数据中心的数据中心的可再生能源

2021年12月8日，国家发改委、国家能源局等四部门对外发布《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求 推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》（以下简称《方案》），提出到2025年，数据中心和5G基本形成绿色集约的一体化运行格局，数据中心运行电能利用效率和可再生能源利用率明显提升。

《方案》对未来几年数据中心如何实现绿色集约化发展指明了方向。但实际落实中，波动性强的可再生能源如何同需要持续用能的数据中心结合？在西部省份自身也要符合能源“双控”的大背景下，数据中心要实现“东数西算”还需要哪些障碍要克服？带着这些问题，《中国能源报》专访了国际环保组织绿色和平东亚地区气候与能源项目经理叶睿琪。2021年5月，绿色和平发布了《中国数字基础设施脱碳之路：数据中心与5G减碳潜力与挑战（2020-2035）》报告，对中国数据中心与5G等数字基础设施的能耗与碳排放趋势做出预测。

问：相较于对节能技术与指标的重视程度，数字基础设施产业整体仍未大规模应用可再生能源。在行业实践中，目前已有5G或数据中心应用光伏加储能的商业项目，据贵机构观察，扩大可再生能源在数据中心的应用，在技术上、政策上分别需要克服哪些难题？

叶睿琪：为了推动数据中心行业迈向碳达峰与碳中和，扩大数据中心行业的可再生能源应用规模，我们建议可以从两方面着手：

一方面，进一步升级激励约束机制，正如近日中央经济工作会中所指出的，加速实现“能耗双控”向碳排放总量和强度“双控”转变。在管理数据中心能耗时，从考核数据中心的能耗使用总量与强度过渡至考核数据中心的二氧化碳排放总量与强度，加上数据中心的可再生能源采购与使用总量。同时，还需要进一步完善相关考核体系，将数据中心可再生能源使用比例作为考核指标之一，统筹数据中心的规模化发展与绿色低碳转型。

另一方面，进一步完善数据中心产业使用可再生能源的市场机制，从全国可再生能源市场化交易现状来看：一是需要加速将绿色电力交易试点、省间可再生能源现货交易试点向全国推广；二需要是进一步提高可再生能源电力在特高压通道中的比例，推进可再生能源的跨省跨区交易；三是落实分布式市场化交易机制，以推动本地化分布式可再生能源如分布式光伏与风电的交易。

问：绿色和平曾建议，完善数字基础设施产业使用可再生能源的考核体系，将“双控”目标与新建数据中心的审批政策挂钩，将数据中心可再生能源使用比例作为考核指标之一。据贵机构掌握的情况，国内已经有这样做的区域了么？

叶睿琪：目前，北京市发改委已经明确将数据中心可再生能源使用比例作为规模以上新建或改扩建的数据中心项目考核指标之一。根据北京市《关于进一步加强数据中心项目节能审查的若干规定》，“项目节能报告中应当包括可再生能源利用方案。新建及改扩建数据中心应当逐步提高可再生能源利用比例，鼓励2021年及以后建成的项目，年可再生能源利用量占年能源消费量的比例按照每年10%递增，到2030年实现100%（不含电网既有可再生能源占比）。”

除此之外，多数省市针对数据中心可再生能源使用以方向性鼓励性政策居多，尚未提出具体量化目标，比如根据上海市经济信息化委与市发展改革委《关于做好2021年本市数据中心统筹建设有关事项的通知》，“新建数据中心项目要加大分布式供能、可再生能源使用量的占比，鼓励采用余热回收利用措施，为周边建筑提供热源，提高能源再利用效率。”

问：西部地区电力、能源资源丰富，可承接数据备份及部分高延时业务。国家也在推行“东数西算”，可是在地方能耗“双控”的大前提下，西部省份接收数据中心的积极性会否受到影响？

叶睿琪：正如近日中央经济工作会中所明确，“要科学考核，新增可再生能源和原料用能不纳入能源消费总量控制，创造条件尽早实现能耗“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变，加快形成减污降碳的激励约束机制，防止简单层层分解。”

虽然目前部分约束激励政策还有待衔接，未来，随着能耗“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变，可以预测西部地区将更积极地为数据中心产业发展提供良好的可再生能源资源。

同时，随着《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》的进一步落实，包括贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等地在内的全国一体化算力网络国家枢纽节点将成为数据中心产业发展的重点区位。

微软和华为都是世界顶级的 科技 公司。

微软是老牌PC软件提供商，近几年大刀阔斧业务整改，重点向云服务方向发展。

华为是中国最值得骄傲的民族企业之一，在短短的三十年时间里，做到了世界通信领域的No.1。近几年消费者业务更是增长迅猛，如果没有美帝制裁，也许去年就已经把三星打趴在地。虽然受到了美帝的各种制裁，仍屹立不倒。

无论是微软将服务器沉入海底，还是华为挖空大山置放，其中一个主要因素都包含运维成本。不过这并不是唯一的因素，还有许多其他原因。而且这两个项目性质其实也是有很大差异的。

下面我们就先来详细看下这两个项目。

微软服务器沉入海底实验

微软将服务器沉入海底的项目叫纳蒂克（Natick） ，取自美国一座小城市的名字。

该项目试验最早始于2015年，最开始在加州数据中心进行灌水试验，以验证项目在水下的可行性。

后来于2018年，在苏格兰正式将一整个数据中心沉入35米深的海底，包含了864台服务器和27.6PB的存储设备。直到今年9月14日，微软宣告了其最新实验的成功，表明未来水下数据中心是一个可行的方案。那么，微软的这个实验有什么好处呢？

