位于冀趴国、蒙交界處的張北，一個(gè)充滿(mǎn)古韻的高原縣城竿丙，如今已成為擁有60萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器的世界級(jí)數(shù)據(jù)中心棲息地——阿里巴巴云數(shù)據(jù)中心便落戶(hù)于此坠七。
數(shù)千公里之外的貴州州丹，群山峻嶺之間犬捧，分布著蘋(píng)果燃拥、華為菲藏、騰訊等多家公司的數(shù)據(jù)中心视事。無(wú)論身處何地，你手機(jī)云端的相片庆揩、朋友圈的視頻俐东、網(wǎng)盤(pán)里的資料，或許都存儲(chǔ)于此订晌。
主流數(shù)據(jù)中心不約而同地棲身偏遠(yuǎn)地區(qū)虏辫，這不是偶然。在提供海量數(shù)據(jù)服務(wù)的同時(shí)锈拨，數(shù)據(jù)中心自身也在消耗著大量能源砌庄。據(jù)記者了解，當(dāng)前電費(fèi)已經(jīng)占到數(shù)據(jù)中心總運(yùn)營(yíng)成本的一半左右奕枢。“耗能過(guò)高娄昆，一直都是數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)中的痛點(diǎn)。”華為技術(shù)有限公司能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展首席專(zhuān)家馬俊禮告訴記者缝彬，為降低能耗萌焰，數(shù)據(jù)中心從前期選址開(kāi)始就要謹(jǐn)慎考慮。
隨著5G谷浅、云計(jì)算等新興技術(shù)的大規(guī)模推廣應(yīng)用篱瀑，用戶(hù)需求正呈幾何級(jí)爆發(fā)之勢(shì)，我國(guó)數(shù)據(jù)中心的數(shù)量隨之急速攀升椅砸，相應(yīng)的用電量也在急劇增加送县，已對(duì)電力供應(yīng)提出新的挑戰(zhàn)。
“它們就像一個(gè)個(gè)不冒煙的鋼廠熔淘，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值的同時(shí)也帶來(lái)高能耗”“預(yù)計(jì)未來(lái)幾年數(shù)據(jù)中心的規(guī)模及能耗仍將保持30%以上的高速增長(zhǎng)”
與傳統(tǒng)能耗單元不同榨未，數(shù)據(jù)中心24小時(shí)“連軸轉(zhuǎn)”，晝夜不停的運(yùn)行方式勢(shì)必會(huì)增加能耗饼痘。數(shù)據(jù)中心的核心功能在于實(shí)現(xiàn)信息集中存儲(chǔ)收谭、傳輸、交換全僧。它的基本單位是服務(wù)器旧败，若干服務(wù)器又組成一個(gè)機(jī)架还桶。需求不同，數(shù)據(jù)中心的機(jī)架數(shù)量各異暮孕。
根據(jù)工信部5月公布的《全國(guó)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用發(fā)展指引(2018)》數(shù)據(jù)顯示苛瞬，截至2017年底，我國(guó)在用數(shù)據(jù)中心的機(jī)架總規(guī)模為166萬(wàn)個(gè)十偶，同比增長(zhǎng)33.4%菩鲜，其中大型、超大型數(shù)據(jù)中心的規(guī)模增速達(dá)到68%惦积。
規(guī)模激增的背后是能耗的持續(xù)攀升接校。工信部今年2月公布的數(shù)據(jù)顯示，截至2017年底狮崩，各類(lèi)在用數(shù)據(jù)中心達(dá)28.5萬(wàn)個(gè)蛛勉，全年耗電量超過(guò)1200億千瓦時(shí)，約占我國(guó)全社會(huì)用電量的2%睦柴，超過(guò)全球單座發(fā)電量最高的三峽電站當(dāng)年976.05億千瓦時(shí)的發(fā)電量诽凌。與此同時(shí)，僅經(jīng)營(yíng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)中心坦敌，規(guī)劃在建機(jī)架到2017年底就達(dá)107萬(wàn)個(gè)侣诵，“預(yù)計(jì)未來(lái)幾年數(shù)據(jù)中心的規(guī)模及能耗仍將保持30%以上的高速增長(zhǎng)”。
