“雙碳”目標下，各領域節(jié)能減碳力度正不斷增強，零碳被廣泛提及。對于高耗能的數(shù)據(jù)中心而言，零碳更是早已成為關注焦點。不過，各產(chǎn)業(yè)的算力需求不斷提升，尤其是ChatGPT所在的人工智能領域，需求可謂暴漲，據(jù)預測，大規(guī)模模型出現(xiàn)后，人工智能訓練算力將是原來的10到100倍。這意味著數(shù)據(jù)中心規(guī)模將不斷擴大，碳排總量提高，想要實現(xiàn)零碳挑戰(zhàn)巨大。
這需要對現(xiàn)有減碳方式進行升級，編制并落地更具指導性的標準、規(guī)范，在制冷、碳計量、新能源方面進行創(chuàng)新突破，進一步優(yōu)化相應的技術及解決方案，也需要更完善的綠電市場、碳市場機制，通過市場化的手段進行碳抵消。目前，在相關方面，業(yè)內已經(jīng)有所探索并取得了一定的新成果。2月28日，第十七屆中國IDC產(chǎn)業(yè)年度大典零碳數(shù)據(jù)中心論壇上，眾多行業(yè)學者、產(chǎn)業(yè)專家、企業(yè)代表，圍繞零碳，就當前數(shù)據(jù)中心在實現(xiàn)零碳方面的現(xiàn)狀、理念及未來發(fā)展方向展開了分享、交流與探討。
深度解讀四大全新標準
第十七屆中國IDC產(chǎn)業(yè)年度大典上發(fā)布了四項與數(shù)據(jù)中心節(jié)能減碳相關的標準，以推動數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展，助力數(shù)據(jù)中心零碳的實現(xiàn)。在零碳數(shù)據(jù)中心論壇上，與會嘉賓對這四個標準分別進行了解讀。
中國通信工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)中心委員會技術委員、華為數(shù)字能源中國區(qū)總工張廣河發(fā)表了題為《從低碳到零碳—<零碳數(shù)據(jù)中心分級與評價方法>解讀》的演講，他對標準的核心內容進行了介紹，詳細闡述了評價方法、評價流程、碳排放計算方式、評分與分級標準等，并指出，《零碳數(shù)據(jù)中心分級與評價方法》匹配《零碳數(shù)據(jù)中心建設標準》落地的分級與評價方法，《建設標準》以零碳目標牽引，《評價方法》落實實現(xiàn)的細節(jié)。對滿足“基本要求”和“約束性要求”的數(shù)據(jù)中心，可進入評價流程。評價過程可針對“設計、建設階段”、“運行維護階段”分別做評估，根據(jù)評估總得分，分為“引領級”、“優(yōu)秀級”、“良好級”、“達標級”四個等級，并授予相應證書，另有復核、升級等流程。
同時，張廣河表示，團體標準以其靈活和快捷的特點，可以在行業(yè)先進性方面起到一定的引領作用，本次《零碳數(shù)據(jù)中心分級與評價方法》推出，希望對于推動數(shù)據(jù)中心行業(yè)早日實現(xiàn)零碳作出積極貢獻。
深圳海蘭云數(shù)據(jù)中心科技有限公司副總經(jīng)理李家文對《水下數(shù)據(jù)中心設計規(guī)范》進行了解讀。他指出，這是國內第一個水下數(shù)據(jù)中心標準，水下數(shù)據(jù)中心具備節(jié)省土地、極致節(jié)能、不消耗淡水的特點，目前在實踐方面也有了重大的突破，在去年底，全球首個海底數(shù)據(jù)中心商業(yè)項目在海南海域布放，目前實時PUE約在1.09上下浮動。
中電系統(tǒng)建設工程有限公司技術中心兼技術管理部總經(jīng)理張毅對《數(shù)據(jù)中心機電施工圖深化設計技術》進行了解讀。他指出，從設計圖紙轉化為現(xiàn)場真正施工的“最后一公里”就是深化設計，此項標準的推出，填補了數(shù)據(jù)中心在此方面的空白。機電工程是數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)工藝需求的核心，其包括：暖通、電氣、弱電、給排水、消防，這五方面幾乎占數(shù)據(jù)中心造價的90%。標準從BIM模型開始進行規(guī)范，對施工平面圖、系統(tǒng)圖，各專業(yè)系統(tǒng)圖，管線綜合平面圖，剖面圖，大樣詳圖等等做了詳細規(guī)定，具備非常實際的指導意義。