1.降低成本，同时结合可再生能源

服务器维护的电力成本中，很大一部分都被服务器的冷确过程所消耗。 将服务器置于海底，冰冷的海水天然地为服务器冷却提供了帮助，与陆地相比会节约一大笔能源开销。 微软与Naval Group合作，该公司是一家有400年 历史 的法国公司，在制造和维护军用船舶和潜艇方面具有全球领先技术，为该项目应用了潜艇的热交换技术。

同时 微软还期望能与海洋中可再生能源比如潮汐能，海上风能结合，通过这些可再生能源，实现海底数据中心自给自足的运营。

还有一点， 在海底连租金都省了。

2.位置优势、快速部署

微软海底数据中心是模块化概念的。全世界一半以上的人口居住在海岸线20公里以内，所以将数据中心分块放置在沿海城市的海域中是一个非常不错的选择，可以 大大降低数据传输上的时延，让用户上网体验更好。

同时 快速部署，一个数据中心模块从规划到落地部署只需要90天 ，以目前技术来说比在陆地上建立数据中心要快很多。

3.低故障，免运维，可回收

因为在海底环境封闭，不会有人为因素影响。封闭容器中也会被填充惰性气体，让服务器可以在一个恒温恒湿的环境中运行。 微软表示，水下数据中心的故障率仅为陆地数据中心的八分之一。 不过一旦出现了问题，水下数据中心的维护成本和难度要远远高于陆地。所以微软期望一个数据中心模块，可以在水下持续运行5年免维。当其使用寿命结束时，可以进行再次回收利用。

华为挖空大山置放服务器

接下来看华为挖空大山置放服务器， 该项目是华为在贵州正在进行的七星湖数据存储中心的建设。

1.政府优惠政策

之所以选择在贵州，离不开国家各种优惠政策。

贵阳市是中国首个将大数据产业定为战略性新兴产业进行发展的城市。华为也不是唯一一个在贵州建设数据中心的公司。腾讯、阿里、苹果等众多公司也纷纷在贵州投资建设数据中心。电能消耗是数据中心运维成本中最大一笔开销。 贵州有丰富电能，再加上当地政府大力优惠政策 ，最低电价0.35元/度，让企业大大降低了运维成本。同时 政府还提供了大面积低价地皮，让数据中心建设成本又降低了一成。

2.稳定的地质带，适宜环境

贵州所处位置为稳定的地质带，不会发生地震、火山或洪水等其他自然灾害。同时贵州气候适宜，常年温度比较平均，不会过高过低，适宜服务器运维。

华为采用挖山放置服务器方法，不仅巧妙利用了山体结构充当建筑，又利用了山体稳定和恒温的特性，一举两得。

谁更胜一筹？

了解了上面两个项目，再回头看谁更胜一筹呢？其实两个项目并不是同等属性和具可比性的。

微软的纳蒂克目前还是一项应用研究项目，还没有完全转成商用，而且其数据模块的部署模式，主要是为了用户提供更好的上网和云服务体验。

而华为选择在贵州挖山，建立数据中心则是一个完全成熟的商业项目。并且华为建设的是IDC数据中心，我猜与之前苹果的类似，是用来做为华为云存储中心来用的，如我们华为手机中云空间的存储数据，是一个冷数据存储中心。

总结

如果非要评判，我觉得微软的海底模块化数据服务中心，结合可再生能源是一个很环保并有创意性的项目。并从消费者体验角度出发，未来在更深入更广泛的云服务中，也许项目不一定能落地，至少也为大家提供了创造性思路。华为挖山建数据中心，脚踏实地跟随时代的节奏，符合华为一贯作风，看准某一领域，勇敢的向前冲锋，要做就做世界第一。

近日华为车BU与消费者业务CBG进行整合，由余承东来带队，期待未来会为华为打开另一片天，也为中国企业塑造一个榜样。华为，不仅仅是世界500强！同时也祝愿从华为卖出的荣耀，虽然不再属于华为，但仍能继承来自华为的优良传统，延续华为手机上的“荣耀”！

无论是微软的沉海还是华为的挖山，他们都是在为数据中心降低能耗寻找解决方案。而他们两家找的解决方案都是充分利用自然条件来对数据中心进行冷却，从而减少数据中心巨额的制冷费用。至于谁更胜一筹？不太好下定论，我们可以从下面几个方面对比一下：

1、从降温效果来看

2017年，华为选址在贵州贵安新区建设全球最大的数据中心，该数据中心直接将一座小山挖空，然后通过当地的天然的低温环境来对数据中心进行降温。贵州属于低纬度高海拔的高原地区，兼有高原性和季风性气候特点，气温变化小，冬暖夏凉，气候宜人。贵阳全年平均气温才15.7 ，非常贴合数据中心运行要求的温度18 -25 。

从上图全年温度曲线来看，华为数据中心选择在贵州，全年只有2个月超过了25 。而且，在山洞里的温度相对恒定，就连夏天也可以稳定在25 左右。其他月份就更不必说了。所以，在这样的山洞里建数据中心，基本全年都可以采用风机自然冷切。非常少的时间需要用一下空调。 相比北上广深、减少了大量的空调制冷。至少可以节约80%的制冷费用 。

在2018年，微软将一个装载了864台服务器的Northern Isles数据中心沉入苏格兰北部的海域中。试验海底数据中心，尝试利用海水对数据中心进行降温。根据数据显示，世界三大洋表面年平均水温约为17.4 ，水温一般随深度的增加而降低，在深度1000米处的水温约为4 5 。对微软来说，完全可以在浅海中找到1个全年不用空调降温的地方。 这个降温效果和华为挖山的相差不大 。

