當(dāng)前，5G、云計(jì)算、人工智能等新一代信息技術(shù)快速發(fā)展，信息技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)加速融合，數(shù)字經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展。數(shù)據(jù)中心作為各個(gè)行業(yè)信息系統(tǒng)運(yùn)行的物理載體，已成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)運(yùn)行不可或缺的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，在數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演至關(guān)重要的角色。

近年來(lái)，我國(guó)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，保持平均每年30%左右的增速，預(yù)計(jì)未來(lái)仍將保持快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭。與此同時(shí)，數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)能源消耗、綠色和低碳發(fā)展進(jìn)程正在不斷引發(fā)社會(huì)關(guān)注。我國(guó)二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。數(shù)據(jù)中心行業(yè)亟需順應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì)，降低碳排放，逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心“碳中和”目標(biāo)。

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(shū)》，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(zhuān)門(mén)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(lèi)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)。

國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心低碳發(fā)展分析

當(dāng)前，我國(guó)已經(jīng)發(fā)布一系列政策推進(jìn)數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展。2020年12月，國(guó)家發(fā)改委、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部、國(guó)家能源局等四部委聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加快構(gòu)建全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系的指導(dǎo)意見(jiàn)》中提出，到2025年，東西部數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性平衡，美國(guó)站群服務(wù)器，大型、超大型數(shù)據(jù)中心運(yùn)行PUE不高于1.3。2021年7月，工信部印發(fā)《新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2021—2023年）》，明確提出到2023年，新建大型及以上數(shù)據(jù)中心PUE降低到1.3以下，綠色低碳等級(jí)達(dá)到4A級(jí)以上。北京、上海、廣東和深圳等省市在近幾年也陸續(xù)發(fā)布地方政策，提出要嚴(yán)格把關(guān)新建數(shù)據(jù)中心、推進(jìn)老舊數(shù)據(jù)中心升級(jí)、加強(qiáng)綠色數(shù)據(jù)中心改造和提高上架率等要求。