中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：我國(guó)數(shù)據(jù)中心集群建設(shè)仍存上架率偏低、算力設(shè)施協(xié)同不足、綠色轉(zhuǎn)型有待提速等短板，有待逐步補(bǔ)齊
甘肅、貴州等多地已明確整合省內(nèi)閑置算力資源，建立統(tǒng)一的算力資源池，面向省外提供算力清單
引入專業(yè)余熱利用服務(wù)公司，政府對(duì)于開展余熱利用的數(shù)據(jù)中心應(yīng)在碳指標(biāo)、金融等方面予以政策鼓勵(lì)，切實(shí)提升余熱利用經(jīng)濟(jì)效益
文 |《瞭望》新聞周刊記者
2021年，國(guó)家發(fā)改委等四部門正式啟動(dòng)全國(guó)一體化算力網(wǎng)絡(luò)國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)建設(shè)，隨后實(shí)施“東數(shù)西算”工程。2022年初，我國(guó)8個(gè)國(guó)家算力樞紐節(jié)點(diǎn)全部獲批，并規(guī)劃設(shè)立10個(gè)國(guó)家數(shù)據(jù)中心集群。在此背景下，各數(shù)據(jù)中心集群加快建設(shè)，加速形成集聚效應(yīng)，在產(chǎn)業(yè)融合、算力經(jīng)濟(jì)等助推下，“東數(shù)西算”初見成效。
與此同時(shí)，我國(guó)數(shù)據(jù)中心集群建設(shè)仍存上架率偏低、算力設(shè)施協(xié)同不足、綠色轉(zhuǎn)型有待提速等短板，有待逐步補(bǔ)齊。
解決上架率偏低問題避免資源閑置
在2021年全球算力分布中，中國(guó)位列第二。當(dāng)前我國(guó)數(shù)據(jù)中心建設(shè)規(guī)模大、增速快，但重建輕用仍然存在。數(shù)據(jù)顯示，截至2021年底，我國(guó)在用數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模達(dá)到520萬架，近5年年均復(fù)合增速超30%，但整體上架率僅在50%左右，其中西北和西南地區(qū)為34%和41%。
“‘東數(shù)西算’戰(zhàn)略提出后，各數(shù)據(jù)中心集群建設(shè)目標(biāo)數(shù)量很大，有可能超過未來需求?！睆V東省網(wǎng)絡(luò)文化協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)藍(lán)云說，少數(shù)地方出現(xiàn)了爭(zhēng)指標(biāo)、賣地皮、掙快錢現(xiàn)象，數(shù)據(jù)中心存在空置，還未真正利用起來。
而數(shù)據(jù)中心上架率偏低的原因主要是建設(shè)定位不明確、產(chǎn)業(yè)生態(tài)不完善。貴陽市大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)有限公司副總經(jīng)理范靈俊說，部分?jǐn)?shù)據(jù)中心試圖通過擴(kuò)大規(guī)模來增強(qiáng)自身優(yōu)勢(shì)，機(jī)柜資源與客戶資源、銷售模式不匹配，大幅拉高了數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)的平均空置率。
中國(guó)工程院院士鄔賀銓表示，過去西部一些地方發(fā)展數(shù)據(jù)中心多是“數(shù)字房地產(chǎn)”的模式，以出租數(shù)字空間為主，增值服務(wù)較少。這導(dǎo)致數(shù)據(jù)要素發(fā)展?jié)摿ξ吹玫匠浞轴尫?，產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用和市場(chǎng)兩頭在外，數(shù)據(jù)采集、清洗、挖掘等服務(wù)環(huán)節(jié)發(fā)展不足，數(shù)據(jù)中心使用價(jià)值難以充分體現(xiàn)。
