根據(jù)《中國數(shù)據(jù)中心可再生能源應(yīng)用發(fā)展報(bào)告(2020)》,2019年我國數(shù)據(jù)中心行業(yè)耗電總量約為600-700億千瓦時(shí),約占全國全社會(huì)用電量的0.8%-1%。隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,其底層基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)中心的需求將大大增加。預(yù)計(jì)到2030年,我國數(shù)據(jù)中心機(jī)架總規(guī)模將在2019年基礎(chǔ)上增加1-2倍,能源消耗量也將翻一番,達(dá)到社會(huì)總用電量的1.5%-2%。
隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,全球信息數(shù)據(jù)總量呈現(xiàn)爆炸式增長,在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,數(shù)據(jù)中心對(duì)電力需求增長迅猛。雖然現(xiàn)在基于技術(shù)進(jìn)步,數(shù)據(jù)中心能耗快速增長趨勢(shì)得以暫緩。但是,從長遠(yuǎn)看,未來快速增長的數(shù)據(jù)需求可能將數(shù)據(jù)中心能耗重新帶入快速增長軌道。
作為未來為數(shù)不多能源消耗量占社會(huì)總用電量比例持續(xù)增長的行業(yè),數(shù)據(jù)中心應(yīng)在降低排放、應(yīng)對(duì)氣候變化方面承擔(dān)更多責(zé)任,它的建設(shè)發(fā)展應(yīng)與能源轉(zhuǎn)型、氣候變化、可再生能源發(fā)展密切結(jié)合。
按照政策要求,數(shù)據(jù)中心不僅急需降低用電成本,還要滿足綠色發(fā)展要求,提高清潔能源應(yīng)用比例。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境友好需求面前,數(shù)據(jù)中心應(yīng)用可再生能源是最佳解決方案。
數(shù)據(jù)中心一般屋頂和側(cè)立面面積相對(duì)較大,在光照條件較好地區(qū),完全可以考慮積極開展分布式光伏建設(shè)。隨著可再生能源發(fā)電成本降低,平價(jià)項(xiàng)目(即不享受國家補(bǔ)貼項(xiàng)目)已經(jīng)具備投資可行性,所發(fā)電量也可以通過綠證方式抵消常規(guī)電力。目前,國內(nèi)已有多家企業(yè)的數(shù)據(jù)中心開展了可再生能源建設(shè)規(guī)劃:
2015年,百度云計(jì)算(陽泉)中心充分利用屋頂空間,率先落地了國內(nèi)首個(gè)“數(shù)據(jù)中心光伏發(fā)電項(xiàng)目”,實(shí)現(xiàn)太陽能直接并網(wǎng)發(fā)電,即發(fā)即用,直接為服務(wù)器供電。這也是中國第一個(gè)太陽能云端數(shù)據(jù)中心,開創(chuàng)了數(shù)據(jù)中心綠色節(jié)能新紀(jì)元。
百度云計(jì)算(陽泉)中心通過節(jié)能減排技術(shù),全年累計(jì)節(jié)約用電量達(dá)2.5億度,相當(dāng)于13萬戶家庭全年用電量;數(shù)據(jù)中心全年二氧化碳減排量2.6萬噸,相當(dāng)于142萬棵樹一年的二氧化碳吸收量。
2018年,河北省張北縣阿里巴巴云計(jì)算數(shù)據(jù)中心采用當(dāng)?shù)毓夥l(fā)電站供電的10千伏柔性直流變電設(shè)備經(jīng)過一段時(shí)間的調(diào)試運(yùn)行開始全面供能,開啟了清潔電能輸送的新模式。
阿里·數(shù)據(jù)港張北數(shù)據(jù)中心采用全球最先進(jìn)的綠色數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)方案,百分百基于綠色能源運(yùn)轉(zhuǎn),建筑外表覆蓋光伏組件,同時(shí)采用自然風(fēng)冷和自然水冷系統(tǒng),源源不斷的綠色能源轉(zhuǎn)化成計(jì)算資源。
騰訊天津數(shù)據(jù)中心根據(jù)余熱回收原理正在研究節(jié)能應(yīng)用的方案。按照這套方案,如果回收天津數(shù)據(jù)中心冬季全部的余熱,熱量用于采暖可覆蓋的面積達(dá)到46萬平方米,如果用于家庭采暖,可滿足5100多戶居民的用熱需求,能減排二氧化碳量達(dá)5.24萬噸,碳排放當(dāng)量約為種植286.4萬棵大樹。
2018年建成的騰訊貴安七星數(shù)據(jù)中心,經(jīng)工信部實(shí)測(cè),其極限PUE值(評(píng)價(jià)能源效率的指標(biāo))小于1.1,(PUE越接近1表明能效水平越好,綠色化程度越高),相比之下,同期國內(nèi)數(shù)據(jù)中心的平均PUE約為1.73。而即將交付的騰訊清遠(yuǎn)數(shù)據(jù)中心液冷實(shí)驗(yàn)室,更將實(shí)現(xiàn)極限PUE值低于1.06的高節(jié)能效果。
可再生能源是數(shù)據(jù)中心用能的必然趨勢(shì)。特別是在碳中和目標(biāo)下,能耗強(qiáng)度和總量控制越來越被重視,無論從政策制定還是客戶需求的角度來說,數(shù)據(jù)中心都應(yīng)該提早準(zhǔn)備。此外,數(shù)據(jù)中心在保證用能綠化的同時(shí),也要注重供能系統(tǒng)的能效優(yōu)化,考慮多種能源協(xié)同組合,以解決高能耗、低能效問題。