數(shù)據(jù)中心如何推動可再生能源轉(zhuǎn)型 | 行業(yè)之聲

在全球能源危機(jī)的背景下，現(xiàn)在也許是討論數(shù)據(jù)中心真實(shí)能源成本的好時機(jī)，為什么它們已經(jīng)成為世界上發(fā)展最快的行業(yè)之一，以及如何證明它們實(shí)際上是向可再生能源過渡的主要驅(qū)動力。

首先，讓我們考慮一下他們的成長。根據(jù) IEA 數(shù)據(jù)，2015年至2021年間，互聯(lián)網(wǎng)用戶增長了60%，互聯(lián)網(wǎng)流量增長了440%。但是，盡管同期數(shù)據(jù)中心的工作負(fù)載增加了260%，但數(shù)據(jù)中心的全球能源消耗卻相對持平，僅增長了10%。

將服務(wù)需求與能源脫鉤

能源使用與服務(wù)需求的脫鉤意義重大。這是由數(shù)據(jù)中心數(shù)字技術(shù)的快速創(chuàng)新所推動的，使該行業(yè)能夠通過提高基礎(chǔ)設(shè)施能源使用效率來抵消需求的巨大增長。簡而言之，我們正在建設(shè)越來越多的數(shù)字化能力，對遺留基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行現(xiàn)代化改造，以滿足增長，但實(shí)際上，我們使用的能源并沒有比五年前多多少。

這里真正的挑戰(zhàn)是我們?nèi)绾蜗拗迫蚧ヂ?lián)網(wǎng)使用對環(huán)境的影響。我們應(yīng)該誠實(shí)面對現(xiàn)實(shí)，需要繼續(xù)使用技術(shù)和商業(yè)創(chuàng)新來減輕數(shù)據(jù)中心對環(huán)境的影響?？v觀數(shù)據(jù)中心的生命周期，我們會發(fā)現(xiàn)如今超過 85% 的碳影響來自數(shù)據(jù)中心的日常運(yùn)營。當(dāng)然，在建設(shè)過程中也會有影響，而且影響也很大，當(dāng)然值得緩解，但凈零建設(shè)并不能解決更大的挑戰(zhàn)——運(yùn)行設(shè)施20年或更長時間的碳影響。

推動能源轉(zhuǎn)型

引入能源組合的概念。數(shù)據(jù)中心的碳排放性能在很大程度上取決于其運(yùn)營地點(diǎn)的能源組合。也有一些例外，運(yùn)營商有責(zé)任在現(xiàn)場使用可再生能源或天然氣發(fā)電，但大部分情況下，主要是本地電網(wǎng)為數(shù)據(jù)中心供電。

數(shù)據(jù)中心行業(yè)是可再生能源 PPA 協(xié)議的主要買家，這對能源結(jié)構(gòu)具有重大影響。2021 年，亞馬遜和微軟是通過 PPA 購買可再生能源的最大兩家企業(yè)買家；在某種程度上，數(shù)據(jù)中心行業(yè)正在通過為工業(yè)提供相當(dāng)大比例的電網(wǎng)規(guī)模、無碳能源來幫助推動脫碳。這可以在國家層面催化整個生態(tài)系統(tǒng)，也向更廣泛的工業(yè)基礎(chǔ)證明關(guān)鍵負(fù)荷可以可靠地轉(zhuǎn)移到可再生能源。

可再生能源的日益普及，以及IT層面基礎(chǔ)設(shè)施冗余程度的提高，也導(dǎo)致了數(shù)據(jù)中心新的設(shè)計最佳實(shí)踐。例如，電池儲能系統(tǒng) (BESS) 正在取代柴油發(fā)電機(jī)組作為短期備用電源。隨著能源市場日益相互關(guān)聯(lián)，采用 BESS 的數(shù)據(jù)中心可以在停電時以孤島模式運(yùn)行（不排放柴油發(fā)電機(jī)的二氧化碳）或穩(wěn)定電網(wǎng)頻率，從而產(chǎn)生前所未有的收入。

超越碳減排

對效率的追求一如既往地重要，能源管理的紀(jì)律對數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營影響有著巨大的影響。管理數(shù)據(jù)中心內(nèi)部環(huán)境條件的技術(shù)創(chuàng)新正在對能源消耗產(chǎn)生重大影響。我們知道，數(shù)據(jù)中心20%到40%的能源消耗主要用于冷卻和通風(fēng)，而這種機(jī)械負(fù)荷是通過技術(shù)優(yōu)化的主要領(lǐng)域。

白區(qū)冷卻就是一個很好的例子。例如，西門子的白區(qū)空間冷卻優(yōu)化解決方案使用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型來分析冷卻對數(shù)據(jù)中心特定區(qū)域的影響，創(chuàng)建影響圖以將能源使用限制在必要的范圍內(nèi)。像這樣的人工智能引擎可以顯著降低數(shù)據(jù)中心的能源成本；這也是愛沙尼亞新建的Greenergy 數(shù)據(jù)中心成為波羅的海地區(qū)能效最高的數(shù)據(jù)中心的原因之一。

在數(shù)據(jù)中心設(shè)計中構(gòu)建彈性也是降低該行業(yè)能源消耗和成本的關(guān)鍵因素。通過智能設(shè)計、儀表、控制和自動化，數(shù)據(jù)中心可以在需要時啟用和禁用容量，而不是不斷運(yùn)行無工作可做的電路和網(wǎng)絡(luò)。除了防止基礎(chǔ)設(shè)施的過度供應(yīng)外，這在一年中需要額外容量以滿足短期需求高峰的時候至關(guān)重要。例如，黑色星期五和圣誕節(jié)期間就是一個很好的例子；通過更好的機(jī)械、電氣和自動化設(shè)計，我們可以動態(tài)減少或增加數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施資源，使它們能夠在短時間內(nèi)可靠地接近其容量運(yùn)行。

未來之路

數(shù)字化和互聯(lián)網(wǎng)接入的興起給人類帶來了巨大的好處，但我們應(yīng)該謙虛地承認(rèn)，這對可持續(xù)發(fā)展也有影響。我們現(xiàn)在的任務(wù)是持續(xù)穩(wěn)定地將這種影響降至零。數(shù)據(jù)中心行業(yè)以身作則，自愿投資脫碳，并證明技術(shù)公司的生態(tài)系統(tǒng)可以共同努力，通過創(chuàng)新衡量、管理并從根本上改變行業(yè)的能源方式。如果我們要盡可能降低數(shù)字生活對環(huán)境的影響，就必須繼續(xù)這種投資和創(chuàng)新步伐。

本文作者：Ciaran Flanagan-西門子數(shù)據(jù)中心解決方案業(yè)務(wù)副總裁兼全球負(fù)責(zé)人

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