當(dāng)前，5G、云計(jì)算、人工智能等新一代信息技術(shù)快速發(fā)展，信息技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)加速融合，數(shù)字經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展。數(shù)據(jù)中心作為各個(gè)行業(yè)信息系統(tǒng)運(yùn)行的物理載體，已成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)運(yùn)行不可或缺的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，在數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演至關(guān)重要的角色。近年來(lái)，我國(guó)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，保持平均每年30%左右的增速，預(yù)計(jì)未來(lái)仍將保持快速增長(zhǎng)勢(shì)頭。與此同時(shí)，數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)能源消耗、綠色和低碳發(fā)展進(jìn)程正在不斷引發(fā)社會(huì)關(guān)注。2020年9月22日習(xí)近平總書(shū)記在75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上首次做出我國(guó)“二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的莊嚴(yán)承諾。數(shù)據(jù)中心行業(yè)也亟需順應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì)，降低碳排放，逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心“碳中和”目標(biāo)。

1、國(guó)際數(shù)據(jù)中心低碳發(fā)展分析

       全球主要國(guó)家都承諾最晚于本世紀(jì)中葉完成國(guó)家層面碳中和計(jì)劃。基于《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》和《京都議定書(shū)》，全球178個(gè)締約方在2016年共同簽署《巴黎協(xié)定》對(duì)2020年以后全球應(yīng)對(duì)氣候變化的行動(dòng)做出統(tǒng)一安排。在2018年10月8日政府間氣候變化委員會(huì)發(fā)布特別報(bào)告提出將全球變暖限制在1.5℃需要在土地、能源、工業(yè)等方面加速轉(zhuǎn)型，到2050年左右達(dá)到“凈零”排放。該報(bào)告從對(duì)氣候影響、人類發(fā)展、能源轉(zhuǎn)型革命和碳減排等方面進(jìn)行了研究和分析，為《巴黎協(xié)定》提供了有力的科學(xué)依據(jù)。當(dāng)前世界主要經(jīng)濟(jì)體，如歐盟、美國(guó)、日本和韓國(guó)等都陸續(xù)發(fā)布確定2050年為國(guó)家層面碳中和時(shí)間節(jié)點(diǎn)。

       從全球發(fā)展視角看，雖然數(shù)據(jù)中心總能耗較高，但是單位實(shí)例能耗強(qiáng)度呈下降趨勢(shì)，總體能效不斷優(yōu)化提升。根據(jù)2020年初《Science》刊登的文章《重新校準(zhǔn)全球數(shù)據(jù)中心能耗估算》，2018年全球數(shù)據(jù)中心總耗電達(dá)到205TWh，占當(dāng)年度全球總用電量的1%。但是從單計(jì)算實(shí)例來(lái)看全球數(shù)據(jù)中心能耗強(qiáng)度自2010年以來(lái)每年下降20%，能源效率顯著提升。相關(guān)政策的指引和推動(dòng)下,數(shù)據(jù)中心不斷整合改造，逐漸從較小的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心向超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)變。另外，制冷、供配電、服務(wù)器單位功耗和資源池虛擬化技術(shù)的發(fā)展和優(yōu)化，推動(dòng)PUE值持續(xù)降低，數(shù)據(jù)中心總體能效水平不斷提高。

       從行業(yè)發(fā)展角度看，國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)龍頭企業(yè)可再生能源使用計(jì)劃和披露情況都相對(duì)完善。Google、Apple和Facebook分別在2017、2018和2020年完成運(yùn)營(yíng)體系的100%可再生能源使用，包含其數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施，Microsoft和Amazon也將在2025年實(shí)現(xiàn)完全可再生能源使用的目標(biāo)。包括數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商Equinix和Digital Reality在內(nèi)的頭部企業(yè)，也都發(fā)布了ESG、企業(yè)環(huán)境報(bào)告或CDP項(xiàng)目披露等報(bào)告，披露了溫室氣體排放、能源及水資源使用情況、廢棄物回收利用等信息。Facebook2019可持續(xù)發(fā)展數(shù)據(jù)報(bào)告已經(jīng)達(dá)到公布各個(gè)數(shù)據(jù)中心詳細(xì)的用電量、溫室氣體排放（范圍1/2）和用水量等信息的水平。

