數(shù)據(jù)中心作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石，同時(shí)也是能耗“大戶”，在“雙碳”背景下實(shí)現(xiàn)低碳綠色轉(zhuǎn)型勢(shì)在必行。

2023年政府工作報(bào)告提出，要“統(tǒng)籌能源安全穩(wěn)定供應(yīng)和綠色低碳發(fā)展，科學(xué)有序推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和。”當(dāng)前，協(xié)同推進(jìn)降碳、減污、擴(kuò)綠、增長(zhǎng)，關(guān)鍵是抓好“三生”(生產(chǎn)、生活、生態(tài))聯(lián)動(dòng)減碳?！敦瀼芈鋵?shí)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)要求推動(dòng)數(shù)據(jù)中心和5G等新型基礎(chǔ)設(shè)施綠色高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案》中提出，新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心PUE值降到1.3以下，國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)降到1.25以下。

而在北上廣深為首的核心一線城市更是推出了更為詳細(xì)的節(jié)能減排政策，例如北京市發(fā)展和改革委發(fā)布的《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目節(jié)能審查的若干規(guī)定》中提出：新建、擴(kuò)建數(shù)據(jù)中心年能源消費(fèi)量大于等于1萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤的項(xiàng)目，PUE值不應(yīng)高于1.25等要求。

同時(shí)，隨著ChatGPT的火爆出圈，越來越多企業(yè)都想擠進(jìn)該賽道，但在這背后，有關(guān)ChatGPT的環(huán)境成本問題開始受到越來越多的關(guān)注。有機(jī)構(gòu)曾表示，要訓(xùn)練這樣一個(gè)包含1750億參數(shù)的大模型，需要上萬(wàn)個(gè)CPU/GPU 24小時(shí)不間斷輸入數(shù)據(jù)，將帶來巨大的耗電量。可以預(yù)見，日后算力不斷增長(zhǎng)，以及生成式AI的訓(xùn)練、訪問都需要大流量的云服務(wù)器支持，數(shù)據(jù)中心的需求將被迅速拉升，這也意味著它將帶來更大的耗電量及碳排放量。

因此，建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心不僅符合雙碳戰(zhàn)略的要求，對(duì)于企業(yè)自身降本增效也將有著巨大的作用。

中國(guó)人民銀行清算總中心資深專家、原清算中心園區(qū)部總經(jīng)理尼米智，在日前召開的2023北京CIO年會(huì)上，詳細(xì)介紹了數(shù)據(jù)中心節(jié)能減碳的改造思考與實(shí)踐。

中國(guó)人民銀行清算總中心資深專家、原清算中心園區(qū)部總經(jīng)理 尼米智

當(dāng)今數(shù)據(jù)中心PUE現(xiàn)狀

數(shù)據(jù)中心PUE是Power Usage Effectiveness的簡(jiǎn)寫，是評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)中心能源效率的最基本和最有效的指標(biāo)之一。PUE=數(shù)據(jù)中心總能耗/IT設(shè)備能耗，PUE值越接近于1，表示一個(gè)數(shù)據(jù)中心的綠色化程度越高。

尼米智表示，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的數(shù)據(jù)中心機(jī)房PUE值通常小于1.5，目前在運(yùn)營(yíng)的老舊數(shù)據(jù)中心的PUE值一般比較高，大都在1.8以上，甚至達(dá)到2~3之間。部分新建大型數(shù)據(jù)中心的PUE值可達(dá)到1.3到1.4的水平。

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心通過新技術(shù)改造來降低PUE，一般可以使PUE降到1.6以下。近年來，通過技術(shù)改造，加之AI智能化技術(shù)的應(yīng)用，精細(xì)化管理和控制來降低PUE，根據(jù)數(shù)據(jù)中心所處氣候條件不同，PUE可以降低到1.3-1.4，甚至可達(dá)1.2。

數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗的新技術(shù)

數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗途徑無(wú)非是從冷卻系統(tǒng)節(jié)能、供電系統(tǒng)、智能化系統(tǒng)節(jié)能節(jié)能這三個(gè)方面入手。

數(shù)據(jù)中心的智能化系統(tǒng)主要包括綜合布線、門禁、視頻、照明，消防等系統(tǒng)。而門禁、視頻、消防系統(tǒng)基本上沒有潛力可挖，所以智能化系統(tǒng)節(jié)能主要集中在照明系統(tǒng)和樓宇BA系統(tǒng)節(jié)能。

供電系統(tǒng)節(jié)能主要包括采用高效節(jié)能變壓器、UPS設(shè)備，采用新型的集成配電架構(gòu)，配合以精細(xì)運(yùn)維管理來實(shí)現(xiàn)。此外，自動(dòng)化、智慧化的運(yùn)維管理系統(tǒng);節(jié)省空間、安全可靠、靈活方便的母排及末端小母線應(yīng)用;重量輕、監(jiān)控精準(zhǔn)、TCO更好的鋰電應(yīng)用;新能源及儲(chǔ)能一體化應(yīng)用;以及各種高低壓回路新產(chǎn)品，都是數(shù)據(jù)中心配電節(jié)能改造路徑。

相較于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)周期長(zhǎng)、擴(kuò)展性差、能耗高、運(yùn)維難度大等問題，微模塊數(shù)據(jù)中心可以根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)，以合理的方式配置系統(tǒng)。相比傳統(tǒng)機(jī)房，微模塊數(shù)據(jù)中心制冷效率有大幅提升，結(jié)合水冷系統(tǒng)、自然冷卻系統(tǒng)，PUE可降至1.5以下，因此更節(jié)能。此外，微模塊數(shù)據(jù)中心的智能管理系統(tǒng)能夠幫助客戶節(jié)能降耗，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)機(jī)房多層級(jí)、精細(xì)化能耗管理，通過多種報(bào)表精確定位能源額外損耗點(diǎn)?；诖髷?shù)據(jù)分析，輸出節(jié)能優(yōu)化方案，構(gòu)建綠色數(shù)據(jù)機(jī)房。

