數(shù)據(jù)中心現(xiàn)在需要開始走上脫碳之路
發(fā)布時間：2024/2/26 16:06:33 訪問2914次
數(shù)據(jù)中心運營商發(fā)現(xiàn)自己的任務是管理需求的快速增長，同時采用更可持續(xù)的能源實踐來減少其不斷擴大的碳足跡。為了應對這一挑戰(zhàn)，利益相關者必須立即開始優(yōu)先考慮并為節(jié)能的未來做好準備。
一項研究表明，地球上的每個人每秒都會產(chǎn)生1.7MB的新信息。這使得數(shù)據(jù)中心行業(yè)成為全球經(jīng)濟增長最快、貢獻最大的領域之一。而且沒有放緩的跡象。到2025年，全球數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模預計將以每年18%以上的速度增長，達到2500億美元。
人工智能、自動化和加密貨幣推動了數(shù)據(jù)中心需求的加速增長。根據(jù)國際能源署發(fā)布的數(shù)據(jù)，全球數(shù)據(jù)中心消耗的電力超過250TWh，約占全球電力需求的1%，占全球碳排放的0.3%。預計到2030年，這一數(shù)字將達到8%。
數(shù)據(jù)中心運營商發(fā)現(xiàn)自己的任務是管理需求的快速增長，同時采用更可持續(xù)的能源實踐來減少其不斷擴大的碳足跡。為了應對這一挑戰(zhàn)，利益相關者必須立即開始優(yōu)先考慮并為節(jié)能的未來做好準備。
●增加壓力以實現(xiàn)效率最大化●
數(shù)據(jù)中心面臨可持續(xù)發(fā)展的壓力越來越大，這始于動蕩的能源市場。從2021年到2022年，美國天然氣價格上漲了近50%，導致能源價格上漲34.6%。作為重要的能源消費者，數(shù)據(jù)中心已經(jīng)感受到這些價格上漲對其收入的影響，以及采取措施的緊迫性。
采取更可持續(xù)實踐的壓力也來自于越來越激進的政府監(jiān)管。2023年1月1日，美國能源部(DOE)對數(shù)據(jù)中心運營至關重要的暖通空調(diào)設備制定了更嚴格的要求。預計到2024年，美國證券交易委員會將對要求數(shù)據(jù)中心披露溫室氣體排放和其他與氣候相關的風險做出裁決。其他新的政府指令可能要求數(shù)據(jù)中心不僅要測量其碳足跡，還要展示他們計劃如何減少碳足跡。
數(shù)據(jù)中心運營商也感受到了來自客戶的公眾壓力。在一項針對美國消費者的調(diào)查中，87%的受訪者表示，他們更愿意從提供社會和環(huán)境效益的企業(yè)購買產(chǎn)品，92%的人表示，他們更有可能信任解決環(huán)境問題的企業(yè)。綠色環(huán)保對商業(yè)和環(huán)境都有好處。數(shù)據(jù)中心運營商應該注意到這一點。
●克服能源效率障礙●
數(shù)據(jù)中心需要大量的能源以來保持全天候以最高容量運行。它們每平方英尺的能耗是商業(yè)建筑的50倍。大約50%的典型數(shù)據(jù)能耗來自IT設備，估計另外35%的能耗來自HVAC設備。運營舊數(shù)據(jù)中心的利益相關者通常依賴于柴油供電的備用發(fā)電機，這也會產(chǎn)生重大的碳影響。
預計到2024年，美國證券交易委員會將要求數(shù)據(jù)中心披露溫室氣體排放和其他與氣候相關的風險，而政府的指令可能要求數(shù)據(jù)中心測量其碳足跡，并減少碳足跡。
數(shù)據(jù)中心對更高效的能源管理的需求是顯而易見的。但是不太確定的是，數(shù)據(jù)中心利益相關者如何在不中斷運營或超出預算的情況下減少能源消耗�？紤]到這一多管齊下的挑戰(zhàn)，許多利益相關者不愿意將可持續(xù)性列為優(yōu)先事項，這是可以理解的。根據(jù)《2021年全球數(shù)據(jù)中心正常運行時間調(diào)查》報告，82%的數(shù)據(jù)中心管理人員跟蹤電力使用情況，70%的數(shù)據(jù)中心管理人員監(jiān)控電力使用效率(PUE)，但只有三分之一的數(shù)據(jù)中心管理人員監(jiān)控其碳影響。
