数据中心可以为实现双碳目标做出什么贡献？

如今，5G、云计算、人工智能等新一代信息技术高速发展，与传统产业加速融合，推动数字经济快速成长。数据中心作为各行业信息系统运行的实体基础设施，已经成为经济社会运作中不可或缺的关键基础。它在数字经济发展中扮演着非常重要的角色。近年来，我国的数据中心产业发展迅速，平均每年增长约30%，未来预计将继续保持快速增长的态势。与此同时，人们越来越关注数据中心产业在能源消耗、绿色和低碳发展方面的进程。我国正力争于2030年前使二氧化碳排放量达到顶峰，并致力于2060年前实现碳中和。数据中心行业需要紫胡势力的进展，在减少碳排放方面取得更大的进展，逐步实现数据中心实现“碳中和”的目标。世界各主要国家都承诺在本世纪中叶之前完成国家层面的碳中和计划。国际数据中心对低碳发展进行了分析。根据《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》，全球178个缔约方在2016年一同签署了《巴黎协定》，旨在为2020年及其后全球应对气候变化的行动制定统一安排。根据2018年10月8日发布的特别报告，政府间气候变化专门委员会指出，要实现将全球变暖控制在1.5℃，需要加速在土地利用、能源生产、工业升级等领域的转型，以便在2050年左右实现“净零”排放目标。这份报告对气候变化的影响、人类发展、能源转型革命以及碳减排进行了深入研究和分析，为《巴黎协定》提供了重要的科学支持。目前，主要经济体，比如欧盟、美国、日本和韩国等国家，都已相继设定了2050年作为实现国家碳中和的时间目标。从全球范围来看，尽管数据中心的总能量消耗较高，但每个实例的能耗密度正在逐渐降低，整体能效不断得到改善和提升。根据2020年初发布在《科学》杂志上的一篇文章《重新评估全球数据中心的能源消耗》，2018年全球数据中心的电力消耗总量达到了205TWh，占当年全球电力消耗总量的1%。然而，就单个计算实例而言，自2010年以来，全球数据中心的能耗强度每年下降20%，显示出能源效率显著提升的趋势。在相关政策的引导和推动下，数据中心持续整合改造，逐渐从小型传统数据中心发展为超大规模数据中心。此外，通过制冷、供配电、服务器功耗和资源池虚拟化技术的不断发展和优化，促进PUE值持续减少，推动数据中心的整体能效水平持续提升。从行业发展的角度来看，国际领先的互联网企业在可再生能源的使用计划和披露方面表现相对较好。Google、2017年、2018年和2020年，Apple和Facebook分别完成了他们运营体系的100%可再生能源转型，包括数据中心基础设施。Microsoft和Amazon也计划在2025年达到完全使用可再生能源的目标。领先的企业，如数据中心运营商Equinix和Digital Reality，都发布了有关ESG和企业环境报告或CDP项目披露的信息。这些报告披露了它们的温室气体排放、能源和水资源使用情况、废弃物回收和利用等信息。Facebook已经发布了2019年的可持续发展数据报告，其中详细披露了各个数据中心的用电量、温室气体排放（范围1/2）以及用水量等信息。在具体措施方面，国际互联网科技企业通过优化运营管理和前沿技术研究创新，不断推动数据中心降低碳排放。谷歌自2007年起已经实现了碳中和，在2017年至今，他们已持续将全球运营范围的全年总用电转为100%可再生能源。尽管如此，在某些区域或特定时段仍有依赖化石能源电力的情况。为了实现真正的100%可再生能源目标，Google在2020年9月提出了一个计划：到2030年，全球范围内所有数据中心将实现实时的、以小时为单位的可再生能源供电，即24小时全年无碳运营计划。通过对采集的统计数据进行整合分析，最终实现对Google在全球范围内的业务数据中心设施进行评估、管理和优化。另外，Google还利用人工智能和机器学习技术优化数据中心的冷却系统管理，可达到高达40%的能源节约。这个系统能够学习、适应和监控数据中心的制冷和电力系统，在未来的时间点使用模型预测温度和负荷，从而提高数据中心能源利用效率。微软也在数据中心备用电力系统方面进行了创新。该公司于2020年成功地进行了氢燃料电池测试。这为2030年以前消除柴油发电机、2050年实现消除历史上所有碳排放奠定了基础。

