国内数据中心产业的低碳发展在政策和需求上面临哪些挑战?

最佳答案 匿名用户编辑于2023/03/03 09:07

政策监管挑战

数据中心能耗需求大。数据中心需要大量电力维持服务 器、储存设备、备份装置、冷却系统等基础设施的运行,随 着我国互联网、云计算和大数据的加速发展,数据中心产业 进入了大规模的规划建设阶段能耗需求旺盛。截止 2021 年 底,全国数据中心总用电量已达到 940 亿度,占全社会用电 量 1.13%已经成为了能源消耗大户。数据中心能源结构不合 理。数据中心作为“高载能”产业,采用清洁能源作为主用 能源是全球数字产业的重要发展方向。目前,我国数据中心 清洁能源占比不足,其中 2020 年底国内数据中心可再生清 洁能源利用率约 24.3%,远低于国家的要求和发达国家的水 平。数据中心能效水平低。目前,我国数据中心 PUE 平均值 为 1.49,且仍存在大量 PUE 在 2 以上的老、旧、小的数据中 心,能源使用效率低。在中国力争实现 2030 年前碳达峰、 2060 年前碳中和的背景下,数据中心正面临严峻的节能降耗 和温室气体排放挑战,规范数据中心建设和布局势在必行。

国家对数据中心能耗的监管力度将日趋严格。工信部办 公厅发布“关于开展 2022 年工业节能监察工作的通知”,将 对大型、超大型数据中心进行全面节能监察,核算电能利用 效率(PUE)实测值,检查能源计量器具配备情况,未达标将 按要求进行整改。具体措施包括:

(1)加强 PUE 监管、监测。各地将陆续建设数据中心能耗监测平台,监测各数据中心 PUE、WUE 等运行数据并上传。

(2)加强再生能源利用监管。 数据中心利用再生能源的占比将列入监管范围,梳理建立各 地区重点数据中心能效工作台账,统计数据中心使用分布式 可再生能源情况,包括厂房光伏发电、分布式风电等;对数 据中心将执行数据中心用能权管理,对不同数据中心能效执 行不同电价等强制手段,来提升数据中心能效水平;数据中 心碳中和的时间进度要求大幅提前,零碳数据中心将成为趋 势。

(3)加强能耗审批。政府将加强对数据中心能评审批管 控,将直接导致新建数据中心无法获取能评、无法拿到政府 合法批文。

(二)需求变化挑战

数据中心需求增长与能耗双控的总体矛盾将推动产业 总体走向成熟。国家对产业数字化发展的重视程度与日俱增, 提出“牢牢把握信息技术变革趋势,实施网络强国战略,加 快建设数字中国”等重要战略方向,陆续出台了一系列促进 产业数字化发展的政策,将产业数字化的重要性提到了前所 未有的新高度。政策的支持将深化相关技术和服务在国民经 济和社会发展各领域的应用推广和融合创新,促进数据中心 行业的高速持续增长。数据中心的快速发展推动其用电量增 速维持高位,虽然长期来看能效提升将推动数据中心 PUE 下 降,但由于智慧城市、云计算等应用带来的庞大需求持续刺激数据量的增长,数据中心用电增量在能源总盘中占据了更 大比例,对整体社会经济能源造成更大的增量压力;而另一 方面,数据中心亩均产值、电均产值相对于云计算、物联网 等战略新兴产业,则显得较低,同时另一方面,低碳要求将 加大数据中心建设运营成本,使得效益也会受影响。因此, 对于国家双碳管控、地区产业发展布局和企业业务发展而言, 数据中心将长久成为重点监管和谨慎评估对象,整体产业发 展将走向成熟。

数据中心“东热西冷”,需求分布与能耗容量反向差明显。 2021 年我国在用数据中心机架规模达 520 万架,近 5 年年均 复合增长率超 30%,其中大型以上数据中心机架规模增长更 为迅速,机架规模为 420 万架,占比达 80%4。全国 31 个省 (区、市)均有各类数据中心部署,但整体分布呈现“东热 西冷”的现象,主要集中在北京、上海、广州等东部一线城 市及其周边地区,中、西部地区分布较少约占 30%,规划布 局失衡。东部地区应用需求大(互联网数据接入量高),但能 耗指标紧张、电力成本高,大规模发展数据中心难度和局限 性大;西部地区应用需求小(互联网数据接入量低),可再生 能源丰富,气候适宜,但存在网络带宽小、跨省数据传输费 用高等瓶颈,无法有效承接东部需求。数据中心需求分布与 能耗容量存在反向差。

资本深度介入市场竞争加剧,机架上架率低、服务器负 载不高也间接导致数据中心低碳发展受阻。巨大的市场吸引 着外部各路资本通过各种方式进入数据中心行业,形成群雄 逐鹿的局面。现阶段,国内数据中心面临高标准、低租金的 市场格局,导致不少数据中心面临营收和利润明显下滑,机 柜空置率居高不下等局面,造成大量资源浪费。2021 年底, 据 IDC 圈、工信部、信通院等各方报告显示,我国数据中心 平均上架率只到 55%,上架服务器负载率也只有 30-60%不等, 部分西部地区甚至负载低至 20%;而据 2022 年二季度最新在 用机柜数据和在用服务器数据对比发现,2022 年二季度在用 机柜数 590 万架(2.5kW 标准机柜),单服务器平均按 400W, 可装载 3700 万台服务器,而我国目前服务器存量 1800 万台 左右(含 X86 与非 X86),全国实际上架率低于 50%。低使用 率影响了制冷效率,造成了资源浪费,不符合数据中心低碳发展要求。

涌现液冷、节能改造、绿电等低碳新需求,但同时面临 诸多发展挑战。随着政策对极致 PUE 的追求和智算高功率机 柜发展,液冷这一新技术成为数据中心节能降碳的必然途径, 但同时面临着技术选型复杂、供应链不够成熟、成本投入风 险高等问题。在节能技术突破的同时,能源结构优化成为另 一条有效途径,且空间潜力相对更大,绿电如何与数据中心 融合发展成为新的发展需求,如何权衡绿电使用量、运营稳 定性与使用成本这三者成为重要议题。存量的老旧散数据中 心是能效提升的症结之一,随着存量规模的日益扩大,存量 改造需求日益旺盛,逐步成为重要产业。合同能源管理模式 推广逐步普及,但新模式存在合作界面不够清晰、投资回收 及垫资风险较大等问题。