有的數(shù)據(jù)中心配套產(chǎn)業(yè)和設(shè)施未能同步匹配，靠數(shù)據(jù)中心“單打獨(dú)斗”只能承接低層次存儲(chǔ)和管理業(yè)務(wù)。華南師范大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院教授趙淦森表示，數(shù)據(jù)中心集群的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵是“兩端帶動(dòng)”，需要上游端運(yùn)營(yíng)商的數(shù)據(jù)中心和下游端數(shù)據(jù)服務(wù)產(chǎn)業(yè)共同作用。目前一些地方政府批完土地和能耗指標(biāo)后，沒有積極承擔(dān)配套服務(wù)引流和建設(shè)工作，因此企業(yè)在投資使用方面不免存在疑慮。
提高數(shù)據(jù)中心上架率、資源使用效率，需要加強(qiáng)系統(tǒng)規(guī)劃和整體布局，平衡投資與資源利用。在國(guó)家算力樞紐節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)中心集群等戰(zhàn)略基礎(chǔ)上，持續(xù)強(qiáng)化政策引導(dǎo)和要素保障，形成更加完善的數(shù)據(jù)中心布局體系，穩(wěn)固市場(chǎng)投資意愿。
對(duì)于尚未納入國(guó)家戰(zhàn)略部署的地區(qū)，可引導(dǎo)發(fā)掘自身優(yōu)勢(shì)，完善數(shù)據(jù)中心周邊建設(shè)，提升數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)能力。同時(shí)，遵循國(guó)家戰(zhàn)略規(guī)定的政策原則，減少盲目上馬、跑馬圈地等現(xiàn)象，避免數(shù)據(jù)中心資源浪費(fèi)。
加強(qiáng)協(xié)同防止“忙閑不均”
“東數(shù)西算”工程全面啟動(dòng)后，各算力樞紐節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)中心集群加大了投資建設(shè)力度，但各節(jié)點(diǎn)、集群之間統(tǒng)籌力度有待增強(qiáng)。目前因缺少任務(wù)協(xié)同和資源共享機(jī)制，算力設(shè)施“忙閑不均”，構(gòu)建全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系尚需努力。
當(dāng)前數(shù)據(jù)中心呈蓬勃發(fā)展態(tài)勢(shì)，這些建設(shè)方多元、系統(tǒng)異構(gòu)的算力設(shè)施如何互聯(lián)互通、資源共享引起行業(yè)擔(dān)憂?！昂芏嗥髽I(yè)自己建有數(shù)據(jù)中心，大多獨(dú)立運(yùn)營(yíng)，技術(shù)發(fā)展與規(guī)劃路線自成一派，尤其在自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)和資源共享機(jī)制方面兼容性較差，很難實(shí)現(xiàn)協(xié)同。”貴州、青海等地的部分電信運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)人如此說。
數(shù)據(jù)中心無法聯(lián)動(dòng)帶來算力資源的低效配置，制約“東數(shù)西算”成效發(fā)揮。北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院副教授欒鐘治說，各算力中心單打獨(dú)斗分散運(yùn)營(yíng)，需投入人力物力自行發(fā)展用戶，容易出現(xiàn)算力中心間的負(fù)載不均衡，導(dǎo)致算力碎片化和算力資源浪費(fèi)；而在用戶側(cè)，由于各算力平臺(tái)的硬件配置、軟件資源等存在差異，也給用戶帶來諸多不便。
算力設(shè)施協(xié)同不足是技術(shù)瓶頸、成本顧慮、安全風(fēng)險(xiǎn)等諸多因素共同作用的結(jié)果。多樣化數(shù)據(jù)中心和異構(gòu)化體系結(jié)構(gòu)要打通，對(duì)軟硬件的兼容性帶來極大考驗(yàn)。中國(guó)信息通信研究院云計(jì)算與大數(shù)據(jù)研究所副所長(zhǎng)李潔等認(rèn)為，當(dāng)前，計(jì)算產(chǎn)業(yè)和網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)相對(duì)獨(dú)立，存在標(biāo)準(zhǔn)缺失、數(shù)據(jù)共享不夠、資源接口不統(tǒng)一等壁壘，未來仍需大量的標(biāo)準(zhǔn)化工作和技術(shù)研究工作。
