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高热的数据中心咋降温?

我国数据中心年耗电已达1000亿度,政策引导要建绿色数据中心

2019年02月19日作者:徐卫星来源:中国环境报

  中国环境报记者 徐卫星 着信息技术的进步,网络数据通信量也急速增长。特别在可期的5G时代下,数据将呈几何倍率增长,作为载体的数据中心将迎来更猛烈的发展潮流。

  近日,工信部、国家机关事务管理局、国家能源局联合出台《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》(以下简称《意见》),为当前过热的数据中心建设“降温”。其中明确,到2022年,数据中心平均能耗基本达到国际先进水平,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。

  或成最大碳排放源头?

  平均消耗的功率是大型商业写字楼的100倍以上,数据中心的能源低效问题不容忽视

  据一份调查报告表明,没有采用可再生能源的数据中心在未来几年内可能成为最大的碳排放源头。目前人们对计算能力和服务的旺盛需求,需要更多的电力来维持数据中心的运营。

  2017年,全球各地约有800万个数据中心(从小型服务器机柜到大型数据中心)正在处理数据负载。这些数据中心消耗了416.2太瓦时(1太瓦时约为10亿千瓦时)的电力。这相当于全球总用电量的2%,预计到2020年这一数据将高达全球用电量的5%。

  据《中国数据中心能耗现状白皮书》显示,目前我国中小型数据中心数量已超40万,年耗电达1000亿度,平均每个数据中心1年耗电就25万度。

  “数据中心平均消耗的功率是大型商业写字楼的100倍以上。而为服务器供电和冷却所需的电能占到数据中心总运营成本的40%,因此,数据中心的能源低效问题不容忽视。”有业内人士透露,我国数据中心近年来快速增长,但是普遍能耗较高,年耗电量超过全社会用电量的1.5%,大多数数据中心的PUE(电能使用效率值)指数大于2.2,与国际先进水平相比有较大差距。

  《意见》明确提出,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(PUE)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。

  绿色数据中心成发展必然

  政策收紧,各地鼓励绿色数据中心建设,引导节能降耗

  较之前各地盲目鼓励建设数据中心不同,如今,一些地方对数据中心建设在政策上趋向收紧。

  以北京为例,2018年9月开始,要求全市层面禁止新建和扩建互联网数据服务、信息处理和存储支持服务中的数据中心(PUE值在1.4以下的云计算数据中心除外),中心城区全面禁止新建和扩建数据中心。

  业内普遍认为,在全国各地加快数据中心建设布局的背景下,北京政策收紧是为了鼓励、推动绿色数据中心的推广、建设。

  浙江省在全国率先出台绿色数据中心建设指导意见。2017年3月,浙江印发《浙江省数据中心“十三五”发展规划》,提出到2020年,全省基本形成数据中心有序化、规模化、集约化、绿色化、云计算化的发展格局,数据中心生产率(DCP)水平全国领先,新建数据中心PUE值低于1.5,改造后的数据中心PUE值低于2.0,绿色数据中心和云计算数据中心比例均超过40%。数据中心年增长率控制在30%以下,到“十三五”末期,数据中心机架数不超过25万个。

  此外,部分省市也通过政策、节能规划引导数据中心降能耗,促进数据中心绿色发展。《上海市节能和应对气候变化“十三五”规划》指出,要严格控制新建数据中心,确有必要建设的,必须确保绿色节能。在此基础上,上海市还从多个方面对能源管理和节能减排的重点工作予以推进。广东省则利用碳排放配额管理、能源消费指标等多种手段降低数据中心能耗水平。

  降能耗各显神通

  数据中心耗能大,建设趋势为选择低温地区、看重气候条件

  据了解,数据中心的能耗主要来源于IT 设备、照明系统、空调系统、供配电系统等。其中IT设备的能耗约占总功耗的约45%,空调制冷系统占40%,供电系统10%,照明系统5%左右。

  因此,国际上的趋势是,越来越多的数据中心选择温度低的地区,对于拥有海量服务器的数据中心而言,这意味着节省巨大的成本开支。比如,2013年微软启动了名为“纳提克”的海底数据中心研究计划。2015年,在加利福尼亚海岸约30英尺深的海底建设数据中心。而美国国家科学基金会的南极数据中心和Facebook将数据中心设立于北极圈以南100公里的瑞典吕勒奥镇。

  虽然将数据中心向极地迁移是节省能耗的有效措施,但是对于绝大多数的企业数据中心而言,这显然很难实现。除了选址自然条件较好的地区以外,因地制宜也是不错的选择。

  例如,阿里巴巴建设的阿里云千岛湖数据中心利用了千岛湖深层湖水制冷,并通过定制硬件,设计年平均PUE低于1.3,最低时PUE1.17,比普通数据中心全年节电约数千万度,减少了碳排放量1万多吨标煤,也是目前国内亚热带最节能的数据中心之一。

  美国苹果公司在我国建设的第二个数据中心选址在了内蒙古乌兰察布,看重的也是这里良好的气候条件。内蒙古年平均气温为0~8摄氏度,1年有6个月能够自然进行数据中心设备冷却。这一数据中心预计2020年建成投产,届时将100%使用可再生能源。

  此外,在我国,受北上广等一线城市政策的限制,数据中心建设需求正向周边地区外溢。而受电费、温度等成本因素的考量,我国数据中心产业开始明显呈现出规模化、集中化、绿色化、布局合理化的趋势,形成了如贵州贵安基地、河北张北基地、廊坊基地、内蒙基地等数据中心的产业集聚区。


编辑:赵晓宇