數據中心作為數字經濟重要的底層支撐,伴隨著數字經濟成為“十四五”規劃的重點發展方向,數據中心也迎來了發展的黃金時代,但數據中心是碳排放大戶,在“3060”雙碳戰略目標的背景下,如何構建低碳、零碳,甚至是“負碳”數據中心成為整個IDC產業上下游共同關注的焦點話題。
自2019年初,工信部等三部門聯合發布《加快構建綠色數據中心的指導意見》以來,在發改委、工信部、能源局等多個部門發布的包括《關于進一步加強數據中心項目節能審查的若干規定》《關于加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體系的指導意見》《新型數據中心發展三年行動計劃(2021-2023年)》等在內的多份全國性及地方性政策文件中均提及,要推進綠色數據中心建設。
IDC上下游企業層面,無論是IDC服務商,還是設備廠商,都積極響應國家號召,投身綠色技術研發、應用,為“碳中和”盡一份力。
余熱回收的必要性
設備散熱作為數據中心電力消耗之一,也是數據中心PUE產生的根本源頭,降低設備熱功耗一直是眾多廠商努力研發的一個方向,但就目前技術而言,實現設備完全不散熱簡直是“天方夜譚”。
基于此,如果能將設備產生的熱量回收,加以利用,進而減少生活中供熱的碳排放,也可為“雙碳”宏偉目標貢獻一份力量。
可能看到這里您會覺得:我數據中心應用純綠電的話,已經實現了“零碳”數據中心了,為何還要“多此一舉”利用余熱回收,變相降低“碳排放”呢?
即使數據中心已經可以做到純綠電供電,筆者認為,還是有必要利用余熱回收,收集熱量。具體好處可總結為兩點。
一方面,回收的熱量可用作生活熱水、供暖等生活供熱,從而降低這些生活供熱的碳排放,為整個社會的碳中和作出貢獻,彰顯企業社會責任心;
另一方面,回收的熱量可以進行銷售,平攤數據中心運營成本,以現在數據中心逐漸規模化,超大型數據中心逐步增多的趨勢看,甚至有可能為數據中心帶來盈利。
綜上,筆者認為,站群服務器,無論數據中心是否應用純綠電,是否已經成為“零碳”數據中心,都應應用余熱回收技術,在“零碳”數據中心的基礎上,打造“負碳”數據中心,助力其他行業實現“碳中和”。
余熱利用市場前景廣闊
數據中心服務器在運行的過程中,產生大量的余熱,這些余熱有著易提取、熱源充足等特點,利用熱泵技術將數據中心余熱回收利用,在數據中心有著廣泛的應用前景,尤其是在我國北方地區,可有效幫助用戶降低用熱成本。據粗略統計,按現有數據中心規模計算,我國北方地區數據中心的可回收余熱總量約 10GW,理論上可支持3億平方米建筑供暖。
但目前來看,我國數據中心余熱回收利用情況并不理想。目前我國大約有8萬座數據中心,絕大部分余熱直接排向空氣,浪費巨大。據統計,目前利用余熱回收技術回收余熱加以利用的數據中心僅有阿里巴巴千島湖數據中心、騰訊天津數據中心、中國電信重慶云計算基地、萬國數據北京三號數據中心,以及即將投產的UCloud優刻得烏蘭察布云計算中心等寥數家數據中心。
其中,據UCloud提供數據顯示,UCloud優刻得烏蘭察布云計算中心項目每年可回收廢熱78000GJ,每年減少二氧化碳排放7380噸,相當于種植了40萬棵樹。而據統計,騰訊天津數據中心,一期余熱回收項目,每年也可減少能耗標煤達525噸,相當于減少1310噸二氧化碳排放量,等效于種植7.2萬棵樹。通過數據可以看出,利用余熱回收技術可實現的節能減排的體量,非常可觀。
不過,現階段我國IDC行業的節能重點主要集中在“前端”上,如:綠電的應用、空調系統的節能減排、IT系統的降耗等方面,余熱回收利用往往被忽視。伴隨著數字經濟的發展,數據中心的規模和數量都呈現出快速增長的趨勢。更大規模、更多數量的數據中心建設,將有更多的設備,產生更多的余熱,這些余熱如果能被加以利用,不僅推動了數據中心“碳中和”進程,還能為其他行業“碳中和”貢獻一份力量。
從近期出臺的眾多政策性文件不難看出,國家對數據中心的節能要求定會越來越高,筆者關注到,北京市發展和改革委員會(簡稱北京發改委)近期發布的《關于進一步加強數據中心項目節能審查的若干規定》(簡稱《規定》)中指出,“數據中心應當充分利用自然冷源,通過自用、對外供熱等方式加強余熱資源利用。”不僅于此,在對《規定》的解讀中,北京發改委更是明確指出了“鼓勵數據中心充分利用機柜余熱等技術。”就數據中心而言,余熱回收作為之前并不被行業重視的一個“碳中和”手段,在政策大趨勢的引導下,將獲得更多關注,市場發展前景廣闊。
余熱回收任重道遠
現階段,我國數據中心余熱回收之所以應用不算廣泛主要可以從兩個方面來看: