能耗大户 “数据中心也可变身能源生产者”

年用电量占到全社会用电量的2%左右，耗电量连续8年以超过12%的速度增长，未来为数不多能源消耗占社会总用电量比例持续增长的行业——由于能耗高、增速快，数据中心节能工作越来越受重视。

国家发改委等四部委于近日印发《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》（下称《方案》）提出，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、长三角、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国家枢纽节点。

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。但同时，部分地区已出现电力成本高、能耗指标紧张等问题，继续大规模发展数据中心的难度大、阻碍多。难题该如何借力《方案》化解？

北上深“不欢迎”数据中心

数字经济的蓬勃发展，带动全社会数据总量呈爆发式增长。据国家节能中心相关人士介绍，截至2019年，全国约有各类数据中心7.4万个，机架总量227万架，用电量在600亿-700亿千瓦时左右。预计到2030年，数据中心能耗总量将在此基础上翻一番。“大家都有一个直观感受，在新建审批过程中，所在地区有无用能指标、数据中心PUE等考核愈发严格。”

PUE是衡量数据中心电源使用效率的通用指标，即所消耗能源与IT负载使用能源之比，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，出于能耗强度、用能总量等压力，北京、上海、深圳等城市越来越“不欢迎”新建数据中心。

“北上深等一线城市是数据业务等必争之地，目前对于数据中心关键能耗指标的控制却越来越严格，申请新建十分困难。比如，北京要求所有城区禁止新建扩建数据中心，除非PUE在1.4以下；上海要求存量数据中心改造，PUE必须小于1.4；深圳提出PUE不高于1.25的数据中心，才可享受新增能源消费量40%以上的支持。”一位了解情况的人士举例。尽管如此，“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，接近一半的数据中心分布于京津冀、长三角及珠三角区域，其中不少能效水平偏低，成为“吃掉”当地能耗的电老虎。“数据中心具有数据存储、计算等不同功能，而计算才能带来增值收益。在北上广深等地，部分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，除了交些电费，对当地GDP的实际贡献非常有限。”

“西移”同样面临能耗压力

为引导数据中心集约化、规模化、绿色化发展，《方案》提出“东数西算”思路。可再生能源丰富、气候适宜的贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等地，被视为数据中心绿色发展潜力较大的节点。这些地区将“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压力，促进西部可再生能源消纳力度，从整体上降低能耗强度。但也要看到，很多西部省区的能耗压力同样很大。”上述人士举例，“十三五”期间，内蒙古12个盟市均未完成能耗强度下降目标，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”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年一季度能耗双控目标完成情况晴雨表》中，宁夏、贵州等地能源消费总量亮起二级预警，云南的能耗强度与能源消费总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”数据中心或伪装成数据中心的挖矿中心。“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，即便使用可再生能源电力，实现供电绿色化也不代表数据中心的低能耗。“如果IT设备功耗没有优化，从能量守恒看，无论使用何种电源，数据中心用电量也不会变化，绿色化背后的能耗压力依然存在。而且能耗越高，使用绿电量越大。如果绿电没有实现市场化、低成本，数据中心运营商的能耗运营成本仍是大问题。”

从用能者走向能源“产消者”

上述国家节能中心人士提出，数据中心节能是一项系统工程，需要从规划、设计到运营等环节挖潜节能空间。“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、科学的供电方案和供电设备，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，完全有条件新建等级更高的绿色数据中心，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，通过等量替换为数据中心腾出空间。”

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，分别占到数据中心用能的10%、60%和30%左右。“目前，大家更注重基础设施电能使用效率，对于用电最多的IT设备，反而缺少能效标准及改造参考。即便是老旧数据中心节能改造，也没有业内普遍认可的技术方案和领头企业。实现产品节能升级、提高能源利用效率的作用重大，但没有标准就无法设计和落地。”

多位专家还提出，数据中心可作为综合能源服务商，反过来为所在地区提供服务，扭转“高耗能”形象。“数据中心完全可以成为具有能源生产和消费双重身份的能源‘产消者’。作为传统能源消费者，数据中心节能降耗的首要任务是降低负荷侧能耗。同时，数据中心也可变身能源生产者。比如，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，有条件的地区，可将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同时，提供优质的综合能源服务。