數據中心如何引領能源轉型?
發布者:lzx | 來源:能源評論 | 0評論 | 3885查看 | 2020-08-06 17:48:18    

近年來,互聯網技術不斷升級換代,信息化進程持續加快,極大地推動了數據中心規模、數量以及電力需求量的迅猛增長。


規模與能耗雙增長


2019年中國網民數量已超過9億,云計算、大數據、人工智能、5G等新興技術領域發展迅猛,數據存儲與計算量正呈數倍增長之勢。作為數據載體的數據中心與日俱增,建設體量和建設規模不斷擴大,數據中心已成為現代社會不可或缺的重要基礎設施。


據估算,截至2018年年底,我國數據中心總量已超過40萬個,大型及以上數據中心的總機架數達204萬個。預計2020年和2025年,大型及以上數據中心機架數量將分別達到498萬和802萬個。廣東、上海、北京、浙江等經濟較為發達的區域大型及以上數據中心總機架數占比較大。由于政策和可再生資源優勢等因素,內蒙古、貴州等區域綠色數據中心數量有所增加。


然而,數據中心作為集中儲存和處理數據的設施,需依托服務器全年不間斷運行以向互聯網用戶提供服務,同時需要空調等輔助制冷設備維持其可靠運行,因此電能消耗量巨大。


據了解,數據中心的電能消耗主要包括IT設備、制冷系統、供配電系統、照明系統及其他設施(包括安防設備、滅火、防水、傳感器以及相關數據中心建筑的管理系統等)。其中,IT設備與制冷系統均占數據中心總能耗的40%左右。


隨著數據中心的大量建設,數據中心電力需求迅猛增長。據估算,2018年我國數據中心用電總量為1609億千瓦時,占全社會總用電量的2.35%。預計2020年我國數據中心用電總量將達2023億千瓦時,占全社會用電總量的2.7%;2030年將突破4000億千瓦時,占全社會用電總量的3.7%。


今年以來,突如其來的新冠肺炎疫情,使線上服務、線上教育、線上辦公等業務需求驟增。數字技術、數字產業和數字服務在經濟社會運行中的重要作用更加突出。目前,數據中心建設是已經啟動的大規?!靶禄ā庇媱澋闹匾獌热???梢灶A見,數據中心的數量將遠超原有的預測水平,其電力需求將爆發性增長。


主動轉型,迫在眉睫


為應對日益嚴峻的氣候變化和環境問題,減少二氧化碳排放已成為全社會的共識。2016年11月4日正式生效的《巴黎協定》為2020年后全球應對氣候變化行動做出了安排,核心內容包括:一是將全球平均氣溫升幅控制在工業化前水平2℃之內,并為升溫控制在1.5℃之內而努力;二是盡快實現溫室氣體排放達峰;三是加強氣候行動國際合作,實現全球應對氣候變化長期目標。聯合國政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental Panelon Climate Change,IPCC)在2018年10月8日發布的一份報告中說,能否實現2015年《巴黎協定》所設較為嚴格的“1.5℃”控溫目標,對今后數十年地球生態系統和人類而言“生死攸關”。


能源轉型是指能源生產和消費結構的變化,即能源結構中占主導地位的能源(主體能源)的變化。在這個意義上,迄今人類社會已完成了兩次能源轉型:第一次轉型是煤炭取代薪柴成為主體能源,人類由此進入“煤炭時代”;第二次轉型是石油取代煤炭成為主體能源,人類由此進入“石油時代”。目前,人類正在經歷從“石油時代”向“低碳時代”的第三次能源轉型。


放眼國際,2011年以來,國際互聯網行業通過投資建設可再生能源發電站、從可再生能源發電企業直接購電等方式,正逐步向“100%可再生能源(使用)目標”邁進。2018年,谷歌和蘋果分別購買或生產了100億千瓦時和13億千瓦時的可再生能源電力,足以滿足其數據中心的能源消耗;在Equinix(全球領先的數據運營商)消耗的52億千瓦時的電力中,92%為可再生能源電力;在Facebook數據中心消耗的32億千瓦時的電力中,75%為可再生能源電力;亞馬遜和微軟約半數數據中心的電力來自可再生能源。


聚焦國內,我國能源轉型的目標是構建綠色低碳、安全高效的能源體系。能源轉型的核心內容是在優化利用存量化石能源項目、確保實現能源供應安全的前提下,通過政策激勵,使清潔低碳能源成為我國能源供應增量的主要來源。通過逐步替代,最終實現能源供應主體由高碳化石能源向低碳清潔能源的根本轉變。


大數據中心企業應主動參與、甚至引領本行業的能源轉型潮流,這樣不僅可以降低企業用能成本,還可以提升企業的社會責任和品牌形象,進而提升企業價值。有關部門應為數據中心企業的能源轉型創造良好的政策環境,使數據中心這一耗能大戶轉變為能源轉型的引領者。


高能耗,怎么破?


