数据中心合同能源管理项目可行性研究报告编制要点研究——让设计营造的空间具有生命的气息

文/李平安 黄 毅 杨军志（江苏省邮电规划设计院有限责任公司）

数据中心合同能源管理项目可行性研究报告编制要点研究
——让设计营造的空间具有生命的气息

文/李平安 黄 毅 杨军志（江苏省邮电规划设计院有限责任公司）

本文章中主要分析了数据中心合同能源管理项目的发展背景及项目特点，并针对数据中心合同能源管理项目的自身特点，提出编制其可行性研究报告在技术方案和财务评价等内容中需要关注的要点。

1 数据中心合同能源管理项目可行性研究讨论背景

1.1 研究数据中心合同能源管理可行性研究研编制要点的必要性

目前数据中心合同能源管理可行性研究报告尚无公开发布的编制要点等资料。而随着数据中心行业快速发展，其耗电量越来越引起人们高度关注，很有必要讨论数据中心合同能源管理项目可研编制要点这个问题。

1.2 数据中心行业快速发展背景

据咨询公司统计，2014年中国IDC市场增长迅速，市场规模达到372.2亿元人民币，同比增速达到41.8%。在过去6年，中国IDC市场复合增长率达到38.6%。从发展阶段上看，2009～2011年间IDC市场处于高速增长期，增速维持在40%以上。从2012年至2013年，受宏观经济下滑影响，整体市场增速下降到25%以下。在这期间政府加强政策引导，逐步开放了IDC牌照申请。2014年，政策导向已初步见效，IDC市场增长率再次上升。IDC市场发展规模如图1所示。

1.3 数据中心高耗能背景

在数据中心快速发展的同时，也应该看到数据中心是高耗电行业。我国早期建设的数据中心绿色化水平低，能耗成度较高，大量数据中心没有对能源利用效率进行有效监控。数据中心的高能耗增加了企业成本，也造成了全社会能源的浪费。

有数据显示，2009年我国数据中心总耗电量约为364亿kW·h，约占当年全国电力消耗总量的1%。照此能效水平及服务器发展增速，2015年我国数据中心总能耗将达到1000亿kW·h左右，相当于三峡电站1年的发电量，2020年将超过2500亿kW·h，或将超过当前全球数据中心的能耗总量。

图1 2009～2014年中国IDC市场发展规模 （单位：亿元）

国家层面已经关注到数据中心高能耗问题的严重性。为了降低数据中心能耗，工业和信息化部、发展改革委、国土资源部、电监会、能源局五部委，2013年已经联合发文《关于数据中心建设布局的指导意见》，以控制新建数据中心的PUE。文件中明确指出，新建大型数据中心PUE应控制在1.5以下。对于已经建成正在运行的数据中心，要尽量实施节能改造，降低其PUE(Power Usage Effectiveness)。目前，正在运行的部分数据中心由于投入运营时间较长，假如数据中心PUE由2.0降低至1.8，2015年全国数据中心将节电100亿kW·h，其节电量及节电前途不容小觑。

2 合同能源管理项目概述

2.1 行业分析

合同能源管理节能业务涉及钢铁、水泥、电力、通信等领域。其中钢铁、水泥、电力是工业能耗大户，大多都自有节能服务子公司，资金来源以自有资金为主，进入其合同能源管理项目具有一定的行业壁垒。

2.2 业务模式分析

合同能源管理项目业务模式主要分为节能效益分享型、节能量保证型和能源费用托管型三种模式。

1）节能效益分享型

合同能源管理公司提供项目资金和全程服务，合同期内，双方按照合同约定的分成比例分享节能效益；合同期满后，节能效益以及项目的所有权归客户所有。

2）节能量保证型

合同能源管理公司或客户提供项目资金，合同能源管理公司提供全程服务，并保证节能效果；按照合同规定，客户向合同能源管理公司支付服务费用；若在合同期内，项目没有达到约定的节能效益，合同能源管理公司按合同约定向客户补偿未达到的节能效益。

3）能源费用托管型

客户委托合同能源管理公司进行能源系统的运行管理和节能改造，并按照合同约定支付能源托管费用；合同能源管理公司通过提高能源效率降低能源费用，并按照合同约定拥有全部或者部分节能的能源费用；合同能源管理公司的经济效益来自能源费用的节约，客户的经济效益来自能源费用（承包额）的减少。

