中國儲能網(wǎng)訊：當(dāng)下，數(shù)字經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，《全球數(shù)字經(jīng)濟(jì)白皮書》顯示，2020年，全球47個國家數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)?？偭窟_(dá)到32.6萬億美元，同比名義增長3.0%，占GDP比重為43.7%。全球數(shù)據(jù)總量爆發(fā)式增長，對數(shù)據(jù)中心形成了強(qiáng)勁的需求動力。全球范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)大，但由此也帶來了大量二氧化碳的排放。
在控制溫室氣體排放、積極應(yīng)對氣候變化形成全球共識的背景下，“綠色”“減排”“零碳”也成為國內(nèi)外數(shù)據(jù)中心發(fā)展的共同趨勢，以保證在滿足數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時，減少甚至“消除”數(shù)據(jù)中心建設(shè)對全球氣候的影響。
數(shù)據(jù)中心“零碳”涵義
根據(jù)國際化標(biāo)準(zhǔn)組織ISO發(fā)布的ISO14064標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)溫室氣體的排放可以劃分為三個范圍：
1、自身產(chǎn)生的碳排放；
2、通過消耗電力能源產(chǎn)生的碳排放；
3、產(chǎn)業(yè)價值鏈的碳排放。
數(shù)據(jù)中心碳排放高主要源于范圍2，以我國為例，根據(jù)統(tǒng)計，截止今年5月，我國數(shù)據(jù)中心用電量已占全社會用電的2%左右，數(shù)據(jù)中心成為用電耗能的大戶。而火電在電力結(jié)構(gòu)中占據(jù)著重要地位，發(fā)電的同時伴隨著大量溫室氣體排放，數(shù)據(jù)中心高耗能也就帶來了高碳排放。
這也尤為值得注意，在火電基礎(chǔ)上的“綠色”并非真正的綠色，即便是PUE降低也不能忽略火電存在大量碳排放的事實(shí)。
因此，數(shù)據(jù)中心的“零碳”是在清潔能源使用比例不斷提升的基礎(chǔ)上，在符合生產(chǎn)需求、安全規(guī)范的要求下，通過綠色節(jié)能技術(shù)，盡最大限度利用清潔能源、利用各類冷能資源來減少碳排放，并且在必要時利用綠電交易、碳交易等，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心碳抵消，達(dá)到“零碳”目的，也即實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的“碳中和”。
數(shù)據(jù)中心“零碳”實(shí)現(xiàn)條件初步具備
對于數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排，我國推出了多項目標(biāo)明確、規(guī)劃清晰的政策。如《關(guān)于嚴(yán)格能效約束推動重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能降碳的若干意見》中指出“新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心電能利用效率不超過1.3”。
國外數(shù)據(jù)中心建設(shè)也在“碳中和”背景下進(jìn)行，截至2021年初，已有127個國家承諾在21世紀(jì)中葉實(shí)現(xiàn)碳中和，數(shù)據(jù)中心行業(yè)也有相應(yīng)公約，如《歐洲氣候中立數(shù)據(jù)中心公約》便要求：到2025年歐洲數(shù)據(jù)中心使用可再生能源電力要達(dá)到75%，到2030年達(dá)到100%。
這是數(shù)據(jù)中心向“零碳”發(fā)展的重要條件，從國家層面上推動，在行業(yè)內(nèi)形成節(jié)能減碳的共識。
另一個重要條件則是清潔能源的發(fā)展，其為數(shù)據(jù)中心“零碳”的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。
這主要從兩個層面看，一是清潔能源規(guī)模不斷擴(kuò)大，能夠提供更加穩(wěn)定的電量供給。數(shù)據(jù)顯示，截至9月底，我國水電、核電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電裝機(jī)容量合計10.1億千瓦，較去年同期提高3個百分點(diǎn)；國外對清潔能源的發(fā)展也極為重視，如法國生態(tài)轉(zhuǎn)型部長蓬皮利在接受采訪時表示，法國將出臺10項政策鼓勵發(fā)展光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)，預(yù)計到2028年，法國光伏發(fā)電量將是目前的三倍。