暢談零碳理念、綜合性解決方案與實踐
對于零碳數(shù)據(jù)中心，企業(yè)的認知不斷增強，在理念、解決方案與實踐方面均有所發(fā)展。
華為數(shù)字能源技術有限公司中國數(shù)據(jù)中心能源產(chǎn)品總監(jiān)王建軍圍繞《零碳數(shù)據(jù)中心理念》進行了分享，表示華為零碳數(shù)據(jù)中心的理念包含了低碳共生、融合極簡、自動駕駛、安全可靠，其中，在低碳共生方面，華為對大能源效率與最小環(huán)境影響做了定義。大能源效率最關注兩個方面，級制冷、數(shù)據(jù)中心構建效率提升；最小環(huán)境影響則是指綠色建筑、環(huán)保少污染、水資源占用少等。此外，數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展也離不開智能化的支撐。
三峽長電大數(shù)據(jù)科技(宜昌)有限公司副總經(jīng)理李峘對《三峽東岳廟數(shù)據(jù)中心零碳實踐》進行了分享。他表示，隨著雙碳目標、東數(shù)西算等一系列國家戰(zhàn)略的出臺，三峽集團積極助力湖北發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)。結合三峽集團自身清潔能源優(yōu)勢、三峽壩區(qū)高安保優(yōu)勢以及湖北省地理位置帶來的網(wǎng)絡低時延等優(yōu)勢打造的三峽東岳廟數(shù)據(jù)中心已正式投運。三峽東岳廟數(shù)據(jù)中心是國內首個零碳綠色數(shù)據(jù)中心，從建設到運營的全生命周期減少碳排約279萬噸。三峽大壩綠色水電供電、無柴發(fā)供電設計、江水冷源技術、預制框架建筑、風墻和高溫冷凍水技術等相關技術都有效的降低了數(shù)據(jù)中心PUE值并且做到了真正意義的“零碳排”，為國內數(shù)據(jù)中心探索零碳解決方案打造了樣板案例。
武當云谷大數(shù)據(jù)科技有限公司副經(jīng)理張濤以武當云谷大數(shù)據(jù)中心的建設、運維為基礎，發(fā)表了《踐行國家雙碳戰(zhàn)略目標，打造綠色數(shù)據(jù)中心典范》主旨演講，指出武當云谷大數(shù)據(jù)中心毗鄰丹江口水庫，充分利用水庫深層冷水作為機房冷卻媒介，利用地勢間的高差以自流的方式將冷水引入園區(qū)，以板式換熱器完成與數(shù)據(jù)中心內部循環(huán)水冷熱交換，退水全部復歸漢江，全過程對生態(tài)、水質不造成任何污染和浪費。武當云谷大數(shù)據(jù)中心后續(xù)將繼續(xù)考慮勢能發(fā)電、余熱回收、多能互補等方式，大程度的利用資源優(yōu)勢，達到節(jié)能減碳效果。
深入分析制冷優(yōu)化途徑
制冷是影響數(shù)據(jù)中心能耗使用與碳排情況的重要因素，零碳數(shù)據(jù)中心論壇上，多位嘉賓對此進行了分析探討。
華中科技大學教授邵雙全在進行《雙碳背景下數(shù)據(jù)中心冷卻技術發(fā)展路線探討》演講時強調，冷卻在數(shù)據(jù)中心中占據(jù)著較大的能耗部分，是數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排的突破口，液冷技術、熱回收技術、智能運維等是值得關注的技術方向。節(jié)能的關鍵，則是匹配需求的取熱方式和取熱溫度的提升，需要因地制宜提高能源綜合利用，圍繞自然冷源、可再生能源的利用等進行優(yōu)化，并基于全局優(yōu)化的系統(tǒng)架構進行設計，基于AI來推動運維發(fā)展。
美的樓宇科技數(shù)據(jù)中心行業(yè)方案負責人謝向宇分享了《高效制冷加快數(shù)據(jù)中心節(jié)能降碳》，她系統(tǒng)的介紹了美的如何通過水系統(tǒng)、風系統(tǒng)、氟系統(tǒng)三個解決方案推動數(shù)據(jù)中心節(jié)能減碳。美的樓宇科技基于成熟的模擬仿真技術，在水系統(tǒng)冷水機組負荷模擬與系統(tǒng)設計優(yōu)化進行應用，并通過高效智慧環(huán)控系統(tǒng)進行系統(tǒng)控制優(yōu)化，運用高效機房的設計理念，以確保數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)低至pue1.30以下。風系統(tǒng)方案通過直接/間接蒸發(fā)冷AHU系統(tǒng)，在西部等空氣干冷地區(qū)，利用與室外環(huán)境的充分換熱，實現(xiàn)部分地區(qū)可達到pue1.18。氟系統(tǒng)方案利用制冷劑的的循環(huán)，在氟泵的基礎上進一步研究氣泵的作用，延長了自然冷卻時間，助力中小型機房和改造項目，降低冷卻系統(tǒng)整體能耗。
