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“東數西算”帶動互聯(lián)網巨頭“綠色內卷”！這些技術成風口
數字技術是助力“雙碳”目標實現的重要一環(huán)，但數字化轉型也加速了信息通訊產業(yè)的能源需求和碳排放增長。日前，一項超級工程的落地實施，給被稱為算力基礎設施中的“電老虎”——互聯(lián)網數據中心（IDC）的綠色化低碳化轉型按上加速鍵。
國家發(fā)展改革委等部門近日聯(lián)合印發(fā)通知文件，同意在京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝、內蒙古、貴州、甘肅、寧夏等8地啟動建設國家算力樞紐節(jié)點，并規(guī)劃了10個國家數據中心集群，至此，“東數西算”工程正式啟動。
其中，節(jié)能減耗成為“東數西算”工程中的關鍵詞。上述文件對國家樞紐節(jié)點提出的9項重點任務中，有3項涉及能耗管控，包括以數據中心集群布局等為抓手，加強綠色數據中心建設，強化節(jié)能降耗要求；加強能源供給保障，推動數據中心充分利用可再生能源；強化能耗監(jiān)測管理，建立健全數據中心能耗監(jiān)測機制和技術體系。
中國信通院云計算與大數據研究所副所長李潔在接受第一財經采訪時稱，“東數西算”工程的開啟將有效降低企業(yè)電力運營成本，根據國家發(fā)改委的數據，預計帶動每年社會投資超過4000億元。其中，隨著數據中心擴建、擴容加快，疊加行業(yè)節(jié)能減碳需求，綠色數據中心的上下游產業(yè)將迎來發(fā)展機遇期。
算力西移
“東數西算”工程已批復的8個國家算力樞紐節(jié)點，可根據定位分為兩大類。其中，貴州、內蒙古、甘肅、寧夏屬于一類，均分布在可再生能源豐富、氣候適宜、數據中心綠色發(fā)展?jié)摿^大的西部地區(qū)。
根據總體規(guī)劃，西部地區(qū)的這四個節(jié)點的發(fā)展重點在于提升算力服務品質和利用效率，充分發(fā)揮資源優(yōu)勢，夯實網絡等基礎保障，積極承接全國范圍需后臺加工、離線分析、存儲備份等非實時算力需求，打造面向全國的非實時性算力保障基地。
算力西移的背后，是2020年以來，“新基建”的不斷升溫，以及“雙碳”目標下，對數據中心低碳發(fā)展提出的更高要求。
根據信通院測算，在數據資源存儲、計算和應用需求不斷提升的帶動下，國內數據中心的規(guī)模保持高速增長，近5年，國內數據中心機架年均增速超過30%，其中，北廣深三地數據中心約占全國份額的29％。從用電量來看，2020年，國內數據中心的用電量約占全社會用電量1％。
另有報告顯示，從全球范圍來看，截至2020年底，中國大型數據中心規(guī)模雖以10％的占比位居世界第二，但遠低于美國（占比達40％），國內數據中心總體上仍處于大型數據中心占比低、建設布局不集中、部分數據中心在建成運行多年后機柜上架率仍未超過 40%的粗放建設階段。
上述背景下，近年來，北京、上海、廣州等東部多地紛紛加碼數據中心高能耗管控。與此同時，伴隨土地、電價、水資源成本不斷攀升，企業(yè)在東部地區(qū)大范圍布局數據中心的思路也難以為繼。故此，優(yōu)化數據中心的資源配置成為企業(yè)降低成本和政府能耗管控的共通之選。
據不完全統(tǒng)計，早在“東數西算”工程開啟之前，華為、騰訊、阿里、字節(jié)、UCloud優(yōu)刻等多家國內主要云計算、互聯(lián)網廠商已相繼在西部國家算力樞紐節(jié)點區(qū)域加大綠色數據中心的布局。
李潔稱，數據中心是重資源稟賦、重資產投入的行業(yè)。從短期來看，數據中心放置于西部地區(qū)需要考慮雨雪、凍土等因素，前期數據中心建設成本可能相對較高。但從長期角度來看，由于數據中心70%的運營成本來自于電力，而西部地區(qū)擁有大量的水電資源和可再生資源，電力成本較低，帶來的長遠效益要遠大于短期建設成本。
清華大學工程熱物理研究所教授李震多年從事數據中心冷卻等方向的研究工作。他進一步對第一財經表示，除了電力成本較低以外，西部地區(qū)和東北地區(qū)相對干冷的氣候條件也有利于當地數據中心使用自然冷源來降低能源消耗。
而對于在幅員遼闊的西部地區(qū)，“東數西算”工程將國家算力樞紐節(jié)點選在黔、甘、寧和內蒙古四處的原因，李震稱，西部四個樞紐節(jié)點均有一定的數據中心產業(yè)基礎，并存在閑置率較高的問題，通過盤活當地存量數據中心資產，將其納入全國一體化大數據中心體系，與數據中心產業(yè)集約化、規(guī)?；l(fā)展目標相契合。
貴州數據寶網絡科技有限公司產品研究院院長李可順則認為，即便在上述四個樞紐節(jié)點，符合氣候、地質及能源三者的“黃金地段”仍有限。
“誰先布局，誰先占坑，投入產出肯定是優(yōu)于其他地域的?！崩羁身樃嬖V第一財經，由于在“黃金地段”布局的數據中心年均能耗普遍低于其他區(qū)域，從企業(yè)長期投資周期來看，成本優(yōu)勢會更大。
PUE如何降
