2019年初，工業(yè)和信息化部等三部門在聯(lián)合發(fā)布的《加快構(gòu)建綠色數(shù)據(jù)中心的指導(dǎo)意見》中提出，應(yīng)“鼓勵數(shù)據(jù)中心在自有場所建設(shè)自有系統(tǒng)余熱回收利用等清潔能源利用系統(tǒng)”。芬蘭、瑞典和俄羅斯等國數(shù)據(jù)中心的余熱利用已形成固定回收模式，并取得了良好的經(jīng)濟和環(huán)境效益。然而，我國在這方面的成熟案例依然較少，尚未形成規(guī)模。
基于此，為實現(xiàn)我國2060年碳中和目標，積極推進數(shù)據(jù)中心的余熱利用，引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心走高效、低碳、集約、循環(huán)的綠色發(fā)展道路，就成為一種必然。
我國數(shù)據(jù)中心余熱利用市場尚未充分開發(fā)，
與歐美國家差距明顯
我國數(shù)據(jù)中心余熱回收情況不理想，浪費巨大。數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器在運行過程中，會釋放出大量中低品位余熱，這些余熱易提取、產(chǎn)熱穩(wěn)定且熱量大，是一種優(yōu)質(zhì)熱源，可加熱生活用水、供暖，或滿足其他熱需求。
利用熱泵技術(shù)將數(shù)據(jù)中心余熱回收并用于區(qū)域供暖，在我國北方有著廣闊的市場前景及節(jié)能意義，在幫助用戶降低用熱成本的同時，也可間接減少因使用化石燃料產(chǎn)生的二氧化碳。此外，余熱回收的耗電量不計算在數(shù)據(jù)中心總電耗中，也會相應(yīng)減少數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)的散熱負荷，從而有效降低PUE值，有益于數(shù)據(jù)中心提升品牌價值。按現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心規(guī)模計算，我國北方地區(qū)數(shù)據(jù)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。
我國大約有8萬座數(shù)據(jù)中心，多數(shù)余熱直接排向大氣，directadmin安裝，浪費巨大。目前，余熱回收利用系統(tǒng)應(yīng)用案例僅有阿里巴巴千島湖數(shù)據(jù)中心、騰訊天津數(shù)據(jù)中心和中國電信重慶云計算基地等寥寥數(shù)家企業(yè)。現(xiàn)階段我國數(shù)據(jù)中心行業(yè)的節(jié)能重點環(huán)節(jié)是空調(diào)系統(tǒng)和IT系統(tǒng)，余熱回收利用往往被忽視。隨著數(shù)據(jù)中心建設(shè)規(guī)模及數(shù)量的快速增長，政府對數(shù)據(jù)中心節(jié)能的要求越來越高，余熱利用問題將引發(fā)更多關(guān)注。
歐美各國普遍進行數(shù)據(jù)中心余熱利用，已形成固定回收模式。早在2010年，歐美國家就開始回收數(shù)據(jù)中心余熱用于市政供暖。特別是北歐國家，其余熱回收利用產(chǎn)業(yè)鏈完整，擁有專業(yè)從事數(shù)據(jù)中心余熱回收的節(jié)能服務(wù)公司，在取熱效果、熱能輸送等方面具有全球領(lǐng)先的技術(shù)。余熱利用項目在瑞典、芬蘭、丹麥等國已展現(xiàn)出良好的經(jīng)濟效益，出售廢熱所得已成為一些數(shù)據(jù)中心運營商的固定收入來源。比如，聯(lián)合愛迪生公司Con Edison銷售的熱量為0.07美元/千瓦時，其1.2 MW數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的余熱可帶來每年超過35萬美元的收入，這對運營商而言是非常高的財務(wù)激勵。Apple Inc.、IBM、Google、H&M等公司運營的數(shù)據(jù)中心均有余熱利用的成功案例。
表1 國外數(shù)據(jù)中心余熱利用典型案例
數(shù)據(jù)來源：賽迪節(jié)能與環(huán)保研究所整理
相較風冷系統(tǒng)，液體冷卻技術(shù)更有利于余熱回收利用。隨著數(shù)據(jù)中心IT負載的不斷增長，傳統(tǒng)風冷已無法滿足高密度計算的發(fā)展需求，液冷逐漸成為數(shù)據(jù)中心制冷的新模式。制冷方式的變化將引發(fā)一系列變革，隨之發(fā)生改變的還有余熱回收裝置設(shè)計。就技術(shù)角度而言，風冷系統(tǒng)攜帶熱量的介質(zhì)為空氣，存在廢熱流動緩慢、品味較低、不適合長距離運輸、體積較大等缺陷，需要鋪設(shè)更大的管道。液冷系統(tǒng)則通過液體直接導(dǎo)向熱源帶走熱量，換熱效率高、便于運輸、同等體積攜帶的熱量更多。此外，余熱利用設(shè)備在回收熱量的同時，還可為數(shù)據(jù)中心供冷，成為系統(tǒng)空調(diào)的備用冷源。數(shù)據(jù)中心不需要投資任何費用，即可免費獲得備用冷源一套，不但提升了機房品質(zhì)，還實實在在節(jié)省了運行費用。就經(jīng)濟性而言，液冷技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用之后，只需在架構(gòu)上設(shè)置冷卻液回流機制，將攜帶廢熱的液體接入換熱器，換熱后的液體流入數(shù)據(jù)中心循環(huán)反復(fù)，可節(jié)約余熱回收裝置費用及冷卻液費用。數(shù)據(jù)中心余熱回收利用技術(shù)已經(jīng)過學(xué)術(shù)界的模型研究和小規(guī)模驗證，可復(fù)制性強，具有較高的推廣價值。
我國數(shù)據(jù)中心余熱利用未形成規(guī)模的原因
2020年11月，通過對易華錄信息技術(shù)股份有限公司、中國電信集團有限公司、太極計算機股份有限公司等數(shù)據(jù)中心建設(shè)企業(yè)的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，我國數(shù)據(jù)中心余熱利用技術(shù)推廣難存在三大障礙：
