数据中心能耗困境与绿色发展之路:从疏解改造到源头革新
近些年来,随着各行各业数字化转型的加速,以及 5G、边缘计算概念的逐步落地,对数据中心的需求再度爆发。这一方面带动了数字经济的发展,另一方面,由此产生的能源消耗也令人瞠目。
一、公共机构数据中心:隐藏的能耗大户
实际上,真正的能耗大户主要来自公共机构数据中心。据统计,全国公共机构数据中心超过 4 万个,用电量占公共机构总用电量的比例约为 8%,而中央国家机关数据中心用电量占总用电量更是高达 30% 左右。其成为耗电大户的核心原因在于,数据中心是公共机构最大的单一用能主体。与大规模低能耗的云数据中心相比,公共机构自建的数据中心大多规模有限(很多可能只有十几个机架),不仅缺乏完善的管理和运营,也几乎没有改造潜力。
1. 建设先天不足,改造空间匮乏
公共机构数据中心中,80% 是为满足内部业务需要自建的中小型数据中心,大多在楼宇内部 “因陋就简” 建成 —— 既没有科学的选址规划,也缺乏过硬的设计标准,导致基本不具备后期改造空间。
2. 节能动力不足,绿色化水平滞后
公共机构数据中心的建设力量薄弱,对能耗敏感度低,相关单位也无后期改造的动力。在绿色化方面,其与互联网、能源、电信、金融等行业差距明显,处于跟跑地位。但从社会整体来看,公共机构数据中心的绿色化需求反而更为迫切。
二、疏解改造:公共机构数据中心的主旋律
针对上述问题,在 2019 中国绿色数据中心大会上,国家机关事务管理局公共机构节能管理司相关负责人表示,将从多方面推进公共机构数据中心绿色化:推进机房节能管理,持续开展绿色数据中心建设及改造;增进交流、推广经验;组织数据中心绿色测评;加强与中国电子学会等第三方机构的合作,提升工作专业化水平。
与此同时,全国一线城市不断加码对新建数据中心的严控政策:
北京:主城区不新增数据中心,现存数据中心若不满足改造要求可能被外迁;主城区外仅允许兴建 PUE 在 1.4 以下的云数据中心。
上海:新建数据中心的 PUE 标准被要求在 1.3 以下。
但需注意的是,仅依靠疏解改造或严格限制,无法完全解决数据中心 “变绿” 问题 —— 这是涉及能源供给、能耗管理及升级改造的全链条课题。
三、绿色数据中心:从源头实现 “真绿”
除公共机构数据中心外,很多大型数据中心也面临能耗控制难题。当前提到绿色数据中心,人们首先想到的是通过液冷技术、电源管理等手段降低 PUE,但真正的绿色还应考虑能源源头的 “绿色”。
目前,数据中心的电能很多来自火电(烧煤或烧气),这种能源成本高且本身并不绿色。因此,利用清洁能源和可再生能源,从源头让数据中心能耗变绿,成为行业必须面对的问题。
国外企业已率先行动,苹果、亚马逊等公司已开始大规模采购和消费绿色能源。国内在水电、光伏等可再生资源开发技术上处于国际领先地位,规模全球最大,成本也最低:内蒙、张家口等风能资源丰富地区的发电价格仅约 0.22 元 / 度,而山西等产煤大省的火电价格约 0.5 元 / 度(未计入环境污染成本)。
未来 20-30 年,为数据中心提供清洁能源将成为趋势,但目前推进速度缓慢,主要受制于能源存储及转换效率较低的瓶颈。
四、因地制宜:数据中心园区化或将成趋势
内蒙和张家口区域集中了全国约 70% 的风能、光伏等清洁能源,但因存储传输问题,难以全部对外输送。尽管通过柔性直供方式可将部分电能输送至北京,但对于解决数据中心能耗而言只是杯水车薪;且即便全部输送,因能源附加值低,对当地经济提振效果有限,导致地方政府对相关项目态度不积极,大量清洁能源被浪费。
对此,行业内提出将数据中心的 “高耗能” 标签转变为 “高载能”—— 通过集中化建设,充分利用当地清洁能源,不仅为数据中心供能,还能带动经济链条两端,为地方经济发展做贡献。
在这一背景下,数据中心集中化、园区化建设或将成为趋势。例如,秦淮数据中心在张北地区自建大型园区,内部配置变电站及配套设施。为支撑园区,模块化数据中心、ODM 服务器等厂家会将研发、测试等业务就近布局,既解决了清洁能源供电问题,又打通了上下游需求链,创造就业机会,最终提振当地经济。
结语:绿色化是数据中心可持续发展的核心
数据中心作为数字经济的 “基石”,其能耗问题已成为制约行业发展的关键。从公共机构数据中心的疏解改造,到大型数据中心的源头绿色能源利用,再到园区化集中建设模式的探索,每一步都在推动数据中心向低碳、高效、可持续的方向转型。
未来,只有将技术创新、能源结构优化与产业布局相结合,才能真正实现数据中心的 “绿色革命”,为数字经济的高质量发展提供坚实支撑。