数据，这让不同利益相关者可以实时地围绕单一事实来源展开协作。那些更为复杂的数字孪生技术则结合了各种技术，使用一种集成数字孪生来模拟热、结构、电气、控制和监控、制造和组装等过程。

埃森哲云首席技术专家Teresa Tung表示：“随着我们整合更多数据和模拟来连接工程设计、施工调度和运营流程，不同的数字孪生之间的互操作性已经变成了一大挑战。”

Tung的团队正在与数据中心厂商展开合作，将数据和领域专业知识应用于分析过程中，以确定驱动假设预测所需的模拟数量和配置，他们使用领域知识图（和用于互联网搜索中的技术相同）来捕获这些需求并映射不同元素之间的关系。

施耐德战略计划总监和解决方案架构师Carsten Baumann表示，提供商越来越多地向DCIM工具中添加数字孪生功能，以便在实际实施部署之前对基础设施升级可能带来的影响进行模拟。他认为，开放标准可以简化数据中心设备和管理工具之间的集成，从而可以更轻松地将数字孪生作为日常数据中心工作流程的一部分。

下面就让我们来详细看一看，数字孪生提高设计、施工、运营和规划可持续性的19种方式：

设计

放置新服务器

“也许在数据中心行业，使用数字孪生技术带来的最大影响就是气流管理和IT设备放置问题了，”Baumann说。

部署计算、存储和网络资源的需求快速增长，随之而来的是基础设施上的巨大挑战。特定机架或者特定位置还有物理空间，并不意味着有足够的电源、接入和散热能力。

看似简单的安装部署，可能需要对电源进行重大升级或者更好的替代方案时，数字孪生就可以帮得上忙了。

增加密度

增加数据中心的设备密度，可以减少新设施对气候带来的影响。

Information Services Group(ISG)企业敏捷性总监Loren Absher表示，数字孪生有助于优化数据中心设计，改善电源、布线、冷却要求、气流甚至活动地板完整性等所有相关元素，以防止灾难性故障的发生，此外还可以为增加密度所需的物理工作流程变更提供帮助。

提高热性能

冷却是数据中心的第二大能源消耗因素，仅次于设备本身。现代数据中心的冷却系统包括冷却器、管道和HVAC设备。

数字孪生可以使用热模拟来了解冷却系统的行为并提高其性能。

Rozmanith说，有些经常将代表冷水机组数量和管道尺寸变化的设备链的1D模拟，与气流的3D计算流体动力学(CFD)分析结合起来，找到冷空气和设备冷却之间的最佳平衡，以优化能源消耗。

评估季节性影响

Techstrong Research董事总经理、联合创始人Dan Kirsch表示，数字孪生还可以帮助数据中心设计师更好地规划季节性气候变化，让设计师可以根据外部季节性气候变化的影响提前规划，以降低总体运营成本和能耗。

“数字孪生让我们可以根据客户的特定需求和现场条件进行真正的定制和优化设计，而无需进行实地实验，”Kirsch说。

创建模块化组件

达索与大型数据中心运营商展开合作，打造了可以在不同数据中心设计中重复使用的模块化组件。

Rozmanith表示，数字孪生可以帮助企业定义和配置这些模块的属性，从而通过按订单配置的方法，缩短设计、采购和安装时间，从而有助于减少新建数据中心的环境影响。

测试和验证设备

NTT全球数据中心美洲产品高级副总裁Bruno Berti表示，他们正在使用数字孪生来测试和验证设备，然后再将其部署到数据中心内。

这些新的工作流程让他们可以构建和测试电气和发电机模块，这样工程师就可以在产品投入生产之前发生任何潜在的过程故障，减少了废弃物对环境的影响并改进了风险评估，加速了新产品的开发，提高了数据中心的可靠性和弹性。此外，数字孪生还有助于安排预测性维护，降低维护成本。