2、从建设角度来看

华为的挖山数据中心和我们挖隧道建房子差不多。一次性基建工程投入比较大 。而微软的沉海数据中心，则需要生产使用类似集装箱一体化数据中心，然后再用圆形的潜水器将集装箱一体化数据中心放置在里面。并在这里部署海水换热系统。从建设速度来看， 微软沉海数据中心可以工厂规模化生产 ，而且海底位置非常广阔，建设时间比较短，成本也会较低。而华为的挖山数据中心，基建时间比较长，但一次性建设好，可以放置较多服务器。 从建设角度来看，微软略胜一筹 。

3、从使用维护角度看

华为的挖山数据中心使用和我们平常的数据中心一样，使用和维护都非常方便 。而微软沉海数据中心就麻烦很多了。主要体现在以下几个方面：

而华为的挖山数据中心就没有这些问题。所以， 从使用维护上来看，华为略胜一筹 。

总结

无论是微软沉海数据中心，还是华为挖山数据中心。他们都有共同的目标就是降低数据中心制冷的能源消耗，做到节能环保。两者的节能降温效果是差不多的。建设上微软的沉海数据中心似乎速度更快些，而使用维护上，则华为的挖山数据中心更强很多。

微软是美国互联网的巨头，服务器的研究方面也是全球最先进的，所以他们设计把服务器沉入海底是经过相关的科学原理。而中国的华为却把服务器安排在大山置放，这其中究竟有着什么样的科学原理呢？两国 科技 巨头究竟谁更胜一筹呢？

散热的问题一直是服务器开发商最头疼的问题，那么华为和微软这两家大公司究竟如何解决这个难题呢？

服务器主要由硬盘、内存、CPU等系统组成，是一种比普通计算机运行更快，负载更高，价格更昂贵的物件。由于服务器的负载比较高，所以经常出现热量过高的问题，如果一旦散热这个问题得不到解决，那么将会影响到服务器的运转功能。

美国互联网巨头微软公司采用了海水散热法。

海水散热法顾名思义就是把服务器放在海水的下面， 海水的质量密度比较大，流动性比较强，一旦服务器沉入到海水下面，海里的水通过不断地流动可以降低服务器产生热量的温度，达到降温散热的效果 。但是另一个令人头痛的问题是电器都是怕水的，一旦服务器遇到大量的水侵入就会产生短路的现象，严重的话可造成电器报废的结果。所以微软公司刻意重金聘请了某国著名的专业团队来解决这个难题。 这个专业团队利用了潜艇的密闭性和防水性的功能原理设计了一个水下服务器中心，经过多次的研究测试，终于成功了。

华为公司利用了地理散热法。

众所周知，中国是一个南北方气候相异巨大的国家。 在中国的贵州，一直以来是一个属于亚热带季风气候的地方，地势特点都是西高东低，地貌都是以高原、山地、丘陵和盆地这四种为主。光照条件比较差，降雨的天数也比较多，相对湿度比较大。 所以华为公司的科学家都是利用贵州独特的凉爽气候把散热问题解决掉。

但是令华为科学家头痛的问题是贵州都是大山，所以服务器的安装连接比较麻烦。 华为公司把服务器置放在贵州大溶洞里，大大降低仓库的成本。贵州的溶洞之间都是可以相通的，所以只要采用扩充连接网络体系，就可以解决服务器连接的问题。再加上贵州独一无二的喀斯特地貌，减少了地震，泥石流，地质灾害的发生而导致服务器数据丢失的问题 。电器的核心就是电，那么在大山里高耗电的服务器是如何解决电量运输的问题？ 贵州这地方有丰富的水电资源，所以华为科学家根据因地制宜很好的降低了华为公司服务器的供电问题。

贵州洪家渡水电站

往往发展的代价都是以生态环境为牺牲，那么服务器放在海底或者放在大山里究竟会不会对周围的环境产生严重的污染呢？两国的 科技 巨头如何解决这个生态问题呢？

人造珊瑚礁

绿水青山就是金山银山，那么华为公司是如何解决在贵州大山里的服务器产生的环境污染问题呢？

在贵州的贵安新区，国家大数据中心，华为数据中心，腾讯数据中心都纷纷落户在这里，让宁静的贵州大山一下子成为全球最庞大的数据存放中心之一。 所以当地都会建立许多环境监测站，命名为环保云（线下监测站线上APP），环保云的建成改变了基层工作人员的以往的眼睛看，鼻子闻，耳朵听的状态。对全省的水文环境，空气环境情况实施24小时全天候不间断监控，很好的把控了贵州整体环境的监督。这个环保云APP功能中也有群众投诉的功能，如果公众一旦发现贵州深山里有环境污染的事件，可以通过手机拍照，留下证据通过APP进行环境信访投诉，相关的部门会根据群众的投诉来展开调查 。所以贵州大山里的华为服务器都是经过防污染环境设备把污染环境的程度降到最小。

总结

相对散热的处理方法，两国的 科技 巨头公司都不相上下。

相对于生态环保问题的处理方式，两家 科技 巨头公司的设计研究都十分符合生态环保的要求。

相对服务器供电处理方式，我比较认可华为公司的因地制宜降低电费成本和解决供电的方法，这一方面华为公司更胜一筹。

我在想，微软公司的高层是不是经常手机发热时用冰箱来来降温、头脑发热时用冰块来抚，然后一下子脑洞大开想到了解决服务器发热的问题，将自家的服务器深入海底冷藏保存。

不过，微软不是先例，早在1850年的时候，在英吉利海峡就铺设了世界上第一条海底通讯电缆，百来年后微软也将自己的数据中心沉入海底。

据了解，微软是将一个长约12米，直径3米的铁桶沉入了苏格兰水域内，这个铁桶内一共装有864台服务器，而这个铁桶将为苏格兰群岛周围海域提供云计算能力和互联网的链接。