       從具體措施來(lái)看，國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)科技企業(yè)通過(guò)優(yōu)化運(yùn)營(yíng)管理和前沿技術(shù)研究創(chuàng)新持續(xù)推進(jìn)數(shù)據(jù)中心降碳。Google在2007年實(shí)現(xiàn)碳中和，從2017年至今一直保持全球運(yùn)營(yíng)范圍全年總用電量維度下的100%可再生能源使用率，但是在某些區(qū)域或時(shí)段仍依賴化石能源電力。為實(shí)現(xiàn)真正意義上的100%可再生能源，Google在2020年9月提出計(jì)劃，到2030年在全球范圍內(nèi)所有數(shù)據(jù)中心以小時(shí)單位實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)可再生能源供電，也就是24/7零碳運(yùn)營(yíng)管理計(jì)劃。通過(guò)將采集統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，最終實(shí)現(xiàn)Google全球業(yè)務(wù)范圍數(shù)據(jù)中心設(shè)施的評(píng)估、管理和優(yōu)化。此外，Google還將人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)的管理，可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)40%的能源節(jié)省。該系統(tǒng)可以學(xué)習(xí)、適應(yīng)和管理數(shù)據(jù)中心冷卻、電力系統(tǒng)和泵的運(yùn)行速度，通過(guò)模型預(yù)測(cè)隨時(shí)間推移在未來(lái)時(shí)間點(diǎn)的溫度和負(fù)荷，幫助提高數(shù)據(jù)中心能源利用效率。Microsoft對(duì)數(shù)據(jù)中心備用電力系統(tǒng)也進(jìn)行了創(chuàng)新，并在2020年已經(jīng)成功對(duì)氫燃料電池進(jìn)行測(cè)試，為2030年以前消除柴油發(fā)電機(jī)并實(shí)現(xiàn)2050消除歷史所有碳排放打下基礎(chǔ)。

2、國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心低碳發(fā)展分析

       當(dāng)前，我國(guó)已經(jīng)發(fā)布一系列政策推進(jìn)數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展。2020年12月國(guó)家發(fā)改委、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部、國(guó)家能源局等四部委聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加快構(gòu)建全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系的指導(dǎo)意見(jiàn)》中提出到2025年?yáng)|西部數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性平衡，大型、超大型數(shù)據(jù)中心運(yùn)行PUE不高于1.3。2021年7月，工信部印發(fā)《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023年）》，明確提出到2023年，新建大型及以上數(shù)據(jù)中心PUE降低到1.3以下，綠色低碳等級(jí)達(dá)到4A級(jí)以上。北京、上海、廣東和深圳等省市在近幾年也陸續(xù)發(fā)布地方政策，提出要嚴(yán)格把關(guān)新建數(shù)據(jù)中心、推進(jìn)老舊數(shù)據(jù)中心升級(jí)、加強(qiáng)綠色數(shù)據(jù)中心改造和提高上架率等要求。

       我國(guó)數(shù)據(jù)中心能效水平近些年不斷提高，部分優(yōu)秀綠色數(shù)據(jù)中心案例已全球領(lǐng)先。根據(jù)工信部《全國(guó)數(shù)據(jù)中心發(fā)展指引》數(shù)據(jù)，截至2019年年底，全國(guó)超大型數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.46，大型數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.55；規(guī)劃在建數(shù)據(jù)中心平均設(shè)計(jì)PUE為1.41左右，超大型、大型數(shù)據(jù)中心平均設(shè)計(jì)PUE分別為1.36、1.39，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年仍將進(jìn)一步降低。從綠色技術(shù)來(lái)看，國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心不斷創(chuàng)新綠色節(jié)能新應(yīng)用，多個(gè)數(shù)據(jù)中心獲得由開(kāi)放數(shù)據(jù)中心委員會(huì)（ODCC）與中國(guó)信通院、工信部新聞宣傳中心、綠色網(wǎng)格等聯(lián)合開(kāi)展的“數(shù)據(jù)中心綠色等級(jí)評(píng)估”AAAAA等級(jí)。

