中國儲能網訊：當下，數字經濟快速發(fā)展，《全球數字經濟白皮書》顯示，2020年，全球47個國家數字經濟規(guī)模總量達到32.6萬億美元，同比名義增長3.0%，占GDP比重為43.7%。全球數據總量爆發(fā)式增長，對數據中心形成了強勁的需求動力。全球范圍內的數據中心產業(yè)規(guī)模迅速擴大，但由此也帶來了大量二氧化碳的排放。
在控制溫室氣體排放、積極應對氣候變化形成全球共識的背景下，“綠色”“減排”“零碳”也成為國內外數據中心發(fā)展的共同趨勢，以保證在滿足數字經濟發(fā)展的同時，減少甚至“消除”數據中心建設對全球氣候的影響。
數據中心“零碳”涵義
根據國際化標準組織ISO發(fā)布的ISO14064標準，企業(yè)溫室氣體的排放可以劃分為三個范圍：
1、自身產生的碳排放；
2、通過消耗電力能源產生的碳排放；
3、產業(yè)價值鏈的碳排放。
數據中心碳排放高主要源于范圍2，以我國為例，根據統(tǒng)計，截止今年5月，我國數據中心用電量已占全社會用電的2%左右，數據中心成為用電耗能的大戶。而火電在電力結構中占據著重要地位，發(fā)電的同時伴隨著大量溫室氣體排放，數據中心高耗能也就帶來了高碳排放。
這也尤為值得注意，在火電基礎上的“綠色”并非真正的綠色，即便是PUE降低也不能忽略火電存在大量碳排放的事實。
因此，數據中心的“零碳”是在清潔能源使用比例不斷提升的基礎上，在符合生產需求、安全規(guī)范的要求下，通過綠色節(jié)能技術，盡最大限度利用清潔能源、利用各類冷能資源來減少碳排放，并且在必要時利用綠電交易、碳交易等，實現(xiàn)數據中心碳抵消，達到“零碳”目的，也即實現(xiàn)數據中心的“碳中和”。
數據中心“零碳”實現(xiàn)條件初步具備
對于數據中心節(jié)能減排，我國推出了多項目標明確、規(guī)劃清晰的政策。如《關于嚴格能效約束推動重點領域節(jié)能降碳的若干意見》中指出“新建大型、超大型數據中心電能利用效率不超過1.3”。
國外數據中心建設也在“碳中和”背景下進行，截至2021年初，已有127個國家承諾在21世紀中葉實現(xiàn)碳中和，數據中心行業(yè)也有相應公約，如《歐洲氣候中立數據中心公約》便要求：到2025年歐洲數據中心使用可再生能源電力要達到75%，到2030年達到100%。
這是數據中心向“零碳”發(fā)展的重要條件，從國家層面上推動，在行業(yè)內形成節(jié)能減碳的共識。
另一個重要條件則是清潔能源的發(fā)展，其為數據中心“零碳”的實現(xiàn)奠定了基礎。
這主要從兩個層面看，一是清潔能源規(guī)模不斷擴大，能夠提供更加穩(wěn)定的電量供給。數據顯示，截至9月底，我國水電、核電、風電、太陽能發(fā)電裝機容量合計10.1億千瓦，較去年同期提高3個百分點；國外對清潔能源的發(fā)展也極為重視，如法國生態(tài)轉型部長蓬皮利在接受采訪時表示，法國將出臺10項政策鼓勵發(fā)展光伏發(fā)電產業(yè)，預計到2028年，法國光伏發(fā)電量將是目前的三倍。
二是清潔能源成本降低。據分析，由于技術進步、規(guī)模經濟等因素，長期來看光伏發(fā)電、風力發(fā)電等成本在不斷降低。據統(tǒng)計，當前，光伏的裝機成本在全球很多地區(qū)已進入經濟可行的平價時代，2020年全球最低中標光伏電價下降幅度為19.7%；風力發(fā)電方面，在資源優(yōu)良、建設成本低、投資和市場條件好的地區(qū)，陸上風電已基本具備平價條件。2020年是歐洲海風平價元年，預計國內海風電價也將逐步實現(xiàn)平價。