根据微软公司的解释，将这巨大的服务器沉入水中也是为了成本考虑，如果放在陆地上，将面临这土地成本、人力成本、以及水电等，十分让人头疼，而放在海里就十分的简单了，海底就像是一个天然的冰箱一样。

这里我得说一下，微软为何会把数据中心沉入海底，肯定不仅仅是因为节约成本那么简单。微软作为一个老牌且知名的互联网 科技 公司，它的产品服务全世界，而且质量还很不错，就说我们国内吧，几乎我们每天都和微软打交道，打开电脑你用到的就是微软的系统，使用的办公软件也基本来自微软的，可以说在国内微软有很大的影响力。

服务器作为电脑数据的心脏，发热一个普遍的现象，那么将数据沉入海底既能解决发热的问题，也能使服务器所在海域周边的居民能够及时体验到互联网。另外，除了解决发热问题之外，还有一个最重要的就是环保。

那么，既然微软把数据中心沉入海底有这么高的成效，华为为何不学微软将数据中心沉入海底而是在深山老林里放置呢？

首先，华为的数据中心与微软的数据中心不一样，微软能用一个几米宽十二米长的箱子装下服务器沉入海底，但是华为不行，华为的数据中心很大，如果沉入海底工程量和成本费用就会很高，越大的数据中心放入海底越不安全。

华为选择在贵州大山里建数据中心，而不是在国内其他地方，首先就是成本问题，再者就是环境和就业问题。

贵州地势相对偏高，土地资源有待开发，又有国家政府对贵州地区的扶持，贵州也在大面积推广和招商引资，在政策上给予了很大的优惠。

另外贵州这个地区高原山地多，个别地带气温相对较低，环境上比较适合数据中心的建设。华为在贵州建数据中心而不是在海底，其实华为并不少只在考虑自己，也在为国家考虑，带动了当地的经济发展了就业。

大型 科技 公司每天产生的数据越来越多，如何存放这些数据成为了难题，不少公司选择兴建自己的数据中心。 数据中心的位置特别重要，需要的因素比较多，比如防震、安全、节能以及方便维护等。

存储数据的服务器运营时，会消耗大量的电力，尤其是数千台服务器同时运转，整个机房产生的电量堪称恐怖。而CPU等零部件运行时，服务器又会产生大量的热量，所以还需要设专门的散热系统。

所以不同厂商对于服务器存放的位置会有不同的方案。微软与华为选择的是两个截然不同的方案，微软选择将部分服务器放到海底，而华为却选择将服务器放到贵州的大山里面。后者的做法是目前国内很多 科技 公司通用的做法。

那么两种方案谁更胜一筹呢？

经济成本

华为一次性将山洞掏空，需要付出巨大的建设成本，但是除了拿地与建设成本外，几乎不再有其他的费用。而微软只需要选择一个地质条件较好的海底就行。

当然，微软的服务器需要用钢制密封舱包裹起来。华为的建设成本要更高一些。不过华为存放的服务器数量要更多，目前华为在七星湖数据中心存储了60万台服务器，而苹果存放到海底的服务器数量有限，目前只有数百台试验性质的服务器存放在海底。

维护成本

贵州的电力资源丰富，电费价格相对便宜，而存放在山洞的服务器可以随时进行人工维修，反而微软的服务器一旦出现故障，维修时会相当麻烦，不仅需要用吊船将服务器打捞出来，也需要将服务器从密封舱中取出来，同时连接服务器的光缆也有可能被海洋动物破坏 。所以微软的维修成本比较高。

安全性

贵州喀斯特地貌地质比较稳定，泥石流与地震发生的概率特别小，华为的服务器基本上能够保证稳定运行，而海洋生态环境比较复杂，洋流、海啸、地震频发，哪怕选择的位置特别好，也不能够保证无忧。当然，密封舱外壳也许不怕海洋生物 ，但是也难免会出现疏漏，总之，海底存放服务器安全性不如陆上。

散热效果

贵州海拔高，气候条件好，而贵州的山洞里面气温恒定，通风条件好，堪称天然的空调，企业无需付出额外的空调费用，而海底的温度同样比较稳定，海洋温度常年保持在17摄氏度，海底的温度更低一些，同时海水流动会带走热量。从散热效果来看，两者基本上半斤八两。

那么谁更胜一筹呢？

我个人觉得建在山洞里面比较好。 微软将服务器投放到海底，只是做了个试验，实际上并没有大规模采用，而目前已经有数百家大型 科技 公司将数据中心建设到贵州，贵州的优势十分明显。另一方面，服务器建设到地面，也能够被当地带来岗位与税收，本身也能够产生一定的经济效益。

肯定挖山的优势大！降温只是一方面，挖山加固就是一个天然的防空洞！出现战争是，数据中心被毁的后果，大家想想都明白

几大互联网企业都把数据中心建设在贵州，主要基于以下考虑：

1、从安全考虑，山高林密地理位置偏僻，远离沿海，战略位置偏后，有足够的战略纵深，

2、气候偏低，有利于设备散热，

3、存储设备巨耗电，贵州电力充裕，电价有优势，

4、远离重工业基地，电磁环境好，

5、数据中心集中建设，便于大数据相互交换，

6、地方政府支持，税收优惠幅度大。

显然挖空大山，可能更靠谱一些。

现在为了给服务器降温，节省电费，确保服务器稳定运转，可以说各个公司都是想方设法，采取各种措施。其中微软公司将服务器沉入海底，而华为在贵州挖空了大山，这两个方法都相当好，但是相对来说，华为公司挖空大山可能更胜一筹。

