數(shù)字技術是助力“雙碳”目標實現(xiàn)的重要一環(huán)，但數(shù)字化轉型也加速了信息通訊產(chǎn)業(yè)的能源需求和碳排放增長。日前，一項超級工程的落地實施，給被稱為算力基礎設施中的“電老虎”——互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）的綠色化低碳化轉型按上加速鍵。

近日，國家發(fā)展改革委等部門聯(lián)合印發(fā)《全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實施方案》（下稱“‘東數(shù)西算’方案”），同意在京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝、內蒙古、貴州、甘肅、寧夏等8地啟動建設國家算力樞紐節(jié)點，并規(guī)劃了10個國家數(shù)據(jù)中心集群。

其中，節(jié)能減耗成為“東數(shù)西算”工程中的關鍵詞。上述文件對國家樞紐節(jié)點提出的9項重點任務中，有3項涉及能耗管控，包括以數(shù)據(jù)中心集群布局等為抓手，加強綠色數(shù)據(jù)中心建設，強化節(jié)能降耗要求；加強能源供給保障，推動數(shù)據(jù)中心充分利用可再生能源；強化能耗監(jiān)測管理，建立健全數(shù)據(jù)中心能耗監(jiān)測機制和技術體系。

中國信通院云計算與大數(shù)據(jù)研究所副所長李潔在接受第一財經(jīng)采訪時稱，“東數(shù)西算”工程的開啟將有效降低企業(yè)電力運營成本，并預計帶動每年社會投資超過4000億元。其中，隨著數(shù)據(jù)中心擴建、擴容加快，疊加行業(yè)節(jié)能減碳需求，綠色數(shù)據(jù)中心的上下游產(chǎn)業(yè)將迎來發(fā)展機遇期。

算力西移

“東數(shù)西算”工程已批復的8個國家算力樞紐節(jié)點，可根據(jù)定位分為兩大類。其中，貴州、內蒙古、甘肅、寧夏屬于一類，均分布在可再生能源豐富、氣候適宜、數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展?jié)摿^大的西部地區(qū)。

根據(jù)總體規(guī)劃，西部地區(qū)的這四個節(jié)點的發(fā)展重點在于提升算力服務品質和利用效率，充分發(fā)揮資源優(yōu)勢，夯實網(wǎng)絡等基礎保障，積極承接全國范圍需后臺加工、離線分析、存儲備份等非實時算力需求，打造面向全國的非實時性算力保障基地。

算力西移的背后，是2020年以來，“新基建”的不斷升溫，以及“雙碳”目標下，對數(shù)據(jù)中心低碳發(fā)展提出的更高要求。

根據(jù)信通院測算，在數(shù)據(jù)資源存儲、計算和應用需求不斷提升的帶動下，國內數(shù)據(jù)中心的規(guī)模保持高速增長，近5年，國內數(shù)據(jù)中心機架年均增速超過30%，其中，北廣深三地數(shù)據(jù)中心約占全國份額的26％。從用電量來看，2020年，國內數(shù)據(jù)中心的用電量約占全社會用電量1％。

另有報告顯示，從全球范圍來看，截至2020年底，中國大型數(shù)據(jù)中心規(guī)模雖以10％的占比位居世界第二，但遠低于美國（占比達40％），國內數(shù)據(jù)中心總體上仍處于大型數(shù)據(jù)中心占比低、建設布局不集中、部分數(shù)據(jù)中心在建成運行多年后機柜上架率仍未超過 40%的粗放建設階段。

上述背景下，近年來，北京、上海、廣州等東部多地紛紛加碼數(shù)據(jù)中心高能耗管控。與此同時，伴隨土地、電價、水資源成本不斷攀升，企業(yè)在東部地區(qū)大范圍布局數(shù)據(jù)中心的思路也難以為繼。故此，優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的資源配置成為企業(yè)降低成本和政府能耗管控的共通之選。

據(jù)不完全統(tǒng)計，早在“東數(shù)西算”工程開啟之前，華為、騰訊、阿里、字節(jié)、UCloud優(yōu)刻等多家國內主要云計算、互聯(lián)網(wǎng)廠商已相繼在西部國家算力樞紐節(jié)點區(qū)域加大綠色數(shù)據(jù)中心的布局。

