數(shù)字技術(shù)是助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要一環(huán)，但數(shù)字化轉(zhuǎn)型也加速了信息通訊產(chǎn)業(yè)的能源需求和碳排放增長(zhǎng)。日前，一項(xiàng)超級(jí)工程的落地實(shí)施，給被稱為算力基礎(chǔ)設(shè)施中的“電老虎”——互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）的綠色化低碳化轉(zhuǎn)型按上加速鍵。

近日，國(guó)家發(fā)展改革委等部門聯(lián)合印發(fā)《全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實(shí)施方案》（下稱“‘東數(shù)西算’方案”），同意在京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝、內(nèi)蒙古、貴州、甘肅、寧夏等8地啟動(dòng)建設(shè)國(guó)家算力樞紐節(jié)點(diǎn)，并規(guī)劃了10個(gè)國(guó)家數(shù)據(jù)中心集群。

其中，節(jié)能減耗成為“東數(shù)西算”工程中的關(guān)鍵詞。上述文件對(duì)國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)提出的9項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)中，有3項(xiàng)涉及能耗管控，包括以數(shù)據(jù)中心集群布局等為抓手，加強(qiáng)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)，強(qiáng)化節(jié)能降耗要求；加強(qiáng)能源供給保障，推動(dòng)數(shù)據(jù)中心充分利用可再生能源；強(qiáng)化能耗監(jiān)測(cè)管理，建立健全數(shù)據(jù)中心能耗監(jiān)測(cè)機(jī)制和技術(shù)體系。

中國(guó)信通院云計(jì)算與大數(shù)據(jù)研究所副所長(zhǎng)李潔在接受第一財(cái)經(jīng)采訪時(shí)稱，“東數(shù)西算”工程的開(kāi)啟將有效降低企業(yè)電力運(yùn)營(yíng)成本，并預(yù)計(jì)帶動(dòng)每年社會(huì)投資超過(guò)4000億元。其中，隨著數(shù)據(jù)中心擴(kuò)建、擴(kuò)容加快，疊加行業(yè)節(jié)能減碳需求，綠色數(shù)據(jù)中心的上下游產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)發(fā)展機(jī)遇期。

算力西移

“東數(shù)西算”工程已批復(fù)的8個(gè)國(guó)家算力樞紐節(jié)點(diǎn)，可根據(jù)定位分為兩大類。其中，貴州、內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏屬于一類，均分布在可再生能源豐富、氣候適宜、數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展?jié)摿^大的西部地區(qū)。

根據(jù)總體規(guī)劃，西部地區(qū)的這四個(gè)節(jié)點(diǎn)的發(fā)展重點(diǎn)在于提升算力服務(wù)品質(zhì)和利用效率，充分發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì)，夯實(shí)網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)保障，積極承接全國(guó)范圍需后臺(tái)加工、離線分析、存儲(chǔ)備份等非實(shí)時(shí)算力需求，打造面向全國(guó)的非實(shí)時(shí)性算力保障基地。

算力西移的背后，是2020年以來(lái)，“新基建”的不斷升溫，以及“雙碳”目標(biāo)下，對(duì)數(shù)據(jù)中心低碳發(fā)展提出的更高要求。

根據(jù)信通院測(cè)算，在數(shù)據(jù)資源存儲(chǔ)、計(jì)算和應(yīng)用需求不斷提升的帶動(dòng)下，國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心的規(guī)模保持高速增長(zhǎng)，近5年，國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心機(jī)架年均增速超過(guò)30%，其中，北廣深三地?cái)?shù)據(jù)中心約占全國(guó)份額的26％。從用電量來(lái)看，2020年，國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心的用電量約占全社會(huì)用電量1％。