1、挖空大山更好一些

华为为了节省能源，节省费用，能够有足够的空间放置大量服务器，采取的措施就是在贵州挖空大山。在贵州，常年温度可能也就是12-19度左右，而在大山的山洞里面，可能温度就稳定一些了，可能温度会维持在十二三度甚至更低的样子。这样服务器在运行的时候，可能发热就会更低一些，而且散热损耗等能源也会更少一些。

而且在山洞里面，如果发生一些情况，能够随时进行解决，而且在山洞里面，地质结构也更稳定，可能长期来看，成本会更低一些。

因此，感觉华为挖空大山放置服务器更胜一筹。

2、微软将服务器沉入水底，稍微差一些

微软公司将服务器沉入水底，也是为了降低能耗，保障服务器稳定运转。在大洋底部区域，很多地方常年的温度也不高，在1000米深度的海洋底部，大概水温在四五度的样子。但是从理论上来说，微软可能沉入水底大概也就是三四十米左右的深度，可能温度也在十四五度的样子，因为再深的话，可能服务器壳体成本会大幅度上升。

而且相对来说，把服务器沉入水底的成本可能会更大一些，而且可能还会受到海浪，侵蚀等影响，而且以后运行维护也不是很方便。

因此，微软将服务器沉入水底，感觉上就稍微差一些了，可能成本更高，而且运行维护也不是很方便。

3、结论

综上所述，感觉上华为挖空大山更胜一筹，运行维护方便，而且长期成本可能更低。

绝对是在大山里更方便。

兵来将挡，水来土掩。谁更胜一筹？一目了然。

单说降温的效率，肯定是沉入海底见效更快。华为把服务器放在贵州大山里，虽然环境温度也低，毕竟没有海水的低温和全包裹覆盖。

但是，服务器不是永动机，用到一定的年限一定会出问题，不管是系统问题还是硬件问题，需要维修的时候，在大山里，可以人进去，或者取出来。

在大海里，维护服务器还需要专门打捞，也不太可能让工程师潜入海底，还涉及到安全问题，万一进水也是大麻烦。

综上所述，从后续维护成本来看，还是放在大山里比较好。

1月12日，国际环保组织绿色和平发布报告称，互联网企业具有极强的低碳转型潜力，应在节能减排方面发挥作用，力争在2030年实现100%采用可再生能源目标。同时，可再生能源发电成本下降，低碳转型也将成为企业控制电力成本的重要手段。

云计算中心资料图。新华社 图

中国互联网 科技 产业具有极强低碳转型潜力

1月12日，国际环保组织绿色和平发布了《迈向碳中和：中国互联网 科技 行业实现100%可再生能源路线图》研究报告，认为随着中国2060年前实现碳中和目标的提出， 科技 行业转向100%可再生能源已成为必然趋势。

碳中和是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。我国已明确提出争取二氧化碳排放于2030年前达到峰值，2060年前实现碳中和的目标。

报告指，在中国2030年前碳达峰的大背景下，预计“十四五”期间，碳达峰压力及目标将分解到具体产业。中国互联网 科技 行业规模仍在高速扩张、碳排放持续增长，如果不采用可再生能源，仅依靠提升节能技术将难以实现碳中和目标。

报告解释，互联网 科技 企业碳排放主要来自电力使用，其中数据中心、云计算中心等大型互联网基础设施的电力使用为主要能耗来源。企业100%使用可再生能源，意味着其用电均来自风能、太阳能、水能等对环境无害或危害极小的能源。

据南都此前报道，复旦大学经济学院教授、复旦大学能源经济与战略研究中心主任吴力波则提出，数据中心等大型互联网基础设施的能耗很高，2018年我国数据中心的用电总量已经超过了整个上海市全 社会 的用电总量，达1500亿千瓦左右，占中国全 社会 用电量的2.35%。吴力波测算，如果按照现在的趋势发展，到2030年数据中心能耗最高可以达到1.4万亿千瓦，占全 社会 能耗的20%。

报告称，全球约41家率先设立长期100%可再生能源目标的 科技 企业，其中约20%已经实现了100%可再生能源目标，另外的约50%企业将实现100%可再生能源目标设置在2030年前，44%企业在2019年达到了60%或以上的可再生能源利用。

而目前在中国，仅有秦淮数据集团一家互联网 科技 企业设立了在2030年实现100%可再生能源目标。绿色和平项目主任叶睿琪表示：“数据中心、云计算领域的脱碳发展是中国实现碳中和的重要一环。中国互联网 科技 产业具有极强的低碳转型潜力，应该成为实现中国碳达峰、碳中和目标的排头兵。”

参考国际情况及中国在2060 年前实现碳中和的雄心，报告建议，互联网 科技 企业应结合自身业务发展的需求，将目标定为在2030年前达到100%使用可再生能源，最晚不应晚于2050年。

绿色电力成为企业减排、控制成本重要手段

要实现100%使用可再生能源目标，企业应当如何做？报告介绍，随着中国可再生能源市场的发展，企业采购可再生能源的方式越来越多样化。市场化绿电交易、“绿色电力证书”认购、分布式和集中式可再生能源电站投资等已成为主要方式。

市场化绿电交易指不依靠政策强制要求，用户自愿从供应商处购买可再生能源转化成的电能，即绿色电力。例如，2019 年，某互联网企业位于河北张家口的数据中心通过采购当地的风电与太阳能发电，实现数据中心40%由可再生能源供电。

2017年，国家发展改革委、财政部、国家能源局三部委发布了《关于试行可再生能源绿色电力证书核发及自愿认购交易制度的通知》，绿色电力证书市场在中国正式启动。每张绿色电力证书（简称“绿证”）相当于1000度电。企业购买了证书后可视为采购了相应的绿色电力，资金将用于支持发电方相应的度电补贴。