       從行業(yè)角度看，近年來(lái)我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)科技企業(yè)可再生能源應(yīng)用、碳中和路徑規(guī)劃和披露水平上也在加快完善。阿里巴巴、秦淮數(shù)據(jù)、萬(wàn)國(guó)數(shù)據(jù)、百度的個(gè)別數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)了較大規(guī)模市場(chǎng)化綠電交易。螞蟻集團(tuán)公布碳中和目標(biāo)，承諾2030年實(shí)現(xiàn)凈零排放；百度公布在2030年實(shí)現(xiàn)集團(tuán)運(yùn)營(yíng)層面的碳中和目標(biāo)；騰訊、阿里也陸續(xù)宣布啟動(dòng)碳中和規(guī)劃。同時(shí)，更多互聯(lián)網(wǎng)科技企業(yè)開(kāi)始自愿披露ESG或其他能源相關(guān)信息。據(jù)《綠色云端》統(tǒng)計(jì)，目前在我國(guó)22家主流互聯(lián)網(wǎng)科技企業(yè)當(dāng)中，55%的企業(yè)披露了用電總量，50%的企業(yè)披露了溫室氣體排放總量，41%的企業(yè)披露數(shù)據(jù)中心PUE信息，55%的企業(yè)將環(huán)境、社會(huì)、公司治理納入企業(yè)管理體系。但是從顆粒度和披露范圍看我國(guó)數(shù)據(jù)中心能源信息披露尚不完善，仍需進(jìn)一步提高。

3、我國(guó)低碳數(shù)據(jù)中心發(fā)展路徑分析

       為實(shí)現(xiàn)我國(guó)2060年碳中和目標(biāo)，數(shù)據(jù)中心行業(yè)各方亟需加快研究設(shè)立碳中和數(shù)據(jù)中心目標(biāo)并付諸實(shí)踐。包括但不限于以下方面：堅(jiān)持資源環(huán)境優(yōu)先原則，充分考慮資源環(huán)境條件提高數(shù)據(jù)中心效率；深化探索節(jié)能減碳技術(shù)在數(shù)據(jù)中心全生命周期建設(shè)運(yùn)營(yíng)中的應(yīng)用；在自有場(chǎng)所建設(shè)自然冷源、余熱回收利用或可再生能源發(fā)電等清潔能源利用系統(tǒng)；實(shí)施綠色施工，盡可能減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響；使用綠色電力、節(jié)能產(chǎn)品，并逐步建立健全綠色供應(yīng)鏈管理制度。

積極進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新

       大力開(kāi)展節(jié)能減排技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新，體系化優(yōu)化提升整體能效。大規(guī)模采用模塊化建設(shè)方式，采用先進(jìn)高效的IT、網(wǎng)絡(luò)、供電制冷技術(shù)與方案，如獲得“DC-Tech創(chuàng)新先鋒”榮譽(yù)的液冷、微模塊、一體柜、高性能存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、低時(shí)延異構(gòu)數(shù)據(jù)中心等等新技術(shù)，提升數(shù)據(jù)中心算力算效，降低總體碳排放。鼓勵(lì)采用智能化系統(tǒng)和平臺(tái)優(yōu)化數(shù)據(jù)中心整體能效，持續(xù)降低數(shù)據(jù)中心PUE、WUE。大力開(kāi)展氫能、儲(chǔ)能、新能源技術(shù)研發(fā)應(yīng)用，積極探索優(yōu)化新的制氫方法提升效率降低成本；推動(dòng)使用氫燃料電池、鋰電池儲(chǔ)能等替代備用柴油發(fā)電機(jī)，將新能源與數(shù)據(jù)中心建設(shè)應(yīng)用聯(lián)動(dòng)協(xié)同，推動(dòng)數(shù)據(jù)中心加快低碳發(fā)展。

可再生能源交易

       另外，隨著電力市場(chǎng)化改革的推進(jìn)，市場(chǎng)化采購(gòu)可再生能源項(xiàng)目試點(diǎn)正在加快推進(jìn)。2020年伴隨著“可再生能源電力消納保障機(jī)制”的正式考核與運(yùn)行，可再生能源將進(jìn)入更多的省級(jí)電力市場(chǎng)，近期包括廣東、山東、京津冀區(qū)域在內(nèi)的省市已出臺(tái)相關(guān)政策。分布式和大型集中式可再生能源項(xiàng)目發(fā)展也正在提速。目前，通過(guò)分布式可再生能源以光伏發(fā)電形式為主，已經(jīng)在部分園區(qū)投產(chǎn)使用。投資建設(shè)大型集中式可再生能源項(xiàng)目從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看也是一種可行選擇。此外，購(gòu)買(mǎi)綠色電力證書(shū)也是助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和的可行的輔助選項(xiàng)。

