▶ 王皓

　　作为海量数据的主要储存和运算处理实体，近年来数据中心发展规模不断扩大，由此带来的能源消耗问题也备受关注。国家相关部门出台了多项政策，加快推动绿色数据中心建设。推动数据中心绿色节能改造升级是未来数据中心发展的重要议题。未来数据中心将紧沿设计建设、用能结构、节能体系、运维管理整个产业链条进行绿色化发展路径探索。

　　近年来，随着互联网、云计算、大数据和人工智能等新兴技术蓬勃发展和同实体经济的深度融合，以数据化、网络化和平台化为主要特征的数字经济正成为社会经济发展的核心力量，其总量已占到我国GDP的40%以上，同时数字产业化和产业数字化两个重要方向推动产生了海量数据。作为海量数据的主要储存和运算处理实体，数据中心发展规模不断扩大，由此带来的能源消耗问题也备受关注。在碳达峰、碳中和目标指引下，我国正加快推动绿色数据中心建设，从技术、产品和运维管理等多方面探索绿色化发展路径。

　　一、数据中心绿色发展必要性

　　当前，以数字技术为核心驱动的第四次工业革命正在给人类生产生活带来深刻变革，作为承载各类数字技术应用的物理底座，数据中心产业赋能价值正逐步凸显，世界各国均在积极引导数据中心发展，数据中心建设规模不断扩大，与此同时其能耗也在不断攀升。中国信通院发布的《数据中心白皮书（2022年）》显示，按照标准机架2.5kw统计，截至2021年底，我国在用数据中心机架规模达520万架，近5年年均复合增速超过30%，大型以上规模机架达420万架，占比达到80%，未来数据中心机架规模仍将保持高速增长，预计2030年将突破1000万架。与此同时，2021年国内数据中心总耗电量达到2166亿千瓦时，占社会用电量2.6%，相当于同年1.3个上海市的总社会用电量；预计到2030年，我国数据中心总耗电量将达到5915亿千瓦时，占全社会用电量的5%。此外，对数据中心运营商而言，其运营成本中电力成本占比约50%，而散热成本则达到电力消耗的近40%，对运营商形成较大考验。

　　推动数据中心绿色化发展，在相关技术、产品及运维管理方法的协同作用下，绿色数据中心较传统数据中心具有能源资源消耗少、能源利用水平高、运维管理能力强的特点，一方面能够有效降低数据中心在运营过程中的电力成本和电力消耗，减轻运营商成本压力；另一方面，能够有效降低数据中心耗电量在全社会总用电量中占比，提升可再生能源应用比例，提高能源资源利用效率，有助于我国实现“双碳”目标。

　　二、我国数据中心绿色发展探索

　　2015年3月，工信部、国家机关事务管理局、国家能源局联合印发《国家绿色数据中心试点工作方案》，推动开展绿色数据中心试点工作，强调分重点、分领域、分步骤提升数据中心节能环保水平。此后2018年1月、2021年1月、2022年3月工信部分别公布了三批国家绿色数据中心名单，先后推动创建了153家国家绿色数据中心。期间，《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）》《“十四五”信息通信行业发展规划》等政策相继出台，进一步推动了国内绿色数据中心的建设发展。与此同时，各地也相继推出支持政策，加快数据中心绿色发展，如《北京市数据中心统筹发展实施方案（2021-2023年）》《上海市推进新型基础设施建设行动方案（2020-2022年）》《福建省贯彻落实碳达峰碳中和目标要求推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》等。目前我国在绿色数据中心探索方面积累了较多经验，如能源资源利用方面的预制式微模块集成技术、磁悬浮变频离心式冷水机组、风墙新风冷却技术等，分布式供能方面的燃气分布式功能技术、分布式光伏并网发电技术，绿色运维方面的集群系统综合调度节能技术、能耗监测及智能运维管理系统等，并形成了《国家绿色数据中心先进适用技术产品目录》进行推广。

　　三、数据中心绿色发展关键路径

　　推动数据中心绿色节能改造升级是未来数据中心发展的重要议题。今年7月，工信部发布的《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）》提出，新建大型及以上数据中心PUE降低到1.3以下，严寒和寒冷地区力争降低到1.25以下；2021年11月，工信部发布的《“十四五”信息通信行业发展规划》指出，从2020年到2025年新建大型和超大型数据中心PUE要年均降低0.1以上。未来数据中心将紧沿设计建设、用能结构、节能体系、运维管理整个产业链条进行绿色化发展路径探索。

　　在设计建设方面，在国家“东数西算”工程建设的指引下进行超前布局和合理规划，对数据中心区位分布、行业分布进行合理划分，引导超大型/大型/中小型绿色数据中心、集中式/边缘式数据中心协调发展，注重对“老旧小散”数据中心的升级改造。优化数据中心整体架构，通过全预制化、模块化思路，优化数据中心空间利用，缩短建设周期并减少资源浪费。

　　在用能结构方面，合理调整供电架构，推广采用“市电直供+高压直流（HVDC）”“市电+UPS”等供电形式，大规模使用高压直流供电（HVDC）系统减少电源转换损耗。持续提升清洁能源利用水平，探索建设分布式光伏发电、燃气分布式供能等配套系统就近消纳新能源电力。

　　在节能体系方面，建立集设备自然冷却、高效制冷系统、余热能源回收于一体的节能体系，加快自然风冷、浸没式液冷技术突破和应用，采用变频群控系统设备、高效节能直流无极调速风机等，根据数据中心地区特征合理采用热泵回收供暖技术等，合理降低能源使用量，提升能源利用效率。

　　在运维管理方面，通过智能化监测管理系统实现对数据中心状态实时监测和动态调控，提高精准控制效率。加强电子设备全生命周期管理，针对废旧电器电子产品回收及资源化利用建立规范化、可追溯的发展体系。

　　（作者单位：北大科技园创新研究院）