1608億度！國內(nèi)數(shù)據(jù)中心去年用電量超上海全市

隨著5G技術(shù)、AI計算能力的發(fā)展，建設(shè)規(guī)模不斷增加的數(shù)據(jù)中心已經(jīng)成為“吃電怪獸”。近日，國際環(huán)保組織綠色和平與華北電力大學(xué)聯(lián)合發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2018年中國數(shù)據(jù)中心總用電量超過了上海市2018年全社會用電量。在數(shù)據(jù)中心的能耗構(gòu)成中，制冷設(shè)備占40%，因此降低制冷系統(tǒng)的能耗是目前數(shù)據(jù)中心節(jié)能、提高能源效率的重點關(guān)注環(huán)節(jié)。如何改善數(shù)據(jù)中心的能耗現(xiàn)狀？《每日經(jīng)濟新聞》記者采訪了業(yè)內(nèi)權(quán)威專家及目前數(shù)據(jù)中心廠商的代表聯(lián)想集團，并實探全球第九大超算中心萊布尼茨，深入探討“吃電怪獸”數(shù)據(jù)中心的癥結(jié)與出路。

當(dāng)你發(fā)了一條朋友圈，并寄望于多年以后再度翻出來懷念今朝，背后是一臺臺機器運轉(zhuǎn)創(chuàng)造的數(shù)據(jù)中心在支持。不過，數(shù)據(jù)中心卻是耗電大戶。

“2018年，全國的數(shù)據(jù)中心‘吃’掉了1608.89億千瓦時電量。”環(huán)保組織綠色和平與華北電力大學(xué)聯(lián)合發(fā)布的一份報告披露了這一數(shù)據(jù)。

這個用電量是什么概念呢？它比上海市2018年全社會用電量（1567億千瓦時）還多，占中國全社會用電量的2.35%（未含港澳臺數(shù)據(jù)）。

高密度高能耗的數(shù)據(jù)中心用電量大，這一現(xiàn)象也已引發(fā)多方關(guān)注。而削減PUE（電能使用效率），降低基礎(chǔ)設(shè)備能耗成本是目前關(guān)注重點。綠色和平氣候與能源資深項目主任張文佺認(rèn)為：“在5G時代來臨之際，中國科技行業(yè)應(yīng)當(dāng)跨越‘PUE時代’，將采購可再生能源作為應(yīng)對能耗挑戰(zhàn)的重要解決方案。”

被數(shù)據(jù)中心吞噬的電力

在美國俄勒岡州一個名叫Prineville的小鎮(zhèn)上，這里有Facebook已建立的巨型數(shù)據(jù)中心。而在中國，阿里巴巴在青島、北京、杭州、張家口、上海等地也都部署了超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心。

隨著數(shù)據(jù)的噴涌增長和技術(shù)發(fā)展，無論是在國內(nèi)還是在海外，數(shù)據(jù)中心的數(shù)量都在穩(wěn)步增長。

根據(jù)中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院今年披露的《綠色數(shù)據(jù)中心白皮書》（以下簡稱白皮書），2015~2017年中國數(shù)據(jù)中心保有面積規(guī)模增長率一直保持在10%以上，處于高速發(fā)展階段。白皮書披露，2017年，中國數(shù)據(jù)中心耗電量為1221.5億千瓦時。

數(shù)據(jù)中心規(guī)模激增的背后是能耗的持續(xù)攀升。今年7月，中國電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會數(shù)據(jù)中心節(jié)能技術(shù)委員會秘書長呂天文曾對外稱，目前中國數(shù)據(jù)中心的耗電量已連續(xù)8年以超過12%的速度增長，預(yù)計2020年總耗電量將達(dá)到2023億千瓦時。

數(shù)據(jù)中心能耗數(shù)值實際上可能高于統(tǒng)計結(jié)果。“統(tǒng)計是考慮到大多數(shù)，但實際上，有一些很小的數(shù)據(jù)中心，是沒辦法統(tǒng)計的。”近日，呂天文對《每日經(jīng)濟新聞》記者表示。

近日，綠色和平與華北電力大學(xué)聯(lián)合發(fā)布《點亮綠色云端：中國數(shù)據(jù)中心能耗與可再生能源使用潛力研究》報告（以下簡稱《報告》）?！秷蟾妗奉A(yù)計，未來五年數(shù)據(jù)中心機架數(shù)及其能耗呈現(xiàn)不斷增長的趨勢。其中，預(yù)計全國數(shù)據(jù)中心的總機架數(shù)將在2022年突破400萬。同時，隨著機架數(shù)的快速增長，全國數(shù)據(jù)中心總能耗也將在2020年至2021年間突破2000億千瓦時，并在其后的年份快速增長，在2023年突破2500億千瓦時。