數據中心的能耗(功率)與服務器所承受的訪問量、計算量以及電能使用效率(PUE,Powersage Effectiveness)密切相關。同一天的不同時段,隨著訪問量和計算量的升高,數據中心負載率也會升高,導致單位時間內服務器功率上升,能耗量由此增加。


PUE是國際上通行的衡量數據中心電源使用效率的指標,是數據中心總電量除以用于運行數據中心中計算機基礎設施所用電量的商數。目前我國數據中心企業主要通過改造供電、冷卻、管理系統等方式對能耗進行優化,以降低PUE值,減少相關開支。降低制冷系統的能耗是數據中心節能、提高能源效率的重點環節。但是,PUE只能在一定程度上反映數據中心的電能使用情況,無法反映數據中心使用化石能源引起的大氣污染和碳排放問題。


盡管近些年我國數據中心行業的PUE值不斷降低,但是,由于可再生清潔電力使用率偏低,數據中心在電力使用過程中過度依賴化石能源,造成了大量污染物排放和環境污染。


由于我國分布式能源、微電網、局域電網接入大電網還存在諸多困難,加之我國電力市場建設滯后以及“綠色電力”交易剛剛起步,數據中心缺乏采購可再生能源的制度安排和商業渠道,因此,國際機構在估計我國數據中心的污染物排放時,往往認定其主要使用了燃煤火電。據此測算,2018年我國數據中心火電使用量約為1171.81億千瓦時,帶來了4687噸煙塵,23436噸二氧化硫,22264噸氮氧化物以及9855萬噸二氧化碳等污染物排放。


“十一五”以來,我國實施了能源消費強度和消費總量“雙控”行動。為落實“雙控”指標要求,各省級政府出臺了能源“雙控”實施方案。這意味著節能減排和能效管理不僅是企業內部經濟成本收益問題,而且是滿足政府對企業的強制性要求問題。換言之,節能減排和能效管理不是企業愿意不愿意做的問題,而是企業必須做的問題。


目前,我國互聯網技術已處于世界領先地位,但是該行業尚未形成大規模利用可再生能源電力的趨勢。2018年我國數據中心行業用電總量中,可再生能源電力占比為23%,低于全社會26.5%可再生能源用電比重。中國數據中心行業應當跨越“PUE時代”,改變目前的用能方式,將使用清潔可再生能源電力作為應對能耗挑戰的重要解決方案,加快清潔低碳用電步伐,成為能源轉型的典范。以下三點建議值得參考:


第一,擴大可再生能源市場化交易的試點地區及參與企業。目前可再生能源市場化交易試點地區及參與試點的企業用戶類型比較有限。建議在2019年6月發改委《關于全面放開經營性電力用戶發用電計劃的通知》的基礎上,參照《京津冀綠色電力市場化交易規則》,擴大可再生能源市場化交易機制試點地區,讓更多類型、不同規模的企業用戶有機會參與可再生能源采購。


第二,完善新建數據中心審批政策。近年來,部分東部發達地區對數據中心制定了新的準建政策,以控制數據中心過快增長。北京、上海、廣東等數據中心集中地區對新建數據中心的PUE作出了限制。例如,北京要求新建數據中心的PUE不得超過1.4。建議將新建數據中心的審批與數據中心可再生能源使用情況掛鉤,將可再生能源使用作為加快審批的加分項,以推動數據中心更多地使用可再生能源。


第三,引導新增數據中心在可再生能源富裕的中西部地區選址。將可再生能源在當地電網的消納水平列為在當地布局數據中心的導向因素之一,有針對性地引導部分數據中心向可再生能源資源富余的中西部地區遷移。

最新評論
0人參與
馬上參與
刷视频刷文章能赚钱的软件 江苏体彩7位数机选 最好的股票配资平台排名 成都股票配资公司 欢乐彩票是骗局吗 私募分级基金配资 十一选五任七万能码 湖北楚天风彩30选5开奖 广东11选五什么时候开盘 群英会彩票怎么选号 股票分析师工资