此外，企业还可以在屋顶或园区内建设分布式可再生能源发电项目，如分布式光伏和分散式风电，直接获取和使用绿色电力。例如，2020年，某企业位于上海的数据中心在墙体外立面增设太阳能电板，每年可减少消纳传统火电9万千瓦时，相当于减少二氧化碳排放 63.3 吨。报告显示，投资建设分布式项目的收益率为8%，投资大型风电、光伏等集中式项目的收益率为9%-12%。

工信部、国家机关事务管理局、国家能源局近日联合印发《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》（下简称《意见》），明确提出要建立健全绿色数据中心标准评价体系和能源资源监管体系，到2022年，数据中心平均能耗基本达到国际先进水平。

《意见》指出，引导大型和超大型数据中心设计电能使用效率值不高于1.4；力争通过改造使既有大型、超大型数据中心电能使用效率值不高于1.8。

基本原则

政策引领、市场主导。充分发挥市场配置资源的决定性作用，调动各类市场主体的积极性、创造性。更好发挥政府在规划、政策引导和市场监管中的作用，着力构建有效激励约束机制，激发绿色数据中心建设活力。

改造存量、优化增量。建立绿色运维管理体系，加快现有数据中心节能挖潜与技术改造，提高资源能源利用效率。强化绿色设计、采购和施工，全面实现绿色增量。

创新驱动、服务先行。大力培育市场创新主体，加快建立绿色数据中心服务平台，完善标准和技术服务体系，推动关键技术、服务模式的创新，引导绿色水平提升。

主要目标

建立健全绿色数据中心标准评价体系和能源资源监管体系，打造一批绿色数据中心先进典型，形成一批具有创新性的绿色技术产品、解决方案，培育一批专业第三方绿色服务机构。到2022年，数据中心平均能耗基本达到国际先进水平，新建大型、超大型数据中心的电能使用效率值达到1.4以下，高能耗老旧设备基本淘汰，水资源利用效率和清洁能源应用比例大幅提升，废旧电器电子产品得到有效回收利用。

重点任务

（一）提升新建数据中心绿色发展水平

1. 强化绿色设计

加强对新建数据中心在IT设备、机架布局、制冷和散热系统、供配电系统以及清洁能源利用系统等方面的绿色化设计指导。鼓励采用液冷、分布式供电、模块化机房以及虚拟化、云化IT资源等高效系统设计方案，充分考虑动力环境系统与IT设备运行状态的精准适配；鼓励在自有场所建设自然冷源、自有系统余热回收利用或可再生能源发电等清洁能源利用系统；鼓励应用数值模拟技术进行热场仿真分析，验证设计冷量及机房流场特性。引导大型和超大型数据中心设计电能使用效率值不高于1.4。

2. 深化绿色施工和采购

引导数据中心在新建及改造工程建设中实施绿色施工，在保证质量、安全基本要求的同时，最大限度地节约能源资源，减少对环境负面影响，实现节能、节地、节水、节材和环境保护。严格执行《电器电子产品有害物质限制使用管理办法》和《电子电气产品中限用物质的限量要求》（GB/T 26572）等规范要求，鼓励数据中心使用绿色电力和满足绿色设计产品评价等要求的绿色产品，并逐步建立健全绿色供应链管理制度。

（二）加强在用数据中心绿色运维和改造

1.完善绿色运行维护制度

指导数据中心建立绿色运维管理体系，明确节能、节水、资源综合利用等方面发展目标，制定相应工作计划和考核办法；结合气候环境和自身负载变化、运营成本等因素科学制定运维策略；建立能源资源信息化管控系统，强化对电能使用效率值等绿色指标的设置和管理，并对能源资源消耗进行实时分析和智能化调控，力争实现机械制冷与自然冷源高效协同；在保障安全、可靠、稳定的基础上，确保实际能源资源利用水平不低于设计水平。

2.有序推动节能与绿色化改造

有序推动数据中心开展节能与绿色化改造工程，特别是能源资源利用效率较低的在用老旧数据中心。加强在设备布局、制冷架构、外围护结构（密封、遮阳、保温等）、供配电方式、单机柜功率密度以及各系统的智能运行策略等方面的技术改造和优化升级。鼓励对改造工程进行绿色测评。力争通过改造使既有大型、超大型数据中心电能使用效率值不高于1.8。

3. 加强废旧电器电子产品处理

加快高耗能设备淘汰，指导数据中心科学制定老旧设备更新方案，建立规范化、可追溯的产品应用档案，并与产品生产企业、有相应资质的回收企业共同建立废旧电器电子产品回收体系。在满足可靠性要求的前提下，试点梯次利用动力电池作为数据中心削峰填谷的储能电池。推动产品生产、回收企业加快废旧电器电子产品资源化利用，推行产品源头控制、绿色生产，在产品全生命周期中最大限度提升资源利用效率。

（三）加快绿色技术产品创新推广

1. 加快绿色关键和共性技术产品研发创新

鼓励数据中心骨干企业、科研院所、行业组织等加强技术协同创新与合作，构建产学研用、上下游协同的绿色数据中心技术创新体系，推动形成绿色产业集群发展。重点加快能效水效提升、有毒有害物质使用控制、废弃设备及电池回收利用、信息化管控系统、仿真模拟热管理和可再生能源、分布式供能、微电网利用等领域新技术、新产品的研发与创新，研究制定相关技术产品标准规范。