另有報(bào)告顯示，從全球范圍來(lái)看，截至2020年底，中國(guó)大型數(shù)據(jù)中心規(guī)模雖以10％的占比位居世界第二，但遠(yuǎn)低于美國(guó)（占比達(dá)40％），國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心總體上仍處于大型數(shù)據(jù)中心占比低、建設(shè)布局不集中、部分?jǐn)?shù)據(jù)中心在建成運(yùn)行多年后機(jī)柜上架率仍未超過(guò) 40%的粗放建設(shè)階段。

上述背景下，近年來(lái)，北京、上海、廣州等東部多地紛紛加碼數(shù)據(jù)中心高能耗管控。與此同時(shí)，伴隨土地、電價(jià)、水資源成本不斷攀升，企業(yè)在東部地區(qū)大范圍布局?jǐn)?shù)據(jù)中心的思路也難以為繼。故此，優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的資源配置成為企業(yè)降低成本和政府能耗管控的共通之選。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，早在“東數(shù)西算”工程開(kāi)啟之前，華為、騰訊、阿里、字節(jié)、UCloud優(yōu)刻等多家國(guó)內(nèi)主要云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)廠商已相繼在西部國(guó)家算力樞紐節(jié)點(diǎn)區(qū)域加大綠色數(shù)據(jù)中心的布局。

李潔稱，數(shù)據(jù)中心是重資源稟賦、重資產(chǎn)投入的行業(yè)。從短期來(lái)看，數(shù)據(jù)中心放置于西部地區(qū)需要考慮雨雪、凍土等因素，前期數(shù)據(jù)中心建設(shè)成本可能相對(duì)較高。但從長(zhǎng)期角度來(lái)看，由于數(shù)據(jù)中心70%的運(yùn)營(yíng)成本來(lái)自于電力，而西部地區(qū)擁有大量的水電資源和可再生資源，電力成本較低，帶來(lái)的長(zhǎng)遠(yuǎn)效益要遠(yuǎn)大于短期建設(shè)成本。

清華大學(xué)工程熱物理研究所教授李震多年從事數(shù)據(jù)中心冷卻等方向的研究工作。他進(jìn)一步對(duì)第一財(cái)經(jīng)表示，除了電力成本較低以外，西部地區(qū)和東北地區(qū)相對(duì)干冷的氣候條件也有利于當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)中心使用自然冷源來(lái)降低能源消耗。

而對(duì)于在幅員遼闊的西部地區(qū)，“東數(shù)西算”工程將國(guó)家算力樞紐節(jié)點(diǎn)選在黔、甘、寧和內(nèi)蒙古四處的原因，李震稱，西部四個(gè)樞紐節(jié)點(diǎn)均有一定的數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，并存在閑置率較高的問(wèn)題，通過(guò)盤(pán)活當(dāng)?shù)卮媪繑?shù)據(jù)中心資產(chǎn)，將其納入全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心體系，與數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)集約化、規(guī)?；l(fā)展目標(biāo)相契合。

貴州數(shù)據(jù)寶網(wǎng)絡(luò)科技有限公司產(chǎn)品研究院院長(zhǎng)李可順則認(rèn)為，即便在上述四個(gè)樞紐節(jié)點(diǎn)，符合氣候、地質(zhì)及能源三者的“黃金地段”仍有限。

“誰(shuí)先布局，誰(shuí)先占坑，投入產(chǎn)出肯定是優(yōu)于其他地域的。”李可順告訴第一財(cái)經(jīng)，由于在“黃金地段”布局的數(shù)據(jù)中心年均能耗普遍低于其他區(qū)域，從企業(yè)長(zhǎng)期投資周期來(lái)看，成本優(yōu)勢(shì)會(huì)更大。

PUE如何降

在去年10月底國(guó)家發(fā)改委等五部門發(fā)布的《關(guān)于嚴(yán)格能效約束推動(dòng)重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能降碳的若干意見(jiàn)》中，首次在國(guó)家層面將數(shù)據(jù)中心與傳統(tǒng)八大“兩高”行業(yè)并列納入重點(diǎn)推進(jìn)節(jié)能降碳領(lǐng)域，并提出了“新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心電能利用效率（PUE）不超過(guò)1.3，到2025年，數(shù)據(jù)中心電能利用效率普遍不超過(guò)1.5”的目標(biāo)要求。