节能效益分享型是通过节能改造，对节省下来的能源费用，甲乙双方进行分成，能够被双方接受，为广泛采用的一种模式。本文重点讨论节能效益分享型。

3 数据中心合同能源管理项目特点

合同能源管理项目可行性研究报告并无统一的格式。目前，多数人认为博思远略咨询公司编制的用于发改委立项及银行贷款的“合同能源管理推广项目可行性研究报告方案”（下文简称方案）考虑较全面。但由于传统合同能源管理项目主要集中在钢铁、水泥、电力等行业，故方案对涉及的传统燃料等能源描述篇幅较多。例如，方案中有“合同能源管理推广项目原材料及燃料动力供应”、“合同能源管理推广项目技术工艺方案”等章节，专门描述燃料动力、制作工艺等部门。考虑到数据中心主要的消耗能源为电力，故数据中心合同能源管理项目可行性研究报告应主要讨论节电措施，而不能按照“合同能源管理推广项目可行性研究报告方案”固定格式来编制。

数据中心内部存放着大量服务器、存储器等耗电设备，再加上电源和空调设备的耗电，已成为高耗电行业。以目前正在运行的3000个机架（假设单机架平均功耗为3kW）的数据中心作为典型案例，如果其运行在7年以上，由于机房内部设备老化等原因，可以预测其年平均PUE现状约为1.9，则此数据中心1年耗电量约为15000kW·h，折合电费约1.45亿元（按电费0.97元/kW·h考虑）。此数据中心经过合理的节能技术改造后，直接投资约2500万元，可将其年平均PUE降低至约1.6，则年节电量约2400kW·h，折合电费约2300万元。假如节能公司和业主按照7:3的比例分享节能收益7年（注：节能公司收益分成比例在后期可能降低，具体以双方合同约定为准），节能公司年节电收益约1600万元，考虑到融资成本、人工成本、运营成本等因素，项目投资回收期约3年，财务内部收益率约40%。由此案例可见，数据中心合同能源管理项目财务收益率高于水泥电力等行业，但由于其涉及数据中心和空调等较多设备，专业技术性强，需要技术实力较强的公司来实施完成。

我们认为，数据中心合同能源管理项目应重点描述节电改造技术方案、节电技术方案实施细节方法、节电效果预测等与项目实施息息相关的内容。

4 数据中心合同能源管理项目可行性研究研技术注意要点

4.1 现状描述

由于对正在运行的数据中心实施节能改造不仅涉及空调、电源、智能化、群控、能耗平台等众多专业技术，更为重要的是对正在运行的设备进行节能改造涉及安全问题，是一个专业综合性非常强的项目。故可行性研究中需先对将要进行节能改造的数据中心现状进行详实描述，例如项目现状、存在问题、改造范围、项目方案总体描述等。

4.2 节电量预测

数据中心合同能源项目最终目的是节电，最终节电量是衡量合同能源管理项目成败的一个关键因素。

故针对数据中心合同能源管理项目而言，应根据项目机房内PUE现状、耗电量以及存在的各项问题，从技术角度考虑采用各项节能技术后对机房节电量做出预测。

如，对机房空调能耗可采用空调能效法、空调使用系数法进行预测。

1）空调能效法：根据设备功耗、围护结构耗热量、其他耗热量等计算出机房所需空调制冷量，将所需冷量除以全年平均空调能效估算值或经验值，得出空调耗能量。

2）空调使用系数法：先根据空调制冷量估算值，确定机房需要开启的空调数量和满载功耗；并考虑负荷波动情况和空调设备冗余度，确定空调的平均使用系数；用空调总功耗乘以使用系数，得出空调能耗。

空调能效法一般适用于空调类型相对单一，空调能效易于确定的场合；空调使用系数法可用于空调能效较难估算的场合。本项目设计风冷、水冷类机房空调，并涉及不同使用年限、不同品牌的设备，难以取定平均空调能效值。

4.3 群控系统

数据中心节能方案涉及空调设备替换、室内气流组织改造、雾化喷淋、群控系统和能耗监测系统等众多技术。其中群控系统起到控制空调末端系统、空调水冷机组、雾化喷淋系统的启动关机和运行的作用，同时监控整个系统的数据，是整个项目的“大脑”，故在此对群控系统作简要介绍。

整个群控系统的逻辑框架如图2所示，整个群控系统可分为控制层、传输层和管理层。其中控制层是核心，比如空调末端群控起到控制数据中心机房各分区空调的开启/关断控制作用。出于机房运行安全的考虑，该部分需以机房的分区为单位进行独立空调开启与关停控制，并能手动通过该控制单元指定长期备份机组。同时，管理平台不直接控制各分区空调的开启与关断，主要是监视机房空调的运行状况。

