可持续数据中心的碳足迹,如何做到「有迹可循」?

作者:郝伟静   【原创】   2021-11-09 12:23:57

关键字: 可持续发展 双碳 数据中心

作为数字经济“底座”,数据中心的低碳可持续发展,无疑为推动碳中和目标及数字经济长足发展提供重要“解题思路”。

“气温又上升了十分之一度”“海平面又上升了一厘米”……这些气候变化的微小差异,似乎并不能引起大家深刻感触,可要知道,人类每一步碳足迹的产生,都可能带动整个地球环境系统的长期的、巨大的连锁反应。比如,不可忽视的破坏性热浪、干旱和极端降雨等等,媒体上报道的自然灾难屡见不鲜。

通常意义上来看,碳排放被认为是气候变化的主要诱因,不少国家都把实现可持续发展及碳中和设定为国家战略目标。作为数字经济“底座”,数据中心的低碳可持续发展,无疑为推动碳中和目标及数字经济长足发展提供重要“解题思路”。

多挑战:可持续轮廓 模糊不清

数据中心的本质是将电力转化为算力。自上世纪数据计算迈出第一步以来,在数据的带动下,物与物,人与物,人与人,建立起千丝万缕的联系,而数据中心,作为数据流的“河道”,肩负着数据的接收、处理、存储与转发的职责。伴随爆炸性数字化需求,能源消耗也一路高涨。根据CDCC数据来看,数据中心的碳排占全国总碳排的不到1%,如果仅仅从数据中心的绝对二氧化碳的排放来看的话,数据中心并不属于一个高碳排的行业。然而,伴随着无处不在的数字化转型和自动化浪潮,各行各业需要更多的数据中心部署,以实现更加高速的IT算力,数据中心能源消耗也在迅速增长,相比其他行业来说,数据中心碳排放具有显著的“乘数效应”。

但对于很多企业而言,建设绿色、可持续的数据中心,并不轻松。

首先,究竟什么样的数据中心才算是可持续发展的数据中心?施耐德电气能效低压业务数据中心行业经理马莉莎在接受至顶网记者采访时表示,联合国对于“可持续发展”的定义是,既能满足当代人的需求,又不损害后代人满足其需求的能力。

这一摸不着、也看不到的概念,令很多企业无从下手。此前,企业通常从降低PUE入手,但新能源的使用、水资源的利用以及余热回收这些方面也应该考虑纳入衡量体系。所以,建立可持续的清晰定义及科学评价指标是行业当下的迫切所需。

可持续数据中心的碳足迹,如何做到「有迹可循」?

“在双碳目标倒推下,可持续理念得到了更大关注,但是每家的统计指标各不相同。”马莉莎举例说,比如,有些公司只披露了全部的用电量,对数据中心数据指标暂无披露。而有些公司只披露了PUE,对用电量、用电结构、温室气体排放等数据却选择不披露。落基山研究所总监朱思捷对此深有同感,如果做不到“摸清家底”,数据中心运营商或许永远也无法走上可持续发展的光明大道。

此外,企业还将面临诸多内部挑战。“如果一个工厂很老旧,设备根本无法做到可监、可测、可联,企业数字化管理是‘模糊的’,那么实现可持续则是一项重大挑战。”DeepKnowledge 深知社总经理孙杰给出了他的看法,先数字化,后可持续化,才能为数据中心的绿色发展提供无数种可能。

孙杰告诉记者,经营成本是企业内部面临的最大挑战。从企业运营来说,首要关注投资收益,这并非指设备的购买成本,而是设备的运营成本。比如,业主方在做数据中心投资建设时,更多考虑的是当期投资,并未将三年五年之后的成本考虑之内,之后再想节能降耗,达成双碳目标,就需要额外的成本投入。

践行者:「强健、敏捷、不挑食、不认生」

虽然在初期规划时,很多企业的数据中心建设并非从可持续发展的视角出发,也面临很多外部挑战,但是在经过多年实践之后,数据中心可持续发展路径逐渐清晰可见。施耐德电气能源管理低压业务行业市场负责人赵天意这样理解可持续的意义。

“双碳,对数据中心来说,不仅是‘义’无反顾,也是‘益’无反顾,前者是社会责任,后者则是利益驱动。”从发展路径来看,赵天意认为,数据中心能耗在企业整个电力能耗成本占比近50%以上,着眼未来,双碳目标对于数据中心提升整体竞争力和价值都提出了更高的要求。

不过,究竟怎么才算是一个“合格”的可持续数据中心?赵天意形象地给出了四个比喻——它拥有“强健”的机体、“敏捷”的反应力,对于各种可再生能源“不挑食”,对于未来的技术演进“不认生”。

