國(guó)際數(shù)據(jù)中心低碳發(fā)展分析
全球主要國(guó)家都承諾最晚于本世紀(jì)中葉完成國(guó)家層面
碳中和計(jì)劃。基于《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》和《京都議定書》,全球178個(gè)締約方在2016年共同簽署《巴黎協(xié)定》,對(duì)2020年以后全球應(yīng)對(duì)氣候變化的行動(dòng)做出統(tǒng)一安排。政府間氣候變化專門委員會(huì)于2018年10月8日發(fā)布特別報(bào)告指出,將全球變暖限制在1.5℃需要在土地、能源、工業(yè)等方面加速轉(zhuǎn)型,到2050年左右達(dá)到“凈零”排放。該報(bào)告從對(duì)氣候影響、人類發(fā)展、能源轉(zhuǎn)型革命和碳
減排等方面進(jìn)行了研究和分析,為《巴黎協(xié)定》提供了有力的科學(xué)依據(jù)。當(dāng)前世界主要經(jīng)濟(jì)體(如歐盟、美國(guó)、日本和韓國(guó)等)都陸續(xù)確定以2050年為國(guó)家層面碳中和時(shí)間節(jié)點(diǎn)。
從全球發(fā)展視角看,雖然數(shù)據(jù)中心總能耗較高,但是單位實(shí)例能耗強(qiáng)度呈下降趨勢(shì),總體能效不斷優(yōu)化提升。根據(jù)《Science》于2020年初刊登的文章《重新校準(zhǔn)全球數(shù)據(jù)中心能耗估算》,2018年全球數(shù)據(jù)中心總耗電達(dá)到205TWh,占當(dāng)年度全球總用電量的1%。但是從單計(jì)算實(shí)例來(lái)看,全球數(shù)據(jù)中心能耗強(qiáng)度自2010年以來(lái)每年下降20%,能源效率顯著提升。在相關(guān)
政策的指引和推動(dòng)下,數(shù)據(jù)中心不斷整合改造,逐漸從較小的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心向超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)變。另外,制冷、供配電、服務(wù)器單位功耗和資源池虛擬化技術(shù)的發(fā)展及優(yōu)化,推動(dòng)PUE值持續(xù)降低,數(shù)據(jù)中心總體能效水平不斷提高。
從行業(yè)發(fā)展角度看,國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)龍頭企業(yè)可再生能源使用計(jì)劃和披露情況都相對(duì)完善。Google、Apple和Facebook分別在2017、2018和2020年完成運(yùn)營(yíng)體系的100%可再生能源使用,其中包含數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施;Microsoft和Amazon也將在2025年實(shí)現(xiàn)完全可再生能源使用的目標(biāo)。包括數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商Equinix和Digital Reality在內(nèi)的頭部企業(yè),也都發(fā)布了ESG、企業(yè)環(huán)境報(bào)告或CDP項(xiàng)目披露等報(bào)告,披露了溫室氣體排放、能源及水資源使用情況、廢棄物回收利用等信息。Facebook的2019年可持續(xù)發(fā)展數(shù)據(jù)報(bào)告已經(jīng)達(dá)到公布各個(gè)數(shù)據(jù)中心詳細(xì)的用電量、溫室氣體排放(范圍1/2)和用水量等信息的水平。
從具體措施來(lái)看,國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)科技企業(yè)通過(guò)優(yōu)化運(yùn)營(yíng)管理和前沿技術(shù)研究創(chuàng)新,持續(xù)推進(jìn)數(shù)據(jù)中心降碳。Google在2007年實(shí)現(xiàn)碳中和,從2017年至今一直保持全球運(yùn)營(yíng)范圍全年總用電量維度下的100%可再生能源使用率,但是在某些區(qū)域或時(shí)段仍依賴化石能源
電力。為實(shí)現(xiàn)真正意義上的100%可再生能源,Google在2020年9月提出計(jì)劃,到2030年在全球范圍內(nèi)所有數(shù)據(jù)中心以小時(shí)單位實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)可再生能源供電,也就是24×7零碳運(yùn)營(yíng)管理計(jì)劃。通過(guò)將采集統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析,最終實(shí)現(xiàn)Google全球業(yè)務(wù)范圍數(shù)據(jù)中心設(shè)施的評(píng)估、管理和優(yōu)化。此外,Google還將人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)的管理,可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)40%的能源節(jié)省。該系統(tǒng)可以學(xué)習(xí)、適應(yīng)和管理數(shù)據(jù)中心冷卻及電力系統(tǒng),通過(guò)模型預(yù)測(cè)在未來(lái)時(shí)間點(diǎn)的溫度和負(fù)荷,幫助提高數(shù)據(jù)中心能源利用效率。Microsoft對(duì)數(shù)據(jù)中心備用電力系統(tǒng)也進(jìn)行了創(chuàng)新,并在2020年成功對(duì)氫燃料電池進(jìn)行測(cè)試,為2030年以前消除柴油發(fā)電機(jī)、2050年實(shí)現(xiàn)消除歷史所有
碳排放打下基礎(chǔ)。