“东数西算”半年看③:双碳目标驱动下 探路绿色数据中心最优方案

经济 | 2022-08-14 10:05:13| 118

21世纪经济报道记者杨青青北京报道

数字经济时代,计算能力正在井喷,建设绿色数据中心的意义不言而喻。

2022年3月9日,国家发改委微信官方账号发布《东算西算工程系列解读二》指出,“东算西算工程”不仅是实现关键核心技术自主创新的重要抓手,也是实现二氧化碳排放峰值碳中和目标的有效助力。

作为数字经济时代的核心资源,对计算能力的需求正在推动数据中心的快速部署。但与此同时,24小时数据中心也是能源消耗大户。根据研究机构的数据,近十年来,我国数据中心的整体功耗每年增长10%以上。IDC预测,到2024年,数据中心的耗电量将占全社会总耗电量的5%以上。

需要注意的是,“东算西算”项目的目的不仅仅是全国计算资源的联网和整合,绿色发展是“东算西算”项目落地的重要基础之一。在“双碳”战略背景下,数据中心是一个高科技、资本密集型、高耗能的产业,产业必然是绿色的、零碳化的。云计算作为数字产业的核心环节,自然起着关键作用。

如何在节能减排的约束框架下,推动计算能力的绿色高质量发展,加强节能减碳技术的应用,特别是数字基础设施的建设,是当前不可回避的问题。

西部利用可再生能源寻找最佳碳排放方案

在碳二战略的背景下,高能耗的数据中心越来越受到关注。

这也构成了“东算西算”项目启动的一个背景。从“从西算东”的整体规划来看,在向西算电的过程中,大幅提高绿色能源的比重,就近吸收西部的绿色能源,进而不断优化数据中心的能效,也是目标之一。

中国工业和信息化部信息通信研究院云计算与大数据研究所所长何指出,东部发达地区对数据和计算能力的需求旺盛,但东部地区计算能力设施的发展和处理数据的供给能源受到成本和能耗的限制。然而,西部地区拥有丰富的土地、能源和其他资源。西部地区数据中心的规划和发展,可以优化数据中心的布局空,有效利用西部地区的可再生能源,促进数据中心的绿色、低碳、高质量发展。

“西部地区的能源消耗并不意味着高碳,”中国社会科学院数量经济与技术经济研究所数字经济研究室主任蔡跃洲说。“西部地区有很多可再生能源。只要我们充分利用可再生能源来支持计算中心的运行,不仅不会增加碳排放,反而有助于实现中国的双碳目标。”

浙江大学国际联合商学院数字经济与金融创新研究中心联席主任潘鹤林认为,近年来,随着中国西部光伏、风电产业的发展,很多数据中心在建设之初就考虑到了能源问题。“以光伏风电+储能+数据中心的建设模式,可以就地就近解决能源缺口,这也符合光伏风电分布式能源网络的特点。就近用电可以减少输电损耗,但有利于实现‘二氧化碳排放峰值’和‘碳中和’。”

围绕“东算西算”下如何建设绿色数据中心的最优方案,何认为,绿色低碳数据中心的解决方案应该遵循最优的建设和应用。一方面,通过节能改造、大力发展绿色电力、评估标准化,进一步降低数据中心的能耗。另一方面,在满足应用需求的前提下,提高计算能力管理和调度的效率也是值得考虑的。“本质上,‘东算西算’就是在全国范围内求碳排放。

潘麟指出,最好的“低碳”方案可以形成数据中心+能源供应整体解决方案的建设案例,比如光伏与数据中心结合的模式。“其实服务器怕热。如果有完善的光伏设施在白天吸收太阳光,将数据中心环境的光和热转化为电能,数据中心的服务器性能就能得到很好的提升。”

目前,数据中心的低功耗也是当前技术突破的方向。一些西部地区环境独特,气候凉爽,可以降低数据中心的能耗。另一方面,与其他行业相比,数据中心是“碳排放”较少的行业,可以带动西部经济,进一步优化环境和生态。