超聚變數(shù)字技術有限公司算力基礎設施領域SmartDC規(guī)劃總監(jiān)單彤圍繞液冷的應用，從設備廠商的角度發(fā)表了《整機柜液冷服務器，構建低碳規(guī)模商用數(shù)據(jù)中心》演講，他表示，液冷技術不止能夠降低PUE，還可以提升自然冷源利用率，推動制冷設備的高效使用，從整機柜看，它還可以推動從供電領域到柜機儲能或者到微模塊級儲能的充分利用，減少供電鏈路上的損耗。同時，單彤認為，液冷的盲插相較于手插更可靠，并可以配合智能化運維系統(tǒng)，實現(xiàn)機器人自動化運維。
科華數(shù)據(jù)股份有限公司液冷產(chǎn)品線總監(jiān)兼數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品部副總監(jiān)魏芳偉同樣圍繞液冷展開了分享，發(fā)表了題為《科創(chuàng)未來，產(chǎn)業(yè)升華——多維賦能，技術突破助推數(shù)據(jù)中心零碳實現(xiàn)》的演講，他指出，基于數(shù)據(jù)中心用電量的增加、芯片功耗的增大、“雙碳”目標的提出，以及擴容等原因，制冷效果更好、節(jié)能優(yōu)勢明顯的液冷應用不斷增多，科華也提出了多項解決方案，如機柜式的液冷系統(tǒng)、集裝箱的液冷模塊等，推動數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展，也加快了數(shù)據(jù)中心標準化、模塊化、智能化。
解讀碳計量基礎作用
零碳的實現(xiàn)有著明確的標準，就是通過降碳技術或者碳抵消等使碳排放歸零，這需要準確的碳方面。
“碳計量、能源計量是技術合規(guī)的原點，也是市場監(jiān)管的基礎。”中國計量科學研究院先進測量工程中心主任武彤在分享《數(shù)字化碳計量賦能數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展》時明確了碳計量的重要作用。
他指出，數(shù)據(jù)中心將從碳核查會向碳計量轉變。當前數(shù)據(jù)中心碳排在核查階段多數(shù)是計算出來的，并不是計量出來的，因為當前核算的時間分辨率和空間分辨率遠遠不夠，不能完全反映新能源接入率而造成的碳排放因子的變化，碳排放因子應到天、小時的級別，這樣可以產(chǎn)生動態(tài)的碳排放因子，成為碳計量的基礎。通過此也可以從碳的視角調節(jié)使用能源行為，以此來調節(jié)用戶使用能源的行為，推動更多綠色能源的接入，促使電網(wǎng)系統(tǒng)直接的碳排放降低。
分享節(jié)能減碳能源利用方式
數(shù)據(jù)中心的運行離不開電力，需要龐大的能源支撐，想要加大節(jié)能減碳力度必須優(yōu)化能源的使用，這也是零碳數(shù)據(jù)中心論壇的重點。
中國通信工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)中心委員會技術委員、北京理工大學副教授王永真進行了《產(chǎn)消型數(shù)據(jù)中心綜合能源系統(tǒng)關鍵技術及應用》的分享，他表示，在綜合能源視角，數(shù)據(jù)中心有四個特征，能耗強度高、冷量需求大、熱電比穩(wěn)定、高可靠性。冷能、電能的需求需要與能源系統(tǒng)供給需要通過綜合利用的技術相互匹配，來推動能效的提升，因地制宜，打通數(shù)據(jù)中心“上游、中游、下游”的鏈條，打造“產(chǎn)消型”數(shù)據(jù)中心多能互補綜合能源系統(tǒng)，來實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展。
