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浅谈天津市绿色数据中心发展瓶颈与建议

2021-04-09魏振东

资源节约与环保 2021年1期
关键词:用电量天津市数据中心

魏振东

(天津市工业和信息化研究院 天津 300000)

引言

伴随着数据中心建设的快速发展,数据中心的土地、电、水、材料等资源消耗量及其在社会整体消耗量中占比逐渐攀升,已经引起政府相关部门重视。数据中心行业存在能源消耗高、空置率大、能源利用效率低下等诸多问题。当前,天津市既要加强数据中心作为数字社会基础设施的建设,还要控制好数据中心的整体能耗,谋划好数据中心绿色发展方向。本文通过分析天津市绿色数据中心发展瓶颈,并提出建议,意在帮助数据中心行业提高能效水平,推动数据中心绿色发展,同时对于天津市的节能工作也能起到突出的作用。

1 天津市数据中心现状

根据从电力公司掌握的客户情况,目前天津市互联网数据中心(IDC)共有38 个,其中在运客户24 个,在建客户13 个,潜在客户1 个(腾讯IDC)。

从地理分布看,天津市数据中心呈现连片发展态势,且主要集中在部分重点经济园区内。在运数据中心中,滨海高新区4个、北辰宜兴阜6 个、东丽空港经济区3 个、武清开发区2 个。在建数据中心中,武清开发区5 个,东丽空港经济区3 个、滨海高新区3 个、津南八里台2 个。从用电量看,天津市数据中心将与部分高耗能行业用电量相当。天津市在运数据中心累计年用电量约3.3 亿千瓦时,约占2019 年全社会用电量的0.4%。初步估算,当在建数据中心全部投产后,我市数据中心累计年用电量将达到10 亿千瓦时,将占全社会用电量的1.5%左右,接近非金属矿物制品业(1.9%),超过有色金属冶炼和压延加工业(1.01%)和农业(1.14%),相当于电气化铁路运输业的总耗电量(1.56%)。

2 天津市绿色数据中心发展瓶颈

目前,国家和天津市尚未出台相关的能耗限额标准,政府相关部门在制定数据中心能评准入政策时没有强制性的标准作为依据。目前工信部、机关事务管理局和国家能源局出台的《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》中关于“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达到1.4 以下1”的主要目标并非强制性标准,而是指导性标准。政府相关部门应明确数据中心能耗限额,有助于开展节能监察及能评管理。

同时天津市尚未制定数据中心整体布局规划,而天津市正处在京津冀核心地区,尤其是武清区高村产业园,是三省交接处,目前在运数据中心三个,设计机架数合计8758 个,已用机架数4582 个,上架率52%,在建数据中心三个,设计机架数合计22364 个。由于武清区优越的地理位置,大量大型、超大型数据中心集中涌入,使得电力资源和水资源短时间内无法配套,对数据中心建设造成障碍。随着5G、工业互联网等新基建蓬勃发展,边缘计算类和低延时类数据中心成为各大互联网用户的首选,武清区独特的位置完美覆盖了北京、天津和河北的用户,大量聚集造成了电力资源的不均匀分配。

其次,对于数据中心建设时所需要考虑的各种因素来说,其首要考虑的是安全性和可靠性,其次才是节能降耗。因为数据中心在互联网中处于非常重要的位置,一旦数据中心某个环节出现故障,会造成很多无法预料的损失,严重时甚至会造成数据丢失、被窃取等等。目前的数据中心IT 设备、制冷设备和配电设备等技术已经较为成熟,设备稳定性较好,技术更新缓慢。数据中心厂商在建设机房过程中首选的是技术成熟稳定的设备,以保障物联网数据中心的安全性、可靠性和稳定性。节能降耗作为次要考虑因素,只有当一种节能降耗技较为成熟、稳定后,数据中心厂商才会尝试。通过与数据中心相关人员沟通发现,数据中心营业收入主要为对外出租服务器和构建云服务计算。通常来讲,对外出租服务器所带来的营业收入和利润都非常低,因为统计角度来看,数据中心收入仅为服务器租赁收入。例如A 公司租赁了B 数据中心的服务器,支付给B 租赁费,但A 使用数据产生的大量广告、消费等附加值并不能体现在数据中心的营业收入上。其次云服务初期投入大,回报周期长,除了三大运营商和实力雄厚的互联网公司,中小型数据中心在这方面业务较少,也难以维持成本。以上原因导致数据中心行业普遍营业收入单耗和利润单耗相比传统工业来讲十分不利,甚至不如钢铁、电力供应等传统高耗能行业。