這些條件也推動了包括綠電市場、碳交易市場的啟動與完善，技術的進步等，為數據中心“零碳”創(chuàng)造了可能。
數據中心“零碳”實現(xiàn)路徑
實現(xiàn)數據中心“零碳”是一項系統(tǒng)工程，需多方面實踐并逐步對其進行完善。同時，國內外數據中心在具體的技術和方式上雖存在一定差異，但在方向上具備統(tǒng)一性。
一、能源供給：提升清潔能源使用比例并進行碳抵消
01、清潔能源的應用探索
通過對太陽能、水能、風能的應用，數據中心企業(yè)可以實現(xiàn)部分用能綠色化，是實現(xiàn)“零碳”的重要組成部分。國內外多家企業(yè)對此也進行了多方探索，微軟亞利桑那州新數據中心將太陽能做主要能源；日本京瓷將建設首個完全利用可再生能源供電的數據中心；百度陽泉數據中心充分利用太陽能供電。這也要求數據中心在設計、建設時，便需要將可利用的清潔能源考慮進去，以結合綠色技術進行節(jié)能減排。
02、通過交易市場進行碳抵消
數據中心用電量巨大，在火電依舊占據重要地位的情況下，數據中心想要實現(xiàn)“零碳”，需通過購買綠電或者碳排放量來進行碳抵消。在我國“全國綠色電力交易試點”啟動當天，多家數據中心企業(yè)參與并完成了較大體量的綠電采購；近期微軟與依斯電力公司簽署協(xié)議，購買再生資源用于供電，均是通過交易市場來實現(xiàn)能源使用的“綠色化”。
二、能效利用：提升能效利用率
01、降低設備能耗水平
數據中心耗能包括IT設備耗能、空調耗能、建筑本身能耗等，想要進行節(jié)能，也需要從這些方面入手，智能系統(tǒng)或者方案的應用、改善散熱系統(tǒng)、間接蒸發(fā)冷、余熱能源回收利用等都能夠提升節(jié)能效果，提高能效利用率。以阿里云為例，經過多年“綠色IT”研發(fā)，阿里云已將數據中心的綜合能耗降低70%以上；谷歌則為數據中心配備了節(jié)能服務器和神經網絡技術，以盡可能提升能源利用率。
02、重視冷能資源的利用
冷能資源強調的是數據中心選址的重要性，數據中心能耗中相當一部分是設備冷卻能耗，單純從資源利用角度來看，數據中心的選址應當在氣候適宜、綠電豐富的地區(qū)。建在寧夏的亞馬遜云科技數據中心便是利用寧夏常年在20度以下的氣溫，通過凈化以后的冷空氣給數據中心降溫；近期，水下數據中心備受關注，原因之一也是其為冷能資源利用提供了又一新思路。
三、儲能：完善儲能系統(tǒng)研究與應用
數據中心儲能系統(tǒng)的研發(fā)是降低數據中心用電成本而提出的解決方案之一，完備的儲能系統(tǒng)能夠較長時間支撐數據中心平穩(wěn)、安全的用電，有著平抑峰谷電價、提升綠色能源使用、減少柴油使用的作用。雖然目前受限于技術，還未取得太多突破性的進展，但儲能系統(tǒng)進入數據中心已經被認為是一大趨勢，是數據中心節(jié)能減碳的重要方法。
目前，包括萬國數據、世紀互聯(lián)、科華數據、華為等企業(yè)在內，一直在嘗試、研發(fā)數據中心領域的儲能技術應用，谷歌也在今年也宣布，將在比利時的StGhislain數據中心采用電池儲能系統(tǒng)，以替代同等裝機容量的柴油發(fā)電機。