优化电池性能

数据中心设备生产企业Vertiv的首席创新官Greg Ratcliff表示，数字孪生可以用于建模和设计系统，以改善电池健康状况和预期寿命，从而减少制造新电池带来的环境影响。在这种情况下，数字孪生可以帮助团队使用电池健康测量和设施详细信息，来模拟不同的设计选择，预测每个电池的健康状况和使用寿命。

Ratcliff表示：“如果电池组中的单个电池出现故障，那么整个电池组都会出现故障，所以监控每个电池的运行状况是至关重要的。”

评估环保型替代品

数据中心运营商可以利用数字孪生技术来评估新方法的性能、环境效益和潜在缺陷。

例如，Kao Data利用数字孪生工具来虚拟地测试和部署无制冷剂间接蒸发冷却(IEC)系统，该系统使用水蒸发代替机械系统在炎热天气冷却空气。这种方法帮助Kao Data提高了电力利用效率，减少了对环境的影响。

建筑

精简施工

数字孪生可以模拟复杂的任务、装配、设备使用和人身安全，还可以改善供应商、集成商和承包商在设计和施工生态系统中的协作，以消除流程中的摩擦。

Rozmanith说，更好地模拟和协作，可以缩短施工时间、减少问题发生、避免返工、以及减少信息请求和安全事故的数量，这帮助达索的客户将面市时间平均缩短了10-15%，减少了与施工时间较长可能带来的环境影响。

减少建筑废品

数据中心设计师正在使用数字孪生来更好地规划施工，以便工作人员可以更高效地工作，减少浪费，缩短不同施工阶段之间的时间。

Kirsch说：“通过创建数据中心的虚拟模型以及完整的材料清单，设计人员可以优化施工人员组装数据中心的每一个细节。”

这种规划方法可以减少一个团队在其他团队完成任务等候的时间。而通常来说，减少数据中心建设过程中的浪费并非易事，Kirsch说，这个过程中很多组件是无法重复使用或者回收的，最终只能进入废品填埋场。

运营

提供维护建议

数字孪生有助于确定问题的根本原因，并为快速修复提供维护建议，以减少能耗。

例如，Equinix位于阿姆斯特丹的工厂采用了一种数字孪生模型，根据模型显示，他们必须清洁冷却塔和调整风扇，以前这两项维护的能耗都要高于模型预期的水平。van Gennip表示，数字孪生让已经比较高效的数据中心IBX能源效率进一步提高了10%。

延长资产寿命

达索的虚拟数字孪生可以将人工智能和机器学习算法的操作数据情境化，用于改进预测性维护。Rozmanith说，这延长了设备的使用寿命，从而减少了电子废品。而且，虚拟孪生还可以通过提高冷却和电力系统的效率来优化能源和水的使用。

提高维护和维修效率

数字孪生可以对维护、维修和翻新所需的所有信息访问进行简化，包括访问文档、用户手册、维护手册、材料供应商信息和备件清单等信息。Vertiv定制空气处理和模块化解决方案副总裁Lorenz Hofmann表示，这可以节省时间和减少工作量，从而减少二氧化碳的排放量。

数据中心流程自动化

流程挖掘功能的改进，可以帮助数据中心领导者了解他们的团队如何与应用进行交互，并对数据中心环境的变化做出反应。

ABBYY流程智能高级总监Ryan Raiker表示，使用数字孪生理解和记录程序，有助于数据中心团队发现候选的自动化方法，还可以实施不同的协议，以便在故障实际发生时采取行动，确保数据中心正常运行并减少故障和浪费的发生。

改善托管服务提供商和企业之间的协作

托管数据中心可以让多个企业共享同一个数据中心，但是当企业客户决定安装新设备的事后，可能会对周边其他企业的设备产生电力、热量和重量上的影响。

法国Thésée DataCenter与Future Forward展开合作，在云中部署每个设施的数字孪生，这种数字孪生让客户能够通过Web服务端模拟他们自己或者附近设备预期变更可能带来的影响，从而有助于Thésée的工程师与客户展开协作，提高他们的数据中心空间使用率，减少建设新数据中心的需求。