群控系统还提供与INTERNET网络接口、短信接口和邮件接口，将整个数据中心能耗运行情况实施对外发送。群控系统架构如图2所示。

5 数据中心合同能源管理项目可行性研究财务评价关注点

5.1 财务评价计算期取定

一般情况下，合同能源管理项目的节能收益分享具有一定期限，在此期限内双方分享节能收益，超过此期限不再分享节能收益。在实施期满后关于实施方投资更换设备的处理，可由双方具体约定，但考虑到设备拆除的复杂性和设备使用寿命，一般在分享节能期满后设备归业主所有。故合同能源管理项目的计算期一般以节能分享期考虑，而不按照设备的折旧期等来考虑。

5.2 资金使用构成

数据中心合同能源管理项目资金使用可分为建设期的直接投资和运营期的运行成本两部分。

图2 群控系统逻辑架构图

1）建设期直接投资

数据中心合同能源管理项目建设期直接投资类似于其他项目的固定资产投资，即建设期实施方对于本项目的投资额，一般由设备费、材料费、施工费及其他费用构成。

2）运行成本

数据中心合同能源管理项目的运行成本不同于其他项目的运行成本，一般特指实施方为了维持建设期建设部分的节能性所要付出的保养、维护等成本，而不是整个数据中心保持运行的运行成本。其一般由人工成本、维保费等构成。

5.3 财务基准收益率取定

1）财务基准收益率取定原则

财务基准收益率是指建设项目财务评价中，对可货币化的项目费用与效益，采用折现方法计算财务净现值的基准收益率，它是衡量项目财权内部收益率的基准值，也是项目财务可行性和方案比选的主要判据。财务评价参数的分类、测定、使用一般体现“谁投资、谁决策、谁收益、谁承担风险”的基本原则。政府投资项目的财务评价必须采用国家行政主管部门发布的行业财务基准收益率；企业投资等其他各类建设项目的财务评价中所采用的行业基准收益率，既可使用由投资者自行决定的项目最低可接受财务收益率，也可选用国家或行业主管部分发布的行业基准财务收益率。

影响财务基准收益率的因素有很多，其中资金成本是最基本的影响因素。此外还包括项目所面临的风险因素，以及通货膨胀、资源供给、市场需求、资金时间价值等因素。总体看来，以上诸多因素对财务基准收益率的影响主要体现在资金成本、机会成本、风险因素和通货膨胀四个方面。

2）合同能源管理项目财务基准收益率取定

根据《建设项目经济评价方法与参数》第三版和（发改投资〔2013〕586号）《国家发展改革委、住房城乡建设部关于调整部分行业建设项目财务基准收益率的通知》，对数据中心合同能源管理项目财务基准收益率并无明确的取值。但在其中类似科目“信息产业”中“固定通信”和“移动通信”分别取值为5%和10%。考虑到数据中心行业介于固定通信与移动通信之间，故建议：如果参考国家行政主管部门发布的行业财务基准收益率，则合同能源管理项目财务基准收益率取值为5%～10%；如果项目建设采用企业自有资金，则财务基准收益率还可以参考企业自己针对项目确定的最低收益率。

6 数据中心合同能源管理项目风险点

6.1 实施风险

数据中心合同能源管理项目涉及IDC设备在线运行施工，且不允许发生业务中断，故在项目建设时具有较大实施风险。主要包括如下方面。

1）施工人员人身安全风险：项目施工时业务不能中断，属于设备带电状态作业，故存在施工人员安全风险。

2）设备宕机风险：项目施工时如出现误操作，有可能引起停电事故，从而导致机房内温度急剧升高、通信业务中断。

3）机房高温报警风险：项目进行机房气流组织改造时，由于短时的分割可能会造成机房内温度的升高，引起高温报警。

6.2 商务风险

由于数据中心合同能源管理项目采用客户分享节能收益的模式，故具有一定的商务风险，主要包括如下方面。

1）客户机房内现有空调设备老化影响节能效果，电费单价变动等原因导致项目节能效果未达预期收益。

2）客户主要人员变动引起相关方对应接口人变化，从而导致项目出现纠纷、回款困难。

7 结束语

最近几年数据中心行业发展迅速，其高能耗问题应当得到足够的重视；尤其是运行时间比较长的老旧数据中心机房由于其节能措施不到位，机房PUE较高，电力浪费情况严重。故对正在运行的数据中心进行节能改造尤为重要。

由于数据中心节能改造牵涉众多专业，且往往对在线运行设备进行节能改造，具有一定风险，故其节能改造最好由技术实力较强的专业公司完成，一般采用合同能源管理模式。但目前合同能源管理项目可行性研究报告尚无公开可供参考的编制要点。本文首次提出了合同能源管理项目可行性研究报告的编制要点，希望能对后期项目起到参考作用。

10.13655/j.cnki.ibci.2015.11.010