北京金诺珩科技发展有限公司
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数据中心的困与路：不仅有眼前的限电还有绿电和远方
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【摘要】：
9月下旬至今，“限电潮”影响全国多个省份与行业，多家上市公司发布限电限产相关公告。IDC圈了解到，部分地区限电令仍在持续，有企业EDC和第三方IDC也在波及之列。
由于用电量大，社会普遍将数据中心定义为高耗能产业。北上广深等一线城市因用电、用水指标不足，几年前就已出台对数据中心能耗限制的政策，多以PUE值为衡量指标。
拉闸限电持续时间尚未可知，IDC能耗限制收紧却已成定局。考虑到“能耗双控”和“双碳”政策背景，数据中心面临的这一情况将长远存在，限制也将愈来愈严。
从政策看IDC监管：更细更难更严
如果简化来看，曾经IDC企业面临的监管像入门标尺，只看“身高(PUE值)体重(选址)”，且仅在北上广深存在。现在IDC企业面临的则是一场全面体检，门槛更高、体检项更细、不达标就淘汰。
去年以来，全国范围内各类数据中心相关政策，是最好例证。
范围更广
如今能源供需偏紧，上半年能耗强度降低未达标的省(区)达19个。为控制能耗，多省除遏制高能耗高排放产业，还将能耗较大的新兴产业也纳入监管之列。
限制数据中心能耗恰如“王谢堂前燕”，从北上广深飞入其他省份：
山东提出自2020年起，新建数据中心PUE值原则上不高于1.3。
山西表示，到2025年，大型超大型数据中心PUE降到1.3以下。
广西 发展目标为，新建大型和超大型数据中心设计PUE值达到1.4以下。
云南将发展目 标定为：新建大型及以上数据中心年综合运行 PUE 达 1.3 以下，新建中小型数据中心(含边缘数据中心)年综合运 行 PUE 不高于 1.5。
要求更细 获批更难
在北上广深地区，相关政策则更加细化，不仅仅局限于PUE值，数据中心项目获得用能指标更难。
北京将全市及河北省划分出四大区域，根据使用场景对数据中心做详细分类，如存储类数据中心，计算型数据中心，人工智能算力中心，商用型或混用型云数据中心等等。各区域的准入要求细化到数据中心规模、PUE、WUE、单机架功率、税收指标等。
上海，在空间上将数据中心建设选址分为三个区域，功能上偏重支持对城市战略发展目标、重点行业支撑的数据中心，对机架规模、设备上架率、PUE、CPUE、平均机架运行功率、等关键指标给出明确要求。在此基础上，上海市对拟建数据中心采取按批申报制，对项目建设和投资进度亦有限制，曾要求项目获批15个月内建设并交付使用。
广州和深圳所在的广东省，数据中心审批难度更甚于北京上海。广东省能源局在今年4月要求： 2021-2022年，原则上全省不再新增数据中心机柜;2023-2025年，在上架率达70%和能耗强度降低目标完成的前提下，再考虑支持新建及扩建数据中心项目节能审查。
北上广深的数据中心政策，一贯有风向标的作用，就像当前各省限制PUE。这样看来，细化区域、功能、指标之举，部分省份未来或也将跟进，值得IDC企业持续关注。
运营监察更严
如何知道数据中心是否满足多项指标?节能监察发挥作用。
此前，相关部门对数据中心的监管多集中在审批阶段，如今运营中的能耗监管也正日益加强。北京市发改委在今年年初对11家单位PUE超过1.4的数据中心下达《节能监察建议书》。广州市节能中心对46家年耗电量超5000万千瓦时的数据中心进行节能监察。
节能监察建议书
用能在线监测也正在被相关单位采用，监测更具实时性，对数据中心能源消耗情况掌握更彻底。
目前 “上海市数据中心在线能源审计平台”已经覆盖上海全市互联网数据中心。上海市经信委表示，下一步将开展常态化百余数据中心能源利用状况月报统计管理。就在10月13日，北京发改委要求，2021年底前包括数据中心企业在内的26家重点用能单位，将实时监测数据接入“北京市节能监测服务平台”