2. 加快先进适用绿色技术产品推广应用

加快绿色数据中心先进适用技术产品推广应用，重点包括：一是高效IT设备，包括液冷服务器、高密度集成IT设备、高转换率电源模块、模块化机房等；二是高效制冷系统，包括热管背板、间接式蒸发冷却、行级空调、自动喷淋等；三是高效供配电系统，包括分布式供能、市电直供、高压直流供电、不间断供电系统ECO模式、模块化UPS等；四是高效辅助系统，包括分布式光伏、高效照明、储能电池管理、能效环境集成监控等。

（四）提升绿色支撑服务能力

1. 完善标准体系

充分发挥标准对绿色数据中心建设的支撑作用，促进绿色数据中心提标升级。建立健全覆盖设计、建设、运维、测评和技术产品等方面的绿色数据中心标准体系，加强标准宣贯，强化标准配套衔接。加强国际标准话语权，积极推动与国际标准的互信互认。以相关测评标准为基础，建立自我评价、社会评价和政府引导相结合的绿色数据中心评价机制，探索形成公开透明的评价结果发布渠道。

2.培育第三方服务机构

加快培育具有公益性质的第三方服务机构，鼓励其创新绿色评价及服务模式，向数据中心提供咨询、检测、评价、审计等服务。鼓励数据中心自主利用第三方服务机构开展绿色评测，并依据评测结果开展有实效的绿色技术改造和运维优化。依托高等院校、科研院所、第三方服务等机构建立多元化绿色数据中心人才培训体系，强化对绿色数据中心人才的培养。

（五）探索与创新市场推动机制

鼓励数据中心和节能服务公司拓展合同能源管理，研究节能量交易机制，探索绿色数据中心融资租赁等金融服务模式。鼓励数据中心直接与可再生能源发电企业开展电力交易，购买可再生能源绿色电力证书。探索建立绿色数据中心技术创新和推广应用的激励机制和融资平台，完善多元化投融资体系。

保障措施

（一）加强组织领导。工业和信息化部、国家机关事务管理局、国家能源局建立协调机制，强化在政策、标准、行业管理等方面的沟通协作，加强对地方相关工作的指导。各地工业和信息化、机关事务、能源主管部门要充分认识绿色数据中心建设的重要意义，结合实际制定相关政策措施，充分发挥行业协会、产业联盟等机构的桥梁纽带作用，切实推动绿色数据中心建设。

（二）加强行业监管。在数据中心重点应用领域和地区，了解既有数据中心绿色发展水平，研究数据中心绿色发展现状。将重点用能数据中心纳入工业和通信业节能监察范围，督促开展节能与绿色化改造工程。推动建立数据中心节能降耗承诺、信息依法公示、社会监督和违规惩戒制度。遴选绿色数据中心优秀典型，定期发布《国家绿色数据中心名单》。充分发挥公共机构特别是党政机关在绿色数据中心建设的示范引领作用，率先在公共机构组织开展数据中心绿色测评、节能与绿色化改造等工作。

（三）加强政策支持。充分利用绿色制造、节能减排等现有资金渠道，发挥节能节水、环境保护专用设备所得税优惠政策和绿色信贷、首台（套）重大技术装备保险补偿机制支持各领域绿色数据中心创建工作。优先给予绿色数据中心直供电、大工业用电、多路市电引入等用电优惠和政策支持。加大政府采购政策支持力度，引导国家机关、企事业单位优先采购绿色数据中心所提供的机房租赁、云服务、大数据等方面服务。

（四）加强公共服务。整合行业现有资源，建立集政策宣传、技术交流推广、人才培训、数据分析诊断等服务于一体的国家绿色数据中心公共服务平台。加强专家库建设和管理，发挥专家在决策建议、理论指导、专业咨询等方面的积极作用。持续发布《绿色数据中心先进适用技术产品目录》，加快创新成果转化应用和产业化发展。鼓励相关企事业单位、行业组织积极开展技术产品交流推广活动，鼓励有条件的企业、高校、科研院所针对绿色数据中心关键和共性技术产品建立实验室或者工程中心。

（五）加强国际交流合作。充分利用现有国际合作交流机制和平台，加强在绿色数据中心技术产品、标准制定、人才培养等方面的交流与合作，举办专业培训、技术和政策研讨会、论坛等活动，打造一批具有国际竞争力的绿色数据中心，形成相关技术产品整体解决方案。结合“一带一路”倡议等国家重大战略，加快开拓国际市场，推动优势技术和服务走出去。

结语

据悉，在数据中心当前的后期运营，能耗是最大成本，占比超过50%。降低能耗效率(PUE)值，一直是业界相关部门关心的重点。

工信部在2017年4月发布的《关于加强“十 三五”信息通信业节能减排工作的指导意见》中指出：“十二五”期间新建大型数据中心的能耗效率（PUE）要普遍低于1.5；到2020年，新建大型、超大型数据中心的能耗效率(PUE)值必须达到1.4 以下。

去年3月，工信部首次公布的《全国数据中心应用发展指引》中称：全国超大型数据中心平均PUE(平均电能使用效率)为1.50，大型数据中心平均PUE为1.69。而根据“十三五规划”，到2020年，新建大型云计算数据中心PUE值将不得高于1.4。

如今，三部门联手针对绿色数据中心建设进一步提出了明确的指导意见。在这样的大背景下，数据中心运营商如何运用新技术、新架构降低能源降耗，实现数据中心的绿色发展，将成为行业的关注热点，与此同时，节能降耗的大趋势之下，也将带来更多的市场机遇。

数据中心作为经济社会运行不可或缺的关键基础设施，是公认的高耗电行业。

据前瞻产业研究院分析，过去十年间，我国数据中心整体用电量以每年超过 10% 的速度递增，其耗电量在 2020 年突破 2000 亿千瓦时，约占全社会用电量的 2.71%，2014-2020 年，数据中心耗电量占比逐年升高。数据中心供电结构中，火电占比超过 70%，会产生相对大量的温室气体和其他污染物。