3 天津市绿色数据中心发展建议

有关部门应结合我市数据中心规模情况、上架率情况、能耗水平、区域分布状况和业务类型,出台数据中心布局规划,统筹各区数据中心建设指导意见。明确数据中心准入能耗限额,实行数据中心机架等量替代,优先提高数据中心上架率,提升数据中心能效,同时按照数据中心用户业务类型和分布区域,合理指导数据中心落地。只有综合考虑市场需求和各地自然、经济、技术等区位优势,科学合理统筹规划全市数据中心建设,推进数据中心集约化建设,科学评估数据中心的建设规模、功能定位和运行绩效,杜绝无序建设和低水平建设,限制发展不符合规划导向和集约化、绿色化建设要求的项目,才能避免资源、资金、空间浪费和布局失衡。

针对部分数据中心能耗数据缺失,侧面反映出我市数据中心行业能耗的检测缺乏监管,没有形成有效的监管体系,有关部门无法对企业的能耗进行实时监控和有效管理,这对于数据中心行业的绿色发展是一个巨大的阻碍。只有强化技术与管理手段的综合应用,建立涵盖技术、管理手段创新应用的数据中心运维管理体系。在各中大型数据中心建设能耗在线监测系统,接入能耗在线监测平台,同时强化各地相关政府部门对监测系统的管控,定期对数据中心能耗、能效情况进行科学评估,对不符合节能要求的数据中心要及时责令整改。建设能耗监测系统,可以在各数据中心能源管理系统的基础上进行进一步的集中监管,要求各数据中心将实时能耗数据通过对应内网或专线上传至市级能耗监测管理系统平台,通过市级平台可以对各数据中心IT设备、制冷系统以及辅助设施等运行状况进行分析、核查。

在节能技术上,加强绿色智能服务器、能源管理信息化系统、热场管理、余热利用、自然冷源、水循环利用、分布式供能、直流供电等机房管理技术的研发与应用。推广绝热冷却工程设计和建设,扩大太阳能等新能源应用,有效降低传统电源的用电负荷。提高节能技术应用支持力度,通过技术应用补助等激励手段,降低技术应用成本,提高数据中心技术应用积极性。

积极培育数据中心行业第三方监测机构,引导数据中心自主开展能效自我声明等行为,既可以提高单个数据中心企业竞争力,也可以有效降低数据中心运营成本。还要对数据中心企业进行全面、深入的节能司未培训,引导企业管理层对员工的节能意识进行强化,特别是针对一线的技术工程师,不仅要增强节能意识,还要及时更新节能知识储备,特别是数据中心行业具有设备迭代周期短,技术开发块的特点,减少不必要的能源消耗。

结语

数据显示,全国2018 年中国数据中心总用电量为1,608.89亿千瓦时,占中国全社会用电量的2.35%,超过上海市2018 年全社会用电量2。数据中心高耗能已经引起各地重视,合理有效的统筹绿色数据中心发展,在数据中心建设之初,综合考虑发色发展,节省建设投资,提高数据中心行业能效,降低运营成本,不仅可以加快新基建进度,打造天津市“一基地三区”的战略定位,还为践行习近平总书记生态文明建设的重要思想做出重要贡献。

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