深圳市首航新能源股份有限公司研發(fā)總監(jiān)（上海）金紅元則圍繞首航新能源在儲能、直流供電方面的實踐分享了《光儲一體化智能直流母線供電系統(tǒng)》。他指出，想要將光伏等綠色能源變?yōu)榉€(wěn)定的能源離不開儲能系統(tǒng)，同時，他認為，儲能不僅僅是為數(shù)據(jù)中心供電，還可以為電網(wǎng)穩(wěn)定性做出貢獻，數(shù)據(jù)中心也能夠從中獲益。如上海消峰添谷的價格差拉大后，數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定的儲能系統(tǒng)有望實現(xiàn)盈利，未來整個數(shù)據(jù)中心將從能源消費者向能源管理者轉型。此外，如果光伏能量過足，數(shù)據(jù)中心需要添加PCS，將綠電10千伏電力通過變壓器，給電池儲能。電池儲完能以后，直接通過直流PCS送到直流母線，以達到直流系統(tǒng)的架構鏈條的最極簡化。
天合光能股份有限公司中國區(qū)分布式技術負責人史伏龍發(fā)表了題為《可再生能源助力數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展》的演講，表示數(shù)據(jù)中心的用頂和光伏發(fā)電可以緊密結合在一起。數(shù)據(jù)中心利用屋頂、立面、停車棚、綠化帶的區(qū)域建設分布式的光伏發(fā)電，而發(fā)出來的電可以直接送給廠區(qū)供電系統(tǒng)進行消耗，不需要通過遠距離輸送，可以提高可再生能源利用的效率。不過，在數(shù)據(jù)中心部署分布式光伏也具備較大難度，在安全性、可靠性、屋面防水、防火等方面要求更高。很多數(shù)據(jù)中心的屋頂并非混凝土、彩鋼瓦，是新型柔性屋面，結構相比常規(guī)屋頂不同，無法用常規(guī)的方法安裝，需要做特殊化的設計。
雙登集團股份有限公司技術副總監(jiān)（系統(tǒng)集成）曹波從儲能電池角度進行了《面向零碳數(shù)據(jù)中心鋰電系統(tǒng)》的分享，指出相較于傳統(tǒng)鉛酸電池，鋰電的空間與壽命具有較大優(yōu)勢，加持智能BMS系統(tǒng)管控可顯著降低運維成本，系統(tǒng)采用間歇式充電模式，其能耗效率更優(yōu)。業(yè)內最為關注的鋰電安全問題，可從技術選擇、外部風險源、故障等三個方面進行有效防控。并且以雙登產(chǎn)品實踐為例指出，鋰電峰谷套利，綠電引入等創(chuàng)新應用模式對于未來零碳數(shù)據(jù)中心建設具有重要意義。
探究綠電、碳市場發(fā)展
在零碳實現(xiàn)過程中，除通過技術與相關解決方案減碳以外，通過市場化的手段進行碳抵消也不可或缺。
三峽集團新能源事業(yè)部副主任石峰對《綠電交易市場化實踐與發(fā)展》進行了分享。他分析到，大力發(fā)展新能源，促進新能源綠色電力消費是推動我國綠色低碳轉型，實現(xiàn)碳達峰碳中和的重要途徑之一，在介紹綠電、綠證政策交易等情況的基礎上，進一步指出當前仍存在綠電、綠證價值兌現(xiàn)難，部分可再生能源品種環(huán)境溢價歸屬不明確，以及國際國內綠證互認難等問題，強調綠電市場化交易需要保證綠電環(huán)境價值歸屬的唯一性，并建議將國內可再生能源消納量、綠電、綠證、綠色電力消費憑證逐步統(tǒng)一到綠證上。
清華大學能源環(huán)境經(jīng)濟研究所副教授、博士生導師張達以《綠證綠電與碳市場銜接下的數(shù)據(jù)中心運營探討》為題進行了演講，對綠證標準統(tǒng)一、綠證與碳市場銜接等進行了詳細分析，并指出數(shù)據(jù)中心可通過綜合考慮提升IT設備能耗的標準、采用先進技術降低PUE、合理合規(guī)購買綠證和CCER的方式，逐步實現(xiàn)零碳。
綜合來看，對于零碳，數(shù)據(jù)中心已經(jīng)進行開啟探索，并在標準確立、制冷優(yōu)化、新能源利用等方面取得了進展，綠電交易、碳市場也在逐步發(fā)展，不過，零碳的實現(xiàn)是一項復雜的工程，需要在多個層面上均有所突破并達到相應的條件才能實現(xiàn)，且數(shù)據(jù)中心因自然環(huán)境、經(jīng)濟環(huán)境等在建設、運維上有所差異，需要因地制宜，因此，就整個行業(yè)來說，目前依舊處于零碳的相對早期階段，想要達到數(shù)據(jù)中心的“碳中和”還需要更進一步的探索。
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