當(dāng)年12月發(fā)布的《貫徹落實(shí)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)要求 推動(dòng)數(shù)據(jù)中心和5G等新型基礎(chǔ)設(shè)施綠色高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案》進(jìn)一步明確，到2025年，國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)的PUE要進(jìn)一步降到1.25以下，綠色低碳等級(jí)達(dá)到4A級(jí)以上。

PUE（Power Usage Effectiveness）是國(guó)際通行的衡量數(shù)據(jù)中心能源效率的重要指標(biāo)，等于數(shù)據(jù)中心總能耗/IT設(shè)備能耗。當(dāng)其數(shù)值越接近1時(shí)，表明非IT設(shè)備耗能越低，即能效水平越好。

“實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的難點(diǎn)在于如何優(yōu)化存量數(shù)據(jù)中心的PUE，目前全國(guó)存量大型以上數(shù)據(jù)中心的平均PUE超過(guò)1.5。”李潔稱。

而對(duì)于新建大型以上數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō)，李可順?lè)Q，在“東數(shù)西算”背景下，當(dāng)數(shù)據(jù)中心選址西部地區(qū)，由于自然條件利好，“PUE不超過(guò)1.3”階段性目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)難度會(huì)大幅降低。“比如寧夏的數(shù)據(jù)中心就曾測(cè)試過(guò)，其PUE可以保持在1.1左右。”

除了選址因素外，通過(guò)技術(shù)手段優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)方式，也能達(dá)到有效降低PUE值的效果。

“東數(shù)西算”方案提出，推動(dòng)數(shù)據(jù)中心采用高密度集成高效電子信息設(shè)備、新型機(jī)房精密空調(diào)、液冷、機(jī)柜模塊化、余熱回收利用等節(jié)能技術(shù)模式。

其中，制冷設(shè)備是數(shù)據(jù)中心的主要能耗來(lái)源，也是節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用重點(diǎn)。為了維持IT設(shè)備的正常運(yùn)行，數(shù)據(jù)中心的制冷系統(tǒng)通常需要全年處于運(yùn)行狀態(tài)。

從全球趨勢(shì)來(lái)看，隨著綠色數(shù)據(jù)中心的技術(shù)迭代，液冷等高效制冷技術(shù)已成為國(guó)內(nèi)外互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心企業(yè)角逐的熱點(diǎn)，也被列入國(guó)內(nèi)多項(xiàng)政府文件的支持計(jì)劃中。據(jù)相關(guān)預(yù)測(cè)，到2026年，全球液冷數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)估值從2018年的14.3億美元增至1205億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)30.45％。

不過(guò)，李震表示，從技術(shù)手段來(lái)看，國(guó)內(nèi)液冷數(shù)據(jù)中心雖有落地應(yīng)用，但距離大規(guī)模商用仍為之尚早。“一方面，由于國(guó)內(nèi)液冷技術(shù)起步晚，冷卻材料仍依賴進(jìn)口，成本較高，國(guó)內(nèi)目前已有單位在國(guó)家的支持下開(kāi)展相關(guān)嘗試，液冷方式中，我國(guó)冷板技術(shù)相對(duì)成熟領(lǐng)先；另一方面，液冷數(shù)據(jù)中心在運(yùn)營(yíng)維護(hù)和安全性上也存在瓶頸。”

機(jī)柜模塊化是節(jié)能的另一有效技術(shù)路徑，由微模塊構(gòu)成的數(shù)據(jù)中心可以減少冗余配置，提高建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)化程度以及運(yùn)營(yíng)的節(jié)能性和穩(wěn)定性。