具体来看,可持续数据中心一定是“强健”的。作为整个数字经济的“算力大脑”,可持续发展数据中心一定要确保整个系统的稳定可靠。

第二,数据中心也要足够“敏捷”高效,能够把每一份能源都转化为算力。每一个单位的算力所消耗的能源越低,给业主、给计算方带来的价值就越高。

第三,“可持续性很重要的一点在于能够管理、吸纳、利用不同的能源类型。不仅仅是可持续能源,同时对于波动性的能源也能够吸纳。”赵天意解释说,数据中心的“不挑食”,指的是其能够使用各种可再生能源,提高可再生能源的利用率,这点对于数据中心的基层系统非常重要。”

最后,数据中心要“不认生”,未来能够适应各个技术发展方向。在未来数据中心演化过程中,无论是边缘计算、多站融合,还是大型、超大型数据中心、超算,都要求数据中心必须要有非常强的适应性,才能使数据中心可持续地融入到整个国民经济和我们的日常生活之中。

新标杆:描绘可持续数据中心的关键要素

如前文所言,不少人陷入“低碳=可持续”的误区,但效率仅仅是环境可持续性的一部分,企业需要进行整体把握。施耐德电气联合深知社、落基山研究所发布《中国数据中心可持续发展》洞察报告(以下简称“洞察报告”)则为突破这一瓶颈提供了全新思路。基于在数据中心行业多年的探索,并结合众多行业领军企业、合作伙伴的经验,施耐德电气提出影响数据中心可持续发展的五大类指标,包括能源、温室气体排放、水、废弃物、土地与生物多样性,并针对性细化出23个可测量的可持续指标。

可持续数据中心的碳足迹,如何做到「有迹可循」?

这些指标,明确了数据中心可持续发展的方向。然而对数据中心运营商来说,操作起来仍存在不小的难度。对数据中心的建设者、使用者来说,如何把五大关键要素融入到数据中心全生命周期的过程,包括选址、设计、建造、运维当中?如何结合企业自身实际,制定切实可行的可持续发展的路径?施耐德电气分享了自己的实践经验和成果。

先行者:打造绿色数据中心升级范式

可持续发展所带来的价值是多元且长远的,但过程却是复杂且具有颠覆性的。施耐德电气能源管理低压业务行业应用与创新总监张翼强调,建设可持续的数据中心,一定不是简单的“1到N”的复制,而是像中医处方所讲究的“千人千方”,要对症下药。

很多企业真正开始可持续探索的时候,会面临很多不同的挑战。比如,每家企业的碳排、水用量、专业人才支持、所能支撑运营层面碳中和的能力各不相同。企业不妨先摸清自己“家底”,或者请第三方机构做碳排查,为实践可持续数据中心制定好远大且可行的目标,这是第一步。

“一个高效可持续的数据中心,不仅仅是选择高效、绿色的设备这么简单,而是需要设计高效的运行系统。”马莉莎表示,“数据中心需要将可持续发展理念纳入选址过程;优化供配电和制冷架构;通过数字化工具规划设计流程;选择绿色低碳的智能化产品。”

同时,建设可持续的数据中心需要提升运营效率。在推进数据中心运维标准化的同时,尽可能多的采用数字化手段、采用自动化控制系统,通过云服务获得预防性及快速服务响应,持续迭代优化,并推行新能源改造。例如,数据中心的配电系统设计,一方面,既要符合可用性要求,另一方面,又要极力优化运行效率及总体成本和后期运维能力,传统的CAD电气图纸配合表格计算,就不如于专业数字化仿真计算软件来得精细,以施耐德电气 ETAP电气系统设计软件为例,其能够对所要设计的数据中心配电系统进行建模,提升运行效率和成本优化。

其次,高比例可再生能源应用是数据中心降低碳排放的重要途径,也是实现双碳目标的主要手段。当算力和清洁电力相结合,数据中心将成为可持续发展的算力基础设施。当前,企业主要通过以下四类机制采购可再生能源电力:

可持续数据中心的碳足迹,如何做到「有迹可循」?

最后,数据中心企业需要进行供应链脱碳。洞察报告中指出,对于能源密集型的数据中心来说,在其整个生命周期内, 来自供应链等的Scope 3 排放所占的比例接近50%。而循环经济是减少Scope 3供应链排放的最有效途径之一。了解供应商的循环经济实践对于公司的环境可持续发展计划和确定其 Scope 3 排放非常重要。

因此在设计之初,循环就必须纳入到需求范围内。施耐德电气将循环经济和生态设计理念引入到产品的整个生命周期,并以 “Green Premium”作为产品的绿色可持续生态标识,提升了材料的再生利用率,延长了产品的使用寿命。

显然,这五步法则,不是简单粗暴地“安装”,而是需要排列组合,通过设定清晰、可行的战略目标帮助数据中心运营商制定战略头脑,重新改造不同的、配套的运行系统,用合适的数字化手段进行维护运营,通过自建、投资或采购方式来实现最大化可再生能源利用率,并站在供应链上层视野,降低数据中心碳排放。

结语

千里之行,始于足下,唯有以终为始,数据中心的碳足迹,才能有迹可循,进而获得可持续发展与长足进步。

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