一項研究表明，地球上的每個人每秒都會產(chǎn)生1.7MB的新信息。這使得數(shù)據(jù)中心行業(yè)成為全球經(jīng)濟增長最快、貢獻最大的領(lǐng)域之一。而且沒有放緩的跡象。到2025年，全球數(shù)據(jù)中心市場規(guī)模預(yù)計將以每年18%以上的速度增長，達到2500億美元。

人工智能、自動化和加密貨幣推動了數(shù)據(jù)中心需求的加速增長。根據(jù)國際能源署發(fā)布的數(shù)據(jù)，全球數(shù)據(jù)中心消耗的電力超過250TWh，約占全球電力需求的1%，占全球碳排放的0.3%。預(yù)計到2030年，這一數(shù)字將達到8%。

數(shù)據(jù)中心運營商發(fā)現(xiàn)自己的任務(wù)是管理需求的快速增長，同時采用更可持續(xù)的能源實踐來減少其不斷擴大的碳足跡。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，利益相關(guān)者必須立即開始優(yōu)先考慮并為節(jié)能的未來做好準備。

增加壓力以實現(xiàn)效率最大化

數(shù)據(jù)中心面臨可持續(xù)發(fā)展的壓力越來越大，這始于動蕩的能源市場。從2021年到2022年，美國天然氣價格上漲了近50%，導(dǎo)致能源價格上漲34.6%。作為重要的能源消費者，數(shù)據(jù)中心已經(jīng)感受到這些價格上漲對其收入的影響，以及采取措施的緊迫性。

采取更可持續(xù)實踐的壓力也來自于越來越激進的政府監(jiān)管。2023年1月1日，美國能源部(DOE)對數(shù)據(jù)中心運營至關(guān)重要的暖通空調(diào)設(shè)備制定了更嚴格的要求。預(yù)計到2024年，美國證券交易委員會將對要求數(shù)據(jù)中心披露溫室氣體排放和其他與氣候相關(guān)的風(fēng)險做出裁決。其他新的政府指令可能要求數(shù)據(jù)中心不僅要測量其碳足跡，還要展示他們計劃如何減少碳足跡。

數(shù)據(jù)中心運營商也感受到了來自客戶的公眾壓力。在一項針對美國消費者的調(diào)查中，87%的受訪者表示，他們更愿意從提供社會和環(huán)境效益的企業(yè)購買產(chǎn)品，92%的人表示，他們更有可能信任解決環(huán)境問題的企業(yè)。綠色環(huán)保對商業(yè)和環(huán)境都有好處。數(shù)據(jù)中心運營商應(yīng)該注意到這一點。

克服能源效率障礙

數(shù)據(jù)中心需要大量的能源以來保持全天候以最高容量運行。它們每平方英尺的能耗是商業(yè)建筑的50倍。大約50%的典型數(shù)據(jù)能耗來自IT設(shè)備，估計另外35%的能耗來自HVAC設(shè)備。運營舊數(shù)據(jù)中心的利益相關(guān)者通常依賴于柴油供電的備用發(fā)電機，這也會產(chǎn)生重大的碳影響。

預(yù)計到2024年，美國證券交易委員會將要求數(shù)據(jù)中心披露溫室氣體排放和其他與氣候相關(guān)的風(fēng)險，而政府的指令可能要求數(shù)據(jù)中心測量其碳足跡，并減少碳足跡。

數(shù)據(jù)中心對更高效的能源管理的需求是顯而易見的。但是不太確定的是，數(shù)據(jù)中心利益相關(guān)者如何在不中斷運營或超出預(yù)算的情況下減少能源消耗?？紤]到這一多管齊下的挑戰(zhàn)，許多利益相關(guān)者不愿意將可持續(xù)性列為優(yōu)先事項，這是可以理解的。根據(jù)《2021年全球數(shù)據(jù)中心正常運行時間調(diào)查》報告，82%的數(shù)據(jù)中心管理人員跟蹤電力使用情況，70%的數(shù)據(jù)中心管理人員監(jiān)控電力使用效率(PUE)，但只有三分之一的數(shù)據(jù)中心管理人員監(jiān)控其碳影響。

進行技術(shù)投資的成本似乎是數(shù)據(jù)中心節(jié)能的最大障礙之一。在2023年的數(shù)據(jù)中心和基礎(chǔ)設(shè)施調(diào)查中，利益相關(guān)者將新技術(shù)的采用確定為第三大最緊迫的挑戰(zhàn)，僅次于安全風(fēng)險和勞動力萎縮。因此，數(shù)據(jù)中心運營商的任務(wù)是盡可能地從現(xiàn)有設(shè)備和系統(tǒng)中延長工作壽命，而不是采用新的節(jié)能技術(shù)來替換它們。在同一項調(diào)查中，利益相關(guān)者還將延長設(shè)備壽命(39%)視為其首要可持續(xù)發(fā)展目標，只有16%的受訪者將降低能耗作為優(yōu)先事項。