“東數(shù)西算”已為數(shù)據(jù)中心協(xié)同化、一體化指明了方向，而這需從調(diào)度機(jī)制上重點(diǎn)發(fā)力，提升算力資源利用效率和服務(wù)水平。多名干部、企業(yè)負(fù)責(zé)人呼吁從國(guó)家層面加強(qiáng)統(tǒng)籌力度，引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心建設(shè)向已明確的樞紐、集群集中，并給予配套政策支持。鼓勵(lì)各地整合好區(qū)域算力，如甘肅、貴州等多地已明確整合省內(nèi)閑置算力資源，建立統(tǒng)一的算力資源池，面向省外提供算力清單。
助力節(jié)能促進(jìn)綠色低碳轉(zhuǎn)型
數(shù)據(jù)中心作為耗電大戶，電力成本占其運(yùn)營(yíng)成本的60%左右。近年來，我國(guó)數(shù)據(jù)中心建設(shè)持續(xù)提速，用電量不斷攀升。據(jù)預(yù)測(cè)，2022年耗電量將達(dá)2700億千瓦時(shí)，超過2座三峽電站年發(fā)電量，且相當(dāng)比重是煤電。
在“雙碳”戰(zhàn)略背景下，加快推進(jìn)數(shù)據(jù)中心節(jié)能降碳勢(shì)在必行?！翱刂茢?shù)據(jù)中心的能耗不僅關(guān)乎計(jì)算服務(wù)的成本，而且關(guān)乎國(guó)家碳排放的核心發(fā)展要求?！编w賀銓說。
當(dāng)前，液冷等一批前沿技術(shù)正加快應(yīng)用，助力數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗。如阿里云首創(chuàng)基礎(chǔ)設(shè)施和IT設(shè)備融合一體化浸沒液冷數(shù)據(jù)中心，將所有IT設(shè)備浸入專利的冷卻液中，PUE達(dá)到極低的1.07。一些地區(qū)加快引入可再生能源，助力數(shù)據(jù)中心綠色轉(zhuǎn)型。寧夏目前新能源裝機(jī)突破3000萬千瓦，新能源裝機(jī)占比突破50%。憑借綠電優(yōu)勢(shì)，預(yù)計(jì)到2025年寧夏中衛(wèi)綠色數(shù)據(jù)中心集群PUE平均值不高于1.2，可再生能源利用率達(dá)到65%。
部分?jǐn)?shù)據(jù)中心因改造成本較高、可再生能源使用不足等原因影響其綠色轉(zhuǎn)型的積極性。部分?jǐn)?shù)據(jù)中心由于建成較早，存在能源資源利用效率低，少數(shù)機(jī)房規(guī)模小、負(fù)荷低等問題。有數(shù)據(jù)顯示，隨著節(jié)能降耗技術(shù)邊際效應(yīng)降低，數(shù)據(jù)中心PUE每降低0.1所需數(shù)據(jù)中心設(shè)備成本增長(zhǎng)近30%，綠色轉(zhuǎn)型所需的設(shè)備資金投入壓力也較大。
業(yè)內(nèi)認(rèn)為，PUE值低并不代表碳排放低，數(shù)據(jù)中心綠色轉(zhuǎn)型還需著重提升可再生資源的使用比例。受多重因素影響，當(dāng)前全國(guó)一些數(shù)據(jù)中心并未能配備可再生能源，使用或占比不高。此外，部分地區(qū)對(duì)數(shù)據(jù)中心使用綠電并無細(xì)化配套政策，由此數(shù)據(jù)中心購(gòu)買、使用綠電的積極性也不高。
未來，技術(shù)和能源利用模式革新仍是數(shù)據(jù)中心綠色轉(zhuǎn)型的主要路徑。趙淦森表示，在關(guān)注數(shù)據(jù)中心PUE值的同時(shí)，還需努力降低IT設(shè)備能耗，宜提高芯片研發(fā)技術(shù)與生產(chǎn)工藝?！霸叫≡胶玫男酒陌l(fā)熱越低，換一代芯片能耗就完全不一樣。”
為更好發(fā)揮西部地區(qū)清潔能源的優(yōu)勢(shì)，范靈俊說，數(shù)據(jù)中心建設(shè)應(yīng)跟著能源走，支持?jǐn)?shù)據(jù)中心采用大用戶直供、拉專線等方式提升清潔能源電力消費(fèi)。業(yè)內(nèi)認(rèn)為，應(yīng)充分利用數(shù)據(jù)中心園區(qū)屋頂?shù)扔玫刭Y源，建設(shè)分布式可再生能源發(fā)電設(shè)施，并配置一定比例的儲(chǔ)能系統(tǒng)，促進(jìn)數(shù)據(jù)中心集群可再生能源利用率顯著提升。
開辟新應(yīng)用場(chǎng)景促余熱“變廢為寶”
數(shù)據(jù)中心是耗能大戶，中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院數(shù)據(jù)顯示，2021年全國(guó)數(shù)據(jù)中心能源消耗達(dá)到2166億千瓦時(shí)，較2020年增加44%，占全社會(huì)用電量的2.6%左右。
