绿色未来:数据中心的可持续变革之旅

2024/3/22 17:53:59

1987年,联合国世界环境与发展委员会将可持续发展定义为“既满足当代人的需求,又不损害后代人满足其需求的能力”,这一度被视为其官方定义。随着时间推移,可持续发展理念不断发展、演变,但其核心精神始终围绕着不局限于追求短期效益,着眼于长远的福祉与发展。

 

如今,在“双碳”目标和数字经济快速发展的双重推动下,各行各业正处于绿色低碳转型的重要关口。数据中心作为IT基础设施的重要组成部分,因其高耗电高耗水以及巨大碳排放量,其可持续发展需求更为迫切。数据中心运营商在制定可持续发展策略时,不仅要考虑优化能效、降低运营成本,更要最大限度地减少对环境的长期影响。

 

日前,中国信息通信研究院人工智能研究中心副总工程师王蕴韬、里瑞通(Digital Realty)大中华区解决方案架构师经理李新宇、首都在线运营中心总监李光耀、施耐德电气全球数据中心科研中心总监林密做客数据中心《Future Talk》栏目,围绕“数据中心的可持续发展”展开深入分析和探讨。

 

 

可持续目标明确数据中心加速向绿

 

自2016年以来,中国的算力规模一直保持约40%的高速增长,推动了数字经济的迅猛发展,尤其在人工智能等创新技术和应用的牵引下,算力的重要性日益凸显。2023年10月,工信部联合多部门印发《算力基础设施高质量发展行动计划》,着力推进算力基础设施绿色低碳发展,并提出了一系列具体措施。

 

数据中心作为算力的核心载体,其可持续性被提到了更加重要的位置。王蕴韬指出,“从需求、政策到技术层面,当前的行业环境已经为数据中心的可持续发展奠定了良好的基础,也指明了清晰的方向。”

 

虽然目标明确,但围绕这一目标的实践仍相对滞后。作为数据中心、行业关键应用领域基础设施建设和数字化服务的全球领导者,施耐德电气认为当前数据中心行业正面临两大挑战:一是缺乏量化指标,难以衡量不同数据中心的可持续性,以帮助终端用户和投资者进行决策;二是缺乏跨部门间的发展共识,企业为更好地促进可持续发展,需建立跨部门共识、设定集团目标并采取有效措施。

 

林密指出,指标量化是驱动数据中心可持续发展的第一步。旨在提供参考基准,更好地支持数据中心运营商,赋能行业实现自身的可持续发展目标,施耐德电气提出了首个用于衡量数据中心环境可持续发展的指标框架。

 

施耐德电气提出了基于能源消耗、温室气体排放、水资源利用、废弃物产生和对当地生态系统的影响等五个方面,以及28个细化的关键指标,用于衡量数据中心对环境的影响。此外,针对数据中心所处的不同可持续发展阶段,采用不同指标对环境影响进行量化评估。

 

作为全球最大的数据中心、托管和互联解决方案供应商之一,里瑞通(Digital Realty)在全球6大洲50多个地区拥有超过310座数据中心,其位于香港的两个数据中心已然成为助力中国企业出海的优选之一。Digital Realty互联解决方案ServiceFabric™,联通了超130个自有数据中心、超370个第三方数据中心以及多个公有云。此外,目前已超过70个成员加入了该目录,列出了100多项服务,包括与200多个全球云入口的安全直连。ServiceFabric™正在重新定义客户和合作伙伴与Digital Realty全球数据中心平台互动的方式,通过营造一个开放协作的环境,助力企业高效构建并轻松协调其理想的解决方案。

 

长期以来,Digital Realty秉承可持续发展理念,专注于打造绿色高能效数据中心,李新宇表示,里瑞通拥有1GW可再生能源容量,旗下的126座数据中心匹配100%可再生电力,有超110万平方米绿色建筑认证。不止于此,Digital Realty还设立2030年达成全球减碳68%的目标,并且作为数据中心提供商中最大的可再生能源买家,发行了专用于绿色项目的行业首只绿色债券。

 

围绕数据中心可持续发展目标,拥有十几年数据中心运营经验的首都在线也进行了多方面的探索。作为国内较早的全球云网一体化云计算服务商,首都在线实现了公司发展和能源节约协同,积极践行节能环保理念。为了更好地适应算力高速增长及自身发展需要,首都在线结合“东数西算”战略,在全国范围内进行数据中心优化布局。与此同时,首都在线高度重视低碳节能,李光耀指出,这不仅仅是响应国家战略的举措,也是内部效益的重要考核标准,在很大程度上优化了企业投入产出比。

 

战略战术双管齐下规划可持续发展路径

 