數(shù)據(jù)中心的運營和管理很復(fù)雜。雖然這帶來了挑戰(zhàn)，但也意味著有更多的機會可以發(fā)現(xiàn)和捕獲數(shù)據(jù)中心設(shè)施的能源效率。積極進取的數(shù)據(jù)中心運營商正在探索和采用廣泛的技術(shù)創(chuàng)新，以幫助他們滿足政府的要求和公眾的需求，同時控制成本。其中許多創(chuàng)新涉及改造和升級，以及尋找機會減少數(shù)據(jù)中主設(shè)施現(xiàn)有系統(tǒng)的能源使用。這是一個很好的開始。

節(jié)能冷卻和儲能

大型數(shù)據(jù)中心為了保持服務(wù)器適當?shù)倪\營溫度消耗了大約35%的電力。為了降低這一數(shù)字，數(shù)據(jù)中心利益相關(guān)者正在采用一系列冷卻創(chuàng)新，包括地板下空氣分配系統(tǒng)、高效冷卻器和冷卻塔、緊密耦合的冷卻和散熱，以及更好地協(xié)調(diào)現(xiàn)有的機房空調(diào)。根據(jù)Gartner公司的一份報告預(yù)測，到2025年，采用這種特殊冷卻技術(shù)的數(shù)據(jù)中心的運營成本將降低20%到40%。制冷的選項包括：

• 浸入式冷卻，將服務(wù)器浸入不導(dǎo)電的液體冷卻劑中，這是最有效、最可靠、最可擴展的方法之一。

• 變速風(fēng)扇，可減少20%～25%的風(fēng)扇能量需求。

• 控制回路管理機架上最關(guān)鍵的溫度，設(shè)置為只提供給定空間所需的空氣。提高溫度設(shè)定點還可以減少機架能量需求以及冷卻空間所需的暖通空調(diào)單元的尺寸。

• 安裝了中央系統(tǒng)的集中式空氣處理器，有助于提高效率并減少維護需求。

• 人工智能驅(qū)動的冷卻和機器學(xué)習(xí)，可在任何給定時間確定并應(yīng)用所需的最佳冷卻量，可將冷卻成本降低40%。

柴油發(fā)電機組備用電源系統(tǒng)是另一個重要的能源消耗和排放來源，特別是對于老舊的數(shù)據(jù)中心。前瞻性的數(shù)據(jù)中心正在探索用電池儲能系統(tǒng)取代這些污染嚴重的發(fā)電機的選擇，這是一種使用鋰離子電池的新型零排放技術(shù)，其資本和運營成本較低。雖然不像鋰離子電池那樣可擴展，但液流電池為數(shù)據(jù)中心提供了另一種更有效的選擇，它將能量儲存在電解質(zhì)罐中，并無限期地保持充電。

盡管存在擔(dān)憂，但數(shù)據(jù)中心利益相關(guān)者現(xiàn)在有大量令人信服的理由采取行動，以改善他們的能源管理并減少能源使用。行業(yè)專家一致認為，在提高效率方面反應(yīng)最快的數(shù)據(jù)中心運營商將受益最大，特別是考慮到可持續(xù)性已成為許多領(lǐng)先公司的首要任務(wù)。

以微軟公司為例，該公司宣布計劃到2030年消除其設(shè)施和供應(yīng)鏈中的所有溫室氣體排放。亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)公司和谷歌公司也加入了這一行列，亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)公司宣布計劃到2025年100%使用可再生能源，谷歌公司宣布到2030年實現(xiàn)無碳運營的目標。其他數(shù)據(jù)中心運營商也在追隨他們減少碳排放的腳步。

在可持續(xù)發(fā)展方面進展緩慢的數(shù)據(jù)中心利益相關(guān)者將很快被拋在后面。通過采取措施改善建筑能源管理，數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施也能夠經(jīng)得起氣候變化、政府法規(guī)和公眾看法的壓力。

對于那些由于復(fù)雜性和成本而不愿意優(yōu)先考慮能源效率的數(shù)據(jù)中心利益相關(guān)者來說，有一些實際和漸進的步驟可以緩解過渡，最大限度地減少中斷，并降低資本支出。還有多種資金來源可以幫助減輕財政負擔(dān)，包括政府激勵計劃、綠色貸款、脫碳計劃、設(shè)備回扣、能源采購合同和電力購買協(xié)議。

本文標題：數(shù)據(jù)中心現(xiàn)在需要開始走上脫碳之路

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