全球變暖正威脅著地球，而數(shù)據(jù)中心的工程師在綠色節(jié)能方面也需要做些什么。文中闡述了一個真正可持續(xù)的數(shù)據(jù)中心所需的目標(biāo)，以及行業(yè)如何實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

可持續(xù)發(fā)展被定義為環(huán)境與社會和經(jīng)濟(jì)壽命的諧調(diào)發(fā)展。人類的生命是不可持續(xù)的，而我們對自然資源的消耗量已經(jīng)超過了那些可用量，并仍將繼續(xù)上升。而這一方面的影響是高水平的碳排放量導(dǎo)致全球變暖。

目前，政府間氣候變化專門委員會(IPCC)已設(shè)定了限制全球溫度上升兩度的目標(biāo)。這個目標(biāo)是為了減緩氣候變化(如全球性食物和水的短缺，以及相關(guān)移民或內(nèi)戰(zhàn))最壞的預(yù)期影響，但即使只上升一度仍有可能對地球生活造成巨大的破壞。

LCA是一種用來衡量一個產(chǎn)品或系統(tǒng)在其整個生命周期對環(huán)境的影響的方法，其中包括從其原材料提取和采集，通過能源和材料的生產(chǎn)和制造，使用和壽命和最終處置結(jié)束。它考慮了幾個領(lǐng)域的保護(hù)(傷害類別)，最常用的是人類健康、生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量、資源消耗和氣候變化。

大多數(shù)數(shù)據(jù)中心在運(yùn)行過程中會測量它們的能源效率和電力使用情況，因此，不考慮數(shù)據(jù)中心中使用的材料、組件和系統(tǒng)的生產(chǎn)，運(yùn)輸和處理的具體影響。綠色網(wǎng)格制定的數(shù)據(jù)中心成熟度模型需要5級(富有遠(yuǎn)見的5年時間)的采購，以監(jiān)測其“搖籃到墳?zāi)?rdquo;的生命周期的二氧化碳排放量，并學(xué)習(xí)和控制所有電氣和機(jī)械設(shè)施。

調(diào)查機(jī)構(gòu)Whitehead和Shah對其在2015年進(jìn)行的一項(xiàng)英國數(shù)據(jù)中心研究的生命周期評估的結(jié)論是，數(shù)據(jù)中心環(huán)境負(fù)荷的能源消耗主要來自其能源結(jié)構(gòu)(發(fā)電)和IT及機(jī)電(M&E)系統(tǒng)。Whitehead發(fā)現(xiàn)，在英國數(shù)據(jù)中心中，使用自然冷卻的服務(wù)器其更新時間為三年，其整個生命周期對這種環(huán)境的影響是釋放大量的致癌物質(zhì)。

然而對于一個位于瑞典相同的數(shù)據(jù)中心，(通過IT整合和虛擬化)，增加服務(wù)器的數(shù)量，對能源消耗運(yùn)行的影響是英數(shù)據(jù)中心具體影響的一半。如果瑞典的數(shù)據(jù)中心位于英國，其對運(yùn)行的影響將大致等于所體現(xiàn)的影響。

可持續(xù)發(fā)展

在大多數(shù)的數(shù)據(jù)中心中，IT設(shè)備的能源消耗比例最大。而讓IT負(fù)載可以減少消耗有多種方法，主要是通過重組、整合、虛擬化，硬件/軟件的選擇，以及使用節(jié)能環(huán)保的IT設(shè)備。而減少能源消耗也對能源的采購也會有一個級聯(lián)效應(yīng)。

PUE(能源使用效率)是一種通常用于描述數(shù)據(jù)中心的能源效率的度量，描述了數(shù)據(jù)中心總能耗與IT設(shè)備消耗能源的比值。PUE僅表示如何有效地監(jiān)測和評估所消耗的能量使用，但并沒有就如何有效使用IT能源提供任何細(xì)節(jié)。對于大多數(shù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心來說，冷卻的電能消耗量僅次于IT負(fù)載，其最大耗能的組成部分是制冷壓縮機(jī)。隨之是計(jì)算機(jī)室的風(fēng)扇，以及UPS電源的損耗。

