年用电量占据全社会用电量的2%左右，用电量连续8年以超出12%的速度提高，未来不可多得能耗占社会总用电量比例稳步增长的行业——由于能耗高、增速快，云数据中心环保节能工作变得越来越受重视。
国家发改委等四部委于近日印发《全国一体化大数据中心科技成果转化体系算力枢纽实施意见》（下称《计划方案》）指出，加快实施“东数西算”工程。根据能源结构、产业布局、市场发展、气候环境等，在京津冀一体化、长三角地区、粤港澳大湾区、成渝，以及贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等地布局建设全国一体化算力网络我国枢纽节点。
随着各行业数字化进程加速，数据资源的存储、计算等需求与日俱增。但部分地域已出现电力成本高、能耗指标值紧张等问题，继续大规模发展云数据中心的难度大、阻碍多。难题该如何借力《计划方案》化解？
北上深“不欢迎”云数据中心
数字经济的蓬勃发展，带动全社会数据总产量呈爆发式增长。据我国环保节能中心点相关人士介绍，截至2019年，全国约有各类云数据中心7.4万个，机架总产量227万架，用电量在600亿-700亿千瓦时左右。预计到2030年，云数据中心能耗总产量将在这个基础上翻一倍。“大家都有一个直观感受，在新创建审批过程中，所在地域有无用能指标值、云数据中心PUE等考核愈发严格。”
PUE是衡量云数据中心电源应用效率的通用指标值，即所消耗电力能源与IT负荷应用电力能源之比，基准是2。数值越接近1，表明能效水平越高。多位业内人士向记者证实，出于能耗硬度、用能总产量等工作压力，北京、上海、深圳等城市变得越来越“不欢迎”新创建云数据中心。
“北上深等一线城市是数据业务等战略要地，目前对于云数据中心关键能耗指标值的控制却变得越来越严格，申请新创建十分困难。比如，北京要求所有城区禁止新创建扩建云数据中心，除非PUE在1.4以下；上海要求存量云数据中心更新改造，PUE必须小于1.4；深圳指出PUE不高于1.25的云数据中心，才可享受新增电力能源消费量40%以上的支持。”一位了解情况的人士举例。如此，“云数据中心就像水、电一样，如今已成为必要基础设施，一线城市又没法把它们完全赶出去。”
中国电子节能技术协会秘书长吕天文坦言，接近一半的云数据中心分布于京津冀一体化、长三角地区及珠三角区域，其中不少能效水平偏低，成为“吃掉”当地能耗的电老虎。“云数据中心具有数据存储、计算等不同功能，而计算才能产生升值收益。在北上广深等地，部分云数据中心仅起到存储作用，并不直接产生价值，耗费大量电力、占用能耗指标值，除了交些电费，对当地GDP的实际奉献非常有限。”
“西移”同样面对能耗工作压力
为引导云数据中心集约化、产业化、绿色发展，《计划方案》指出“东数西算”思路。可再生资源丰富、气候适宜的贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等地，被视为云数据中心绿色发展潜力较大的节点。这些地域将“积极承接全国范围需后台加工、离线分析、存储备份等非实时算力需求，打造面向全国的非实时性算力保障基地”。
但在多位人士看来，高能耗问题仍未从根本消除。“‘东数西算’可缓解东部城市能耗工作压力，促进西部可再生资源消纳力度，从整体上降低能耗硬度。但也要看到，很多西部省区的能耗工作压力同样很大。”上述人士举例，“十三五”期间，内蒙古12个盟市均未完成能耗硬度下降目标，云数据中心布局集中的乌兰察布、鄂尔多斯等地，更是因能耗“双控开关”不力而被警告。
记者还发现，在国家发改委6月3日公布的《各地区2021年一季度能耗双控开关目标完成情况风向图》中，宁夏、贵州等地电力能源消费总产量亮起二级预警，云南的能耗硬度与电力能源消费总产量均在一级预警之列。
吕天文称，越是电力充足、电价便宜的内蒙古、云南、四川等地，越能吸引一批“隐性”云数据中心或伪装成云数据中心的挖矿中心点。“它们往往‘黑着干’，偷偷搭建、出租，连项目立项等手续都没有，更别说提交节能报告及审查，后期环保节能监察也很难发现。耗费宝贵资源，非但不产生价值，还加重当地用能负担，有百害而无一利。”
清华大学能源互联网创新研究院助理研究员王永真认为，即便应用可再生资源电力，实现供电系统绿色化也不代表云数据中心的低能耗。“如果IT设备功耗没有优化，从能量守恒看，无论应用何种电源，云数据中心用电量也不会变化，绿色化身后的能耗工作压力依然存在。能耗越高，应用绿电量越大。如果绿电没有实现市场化、低成本，云数据中心运营商的能耗运营成本仍是大问题。”
从用能者走向电力能源“产消者”
上述我国环保节能中心点人士指出，云数据中心环保节能是一项系统工程，需要从规划、设计到运营等环节挖潜力环保节能空间。“不仅是简单应用高效设备，还包括选择合适的地理位置和气候条件、科学的供电系统计划方案和配电设备，选用低能耗用能设备、合理布局空调机组制冷方式和运行模式，以及精细化运行管理等方方面面。”
吕天文表示：“北上深等地产业升级较早，高耗能项目基本腾空，很难再找到能耗空间。但在内蒙古、陕西、四川等地，完全有条件新创建等级更高的绿色云数据中心，前提条件是关停部分不符合政策要求的化工、钢铁等高耗能产业，避免低端、过剩产业占据过多指标值，通过等量替换为云数据中心腾出空间。”
云数据中心自身提效也是关键。吕天文称，供配电、IT设备、新风制冷领域，分别占据云数据中心用能的10%、60%和30%左右。“目前，大家更注重基础设施电能应用效率，对于用电多的IT设备，反而缺少能效标准及更新改造参考。即便是老旧云数据中心节能改造，也没有业内普遍认可的技术方案和领头企业。实现产品环保节能升级、提高电力能源利用效率的作用重要，但没有标准就没法设计和落地。”
多位专家还指出，云数据中心可作为综合能源服务商，反过来为所在地域提供服务项目，扭转“高耗能”形象。“云数据中心完全可以成为具有电力能源生产和消费双重身份的电力能源‘产消者’。作为传统电力能源消费者，云数据中心节能降耗的首要任务是降低负荷侧能耗。云数据中心也可变身电力能源生产者。比如，云数据中心散热余热占总能耗的40%以上，若能有效利用，则可提供海量的中低品位热源。”王永真建议，有条件的地域，可将云数据中心纳入能源系统规划，与当地供电网、供热网等基础设施统一施策，在解决高能耗问题的提供优质的综合能源服务项目。