新型冷卻技術(shù)的應(yīng)用

“在數(shù)據(jù)中心，如果想節(jié)能改造，更多的是要在空調(diào)上下功夫。”尼米智表示。

在新型冷卻技術(shù)應(yīng)用及節(jié)能中，尼米智首先介紹了自然冷卻技術(shù)及更高機(jī)械運(yùn)行效率。新風(fēng)自然冷卻技術(shù)就是利用新風(fēng)的空氣循環(huán)來達(dá)到室內(nèi)空氣冷卻的技術(shù)。新風(fēng)自然冷卻技術(shù)應(yīng)用范圍廣，具有很強(qiáng)的復(fù)制性。室外新風(fēng)直接自然冷卻可以在氣溫合適的情況下節(jié)能效果明顯顯。

間接蒸發(fā)冷卻作為蒸發(fā)冷卻的一種應(yīng)用方式，通過換熱器進(jìn)行室內(nèi)外空氣熱交換，實(shí)現(xiàn)機(jī)房冷卻。由于室內(nèi)外空氣隔離，室內(nèi)空氣質(zhì)量和濕度不受室外氣候影響。間接蒸發(fā)冷卻主要有三種工作模式：間接風(fēng)風(fēng)換熱自然冷卻模式(室外<18℃);間接蒸發(fā)自然冷卻模式(干球溫度>18℃，濕球溫度<18℃);間接蒸發(fā)自然冷卻+機(jī)械冷卻的混合模式(濕球溫度>18℃)。

此外，尼米智還詳細(xì)介紹了帶自然冷卻的風(fēng)冷冷水機(jī)組、蒸發(fā)冷熱管空調(diào)、氟泵節(jié)能技術(shù)等冷卻技術(shù)。

氟泵系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的壓縮機(jī)直膨機(jī)械制冷系統(tǒng)進(jìn)行制冷，可以有效節(jié)能降耗，實(shí)現(xiàn)碳排放的減少，搭載氟泵技術(shù)的制冷循環(huán)系統(tǒng)，在室外低溫情況下不需要壓縮機(jī)啟動(dòng)，僅由氟泵，驅(qū)動(dòng)整個(gè)制冷循環(huán)。在過渡季節(jié)，氟泵技術(shù)的混合模式提升了冷凝器后的液態(tài)制冷劑壓力，從而在相同的電子膨脹閥開度的情況下，提升蒸發(fā)壓力，減少壓縮機(jī)做功，從而達(dá)到節(jié)能的效果。

服務(wù)器液冷技術(shù)的應(yīng)用

今年春節(jié)檔的《流浪地球2》，讓更多人知道了服務(wù)器液冷技術(shù)。當(dāng)今液冷從服務(wù)器領(lǐng)域進(jìn)入更廣闊的數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域。

液冷數(shù)據(jù)中心就是應(yīng)用液冷技術(shù)和液冷服務(wù)器等設(shè)備的數(shù)據(jù)中心，液冷是指使用液體取代空氣作為冷媒，為發(fā)熱部件進(jìn)行換熱，帶走熱量的技術(shù)。液冷技術(shù)的高效制冷效果有效提升了服務(wù)器的功率密度，在單位空間布置更多的服務(wù)器，提高數(shù)據(jù)中心運(yùn)算效率，兼具降噪，余熱回收等優(yōu)勢(shì)。

液冷技術(shù)常見的有浸沒式、冷板式、淋浴(噴淋)式。浸沒式液冷技術(shù)通過浸沒發(fā)熱器件，使得器件與液體直接接觸，進(jìn)行熱交換。噴淋液冷服務(wù)器是通過在服務(wù)器內(nèi)部部署噴淋模塊，采用一種對(duì)人、IT設(shè)備和環(huán)境無(wú)害無(wú)腐蝕的絕緣液體，有針對(duì)性地對(duì)發(fā)熱器件進(jìn)行噴淋降溫的解決方案。冷板式液冷技術(shù)是通過冷板(通常是銅、鋁等高導(dǎo)熱金屬構(gòu)成的封閉腔體)將發(fā)熱元器件的熱量間接傳遞給封閉在循環(huán)管路中的冷卻液體，通過冷卻液體將熱量帶走的一種實(shí)現(xiàn)方式。冷板式液冷的技術(shù)原理即利用工作流體作為中間熱量傳輸?shù)拿浇?，將熱量由熱區(qū)傳遞到遠(yuǎn)端后再進(jìn)行冷卻。

除了新的硬件技術(shù)，通過一些先進(jìn)的管理運(yùn)維工具和軟件，建立管理制度體系等，也能達(dá)到節(jié)能減碳的目標(biāo)。

最后，尼米智表示，國(guó)家有關(guān)數(shù)據(jù)中心的各項(xiàng)政策將會(huì)根據(jù)技術(shù)和形式的變化而變化，從現(xiàn)在關(guān)注考核PUE指標(biāo)逐步轉(zhuǎn)向考核CUE(CUE是數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)可量化碳排放指標(biāo))WUE(數(shù)據(jù)中心用水指標(biāo))等指標(biāo)的綜合考核，最終走向算力與排放指標(biāo)的考核。