當前，5G、云計算、人工智能等新一代信息技術快速發(fā)展，信息技術與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)加速融合，數(shù)字經(jīng)濟蓬勃發(fā)展。數(shù)據(jù)中心作為各個行業(yè)信息系統(tǒng)運行的物理載體，已成為經(jīng)濟社會運行不可或缺的關鍵基礎設施，在數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展中扮演至關重要的角色。
近年來，我國數(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，預計未來仍將保持快速增長的勢頭。與此同時，數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)能源消耗、綠色和低碳發(fā)展進程正在不斷引發(fā)社會關注。我國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。數(shù)據(jù)中心行業(yè)亟需順應這一發(fā)展趨勢，降低碳排放，逐步實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心“碳中和”目標。
國際數(shù)據(jù)中心低碳發(fā)展分析
全球主要國家都承諾最晚于本世紀中葉完成國家層面碳中和計劃。基于《聯(lián)合國氣候變化框架公約》和《京都議定書》，全球178個締約方在2016年共同簽署《巴黎協(xié)定》，對2020年以后全球應對氣候變化的行動做出統(tǒng)一安排。政府間氣候變化專門委員會于2018年10月8日發(fā)布特別報告指出，將全球變暖限制在1.5℃需要在土地、能源、工業(yè)等方面加速轉型，到2050年左右達到“凈零”排放。該報告從對氣候影響、人類發(fā)展、能源轉型革命和碳減排等方面進行了研究和分析，為《巴黎協(xié)定》提供了有力的科學依據(jù)。當前世界主要經(jīng)濟體（如歐盟、美國、日本和韓國等）都陸續(xù)確定以2050年為國家層面碳中和時間節(jié)點。
從全球發(fā)展視角看，雖然數(shù)據(jù)中心總能耗較高，但是單位實例能耗強度呈下降趨勢，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)中心總耗電達到205TWh，占當年度全球總用電量的1%。但是從單計算實例來看，全球數(shù)據(jù)中心能耗強度自2010年以來每年下降20%，能源效率顯著提升。在相關政策的指引和推動下,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)中心轉變。另外，制冷、供配電、服務器單位功耗和資源池虛擬化技術的發(fā)展及優(yōu)化，推動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，國際互聯(lián)網(wǎng)龍頭企業(yè)可再生能源使用計劃和披露情況都相對完善。Google、Apple和Facebook分別在2017、2018和2020年完成運營體系的100%可再生能源使用，其中包含數(shù)據(jù)中心基礎設施；Microsoft和Amazon也將在2025年實現(xiàn)完全可再生能源使用的目標。包括數(shù)據(jù)中心運營商Equinix和Digital Reality在內的頭部企業(yè)，也都發(fā)布了ESG、企業(yè)環(huán)境報告或CDP項目披露等報告，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)報告已經(jīng)達到公布各個數(shù)據(jù)中心詳細的用電量、溫室氣體排放（范圍1/2）和用水量等信息的水平。
從具體措施來看，國際互聯(lián)網(wǎng)科技企業(yè)通過優(yōu)化運營管理和前沿技術研究創(chuàng)新，持續(xù)推進數(shù)據(jù)中心降碳。Google在2007年實現(xiàn)碳中和，從2017年至今一直保持全球運營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)域或時段仍依賴化石能源電力。為實現(xiàn)真正意義上的100%可再生能源，Google在2020年9月提出計劃，到2030年在全球范圍內所有數(shù)據(jù)中心以小時單位實現(xiàn)實時可再生能源供電，也就是24×7零碳運營管理計劃。通過將采集統(tǒng)計的數(shù)據(jù)進行匯總分析，最終實現(xiàn)Google全球業(yè)務范圍數(shù)據(jù)中心設施的評估、管理和優(yōu)化。此外，Google還將人工智能和機器學習技術應用于數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)的管理，可以實現(xiàn)高達40%的能源節(jié)省。該系統(tǒng)可以學習、適應和管理數(shù)據(jù)中心冷卻及電力系統(tǒng)，通過模型預測在未來時間點的溫度和負荷，幫助提高數(shù)據(jù)中心能源利用效率。Microsoft對數(shù)據(jù)中心備用電力系統(tǒng)也進行了創(chuàng)新，并在2020年成功對氫燃料電池進行測試，為2030年以前消除柴油發(fā)電機、2050年實現(xiàn)消除歷史所有碳排放打下基礎。
國內數(shù)據(jù)中心低碳發(fā)展分析
當前，我國已經(jīng)發(fā)布一系列政策推進數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展。2020年12月，國家發(fā)改委、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部、國家能源局等四部委聯(lián)合印發(fā)的《關于加快構建全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系的指導意見》中提出，到2025年，東西部數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)結構性平衡，美國站群服務器，大型、超大型數(shù)據(jù)中心運行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)展三年行動計劃（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，綠色低碳等級達到4A級以上。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，提出要嚴格把關新建數(shù)據(jù)中心、推進老舊數(shù)據(jù)中心升級、加強綠色數(shù)據(jù)中心改造和提高上架率等要求。