李潔稱，數(shù)據(jù)中心是重資源稟賦、重資產(chǎn)投入的行業(yè)。從短期來看，數(shù)據(jù)中心放置于西部地區(qū)需要考慮雨雪、凍土等因素，前期數(shù)據(jù)中心建設成本可能相對較高。但從長期角度來看，由于數(shù)據(jù)中心70%的運營成本來自于電力，而西部地區(qū)擁有大量的水電資源和可再生資源，電力成本較低，帶來的長遠效益要遠大于短期建設成本。

清華大學工程熱物理研究所教授李震多年從事數(shù)據(jù)中心冷卻等方向的研究工作。他進一步對第一財經(jīng)表示，除了電力成本較低以外，西部地區(qū)和東北地區(qū)相對干冷的氣候條件也有利于當?shù)財?shù)據(jù)中心使用自然冷源來降低能源消耗。

而對于在幅員遼闊的西部地區(qū)，“東數(shù)西算”工程將國家算力樞紐節(jié)點選在黔、甘、寧和內蒙古四處的原因，李震稱，西部四個樞紐節(jié)點均有一定的數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)基礎，并存在閑置率較高的問題，通過盤活當?shù)卮媪繑?shù)據(jù)中心資產(chǎn)，將其納入全國一體化大數(shù)據(jù)中心體系，與數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)集約化、規(guī)?；l(fā)展目標相契合。

貴州數(shù)據(jù)寶網(wǎng)絡科技有限公司產(chǎn)品研究院院長李可順則認為，即便在上述四個樞紐節(jié)點，符合氣候、地質及能源三者的“黃金地段”仍有限。

“誰先布局，誰先占坑，投入產(chǎn)出肯定是優(yōu)于其他地域的。”李可順告訴第一財經(jīng)，由于在“黃金地段”布局的數(shù)據(jù)中心年均能耗普遍低于其他區(qū)域，從企業(yè)長期投資周期來看，成本優(yōu)勢會更大。

PUE如何降

在去年10月底國家發(fā)改委等五部門發(fā)布的《關于嚴格能效約束推動重點領域節(jié)能降碳的若干意見》中，首次在國家層面將數(shù)據(jù)中心與傳統(tǒng)八大“兩高”行業(yè)并列納入重點推進節(jié)能降碳領域，并提出了“新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心電能利用效率（PUE）不超過1.3，到2025年，數(shù)據(jù)中心電能利用效率普遍不超過1.5”的目標要求。

當年12月發(fā)布的《貫徹落實碳達峰碳中和目標要求 推動數(shù)據(jù)中心和5G等新型基礎設施綠色高質量發(fā)展實施方案》進一步明確，到2025年，國家樞紐節(jié)點的PUE要進一步降到1.25以下，綠色低碳等級達到4A級以上。

PUE（Power Usage Effectiveness）是國際通行的衡量數(shù)據(jù)中心能源效率的重要指標，等于數(shù)據(jù)中心總能耗/IT設備能耗。當其數(shù)值越接近1時，表明非IT設備耗能越低，即能效水平越好。

“實現(xiàn)這一目標的難點在于如何優(yōu)化存量數(shù)據(jù)中心的PUE，目前全國存量大型以上數(shù)據(jù)中心的平均PUE超過1.5。”李潔稱。

而對于新建大型以上數(shù)據(jù)中心來說，李可順稱，在“東數(shù)西算”背景下，當數(shù)據(jù)中心選址西部地區(qū)，由于自然條件利好，“PUE不超過1.3”階段性目標的實現(xiàn)難度會大幅降低。“比如寧夏的數(shù)據(jù)中心就曾測試過，其PUE可以保持在1.1左右。”

除了選址因素外，通過技術手段優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的運營方式，也能達到有效降低PUE值的效果。

“東數(shù)西算”方案提出，推動數(shù)據(jù)中心采用高密度集成高效電子信息設備、新型機房精密空調、液冷、機柜模塊化、余熱回收利用等節(jié)能技術模式。

其中，制冷設備是數(shù)據(jù)中心的主要能耗來源，也是節(jié)能技術的應用重點。為了維持IT設備的正常運行，數(shù)據(jù)中心的制冷系統(tǒng)通常需要全年處于運行狀態(tài)。

從全球趨勢來看，隨著綠色數(shù)據(jù)中心的技術迭代，液冷等高效制冷技術已成為國內外互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心企業(yè)角逐的熱點，也被列入國內多項政府文件的支持計劃中。據(jù)相關預測，到2026年，全球液冷數(shù)據(jù)中心市場估值從2018年的14.3億美元增至1205億美元，年均復合增長率達30.45％。