在許多地區(qū)建有專為低能耗設(shè)計(jì)的新數(shù)據(jù)中心設(shè)施，其PUE可以達(dá)到1.2個左右。這是通過減少制冷需求，最大限度地利用自然冷卻(節(jié)能循環(huán))的技術(shù)，以及通過提高溫度設(shè)定點(diǎn)等其他事項(xiàng)實(shí)現(xiàn)的。而在全球許多地方的數(shù)據(jù)中心還可以采用零制冷技術(shù)。

為了能從更高的工作溫度中受益，需要在數(shù)據(jù)大廳內(nèi)進(jìn)行良好的空氣管理。這涉及到分離冷熱空氣流的措施，使冷空氣供給到IT設(shè)備房間，用溫度上升引起其再循環(huán)。

雖然該冷卻系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)和控制到22℃的返回溫度(71.6℉)，但仍然可能成為該空間內(nèi)的熱點(diǎn)。通過分析，可以采取改進(jìn)空氣管理，增加設(shè)定點(diǎn)，降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，并在現(xiàn)有的冷卻系統(tǒng)中安裝自然冷卻設(shè)備等措施，顯著降低運(yùn)營成本，這可以在大多數(shù)的數(shù)據(jù)中心來實(shí)現(xiàn)。

綠色能源

可再生能源的碳排放量明顯低于化石燃料。在這種情況下，企業(yè)更加積極尋求采用廉價的可再生能源。在這種情況下，可持續(xù)IT發(fā)展的ISO標(biāo)準(zhǔn)30134-3正在推進(jìn)，包括采用可再生能源的因素作為數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵績效指標(biāo)。購買異地的可再生能源通常比現(xiàn)場生成經(jīng)常更加有效以及更加實(shí)際，其部分原因是當(dāng)?shù)匦枨笈c相應(yīng)區(qū)域的發(fā)電廠電力容量并不相符，例如光伏電池/風(fēng)力渦輪機(jī)。

CUE(碳使用效率)是衡量一個數(shù)據(jù)中心使用的碳排放量的指標(biāo)，是其PUE和能源的碳強(qiáng)度系數(shù)的乘積。

調(diào)查機(jī)構(gòu)Whitehead和Shah的研究表明，IT設(shè)備對于機(jī)電設(shè)備的具體影響是雙重的，而IT設(shè)備和機(jī)電設(shè)備的影響是數(shù)據(jù)中心建筑物本身所使用的各種材料的上百倍。然而，建筑環(huán)境評估方法(如LEED和BREEAM)中，雖然包括了數(shù)據(jù)中心的使用，卻不考慮IT和機(jī)電設(shè)備的具體影響，因此對于幫助運(yùn)營商提高其對環(huán)境的影響是有限的。

如何生產(chǎn)制造

IT設(shè)備的影響主要體現(xiàn)在生產(chǎn)IT組件的金屬治煉過程，以及處理IT廢舊產(chǎn)品的過程中，其中產(chǎn)生的硫化物會影響人體健康。這種影響可以通過減少購買服務(wù)器，整合服務(wù)，硬件設(shè)計(jì)，減少材料選擇的數(shù)量，采用OpenStack，虛擬化，以降低更新率等策略和措施來降低。

生產(chǎn)機(jī)電設(shè)備的材料包括電池、銅、鋁和鋼。在許多情況下，可以在設(shè)計(jì)階段和生產(chǎn)階段降低材料和生產(chǎn)的成本。而零制冷系統(tǒng)沒有相關(guān)的電氣設(shè)備，這意味著資本和運(yùn)營成本的節(jié)省。另外，減少影響的其他注意事項(xiàng)還包括增加冗余，超規(guī)格和開放式計(jì)算。

目前，由于IT設(shè)備和機(jī)電材料對于環(huán)境的影響體現(xiàn)在更廣泛的方面，因此仍然很大程度上是不可測的。其生命周期評估只是讓人推薦的一種合理的方法。企業(yè)在環(huán)保方面的發(fā)展戰(zhàn)略意識將能更好地展示其領(lǐng)導(dǎo)力，降低總體擁有成本，并通過創(chuàng)新提高盈利能力，提高自己的品牌價值。

持續(xù)的創(chuàng)新有助于推動各行業(yè)走向真正的可持續(xù)發(fā)展，這樣，不僅有利于環(huán)境的改善，也促進(jìn)了社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。