進行技術投資的成本似乎是數(shù)據(jù)中心節(jié)能的最大障礙之一。在2023年的數(shù)據(jù)中心和基礎設施調(diào)查中，利益相關者將新技術的采用確定為第三大最緊迫的挑戰(zhàn)，僅次于安全風險和勞動力萎縮。因此，數(shù)據(jù)中心運營商的任務是盡可能地從現(xiàn)有設備和系統(tǒng)中延長工作壽命，而不是采用新的節(jié)能技術來替換它們。在同一項調(diào)查中，利益相關者還將延長設備壽命(39%)視為其首要可持續(xù)發(fā)展目標，只有16%的受訪者將降低能耗作為優(yōu)先事項。
數(shù)據(jù)中心的運營和管理很復雜。雖然這帶來了挑戰(zhàn)，但也意味著有更多的機會可以發(fā)現(xiàn)和捕獲數(shù)據(jù)中心設施的能源效率。積極進取的數(shù)據(jù)中心運營商正在探索和采用廣泛的技術創(chuàng)新，以幫助他們滿足政府的要求和公眾的需求，同時控制成本。其中許多創(chuàng)新涉及改造和升級，以及尋找機會減少數(shù)據(jù)中主設施現(xiàn)有系統(tǒng)的能源使用。這是一個很好的開始。
●節(jié)能冷卻和儲能●
大型數(shù)據(jù)中心為了保持服務器適當?shù)倪\營溫度消耗了大約35%的電力。為了降低這一數(shù)字，數(shù)據(jù)中心利益相關者正在采用一系列冷卻創(chuàng)新，包括地板下空氣分配系統(tǒng)、高效冷卻器和冷卻塔、緊密耦合的冷卻和散熱，以及更好地協(xié)調(diào)現(xiàn)有的機房空調(diào)。根據(jù)Gartner公司的一份報告預測，到2025年，采用這種特殊冷卻技術的數(shù)據(jù)中心的運營成本將降低20%到40%。制冷的選項包括：
•浸入式冷卻，將服務器浸入不導電的液體冷卻劑中，這是最有效、最可靠、最可擴展的方法之一。
•變速風扇，可減少20%～25%的風扇能量需求。
•控制回路管理機架上最關鍵的溫度，設置為只提供給定空間所需的空氣。提高溫度設定點還可以減少機架能量需求以及冷卻空間所需的暖通空調(diào)單元的尺寸。
•安裝了中央系統(tǒng)的集中式空氣處理器，有助于提高效率并減少維護需求。
•人工智能驅(qū)動的冷卻和機器學習，可在任何給定時間確定并應用所需的最佳冷卻量，可將冷卻成本降低40%。
柴油發(fā)電機組備用電源系統(tǒng)是另一個重要的能源消耗和排放來源，特別是對于老舊的數(shù)據(jù)中心。前瞻性的數(shù)據(jù)中心正在探索用電池儲能系統(tǒng)取代這些污染嚴重的發(fā)電機的選擇，這是一種使用鋰離子電池的新型零排放技術，其資本和運營成本較低。雖然不像鋰離子電池那樣可擴展，但液流電池為數(shù)據(jù)中心提供了另一種更有效的選擇，它將能量儲存在電解質(zhì)罐中，并無限期地保持充電。
盡管存在擔憂，但數(shù)據(jù)中心利益相關者現(xiàn)在有大量令人信服的理由采取行動，以改善他們的能源管理并減少能源使用。行業(yè)專家一致認為，在提高效率方面反應最快的數(shù)據(jù)中心運營商將受益最大，特別是考慮到可持續(xù)性已成為許多領先公司的首要任務。
以微軟公司為例，該公司宣布計劃到2030年消除其設施和供應鏈中的所有溫室氣體排放。亞馬遜網(wǎng)絡服務公司和谷歌公司也加入了這一行列，亞馬遜網(wǎng)絡服務公司宣布計劃到2025年100%使用可再生能源，谷歌公司宣布到2030年實現(xiàn)無碳運營的目標。其他數(shù)據(jù)中心運營商也在追隨他們減少碳排放的腳步。
在可持續(xù)發(fā)展方面進展緩慢的數(shù)據(jù)中心利益相關者將很快被拋在后面。通過采取措施改善建筑能源管理，數(shù)據(jù)中心的基礎設施也能夠經(jīng)得起氣候變化、政府法規(guī)和公眾看法的壓力。
對于那些由于復雜性和成本而不愿意優(yōu)先考慮能源效率的數(shù)據(jù)中心利益相關者來說，有一些實際和漸進的步驟可以緩解過渡，最大限度地減少中斷，并降低資本支出。還有多種資金來源可以幫助減輕財政負擔，包括政府激勵計劃、綠色貸款、脫碳計劃、設備回扣、能源采購合同和電力購買協(xié)議。