而按照國(guó)家節(jié)能中心及中國(guó)電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)中心節(jié)能技術(shù)委員會(huì)聯(lián)合發(fā)布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)恬试，2012—2016年窝趣，我國(guó)數(shù)據(jù)中心的年耗電量增速始終維持在12%以上疯暑，最高達(dá)16.8%牧稳，并指出“數(shù)據(jù)中心的高能耗不僅給機(jī)構(gòu)和企業(yè)帶來(lái)了沉重負(fù)擔(dān)，也造成了全社會(huì)能源的巨大浪費(fèi)”盅格。
值得注意的是闰袒，由于技術(shù)原因，數(shù)據(jù)中心的實(shí)際能耗往往高于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)鞭碳。“按照用途悴觅，數(shù)據(jù)中心分為企業(yè)自建自用、以盈利為目的兩大類(lèi)山滔。由于各種原因轰蜗，自建部分很難全部統(tǒng)計(jì)進(jìn)去，這意味著實(shí)際用電量比公開(kāi)數(shù)據(jù)還要高莉紊。”中國(guó)電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)中心節(jié)能技術(shù)委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)呂天文稱(chēng)自葡。
在部分典型地區(qū)，數(shù)據(jù)中心的能耗增長(zhǎng)更為突出幼潮。“比如恤仁，2010年時(shí)坏榜，北京的數(shù)據(jù)中心總耗電量為26.6億千瓦時(shí)，到了2015年隆檀，這個(gè)數(shù)字已增至67億千瓦時(shí)摇天，占到北京全社會(huì)用電量的7%，去年更進(jìn)一步恐仑，已經(jīng)突破100億千瓦時(shí)了泉坐。”中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)信息通信專(zhuān)業(yè)委員會(huì)副主任委員曲海峰告訴記者，除了高增速裳仆，能耗密度高也是數(shù)據(jù)中心的特征之一坚冀。
與水泥、冶金等傳統(tǒng)高耗能行業(yè)逐步進(jìn)入平穩(wěn)發(fā)展期鉴逞、能耗難以再現(xiàn)飛躍形成鮮明對(duì)比的是记某，數(shù)據(jù)中心作為新興產(chǎn)業(yè)，其用電量隨著業(yè)務(wù)擴(kuò)容而加速增長(zhǎng)的趨勢(shì)非常明顯构捡。“相比其他行業(yè)液南，無(wú)論單位產(chǎn)能用電量，還是單位建筑面積耗電量勾徽，數(shù)據(jù)中心均已位居前列滑凉。按照8—10年運(yùn)行周期計(jì)算，能源成本已占到數(shù)據(jù)中心總成本的一半左右斗黍，電費(fèi)甚至比機(jī)房本身還貴二娄。它們就像一個(gè)個(gè)不冒煙的鋼廠，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值的同時(shí)也帶來(lái)高能耗掷佑。”曲海峰稱(chēng)苇恤。
“我國(guó)現(xiàn)存900—1000萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器，總體能耗至少比國(guó)際先進(jìn)水平差了30%以上霹壁，與國(guó)際頂尖同行的差距甚至超過(guò)40%” “改造核心設(shè)備供窝，好比給一輛行駛中的車(chē)更換發(fā)動(dòng)機(jī)，談何容易?”