国内数据中心低碳发展研究

目前，我国已经实施多项政策以促进数据中心的绿色发展。2020年12月，国家发改委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局等四个部门共同发布了《加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》，其中提出，到2025年，东西部数据中心将实现结构性平衡，同时大型和超大型数据中心的运行PUE值不得高于1.3。2021年7月，工信部发布了《新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023年）》，明确规定到2023年，新建的大型及以上数据中心的PUE值需降低到1.3以下，同时要达到4A级以上的绿色低碳等级。近年来，包括北京、上海、广东和深圳等省市在陆续制定地方政策，要求严格审查新建数据中心、推动老旧数据中心升级，加强绿色数据中心改造，提高上架率等方面。近年来，我国的数据中心能效水平不断提高，一些优秀的绿色数据中心已经成为全球的标杆。根据工信部发布的《全国数据中心发展指引》数据显示，截至2019年底，全国超大型数据中心的平均PUE为1.46，大型数据中心的平均PUE为1.55。规划中的在建数据中心平均设计PUE为约1.41，超大型和大型数据中心的平均设计PUE分别为1.36和1.39。预计未来几年将进一步降低这些数值。国内数据中心在绿色技术方面持续创新，引入节能新应用。多家数据中心获得由开放数据中心委员会（ODCC）与中国信通院、工信部新闻宣传中心、绿色网格等合作开展的“数据中心绿色等级评估”中的AAAAA等级。近年来，从行业的角度来看，我国的互联网科技企业在可再生能源的应用、碳中和路径的规划和披露水平上也在加快完善。阿里巴巴、秦淮数据、万国数据和百度各自的数据中心都已成功实施了大规模的绿色电力市场交易。蚂蚁集团宣布了碳中和目标，承诺到2030年实现净零排放；百度宣布了2030年实现集团运营层面碳中和的目标；腾讯和阿里也相继宣布启动了碳中和规划。随着发展，越来越多的互联网科技公司自发地开始公开披露ESG和其他与能源相关的信息。据《绿色云端》的数据显示，在我国22家主流互联网科技企业当中，有55%披露了用电总量，50%披露了温室气体排放总量，41%披露了数据中心PUE信息，同时，有55%的企业将环境、社会、公司治理等因素纳入其企业管理体系之中。然而，就颗粒度和披露范围而言，中国的数据中心能源信息披露仍有待改善和加强。我国需要加快研究和设立低碳数据中心目标，以实现2060年碳中和目标。数据中心行业各方亟需付诸实践。包括但不仅限于以下内容：坚持优先考虑资源和环境的原则，充分考虑资源和环境条件以提高数据中心的效率；深入探索节能减碳技术在数据中心整个生命周期中的应用；在自有场地上建设自然冷却系统、余热回收利用以及可再生能源发电等清洁能源利用系统；实施绿色建设，尽可能减少对环境的负面影响；采用绿色电力和节能产品，并逐步建立完善的绿色供应链管理制度。

正在积极进行技术创新

，大力开展节能减排技术研发创新，以提升整体能效。通过广泛采用模块化建设方法，并引入先进高效的信息技术、网络、电力供应和制冷技术，例如获得“DC-Tech创新先锋”荣誉的液冷系统、微模块设备、一体柜技术、高性能存储网络以及低延迟异构数据中心等方案，可以显著提升数据中心的计算效率和功效，同时降低总体碳排放。推动使用智能化系统和平台来提高数据中心的整体能效，不断减少数据中心的PUE和WUE。加大研发投入，深入推进氢能、储能和新能源技术，积极探索优化制氢方法，提高效率，降低成本；推动广泛使用氢燃料电池和锂电池储能等替代柴油发电机，实现新能源与数据中心建设协同发展，促进数据中心加速实现低碳发展。随着电力市场改革的不断深化，可再生能源交易正逐步推广，可再生能源项目市场化采购试点也在加速推进。随着2020年的到来，“可再生能源电力消纳保障机制”开始正式进行审核和运行，这使得可再生能源得以进入更多的省级电力市场。最近，包括广东、山东、以及京津冀地区在内的地方政府已经颁布了相关政策。另外，分布式和大规模集中式可再生能源项目的发展也在加快。目前，光伏发电形式的分布式可再生能源已经开始在一些园区投入使用。在长期来看，投资兴建大规模集中式可再生能源项目，也是一种可行的选择。另外，购买绿色电力证书还是帮助企业实现碳中和的一种可行的辅助选择。为应对国家政策要求，促进数据中心行业的节能减排，中国信息通信研究院云计算与大数据研究所和中国标准化研究院环境科学研究所联合产业界，发布了首个数据中心温室气体核查标准——《温室气体排放核算与报告要求数据中心》（T/EES 0001-2021）团体标准。团队进行了一系列数据中心低碳评测，将数据中心按规划、设计和运营阶段进行分类评估，从能源利用效率、碳排放强度、低碳节能技术与方案以及低碳战略与管理等维度进行评价。通过标准化和测试，加速推动数据中心节能减排技术探索和管理模式创新，树立绿色低碳发展示范和标杆。支持数据中心行业迈向高质量发展。填补我国科技企业信息披露体系的空白，引导企业逐步全面详实地披露主要能耗、碳排放等信息，中国信息通信研究院云大所设计了适用于国内科技企业的零碳管理披露体系框架。该框架包括了10个方面的情况，用于衡量企业在绿色低碳管理、资源的消耗、不同范围的碳排放和社会影响等，并将在双碳公共服务平台上展示披露上述数据的优秀科技企业案例。为填补我国科技企业信息披露体系的空白，促进企业逐步全面详实地披露主要能耗、碳排放等信息，中国信息通信研究院云大所设计的零碳管理披露体系框架适用于国内科技企业。该体系涵盖了绿色低碳管理、资源消耗、不同范围的碳排放和社会影响等10个方面，将在双碳公共服务平台上展示优秀科技企业的披露案例数据。这不仅有助于政府制定政策和监管，还能帮助企业评估低碳节能风险与机遇，降低碳相关经营风险，并支持企业经营决策的制定。实现双碳目标是一项艰巨而漫长的任务，行业界应该不断努力为此而奋斗。中国信通院云大所在2021年数据中心高质量发展大会上发布了《低碳数据中心发展白皮书（2021）》，以推动数据中心的低碳化发展。百度、秦淮、阿里、中金、京东、有孚、万国、腾讯、中国电信、OPPO、中联等业内领先的数据中心运营方旗下的优秀数据中心积极参加了数据中心低碳等级评估活动，并且多家企业参与了DC Tech互联网科技企业零碳管理披露项目。作为高能耗行业的数据中心，需要从多个方面入手，增强技术创新力度，提高能效水平，推动温室气体排放核查，深化零排放管理披露，不断推广可再生能源的应用，为支持国家的双碳战略作出努力。这个表达可能是在描述一个包含变量的模式或者格式。具体来说，这种格式可能表示如下：\n- x：代表一个变量，可以是任何值或者占位符。\n- n：代表一个数字，通常是一个具体的数值。\n- p：可能代表一个参数或者特定的位置。\n根据这个模式，表达式可以被解释为包含变量、数字和特定位置的序列。