蔡跃洲表示,以低碳为目标的国家整体配置数据中心的基本原则还是在于综合成本考虑。从碳减排的角度来看,将不需要实时计算的数据转移到西部计算,充分利用当地的可再生能源优势,是比较好的方案。

同时,蔡跃洲认为,目前,中国正在加快UHV电网的建设。通过优化全国范围内的能源配置,未来东部地区的数据中心运营有望在一定程度上加快碳减排的步伐。

降低数据中心能耗的双目标碳驱动政策指南。

当前,建设绿色数据中心既是机遇,也是机遇。

衡量数据中心能耗指标的一个重要数值是PUE值,它是数据中心消耗的全部能源与IT设备消耗的能源的比值。简单来说,PUE值越接近1,节能减排程度越好,PUE值越大,说明制冷、供电等配套基础设施消耗的电能越多。

在可持续发展的要求下,绿色数据中心已经被提上日程。2019年2月,工信部发布《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》,规定到2022年,数据中心平均能耗基本达到国际先进水平,新建大型、超大型数据中心PUE降至1.4以下。

2021年7月,工信部发布《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》。针对数据中心能耗高的问题,要求新建数据中心能效水平稳步提升,PUE逐步降低,可再生能源利用率逐步提高。

今年3月,为加快数据中心节能降耗和能效提升,引导数据中心走高效、低碳、集约、循环的绿色发展道路,助力实现二氧化碳排放峰值和碳中和目标,工信部、国家发改委等六部门2021年确定了44个国家绿色数据中心。据21世纪经济报道记者不完全统计,截至这份名单披露,至少有153个数据中心被纳入国家绿色数据中心。

今年的“东算西算”项目对数据中心的建设标准也越来越严格,更加强调低碳节能。据21世纪经济报道,张家口、韶关、长三角、芜湖、天府、重庆的数据中心集群PUE在1.25以下,灵儿、贵安、中卫、青阳的数据中心集群在1.2以下。

推动数据中心企业绿色发展,探索低碳节能新范式

在政策东风下,企业也在积极加快绿色步伐。

据介绍,联想自主研发的“温水冷却”技术可将整体PUE降至1.1以下,降低能耗和间接碳排放42%以上,进而实现余热再利用。联想“温水水冷”技术入选国家绿色数据中心先进适用技术目录和构建网间命运共同体实践案例集空。

联想基础设施服务事业部TruScale产品解决方案总监陈峰指出,从现阶段来看,结合目前西部地区的业务属性和需求,提高更大服务和绿色能效的投入产出比才是最重要的。“从联想的角度来说,现阶段主要致力于定制西部服务器的能力,包括数据中心散热技术、储能技术,以及如何低成本、高效率地调度西部真正需要的计算能力,结合联想的软硬件服务能力。”

此外,陈峰表示,联想也在联合上下游合作伙伴,共同在“东算西算”的节点上布局绿色区域生态。在产业合作方面,联想通过与国内数据中心合作伙伴的合作,初步完成了宁夏、甘肃、内蒙古等西部地区的绿色数据中心资源布局。同时,联想也在京津冀的北京和天津,长三角的上海和江苏,珠海的横琴,粤港澳大湾区的深圳布局业务。

从长远来看,陈峰认为,从节能减排的角度来看,西部还有很多绿色清洁能源没有真正开发出来,而“从东到西算”项目无论是在数据中心投资还是配套网络建设方面,都可以极大地刺激西部的投资,这也预示着未来西部的产业想象空。

“我相信,随着国家计算经济和计算服务的发展,随着基础设施建设的真正充分,会有很多现在无法想象的应用场景。”陈峰表示,“联想在‘东算西算’布局的核心是通过全生命周期基础设施服务和全栈端到端计算服务,实现节能减排的目标,更好地服务客户,成就合作伙伴,实现共赢。”

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