不過，李震表示，從技術手段來看，國內液冷數(shù)據(jù)中心雖有落地應用，但距離大規(guī)模商用仍為之尚早。“一方面，由于國內液冷技術起步晚，冷卻材料仍依賴進口，成本較高，國內目前已有單位在國家的支持下開展相關嘗試，液冷方式中，我國冷板技術相對成熟領先；另一方面，液冷數(shù)據(jù)中心在運營維護和安全性上也存在瓶頸。”

機柜模塊化是節(jié)能的另一有效技術路徑，由微模塊構成的數(shù)據(jù)中心可以減少冗余配置，提高建設的標準化程度以及運營的節(jié)能性和穩(wěn)定性。

泰爾認證中心有限公司是專業(yè)從事信息通信行業(yè)自愿性產(chǎn)品認證的機構。該公司數(shù)據(jù)中心業(yè)務負責人薛剛對第一財經(jīng)介紹稱，從過往典型案例來看，傳統(tǒng)機房的PUE水平往往在1.6以上，而微模塊數(shù)據(jù)中心的產(chǎn)品PUE測試水平普遍可以達到1.3以下，因此，模塊化的方案一般至少可以提高20%的能效水平。

但這一技術也存在應用阻礙。薛剛表示，由于多數(shù)情況下，數(shù)據(jù)中心的能效水平與可靠性之間互相矛盾，可靠性往往依賴更多的冗余配置，也意味著更大的能耗。因此，目前市場還會根據(jù)具體的應用場景，在保證可靠性的前提下盡量降低PUE，提高能效水平，其需求仍依賴更先進的節(jié)能技術來滿足。

IDC企業(yè)綠色角逐加碼

伴隨數(shù)據(jù)中心綠色低碳的發(fā)展路徑逐漸明晰，互聯(lián)網(wǎng)、云計算等領域頭部廠商相繼加入了“綠色內卷”的行列，通過加大新建數(shù)據(jù)中心的節(jié)能技術投入，以降低數(shù)據(jù)中心的PUE值。

比如，在騰訊近日發(fā)布的“碳中和”目標及行動路線報告中提到，通過新一代數(shù)據(jù)中心技術T-block，實現(xiàn)PUE不高于1.3，極限PUE降至1.06的目標；京東對其2021年新建的廊坊數(shù)據(jù)中心，提出了全年PUE低至1.1的目標；華為去年9月在貴安新區(qū)投入使用的數(shù)據(jù)中心PUE值則定為1.12。

“但應注意的是，對于政府部門而言，企業(yè)的PUE指標如何準確、真實地進行監(jiān)測和監(jiān)管，仍是難點。”李震稱，一方面，數(shù)據(jù)中心的內部設備或涉及企業(yè)保密性，不會予以完全公開透明；另一方面，企業(yè)在通過當?shù)啬芎闹笜说膶徟鷷r，拿出的為設計時的PUE值，該數(shù)值在實際運行中如何達到，目前還有很多工作要做。

不過，隨著下游數(shù)據(jù)中心使用方對于PUE標準的不斷提升，某大型數(shù)據(jù)中心運營商的業(yè)務負責人稱，有利于倒逼上游數(shù)據(jù)中心設備和軟件的提供方提高綠色化技術水平，進而形成上下游綠色數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)鏈的良性協(xié)同。

李潔也表示，數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)具有產(chǎn)業(yè)鏈條長、覆蓋門類廣等特點，主要包括產(chǎn)業(yè)上游設備、設施和軟件供應商、中游IDC建設者和服務商以及下游的各行業(yè)應用客戶，綠色數(shù)據(jù)中心的發(fā)展對于上下游產(chǎn)業(yè)的帶動效應大。

除此之外，第一財經(jīng)還注意到，提高全生命周期的綠色化、低碳化水平，并積極參與到第三方數(shù)據(jù)中心相關節(jié)能標準的制定和認證中，也成為互聯(lián)網(wǎng)、云計算等行業(yè)巨頭的角逐焦點。

比如，今年4月1日即將正式實施的國內首批數(shù)據(jù)中心液冷系列行業(yè)標準，在起草階段，騰訊、華為等企業(yè)均有參與。