數(shù)據(jù)中心溫室氣體核查

       為響應(yīng)國(guó)家政策并更好地推動(dòng)數(shù)據(jù)中心行業(yè)節(jié)能減排，中國(guó)信息通信研究院云大所和中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院資環(huán)分院聯(lián)合產(chǎn)業(yè)界發(fā)布了首個(gè)數(shù)據(jù)中心溫室氣體核查標(biāo)準(zhǔn)——《溫室氣體排放核算與報(bào)告要求數(shù)據(jù)中心》（T/EES 0001-2021）團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)展了一系列數(shù)據(jù)中心低碳等級(jí)評(píng)估評(píng)測(cè)，根據(jù)數(shù)據(jù)中心建設(shè)運(yùn)營(yíng)所處的階段劃分為規(guī)劃類、設(shè)計(jì)類和運(yùn)營(yíng)類，從能源和碳利用效率CUE、碳排放強(qiáng)度、低碳節(jié)能技術(shù)與方案、低碳戰(zhàn)略與管理等維度進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試工作加速推動(dòng)數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排技術(shù)探索和管理模式創(chuàng)新，樹(shù)立綠色低碳發(fā)展示范和標(biāo)桿，助力數(shù)據(jù)中心行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

零碳管理披露體系

       此為填補(bǔ)我國(guó)科技企業(yè)信息披露體系的空白并引導(dǎo)推進(jìn)其逐步全面詳實(shí)的披露主要能耗、碳排放等信息，中國(guó)信息通信研究院云大所設(shè)計(jì)了適用于國(guó)內(nèi)科技企業(yè)的零碳管理披露體系框架來(lái)衡量企業(yè)在綠色低碳管理、電能、化石燃料和水資源的消耗、不同邊界范圍的碳排放和社會(huì)影響等十個(gè)方面的情況，并將在雙碳公共服務(wù)平臺(tái)上展示優(yōu)秀披露科技企業(yè)案例。一方面，各科技企業(yè)的用能和排放量數(shù)據(jù)，可以作為政府制定政策和監(jiān)管的參考和依據(jù)；另一方面，管理架構(gòu)、用能和排放數(shù)據(jù)可以幫助企業(yè)自身更好地評(píng)估低碳節(jié)能風(fēng)險(xiǎn)和機(jī)遇，降低碳相關(guān)經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，并對(duì)企業(yè)經(jīng)營(yíng)決策進(jìn)行支撐。

4、總結(jié)

       雙碳目標(biāo)任重而道遠(yuǎn)，業(yè)界為此在不斷努力。2021年數(shù)據(jù)中心高質(zhì)量發(fā)展大會(huì)，中國(guó)信通院云大所牽頭發(fā)布了《低碳數(shù)據(jù)中心發(fā)展白皮書(shū)（2021）》；百度、秦淮、阿里、中金、京東、有孚、萬(wàn)國(guó)、騰訊、電信、OPPO、中聯(lián)等業(yè)界領(lǐng)先的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)方的優(yōu)秀數(shù)據(jù)中心積極 參與了數(shù)據(jù)中心低碳等級(jí)評(píng)估活動(dòng)；多家企業(yè)參與了DC Tech互聯(lián)網(wǎng)科技企業(yè)零碳管理披露項(xiàng)目。數(shù)據(jù)中心作為能源消耗較大的行業(yè)需要從多方入手，加大數(shù)據(jù)中心技術(shù)創(chuàng)新力度、著力提升數(shù)據(jù)中心的能效水平、推動(dòng)進(jìn)行溫室氣體核查等相關(guān)工作、推進(jìn)零碳管理披露層次、持續(xù)擴(kuò)大可再生能源應(yīng)用范圍，助力國(guó)家的雙碳戰(zhàn)略。

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