泰爾認(rèn)證中心有限公司是專業(yè)從事信息通信行業(yè)自愿性產(chǎn)品認(rèn)證的機(jī)構(gòu)。該公司數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人薛剛對(duì)第一財(cái)經(jīng)介紹稱，從過(guò)往典型案例來(lái)看，傳統(tǒng)機(jī)房的PUE水平往往在1.6以上，而微模塊數(shù)據(jù)中心的產(chǎn)品PUE測(cè)試水平普遍可以達(dá)到1.3以下，因此，模塊化的方案一般至少可以提高20%的能效水平。

但這一技術(shù)也存在應(yīng)用阻礙。薛剛表示，由于多數(shù)情況下，數(shù)據(jù)中心的能效水平與可靠性之間互相矛盾，可靠性往往依賴更多的冗余配置，也意味著更大的能耗。因此，目前市場(chǎng)還會(huì)根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景，在保證可靠性的前提下盡量降低PUE，提高能效水平，其需求仍依賴更先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)來(lái)滿足。

IDC企業(yè)綠色角逐加碼

伴隨數(shù)據(jù)中心綠色低碳的發(fā)展路徑逐漸明晰，互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等領(lǐng)域頭部廠商相繼加入了“綠色內(nèi)卷”的行列，通過(guò)加大新建數(shù)據(jù)中心的節(jié)能技術(shù)投入，以降低數(shù)據(jù)中心的PUE值。

比如，在騰訊近日發(fā)布的“碳中和”目標(biāo)及行動(dòng)路線報(bào)告中提到，通過(guò)新一代數(shù)據(jù)中心技術(shù)T-block，實(shí)現(xiàn)PUE不高于1.3，極限PUE降至1.06的目標(biāo)；京東對(duì)其2021年新建的廊坊數(shù)據(jù)中心，提出了全年P(guān)UE低至1.1的目標(biāo)；華為去年9月在貴安新區(qū)投入使用的數(shù)據(jù)中心PUE值則定為1.12。

“但應(yīng)注意的是，對(duì)于政府部門而言，企業(yè)的PUE指標(biāo)如何準(zhǔn)確、真實(shí)地進(jìn)行監(jiān)測(cè)和監(jiān)管，仍是難點(diǎn)。”李震稱，一方面，數(shù)據(jù)中心的內(nèi)部設(shè)備或涉及企業(yè)保密性，不會(huì)予以完全公開(kāi)透明；另一方面，企業(yè)在通過(guò)當(dāng)?shù)啬芎闹笜?biāo)的審批時(shí)，拿出的為設(shè)計(jì)時(shí)的PUE值，該數(shù)值在實(shí)際運(yùn)行中如何達(dá)到，目前還有很多工作要做。

不過(guò)，隨著下游數(shù)據(jù)中心使用方對(duì)于PUE標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升，某大型數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人稱，有利于倒逼上游數(shù)據(jù)中心設(shè)備和軟件的提供方提高綠色化技術(shù)水平，進(jìn)而形成上下游綠色數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)鏈的良性協(xié)同。

李潔也表示，數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)具有產(chǎn)業(yè)鏈條長(zhǎng)、覆蓋門類廣等特點(diǎn)，主要包括產(chǎn)業(yè)上游設(shè)備、設(shè)施和軟件供應(yīng)商、中游IDC建設(shè)者和服務(wù)商以及下游的各行業(yè)應(yīng)用客戶，綠色數(shù)據(jù)中心的發(fā)展對(duì)于上下游產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)效應(yīng)大。

除此之外，第一財(cái)經(jīng)還注意到，提高全生命周期的綠色化、低碳化水平，并積極參與到第三方數(shù)據(jù)中心相關(guān)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的制定和認(rèn)證中，也成為互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等行業(yè)巨頭的角逐焦點(diǎn)。

比如，今年4月1日即將正式實(shí)施的國(guó)內(nèi)首批數(shù)據(jù)中心液冷系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在起草階段，騰訊、華為等企業(yè)均有參與。