不合格怎么办?对老旧数据中心的改造和淘汰已被多地提上日程。
中国信通院产业规划研究所大数据与数字经济研究部副主任唐炜建议，IDC企业不要仅盯着超大型数据中心建设，应取而代之以多层次、多梯次的建设内容，如积极参与到到老旧数据中心改造工作中，未来才有可能获得更大效益。
顺应政策引导 IDC企业如何破解困局
面对上述政策环境，IDC企业如何顺应政策引导，在监管中求发展，是行业当前的共 同思考，大到行业巨头，小到区域型数据中心，均有相应举措。
IDC圈总结分析，主要集中在以下几个方面：
一、市场资源 提前布局
诸多政策表明，北上广深市场增长空间受限，其他地区能耗限制政策收紧，能耗指标获取难度也正在增加。对IDC企业来说，在一线市场周边以及拥有发展潜力的新兴市场，有必要早做准备。
前者如北京周边的环京地区，承接大量外溢的市场需求，多家头部企业企业通过收购IDC企业股权的方式，快速涉足该区域市场。《2020-2021年北京及周边地区IDC市场研究报告》预测，未来3年，北京地区80%以上的新增机柜资源将集中在北京市中心城区以外的郊区、环京的廊坊市、张家口市以及天津市武清区等地。
后者如成渝和华中地区，区域企业和头部企业纷纷在此落地项目。科智咨询发布的数据显示，2020年成渝地区IDC业务市场规模为37.8亿元，是目前中国 IDC 产业发展区域之一。预计到2022年，成渝地区IDC市场总体规模将达到72.4亿元，成长接近2020年的一倍。
二、关注功能 赋能城市运营与重点产业
虽然能耗政策收紧，实际上，一线城市对数据中心并非绝对排斥，反而日益倚重。
万国数据高级副总裁陈江平在IDCC2021上海站的演讲中也揭示了这一点，数据中心与城市发展正呈现出强耦合的共生关系：
新型智慧城市建设中，“数字大脑”是数字城市建设、智慧城市运营的“指挥官”，“数据中心”则作为“数字大脑”稳定可靠运行的物质基础、关键设施;
在云计算等城市数字产业发展中，数据中心作为数字经济底座，发挥重要协同作用。2020年，北京、上海和广东省的数字经济占GDP比重为55.9%、55.1%、47.2%。数据中心以占社会总能耗5%以下的能源消耗，支撑了约50%的经济增长;
近年来在疫情和自然灾害洗礼下，由于对金融、医疗等行业的支撑作用，数据中心正成为新民生基础设施，面临高可用高安全的要求;
万国数据高级副总裁陈江平
因此，IDC企业未来可从城市发展维度出发，对数据中心功能和应用场景进行思考和再定义，或将拥有新的切入点。
三、全生命周期 精细化节能
据测算，在数据中心全部能源消耗量中，由终端用户控制的服务器等IT设备能耗占比70%~80%，由数据中心控制的暖通空调系统能耗占比15%-25%、电力传输占比5%-10%、其他部分占比小于1%。
因此，暖通和电力传输可以作为降低能耗的主要着力点。目前，IDC企业在这两部分多采用孤立的产品和节能措施，每每收效较少。
陈江平在演讲中介绍了另一种思路：将数据中心降耗理念贯穿到全生命周期，采用新技术、强运营手段，持续实现能效提升。
简单来说，在设计阶段引入多种智能设计，实现全生命周期预测并最小化碳足迹，如采用液冷系统代替传统空调制冷系统，提高热传递性能;在运营阶段，利用自建的智能化指标平台，如人工智能控制操作系统、智能监管系统，迅速地发现传统方法不能发现的优化点，判断分析出数据中心进一步提升能效、降低PUE的空间，实现运营能效优。
全生命周期节能效果如何?
据悉，目前万国数据数据中心均值PUE低于行业平均水平17%~22%。其中，华北区域PUE达1.22，华东区域达1.25，华南区域达1.29。以华东地区为例，万国数据今年较行业均值预计节省2亿度用电量，碳排放量减少16万吨。
绿电+碳抵消 IDC迈向碳中和
风物长宜放眼量。
当前政策下，数据中心PUE降低只是节能减排，如何响应国家“碳中和”长远战略目标，实现零碳数据中心?