伴随算力需求快速增长、功率密度不断提升,数据中心如何在提高市场匹配度的同时,实现节能降耗,实现可持续发展,已经成为行业亟待解决的问题。林密认为,数据中心运营商应从战略和战术两大维度规划可持续发展路径。

 

在战略层面,企业需要基于自身实际情况,制定切实可行的可持续发展目标。对于新兴的企业级数据中心而言,可以围绕PUE和WUE设定目标。

 

在战术层面,企业需要明确实现可持续发展的具体途径,包括绿色能源购买、高效设计、碳足迹数据收集、持续监测优化可持续发展状态。

 

Digital Realty作为行业领先的示范企业,基于一系列可持续发展目标的制定,致力于提供业内领先的提升能源生产率、资源效率,从而降低拥有成本、有效提高客户价值的数据中心解决方案;提高能源、水、废弃物和碳排放等多领域资源效率;定期向利益相关方通报绩效。

 

例如,在数据中心的设计与施工方面,Digital Realty以多项具体举措积极践行可持续发展。包括采用紧凑的多层结构、可回收建筑材料、无水冷却系统、雨水收集系统、提高非饮用水使用量,采用健康的室内空间材料和饰面等。目前,其32%的管理运营组合已获得一项或多项全球可持续建筑标准认证。

 

首都在线则是由整体规划和顶层设计出发,在数据中心建设、运营、销售的全生态产业链中落实低碳节能。在设计初期,首都在线注重设备选型和市场匹配度,采用节能产品,实现余热回收再利用;在运营过程中,实施精细化管理,提升每一位运营人员的节能意识。

 

“在芜湖项目中,我们对太阳能和光伏技术做了大量投入,同时引入了液冷技术;在北京,与机房热力公司和物业合作,成功实施了余热回收;在怀来实施的双系统制冷方案,基于自然冷却技术,20摄氏度以下即可达到节能效果。”李光耀介绍。

 

王蕴韬则指出,数据中心可持续建设上还有一些问题值得关注,目前绿色能源仍存在存储难、传输难、不稳定的情况,特别是在用电量大的东部地区,资源更为匮乏。此外,尽管人工智能驱动智能计算的需求与日俱增,但数据中心布局仍以通用计算为主,如何进一步提升智算占比,平衡算力供给,仍是未来需要解决的问题。

 

以数字化创新驱动可持续发展变革

 

随着新一代信息技术加速突破应用,作为数字化时代“新基建”的数据中心行业正经历一场由技术革新引领的可持续发展变革。

 

目前,以人工智能为代表的数字技术、存储、通信、算力技术等在数据中心运维中发挥了重要作用,推动行业绿色可持续发展。王蕴韬进一步强调,未来的重点不仅是采纳新技术,更要注重培育新技术、新产业、新业态和新生态,为行业的持续创新发展打下基础。

 

与此同时,人工智能算法和深度学习模型对数据中心的计算需求愈发严苛,需配备新一代服务器、冷却系统和网络设备。伴随未来生成式AI技术发展和智算占比增加,数据中心的可持续发展将迎来更大挑战。

 

面对行业变革,李新宇和李光耀一致认为,数据中心的建设者和运营方,不仅要推进技术的创新升级,更需要从根本上考量数字化架构,基于客户需求进行定制化建设。模块化是关键策略之一,采用模块化设计不仅能保证可扩展性和适应性,还能有效提升效率与环境效益,实现资源的高效分配和利用,从而最大限度地减少浪费,提高可持续性。

 

施耐德电气从赋能者角度出发,提供战略咨询、目标制定和一系列软件工具。在设计阶段,借助于施耐德电气ETAP数字化软件,数据中心规划者可以通过供配电系统的分析,减少因为配电系统层级众多且运行方式复杂而带来的计算工作量和工作负担;在运营阶段,尤其要以软件和数字化等工具支持可视化数据中心的能源与资源的使用,持续改善数据中心运营,实现节能减碳。此外,施耐德电气不仅可以协助数据中心运营商采用可再生能源,在供应链侧更致力提供绿色低碳产品,助力数据中心可持续发展。

 

面向未来,林密提出三点建议:一是随着行业规模持续扩大,数据中心运营商应采用PUE、WUE、可再生能源使用比例、碳足迹排放等多样化的量化指标,从多维度评估对环境的影响;二是采用更多分布式能源和储能系统,提升供配电可靠性和可用性;三是更广泛采用液冷技术,提升制冷系统可靠性的同时,降低系统能耗、水资源消耗量以及噪音水平。施耐德电气将持续加码创新与研发投入,为客户提供具体实施路径与有力支持,赋能数据中心行业绿色发展。

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