二是清潔能源成本降低。據(jù)分析，由于技術(shù)進(jìn)步、規(guī)模經(jīng)濟(jì)等因素，長期來看光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等成本在不斷降低。據(jù)統(tǒng)計，當(dāng)前，光伏的裝機(jī)成本在全球很多地區(qū)已進(jìn)入經(jīng)濟(jì)可行的平價時代，2020年全球最低中標(biāo)光伏電價下降幅度為19.7%；風(fēng)力發(fā)電方面，在資源優(yōu)良、建設(shè)成本低、投資和市場條件好的地區(qū)，陸上風(fēng)電已基本具備平價條件。2020年是歐洲海風(fēng)平價元年，預(yù)計國內(nèi)海風(fēng)電價也將逐步實(shí)現(xiàn)平價。
這些條件也推動了包括綠電市場、碳交易市場的啟動與完善，技術(shù)的進(jìn)步等，為數(shù)據(jù)中心“零碳”創(chuàng)造了可能。
數(shù)據(jù)中心“零碳”實(shí)現(xiàn)路徑
實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心“零碳”是一項系統(tǒng)工程，需多方面實(shí)踐并逐步對其進(jìn)行完善。同時，國內(nèi)外數(shù)據(jù)中心在具體的技術(shù)和方式上雖存在一定差異，但在方向上具備統(tǒng)一性。
一、能源供給：提升清潔能源使用比例并進(jìn)行碳抵消
01、清潔能源的應(yīng)用探索
通過對太陽能、水能、風(fēng)能的應(yīng)用，數(shù)據(jù)中心企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)部分用能綠色化，是實(shí)現(xiàn)“零碳”的重要組成部分。國內(nèi)外多家企業(yè)對此也進(jìn)行了多方探索，微軟亞利桑那州新數(shù)據(jù)中心將太陽能做主要能源；日本京瓷將建設(shè)首個完全利用可再生能源供電的數(shù)據(jù)中心；百度陽泉數(shù)據(jù)中心充分利用太陽能供電。這也要求數(shù)據(jù)中心在設(shè)計、建設(shè)時，便需要將可利用的清潔能源考慮進(jìn)去，以結(jié)合綠色技術(shù)進(jìn)行節(jié)能減排。
02、通過交易市場進(jìn)行碳抵消
數(shù)據(jù)中心用電量巨大，在火電依舊占據(jù)重要地位的情況下，數(shù)據(jù)中心想要實(shí)現(xiàn)“零碳”，需通過購買綠電或者碳排放量來進(jìn)行碳抵消。在我國“全國綠色電力交易試點(diǎn)”啟動當(dāng)天，多家數(shù)據(jù)中心企業(yè)參與并完成了較大體量的綠電采購；近期微軟與依斯電力公司簽署協(xié)議，購買再生資源用于供電，均是通過交易市場來實(shí)現(xiàn)能源使用的“綠色化”。
二、能效利用：提升能效利用率
01、降低設(shè)備能耗水平
數(shù)據(jù)中心耗能包括IT設(shè)備耗能、空調(diào)耗能、建筑本身能耗等，想要進(jìn)行節(jié)能，也需要從這些方面入手，智能系統(tǒng)或者方案的應(yīng)用、改善散熱系統(tǒng)、間接蒸發(fā)冷、余熱能源回收利用等都能夠提升節(jié)能效果，提高能效利用率。以阿里云為例，經(jīng)過多年“綠色I(xiàn)T”研發(fā)，阿里云已將數(shù)據(jù)中心的綜合能耗降低70%以上；谷歌則為數(shù)據(jù)中心配備了節(jié)能服務(wù)器和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以盡可能提升能源利用率。
02、重視冷能資源的利用
冷能資源強(qiáng)調(diào)的是數(shù)據(jù)中心選址的重要性，數(shù)據(jù)中心能耗中相當(dāng)一部分是設(shè)備冷卻能耗，單純從資源利用角度來看，數(shù)據(jù)中心的選址應(yīng)當(dāng)在氣候適宜、綠電豐富的地區(qū)。建在寧夏的亞馬遜云科技數(shù)據(jù)中心便是利用寧夏常年在20度以下的氣溫，通過凈化以后的冷空氣給數(shù)據(jù)中心降溫；近期，水下數(shù)據(jù)中心備受關(guān)注，原因之一也是其為冷能資源利用提供了又一新思路。
三、儲能：完善儲能系統(tǒng)研究與應(yīng)用
數(shù)據(jù)中心儲能系統(tǒng)的研發(fā)是降低數(shù)據(jù)中心用電成本而提出的解決方案之一，完備的儲能系統(tǒng)能夠較長時間支撐數(shù)據(jù)中心平穩(wěn)、安全的用電，有著平抑峰谷電價、提升綠色能源使用、減少柴油使用的作用。雖然目前受限于技術(shù)，還未取得太多突破性的進(jìn)展，但儲能系統(tǒng)進(jìn)入數(shù)據(jù)中心已經(jīng)被認(rèn)為是一大趨勢，是數(shù)據(jù)中心節(jié)能減碳的重要方法。
目前，包括萬國數(shù)據(jù)、世紀(jì)互聯(lián)、科華數(shù)據(jù)、華為等企業(yè)在內(nèi)，一直在嘗試、研發(fā)數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的儲能技術(shù)應(yīng)用，谷歌也在今年也宣布，將在比利時的StGhislain數(shù)據(jù)中心采用電池儲能系統(tǒng)，以替代同等裝機(jī)容量的柴油發(fā)電機(jī)。