部分IDC企业正转变思路，由用能侧转到能源侧，探索零碳路径。
使用绿电
对于数据中心来说，95%以上碳排放为间接排放——用能带来的二氧化碳排放。数据中心改变能源结构，利用可再生能源如风电水电，可以减去这部分碳排放。
在使用绿电上，位于乌兰察布、云贵等可再生能源充沛地区的数据中具有先天优势，其他地区数据中心难度较大。目前，万国数据有5座数据中心的月度绿电使用比例超过95%，其中3座位于上海，充分说明一线城市数据中心大比例使用绿电并非不可能。
据IDC圈了解，这得益于该公司一直行双碳发展战略，近年来不断提高可再生能源(不含市电固有)整体使用比例，从2019年低于10%提高至2020年超过20%，预计2021年达到30%。
碳抵消
即使完全使用绿电，数据中心仍有5%的直接碳排放，这部分需要进行碳抵消。
IDC企业可以通过购买绿证、碳排放配额等直接方式，也可以安装光伏发电或进行余热回收利用，进行能源的生产或“再传递”，实现碳抵消。
对于数据中心这一能耗大户来说，碳抵消是否真能减少碳排?
以陈江平介绍的万国数据两座数据中心为例，其中一座在建筑南立面打造太阳能墙，电力自发自用，每年可减少市政用电约12万千万时，年减少二氧化碳排放约80吨;另一座对数据中心预热回收利用，折合一年节约620吨标准煤、减少二氧化碳排放约1400吨。
这样看来，可再生能源+碳抵消，数据中心未来方能实现真正的碳中和。
综上所述，“零碳”数据中心无法一蹴而就，短时间内，数据中心仍面临节能降耗压力，企业也还有很长的一段路要走。
但可以预见的是，随着国家“碳中和”目标的进一步推进，以及业内如万国数据等企业的不断探索创新，数据中心行业一定会向着低碳、零碳的方向，坚定前进。
-End-
9月下旬至今，“限电潮”影响全国多个省份与行业，多家上市公司发布限电限产相关公告。IDC圈了解到，部分地区限电令仍在持续，有企业EDC和第三方IDC也在波及之列。
由于用电量大，社会普遍将数据中心定义为高耗能产业。北上广深等一线城市因用电、用水指标不足，几年前就已出台对数据中心能耗限制的政策，多以PUE值为衡量指标。
拉闸限电持续时间尚未可知，IDC能耗限制收紧却已成定局。考虑到“能耗双控”和“双碳”政策背景，数据中心面临的这一情况将长远存在，限制也将愈来愈严。
从政策看IDC监管：更细更难更严
如果简化来看，曾经IDC企业面临的监管像入门标尺，只看“身高(PUE值)体重(选址)”，且仅在北上广深存在。现在IDC企业面临的则是一场全面体检，门槛更高、体检项更细、不达标就淘汰。
去年以来，全国范围内各类数据中心相关政策，是最好例证。
范围更广
如今能源供需偏紧，上半年能耗强度降低未达标的省(区)达19个。为控制能耗，多省除遏制高能耗高排放产业，还将能耗较大的新兴产业也纳入监管之列。
限制数据中心能耗恰如“王谢堂前燕”，从北上广深飞入其他省份：
山东提出自2020年起，新建数据中心PUE值原则上不高于1.3。
山西表示，到2025年，大型超大型数据中心PUE降到1.3以下。
广西发展目标为，新建大型和超大型数据中心设计PUE值达到1.4以下。
云南将发展目标定为：新建大型及以上数据中心年综合运行 PUE 达 1.3 以下，新建中小型数据中心(含边缘数据中心)年综合运行 PUE 不高于 1.5。
要求更细 获批更难
在北上广深地区，相关政策则更加细化，不仅仅局限于PUE值，数据中心项目获得用能指标更难。
北京将全市及河北省划分出四大区域，根据使用场景对数据中心做详细分类，如存储类数据中心，计算型数据中心，人工智能算力中心，商用型或混用型云数据中心等等。各区域的准入要求细化到数据中心规模、PUE、WUE、单机架功率、税收指标等。