在消耗巨量電力的同時(shí)，其IT設(shè)備在運(yùn)行過程中產(chǎn)生大量余熱。中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院智能工程中心副總工程師勞逸民表示，以我國(guó)數(shù)據(jù)中心耗電量1600億千瓦時(shí)測(cè)算，其中可有效利用178.76億千瓦時(shí)電力消耗產(chǎn)生的余熱，如果這些余熱被完全利用，相當(dāng)于滿足北京市2.5億多平方米的采暖用熱。
目前，各地?cái)?shù)據(jù)中心在積極探索余熱利用，如中國(guó)移動(dòng)哈爾濱數(shù)據(jù)中心采用高溫水源熱泵，利用熱回收技術(shù)將園區(qū)機(jī)房?jī)?nèi)IT設(shè)備產(chǎn)生的余熱重復(fù)利用，作為辦公采暖和辦公用熱水熱源。目前，數(shù)據(jù)中心一期IT設(shè)備提供余熱利用量為1.03萬千瓦，可供冬季采暖面積8.7萬多平方米，每年節(jié)約電量153萬千瓦時(shí)。
目前，國(guó)內(nèi)不少數(shù)據(jù)中心結(jié)合自身實(shí)際探索余熱利用新路徑，但成功案例較少，技術(shù)尚不成熟、缺乏應(yīng)用場(chǎng)景、經(jīng)濟(jì)效益弱等是主因。中國(guó)聯(lián)通哈爾濱云數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)人陳梁說，數(shù)據(jù)中心利用自然冷源降溫，存在溫度不高、不易收集等難點(diǎn)，長(zhǎng)距離傳輸還會(huì)導(dǎo)致溫度衰減，目前缺少成熟的余熱利用技術(shù)。
數(shù)據(jù)中心余熱回收理想化的場(chǎng)景主要為生活供熱，因部分?jǐn)?shù)據(jù)中心遠(yuǎn)離居民聚居區(qū)、缺乏前期規(guī)劃等，余熱缺少應(yīng)用場(chǎng)景。寧夏譽(yù)成云創(chuàng)數(shù)據(jù)投資有限公司運(yùn)營(yíng)的數(shù)據(jù)中心余熱均被直排。公司業(yè)務(wù)部經(jīng)理李志剛表示，中衛(wèi)市人口密度低、數(shù)據(jù)中心遠(yuǎn)離市區(qū)，余熱給誰用是個(gè)大問題。
數(shù)據(jù)中心余熱利用最終要算“經(jīng)濟(jì)賬”?，F(xiàn)階段我國(guó)數(shù)據(jù)中心余熱回收利用基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)一次性投資成本高、回收周期長(zhǎng)，影響數(shù)據(jù)中心余熱利用積極性。
要將數(shù)據(jù)中心余熱“變廢為寶”，需通過探索完善余熱利用技術(shù)、增加余熱利用新場(chǎng)景等方式，不斷提升余熱利用經(jīng)濟(jì)效益。
寧夏西部云基地發(fā)展有限公司總經(jīng)理莊寧等人表示，應(yīng)以建設(shè)10個(gè)國(guó)家數(shù)據(jù)中心集群為契機(jī)，加速數(shù)據(jù)中心集聚，為余熱利用創(chuàng)造便利條件。并在規(guī)劃階段將數(shù)據(jù)中心與用熱單位統(tǒng)籌布局，政府也應(yīng)加大相關(guān)投入并出臺(tái)鼓勵(lì)政策，調(diào)動(dòng)數(shù)據(jù)中心余熱利用的積極性。
余熱利用的關(guān)鍵在于有開發(fā)應(yīng)用場(chǎng)景，提升經(jīng)濟(jì)效益。除了為就近設(shè)施供暖之外，國(guó)外一些數(shù)據(jù)中心不斷豐富余熱利用路徑，如利用數(shù)據(jù)中心余熱加熱游泳池、為氣候植物園供熱等。李志剛等人認(rèn)為，除了為就近設(shè)施供暖外，數(shù)據(jù)中心余熱利用需結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際不斷開辟新的應(yīng)用場(chǎng)景，引入專業(yè)余熱利用服務(wù)公司，政府對(duì)于開展余熱利用的數(shù)據(jù)中心應(yīng)在碳指標(biāo)、金融等方面予以政策鼓勵(lì)，切實(shí)提升余熱利用經(jīng)濟(jì)效益。 （采寫記者：許晉豫 向定杰 黃興 詹奕嘉 張宏祥 張漫子）