规划

确保满足合规性要求

NTT正在研究通过数据孪生帮助企业收集与业务相关的数据，并对这些数据实施标准化。数据孪生将企业数据源及其相互关系复制为标准格式，为分析和报告提供一个集中的位置。

NTT Data Services SMART解决方案副总裁Bennett Indart表示，这将有助于提供数据中心在实现可持续发展目标方面取得的进展，以及发现新的机会进行改善。

改善财务决策

NTT公司的Berti表示，NTT已经开始把财务数据整合到他们的数字孪生中，这有助于NTT在计划过程中使用实时数据和高级分析功能来审查材料和人工成本。

此外，这还有助于确定调整制造价值链从财务方面看是否合理，以及预期结果是否会降低数据中心的运营成本。

评估数据中心迁移带来的影响

埃森哲与卡内基梅隆大学合作开发了一个名为myNav Green Cloud Advisor的数字孪生模型，该模型让企业可以衡量数据中心和云提供商之间迁移的可持续性影响。

埃森哲的Tung表示，该项目最开始是一个数字孪生，以当前数据中心的能源消耗、计算要求和可持续发展目标为基准，让企业可以规划和对比各种云解决方案，包括碳排放目标、位置、能源和向清洁能源过渡的准备情况。

了解实质性的影响

Kirsch说，在建设完成之前，通常很难知道数据中心内的实际材料清单。在数据中心建设期间，团队会遇到各种可能需要偏离最初设计的情况。设计团队可以使用数字孪生规划所有现场条件，并指定所需的材料。

Kirsch说：“通过制定准确的材料清单，数据中心创建者和最终用户可以在施工开始之前就充分地了解需要使用的材料，以及对整体可持续性目标的影响。”

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。

工信部等三部门联合发文：大型和超大型数据中心PUE值不高于1.4

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。

绿色数据中心的解决方案

云计算是利用IT资源整合，通过分布式处理方式向用户提供按需服务的一种新的商业模式，并且云安全、云存储及云软件都是基于这个理念来提供个性化的IT服务。然而云计算服务所涉及的服务器、存储、备份、网络等设备，以及核心的技术虚拟化、自动化都归属数据中心范畴，所以云计算也被视为新一代数据中心的一个延伸方向。如今，在新一代数据中心建设中，包括数据中心选址、建筑物选择和设计、数据中心的平面布局、机房装修、制冷与散热系统、通风系统、电气系统、布线系统、机柜的布局、环境监控系统、运营监控中心、安防系统以及整体气流的组织，微环境控制等一系列的子系统都属于基础设施的建造的范畴，所以新一代数据中心被看作是一个广泛而完整的系统工程。华胜天成面向云计算的绿色机房解决方案华胜天成绿色数据中心解决方案服务项目分为数据中心的规划、咨询、工程设计、工程施工、工程监理、验收检测、问题诊断等。在数据中心的设计中，采用计算流体力学的工具对数据中心的气流组织、温度、气压分布进行计算，可以模拟仿真实际投产后的制冷效果，预测、发现问题。思科数据中心解决方案思科数据中心3.0核心是整合、虚拟化和自动化，通过使用现有的基础设施和集成新兴技术、平台，来满足业务需求。能够降低总拥有成本(TCO;提高资产利用率，降低电源和冷却需求，并提高运营效率)，通过一系列已定义的重叠阶段，提供数据中心基础设施的发展计划。尽管各阶段目标十分明确，但企业实施各阶段的速度却是根据企业具体的业务需求而定。惠普绿色数据中心改造解决方案该解决方案采用惠普能量智控技术（Thermal Logic）和惠普实验室前沿研究成果，提供评估和站点规划服务，使企业数据中心更高效的规划和利用现有资源，实现数据中心的能耗降低至少10%～25%，帮助企业促进能源节约，确保IT系统稳定运行。