上海，在空间上将数据中心建设选址分为三个区域，功能上偏重支持对城市战略发展目标、重点行业支撑的数据中心，对机架规模、设备上架率、PUE、CPUE、平均机架运行功率、等关键指标给出明确要求。在此基础上，上海市对拟建数据中心采取按批申报制，对项目建设和投资进度亦有限制，曾要求项目获批15个月内建设并交付使用。
广州和深圳所在的广东省，数据中心审批难度更甚于北京上海。广东省能源局在今年4月要求： 2021-2022年，原则上全省不再新增数据中心机柜;2023-2025年，在上架率达70%和能耗强度降低目标完成的前提下，再考虑支持新建及扩建数据中心项目节能审查。
北上广深的数据中心政策，一贯有风向标的作用，就像当前各省限制PUE。这样看来，细化区域、功能、指标之举，部分省份未来或也将跟进，值得IDC企业持续关注。
运营监察更严
如何知道数据中心是否满足多项指标?节能监察发挥作用。
此前，相关部门对数据中心的监管多集中在审批阶段，如今运营中的能耗监管也正日益加强。北京市发改委在今年年初对11家单位PUE超过1.4的数据中心下达《节能监察建议书》。广州市节能中心对46家年耗电量超5000万千瓦时的数据中心进行节能监察。
节能监察建议书
用能在线监测也正在被相关单位采用，监测更具实时性，对数据中心能源消耗情况掌握更彻底。
目前 “上海市数据中心在线能源审计平台”已经覆盖上海全市互联网数据中心。上海市经信委表示，下一步将开展常态化百余数据中心能源利用状况月报统计管理。就在10月13日，北京发改委要求，2021年底前包括数据中心企业在内的26家重点用能单位，将实时监测数据接入“北京市节能监测服务平台”
不合格怎么办?对老旧数据中心的改造和淘汰已被多地提上日程。
中国信通院产业规划研究所大数据与数字经济研究部副主任唐炜建议，IDC企业不要仅盯着超大型数据中心建设，应取而代之以多层次、多梯次的建设内容，如积极参与到到老旧数据中心改造工作中，未来才有可能获得更大效益。
顺应政策引导 IDC企业如何破解困局
面对上述政策环境，IDC企业如何顺应政策引导，在监管中求发展，是行业当前的共同思考，大到行业巨头，小到区域型数据中心，均有相应举措。
IDC圈总结分析，主要集中在以下几个方面：
一、市场资源 提前布局
诸多政策表明，北上广深市场增长空间受限，其他地区能耗限制政策收紧，能耗指标获取难度也正在增加。对IDC企业来说，在一线市场周边以及拥有发展潜力的新兴市场，有必要早做准备。
前者如北京周边的环京地区，承接大量外溢的市场需求，多家头部企业企业通过收购IDC企业股权的方式，快速涉足该区域市场。《2020-2021年北京及周边地区IDC市场研究报告》预测，未来3年，北京地区80%以上的新增机柜资源将集中在北京市中心城区以外的郊区、环京的廊坊市、张家口市以及天津市武清区等地。
后者如成渝和华中地区，区域企业和头部企业纷纷在此落地项目。科智咨询发布的数据显示，2020年成渝地区IDC业务市场规模为37.8亿元，是目前中国 IDC 产业发展区域之一。预计到2022年，成渝地区IDC市场总体规模将达到72.4亿元，成长接近2020年的一倍。
二、关注功能 赋能城市运营与重点产业
虽然能耗政策收紧，实际上，一线城市对数据中心并非绝对排斥，反而日益倚重。
万国数据高级副总裁陈江平在IDCC2021上海站的演讲中也揭示了这一点，数据中心与城市发展正呈现出强耦合的共生关系：
- 新型智慧城市建设中，“数字大脑”是数字城市建设、智慧城市运营的“指挥官”，“数据中心”则作为“数字大脑”稳定可靠运行的物质基础、关键设施;