在去年10月底國家發(fā)改委等五部門發(fā)布的《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，首次在國家層面將數據中心與傳統(tǒng)八大“兩高”行業(yè)并列納入重點推進節(jié)能降碳領域，并提出了“新建大型、超大型數據中心電能利用效率（PUE）不超過1.3，到2025年，數據中心電能利用效率普遍不超過1.5”的目標要求。
當年12月發(fā)布的《貫徹落實碳達峰碳中和目標要求 推動數據中心和5G等新型基礎設施綠色高質量發(fā)展實施方案》進一步明確，到2025年，國家樞紐節(jié)點的PUE要進一步降到1.25以下，綠色低碳等級達到4A級以上。
PUE（Power Usage Effectiveness）是國際通行的衡量數據中心能源效率的重要指標，等于數據中心總能耗/IT設備能耗。當其數值越接近1時，表明非IT設備耗能越低，即能效水平越好。
“實現這一目標的難點在于如何優(yōu)化存量數據中心的PUE，目前全國存量大型以上數據中心的平均PUE超過1.5?！崩顫嵎Q。
而對于新建大型以上數據中心來說，李可順稱，在“東數西算”背景下，當數據中心選址西部地區(qū)，由于自然條件利好，“PUE不超過1.3”階段性目標的實現難度會大幅降低?！氨热鐚幭牡臄祿行木驮鴾y試過，其PUE可以保持在1.1左右?！?/p>
除了選址因素外，通過技術手段優(yōu)化數據中心的運營方式，也能達到有效降低PUE值的效果。
“東數西算”方案提出，推動數據中心采用高密度集成高效電子信息設備、新型機房精密空調、液冷、機柜模塊化、余熱回收利用等節(jié)能技術模式。
其中，制冷設備是數據中心的主要能耗來源，也是節(jié)能技術的應用重點。為了維持IT設備的正常運行，數據中心的制冷系統(tǒng)通常需要全年處于運行狀態(tài)。
從全球趨勢來看，隨著綠色數據中心的技術迭代，液冷等高效制冷技術已成為國內外互聯(lián)網數據中心企業(yè)角逐的熱點，也被列入國內多項政府文件的支持計劃中。據相關預測，到2026年，全球液冷數據中心市場估值從2018年的14.3億美元增至1205億美元，年均復合增長率達30.45％。
不過，李震表示，從技術手段來看，國內液冷數據中心雖有落地應用，但距離大規(guī)模商用仍為之尚早?！耙环矫妫捎趪鴥纫豪浼夹g起步晚，冷卻材料仍依賴進口，成本較高，國內目前已有單位在國家的支持下開展相關嘗試，液冷方式中，我國冷板技術相對成熟領先；另一方面，液冷數據中心在運營維護和安全性上也存在瓶頸?！?/p>
機柜模塊化是節(jié)能的另一有效技術路徑，由微模塊構成的數據中心可以減少冗余配置，提高建設的標準化程度以及運營的節(jié)能性和穩(wěn)定性。
泰爾認證中心有限公司是專業(yè)從事信息通信行業(yè)自愿性產品認證的機構。該公司數據中心業(yè)務負責人薛剛對第一財經介紹稱，從過往典型案例來看，傳統(tǒng)機房的PUE水平往往在1.6以上，而微模塊數據中心的產品PUE測試水平普遍可以達到1.3以下，因此，模塊化的方案一般至少可以提高20%的能效水平。
但這一技術也存在應用阻礙。薛剛表示，由于多數情況下，數據中心的能效水平與可靠性之間互相矛盾，可靠性往往依賴更多的冗余配置，也意味著更大的能耗。因此，目前市場還會根據具體的應用場景，在保證可靠性的前提下盡量降低PUE，提高能效水平，其需求仍依賴更先進的節(jié)能技術來滿足。
IDC企業(yè)綠色角逐加碼
伴隨數據中心綠色低碳的發(fā)展路徑逐漸明晰，互聯(lián)網、云計算等領域頭部廠商相繼加入了“綠色內卷”的行列，通過加大新建數據中心的節(jié)能技術投入，以降低數據中心的PUE值。
比如，在騰訊近日發(fā)布的“碳中和”目標及行動路線報告中提到，通過新一代數據中心技術T-block，實現PUE不高于1.3，極限PUE降至1.06的目標；京東對其2021年新建的廊坊數據中心，提出了全年PUE低至1.1的目標；華為去年9月在貴安新區(qū)投入使用的數據中心PUE值則定為1.12。
“但應注意的是，對于政府部門而言，企業(yè)的PUE指標如何準確、真實地進行監(jiān)測和監(jiān)管，仍是難點?！崩钫鸱Q，一方面，數據中心的內部設備或涉及企業(yè)保密性，不會予以完全公開透明；另一方面，企業(yè)在通過當地能耗指標的審批時，拿出的為設計時的PUE值，該數值在實際運行中如何達到，目前還有很多工作要做。
不過，隨著下游數據中心使用方對于PUE標準的不斷提升，某大型數據中心運營商的業(yè)務負責人稱，有利于倒逼上游數據中心設備和軟件的提供方提高綠色化技術水平，進而形成上下游綠色數據中心產業(yè)鏈的良性協(xié)同。
李潔也表示，數據中心產業(yè)具有產業(yè)鏈條長、覆蓋門類廣等特點，主要包括產業(yè)上游設備、設施和軟件供應商、中游IDC建設者和服務商以及下游的各行業(yè)應用客戶，綠色數據中心的發(fā)展對于上下游產業(yè)的帶動效應大。
除此之外，第一財經還注意到，提高全生命周期的綠色化、低碳化水平，并積極參與到第三方數據中心相關節(jié)能標準的制定和認證中，也成為互聯(lián)網、云計算等行業(yè)巨頭的角逐焦點。
比如，今年4月1日即將正式實施的國內首批數據中心液冷系列行業(yè)標準，在起草階段，騰訊、華為等企業(yè)均有參與。
來源：第一財經