PUE (Power Usage Effectiveness，电能利用效率) 是衡量数据中心能源使用效率的重要指标。PUE 越接近于 1，代表数据中心对于电能的利用越有效率。截至 2019 年年底，全国超大型数据中心平均 PUE 为 1.46，大型数据中心平均 PUE 为 1.55。这与《关于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》建议的 1.3 以下相比，尚有一段距离。

可见，限‌电对于数‌据中心产业影响挺大的。顺应碳中和发展趋势，逐步降低碳排放，是数据中心亟需做出的改变。

数据中心降碳，可双管齐下

数据中心如何才能提升能源效率，为降碳做出贡献？主流的数据中心降碳举措可分为 IT 和 非 IT 基础设施两个方面。

非 IT 基础设施方面，常见的有数据中心选址靠近绿色清洁能源、尽量使用可再生能源、采用液冷技术取代风扇散热、数据中心余热回收再利用等等。这其中最为有效的不外乎在数据中心乃至公司运营范围内 100% 使用可再生能源，但这绝非易事——苹果用了 5 年时间才实现公司运营范围内 100% 可再生能源利用。

而在 IT 基础设施方面，企业可立即采用诸多举措来提升能源效率：通过分布式和虚拟化技术将“僵尸”服务器连接起来，最大程度减少 IT 设备空闲；实现服务器和存储的虚拟化与池化，从而大幅提升硬件利用率；通过采用更高能效的芯片产品，结合芯片的自适应电源管理功能来有效管理芯片用电，等等。

其中，虚拟化和超融合基础设施 (HCI) 有望引领数据中心能效的提升。

虚拟化已十分普遍，超融合基础设施也在近年来逐渐成为主流。作为一种融合的、统一的 IT 基础架构，超融合包含了数据中心常见的元素：计算、存储、网络以及管理工具。超融合以软件为中心，结合 x86 或 ARM 架构的硬件替代传统架构中的专用硬件，从而解决传统架构中管理复杂、难以扩展等问题。

相比传统架构，超融合将架构由三层缩减至两层，不仅可以大幅度节省机房空间，还能进一步整合计算资源，从而提升机房能效。超融合架构自带计算虚拟化和分布式存储，取代了传统物理环境和传统虚拟环境，对数据中心降碳的影响显著。

经过通用场景下的对比计算，从传统物理环境到传统虚拟环境，仅是虚拟化这一层即可带来 20%-80% 的节能；而从传统虚拟环境进一步过渡到超融合架构，通过将分布式存储融合到计算侧，可再带来高达 31% 的能耗节省。以下为计算详情（以下为理论值，不同负载情况下物理服务器能耗会有有所不同，不同服务器也会表现不同，同时不考虑交换机等因素）。

计算虚拟化：节能 20%-80%，虚拟化程度越高越节能

计算虚拟化是从 IT 基础设施层面提升能效的关键。它实现了 IT 基础设施从物理架构到虚拟化的跃升，减少物理服务器的数量、增加 IT 资源的利用率，让数据中心得以使用更少的基础设施即可运行更大的工作负载。IDC 报告指出，数据中心中计算、存储、网络层虚拟化程度越高，所带来的碳影响就越小。

以 4 台物理服务器搭配 1 台存储系统的配置为例，通过用虚拟化取代原有的物理机，能实现约为 20% 到 80% 的能耗节省（取决于虚拟机部署的密度）。

传统物理环境 vs. 传统虚拟环境

（以 4 台物理服务器搭配 1 台存储系统为例）

如图所示，此场景中两种架构的最大差异在于对计算资源的利用率不同：在相同的硬件条件下，计算资源的利用率越高，能获得的节能优势就越大。虚拟化架构通过高度利用 CPU 资源（此场景预设的 CPU 超分比例为 1：4，通常属于中到重度计算需求使用），可将平均每计算核心耗能降低约 74%。

在实际使用场景中，虚拟机部署密度的不同，也会带来不同的节能效果：

高密度虚拟机场景下（1 : 20，1 台物理服务器支撑 20 台虚拟机)，平均每台服务器（虚拟机）耗能为 321 W/Hr，相比物理服务器降低约 80%；

低密度虚拟机场景下（1：5，1 台物理服务器支撑 5 台虚拟机），平均每台服务器（虚拟机）耗能 1284 W/Hr，相比物理服务器降低约 20%。

若进一步将 CPU 超分比例提高，物理环境和虚拟环境的耗能差距将会更大。

存储与计算节点融合部署：再节能约 31%

超融合基础设施将计算与存储服务模块融合部署在同一物理服务器（物理节点），完全舍弃了传统集中存储的需求，能够在虚拟化降低能耗的基础上，进一步为数据中心节能。

以相同的硬件配置为例（4 台物理服务器搭配 1 台存储系统），超融合架构通过去除传统集中存储硬件，可将平均每计算核心耗能再降低约 31%。

传统虚拟环境 vs. 超融合

（以 4 台物理服务器搭配 1 台存储系统为例）

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以上场景所设定的硬件配置为 4 台物理服务器搭配 1 台存储系统，若单纯增加物理服务器的数量而存储系统保持不变，则两种架构的能耗会趋于接近。不过，计算资源（物理服务器）的增加，通常意味着对存储资源（性能与容量）的需求也会随之提升，所以从实际部署的场景来看，传统虚拟化架构的计算资源增加与相应的存储资源提升，整体的能耗与超融合架构相比仍存在不小的差距。