海量電耗從何而來(lái)?據(jù)呂天文介紹剿稼，數(shù)據(jù)中心既包括服務(wù)器等核心設(shè)備百涕，即能源消耗的主體，也有不間斷電源茂禁、照明斩角、冷卻等輔助設(shè)備。
“就像電腦需要散熱一樣瞻窗，數(shù)據(jù)中心對(duì)環(huán)境要求極高伶丐，往往依賴(lài)空調(diào)、冷水機(jī)等設(shè)備來(lái)降溫焙贷，冷卻部分的用能占到輔助設(shè)施用能的60%以上撵割。這也是張北贿堰、貴州等非用戶(hù)中心區(qū)域備受各大數(shù)據(jù)中心青睞的原因，因?yàn)檫@些地區(qū)平均溫度相對(duì)較低啡彬，冷卻的用能成本也會(huì)相應(yīng)降低羹与。”呂天文說(shuō)。
在此背景下庶灿，我國(guó)專(zhuān)門(mén)推出了一項(xiàng)衡量數(shù)據(jù)中心能效水平的評(píng)價(jià)指標(biāo)——電能使用效率值(PUE)纵搁。該指標(biāo)由數(shù)據(jù)中心設(shè)備總能耗除以信息設(shè)備能耗得出，基準(zhǔn)值為2往踢，數(shù)值越接近1意味著能源利用效率越高腾誉。今年2月，工信部峻呕、國(guó)家機(jī)關(guān)事務(wù)管理局利职、國(guó)家能源局出臺(tái)《關(guān)于加強(qiáng)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，要求到2022年瘦癌，“數(shù)據(jù)中心平均能耗基本達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平撼盈，新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心的PUE達(dá)到1.4以下”填丢。
目前我國(guó)數(shù)據(jù)中心的PUE距離1.4有多遠(yuǎn)?工信部數(shù)據(jù)顯示节讹，我國(guó)在用超大型、大型數(shù)據(jù)中心的平均PUE分別為1.63敞灸、1.54漾肩，規(guī)劃在建數(shù)據(jù)中心的平均設(shè)計(jì)PUE在1.5左右，只有一小部分新建數(shù)據(jù)中心PUE可做到1.4以下区酷。
曲海峰指出：“我國(guó)現(xiàn)存900—1000萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器掘鱼，總體能耗至少比國(guó)際先進(jìn)水平差了30%以上，與國(guó)際頂尖同行的差距甚至超過(guò)40%绎瓣。對(duì)此不得不想辦法改造稼孤。”
但改造并非易事。“對(duì)數(shù)據(jù)中心而言堵忌，信息設(shè)備能耗屬于無(wú)法壓減的能耗，因?yàn)樵缭谫?gòu)買(mǎi)服務(wù)器時(shí)就已確定基礎(chǔ)能耗藏亲，只有通過(guò)更先進(jìn)的制造工藝才能實(shí)現(xiàn)節(jié)電杯道。”國(guó)網(wǎng)冀北電力科信部智能處處長(zhǎng)徐彭亮表示。
來(lái)自阿里责蝠、騰訊等公司的相關(guān)團(tuán)隊(duì)也證實(shí)党巾，現(xiàn)有措施更適用于冷卻等輔助環(huán)節(jié)的降耗，核心設(shè)備的降耗手段極為有限霜医。“以百萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器規(guī)模的數(shù)據(jù)中心為例齿拂，PUE降低0.1驳规，每年可節(jié)約億元級(jí)電費(fèi)，但哪怕是降個(gè)0.1也絕非易事署海。”騰訊數(shù)據(jù)中心專(zhuān)家工程師李典林稱(chēng)吗购。
“通過(guò)一定的節(jié)能手段、改變粗放管理方式砸狞，可帶來(lái)10%—20%的能效提升捻勉。但因數(shù)據(jù)中心全天候不間斷運(yùn)行，改造核心設(shè)備刀森，好比給一輛行駛中的車(chē)更換發(fā)動(dòng)機(jī)踱启，談何容易?”曲海峰稱(chēng)。
“能耗問(wèn)題已成為阻礙數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要矛盾”“通過(guò)以新代舊研底、以大代小逐步實(shí)現(xiàn)升級(jí)反倒是一種更好的選擇庵恨，但這項(xiàng)工作光靠信息產(chǎn)業(yè)一個(gè)行業(yè)力量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠”
