中國數據中心發展方向碳中和背景下

中國數據中心行業用電量和碳排放

目前數據中心的能耗問題阻礙了其自身的發展與節能社會的構建，尤其是在北上廣深等一線城市，面臨這數據需求旺盛和能耗“雙控”要求嚴格的矛盾，新建數據中心指標越發難以獲取。因此，隨著國家“2030碳達峰、2060碳中和”目標要求的提出，低碳綠色，乃至“碳中和”數據中心已經成為未來數據中心發展的“風向標”和確定趨勢。

我們預測在2025年中國數據中心CO₂排放量能夠提前實現碳達峰，峰值規模控制在約1.0億噸。具體措施有很多，比如源頭減量、自然冷卻技術、超高能效設備、智能化技術、多站合一技術、變電儲能等能源綜合利用技術等等。

數據中心“碳中和”定位

數據中心實現“碳中和”是運用各種低碳技術和商業模式創新的綜合集成，主要包括：

碳中和背景下，數據中心節能減排技術綜述

在數據中心規模日益擴大的背景下，各地能源市場、電網迎來較大壓力，對綠色數據中心提出剛性需求。疊加一線城市對降低PUE值的明文規定以及供需缺口較大的局面，也倒逼數據中心綠色化發展。在綠色化發展方面，主要包括採用可再生能源和提升能源效率。

當前數據中心節能減排所面臨的四大挑戰分別是：

1) 大量的建設需求和日趨嚴格的地方政策限制以及供給減少帶來的挑戰，結果會直接導致新建數據中心無法通過能評、無法拿到政府合法批文進行下一步的數據中心建設。

2) 客戶業務複雜性所帶來的技術架構和節能方案的選擇難度增大，結果會直接導致數據中心建設成本高、投資虧損或因為能效不達標而引發的高額罰款或被迫整改工作。

3) 外部電力資源利用效率低，結果會直接導致數據中心的得電率低、出櫃率低；有些擬部署數據中心的地區甚至無法提供充足的水資源可用，結果會直接導致數據中心無法順利建設，需要重新評估方案選擇，帶來成本的大幅提高，建設週期和進度嚴重滯後。

4) IT設備算力的提高帶來的單機櫃功率密度不斷增加，結果會直接導致數據中心內部熱點難以消除，使得較嚴重的宕機風險不斷增高。

對於數據中心運營者來說，不斷提陞技術管理水平，應用和研究一系列先進的可落地的節能減排技術，最大限度地實現數據中心綠色低碳，將為未來數據中心實現“碳中和”的最終目標打下堅實的基礎。

總的來說，數據中心節能減排技術有以下這些：

數據中心整體節能技術

• 全預製模塊化數據中心技術
• 高可靠性和高可用性保障的低PUE整體架構技術

數據中心電氣節能技術

• UPS智能在線模式
• 高壓直流及市電直供技術
• 固態變壓器
• 電力模塊技術
• 自備電溫控技術
• 供配電系統鏈路中的低損耗節能連接技術

數據中心製冷節能技術

• 高溫冷凍水空調技術
• 氟泵技術
• 多聯空調技術
• 相變蓄冷技術
• 冷板式液冷技術
• 浸沒式液冷技術
• 高效利用自然冷源的間接蒸發冷卻技術
• AI節能自控技術

數據中心資源回收技術

• 污水回收技術
• 熱回收技術等

其他節能技術

• 智能照明系統
• 光伏發電
• IT服務器節能技術
• 量子計算機
• 氫燃料電池等

碳中和下的中國數據中心總體發展策略

數據中心行業應積極參與建立綠色電力交易市場。在國家有關政策和電力交易市場建設允許的條件下，做好綠色電力認證的市場體系、認證流通體系的頂層設計和部署實施，不斷擴大綠色電力參與市場規模。

在數據中心選址開發階段，結合全國可再生能源供給側建設情況，優先選擇可再生能源供給側建設相對完善的區域開展數據中心建設。

在數據中心設計建造階段，結合最終用戶使用需求分析，優先部署可最大程度提升電能使用效率的解決方案和技術選型，探索並嘗試利用可再生能源的儲能、應急供能的技術方案。

在數據中心長期運營階段，加強數據中心碳資產管理，加大可再生能源採購佔比；通過計劃性節能改造，提升已投運數據中心的能效利用水平。