- 在云计算等城市数字产业发展中，数据中心作为数字经济底座，发挥重要协同作用。2020年，北京、上海和广东省的数字经济占GDP比重为55.9%、55.1%、47.2%。数据中心以占社会总能耗5%以下的能源消耗，支撑了约50%的经济增长;
- 近年来在疫情和自然灾害洗礼下，由于对金融、医疗等行业的支撑作用，数据中心正成为新民生基础设施，面临高可用高安全的要求;
万国数据高级副总裁陈江平
因此，IDC企业未来可从城市发展维度出发，对数据中心功能和应用场景进行思考和再定义，或将拥有新的切入点。
三、全生命周期 精细化节能
据测算，在数据中心全部能源消耗量中，由终端用户控制的服务器等IT设备能耗占比70%~80%，由数据中心控制的暖通空调系统能耗占比15%-25%、电力传输占比5%-10%、其他部分占比小于1%。
因此，暖通和电力传输可以作为降低能耗的主要着力点。目前，IDC企业在这两部分多采用孤立的产品和节能措施，每每收效较少。
陈江平在演讲中介绍了另一种思路：将数据中心降耗理念贯穿到全生命周期，采用新技术、强运营手段，持续实现能效提升。
简单来说，在设计阶段引入多种智能设计，实现全生命周期预测并最小化碳足迹，如采用液冷系统代替传统空调制冷系统，提高热传递性能;在运营阶段，利用自建的智能化指标平台，如人工智能控制操作系统、智能监管系统，迅速地发现传统方法不能发现的优化点，判断分析出数据中心进一步提升能效、降低PUE的空间，实现运营能效优。
全生命周期节能效果如何?
据悉，目前万国数据数据中心均值PUE低于行业平均水平17%~22%。其中，华北区域PUE达1.22，华东区域达1.25，华南区域达1.29。以华东地区为例，万国数据今年较行业均值预计节省2亿度用电量，碳排放量减少16万吨。
绿电+碳抵消 IDC迈向碳中和
风物长宜放眼量。
当前政策下，数据中心PUE降低只是节能减排，如何响应国家“碳中和”长远战略目标，实现零碳数据中心?
部分IDC企业正转变思路，由用能侧转到能源侧，探索零碳路径。
使用绿电
对于数据中心来说，95%以上碳排放为间接排放——用能带来的二氧化碳排放。数据中心改变能源结构，利用可再生能源如风电水电，可以减去这部分碳排放。
在使用绿电上，位于乌兰察布、云贵等可再生能源充沛地区的数据中具有先天优势，其他地区数据中心难度较大。目前，万国数据有5座数据中心的月度绿电使用比例超过95%，其中3座位于上海，充分说明一线城市数据中心大比例使用绿电并非不可能。
据IDC圈了解，这得益于该公司一直行双碳发展战略，近年来不断提高可再生能源(不含市电固有)整体使用比例，从2019年低于10%提高至2020年超过20%，预计2021年达到30%。
碳抵消
即使完全使用绿电，数据中心仍有5%的直接碳排放，这部分需要进行碳抵消。
IDC企业可以通过购买绿证、碳排放配额等直接方式，也可以安装光伏发电或进行余热回收利用，进行能源的生产或“再传递”，实现碳抵消。
对于数据中心这一能耗大户来说，碳抵消是否真能减少碳排?
以陈江平介绍的万国数据两座数据中心为例，其中一座在建筑南立面打造太阳能墙，电力自发自用，每年可减少市政用电约12万千万时，年减少二氧化碳排放约80吨;另一座对数据中心预热回收利用，折合一年节约620吨标准煤、减少二氧化碳排放约1400吨。
这样看来，可再生能源+碳抵消，数据中心未来方能实现真正的碳中和。
综上所述，“零碳”数据中心无法一蹴而就，短时间内，数据中心仍面临节能降耗压力，企业也还有很长的一段路要走。
但可以预见的是，随着国家“碳中和”目标的进一步推进，以及业内如万国数据等企业的不断探索创新，数据中心行业一定会向着低碳、零碳的方向，坚定前进。
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