實際上，數(shù)據(jù)中心的巨大能耗已被重點關(guān)注。今年2月，工信部、國家機關(guān)事務(wù)管理局、國家能源局出臺《關(guān)于加強綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的指導(dǎo)意見》，其中要求到2022年，“數(shù)據(jù)中心平均能耗基本達(dá)到國際先進水平，新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心的PUE（電能使用效率）達(dá)到1.4以下”。

而自2017年開始，北京、上海、深圳等數(shù)據(jù)中心密集地也紛紛出臺政策控制其能耗，其中北京中心城區(qū)全面禁止新建和擴建數(shù)據(jù)中心。上海則要求到2020年，全市互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心新建機架控制在6萬個，總規(guī)?？刂圃?6萬個。推動數(shù)據(jù)中心節(jié)能技改和結(jié)構(gòu)調(diào)整，存量改造數(shù)據(jù)中心PUE不高于1.4，新建數(shù)據(jù)中心PUE限制在1.3以下。

白皮書則指出，目前行業(yè)數(shù)據(jù)顯示中國的數(shù)據(jù)中心的平均PUE在2.2到3.0之間，隨著數(shù)據(jù)中心的規(guī)模越來越大、數(shù)量越來越多，耗電量出現(xiàn)激增。數(shù)據(jù)中心的高能耗，不僅給企業(yè)帶來了沉重的負(fù)擔(dān)，也造成了全社會能源的巨大浪費。

PUE成監(jiān)管關(guān)鍵

數(shù)據(jù)中心高能耗主要來源于IT設(shè)備與制冷系統(tǒng)?！秷蟾妗分赋?，這兩部分均占據(jù)數(shù)據(jù)中心總能耗的40%。

其中，降低制冷系統(tǒng)的能耗，是目前數(shù)據(jù)中心節(jié)能、提高能源效率的重點關(guān)注環(huán)節(jié)。特別是對于多地出臺政策中提到的PUE，降低它的一個重要方法便是解決冷卻問題。

不少企業(yè)正在通過制冷環(huán)節(jié)為降低PUE而努力。業(yè)內(nèi)一位生產(chǎn)服務(wù)器的廠商告訴《每日經(jīng)濟新聞》記者，目前數(shù)據(jù)中心的能源成本很高，正在研發(fā)更先進的制冷技術(shù)給客戶提供更低能耗的產(chǎn)品。

而目前，比較普遍、也非常簡單的方案是將數(shù)據(jù)中心建造在涼爽的地點，利用空氣來降溫。騰訊在貴州建立其最大的數(shù)據(jù)中心，馬化騰便曾對外表示：“貴州的溫度和濕度都非常適合數(shù)據(jù)存儲。”

但在張文佺看來，應(yīng)對能耗挑戰(zhàn)僅看PUE指標(biāo)是不夠的，在一線城市限制數(shù)據(jù)中心規(guī)模和數(shù)量的同時，可再生能源應(yīng)用情況也應(yīng)成為新建數(shù)據(jù)中心的重要考核標(biāo)準(zhǔn)。并且對于企業(yè)來說，張文佺認(rèn)為，使用可再生能源在未來會降低企業(yè)的能耗成本。

張文佺對《每日經(jīng)濟新聞》記者表示：“西北地區(qū)的風(fēng)電光伏，其實發(fā)電成本已比火電要低了。未來大概在2021年左右，全國應(yīng)會實現(xiàn)全面的發(fā)電端平價上網(wǎng)。也就是說，大概兩年左右，未來所有新建風(fēng)電光伏上網(wǎng)電價是和本地煤電上網(wǎng)電價一樣的。當(dāng)然在更長遠(yuǎn)的未來，風(fēng)電光伏的價格還會持續(xù)走低，所以大概三五年之后，新建的風(fēng)電光伏項目的發(fā)電成本就會比火電更低。”

但張文佺指出，國內(nèi)企業(yè)還沒有意識去主動采購可再生能源，例如沒有意識到可安裝屋頂分布式光伏，而在國外，微軟在2018年就和美國可持續(xù)能源電力集團sPower簽署電力采購協(xié)議，將從后者PleinmontPVportfolio項目中采購315MW的光伏電力。

《報告》還介紹，通過與發(fā)電方簽訂長期購電協(xié)議等方式，微軟不僅享受了從大型可再生能源發(fā)電項目采購清潔電力的規(guī)模經(jīng)濟效益，更擁有了對沖未來電價上漲風(fēng)險的能力。

不過，可再生能源是否能穩(wěn)定供給24小時“連軸轉(zhuǎn)”的數(shù)據(jù)中心？呂天文認(rèn)為，所有新能源，無論是風(fēng)電還是光伏都不夠穩(wěn)定，對于數(shù)據(jù)中心來說，可再生能源更可能應(yīng)用在非關(guān)鍵區(qū)域，如照明系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)。“但在數(shù)據(jù)中心的IT機柜，基本上我們認(rèn)為還是不太可能的。