數(shù)據(jù)中心激增的能耗已引發(fā)多方關(guān)注。早在2013年修扁，國(guó)家發(fā)改委镇盛、工信部、國(guó)家能源局等部門(mén)就聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局的指導(dǎo)意見(jiàn)》诱价，著手監(jiān)管能耗問(wèn)題卜锡。此后，《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)通信業(yè)節(jié)能減排工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》《關(guān)于國(guó)家綠色數(shù)據(jù)中心試點(diǎn)工作方案》等相繼出臺(tái)涧俐。
在地方層面歉赴，北京、上海偶村、深圳等地?cái)?shù)據(jù)中心密集地紛紛出臺(tái)政策控制其能耗——或在中心城區(qū)全面禁止新建和擴(kuò)建數(shù)據(jù)中心;或要求新建數(shù)據(jù)中心PUE值須限制在1.3以下;或?qū)嵤┕膭?lì)政策柄午，對(duì)PUE值低于1.25的數(shù)據(jù)中心，新增能源消費(fèi)可給予實(shí)際替代量40%以上等支持娶架。
不過(guò)爽咒，多位業(yè)內(nèi)人士坦言，由于現(xiàn)有措施未能觸及核心窿侈，節(jié)能降耗的實(shí)際效果相當(dāng)有限炼幔。北京市經(jīng)濟(jì)和信息化局局長(zhǎng)助理王蘭近日就公開(kāi)表示：“數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施高耗能的屬性，受到日益嚴(yán)峻的電力資源史简、水資源及土地資源制約乃秀，能耗問(wèn)題已成為阻礙數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要矛盾。”
“新興用電大戶(hù)的出現(xiàn)對(duì)整體電力需求一定是有沖擊的≡脖現(xiàn)階段跺讯，數(shù)據(jù)中心的耗電量還不足以影響整個(gè)電力系統(tǒng)，但長(zhǎng)遠(yuǎn)看需要高度重視。”廈門(mén)大學(xué)中國(guó)能源政策研究院院長(zhǎng)林伯強(qiáng)指出刀脏。
在曲海峰看來(lái)局荚，相比改造，直接對(duì)老舊服務(wù)器實(shí)施關(guān)停愈污、更新是更可取的節(jié)能手段耀态。“好比電廠‘上大壓小’工程，通過(guò)以新代舊钙畔、以大代小逐步實(shí)現(xiàn)升級(jí)反倒是一種更好的選擇茫陆，但這項(xiàng)工作光靠信息產(chǎn)業(yè)一個(gè)行業(yè)力量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。”
曲海峰認(rèn)為：“數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)周期動(dòng)輒8—10年埂荤，能耗管理不是一朝一夕的事毛围，就像車(chē)輛年檢一樣，需按照一整套流程進(jìn)行跟蹤屁蕾、測(cè)評(píng)沸恤。”而目前，對(duì)于能耗的事前評(píng)估躺潘、事中監(jiān)測(cè)及事后審計(jì)真稚，尚無(wú)專(zhuān)門(mén)的主管部門(mén)負(fù)責(zé)，審核機(jī)制也是一片空白;哪怕是“最懂能耗”的能源行業(yè)毕亲，目前也未真正參與進(jìn)來(lái)农帝，對(duì)數(shù)據(jù)中心特性、運(yùn)營(yíng)并不夠了解项蝉，“更多還只是站在行業(yè)外看問(wèn)題”舆飒。
呂天文也指出，數(shù)據(jù)中心能源管理崗位白找、人才缺失也是目前面臨的一大問(wèn)題能真，這也是有的數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)優(yōu)秀，但實(shí)際運(yùn)營(yíng)能耗水平遠(yuǎn)達(dá)不到理論值的重要原因扰柠。“現(xiàn)有運(yùn)維人員粉铐，大多單純從事巡檢工作，發(fā)現(xiàn)耗能問(wèn)題才去解決卤档，能源管理的概念及意識(shí)相對(duì)薄弱蝙泼。但在此過(guò)程中已經(jīng)產(chǎn)生大量浪費(fèi)。建議讓專(zhuān)業(yè)的人做專(zhuān)業(yè)的事裆装，可引入專(zhuān)業(yè)的能源管理人才或通過(guò)綜合能源服務(wù)商來(lái)填補(bǔ)空缺踱承。”
