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(yīng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(guān)
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(zhuǎn)變。另外,制冷、供配電、服務(wù)器單位功耗和資源池虛擬化技術(shù)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(chǔ)設(shè)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(nèi)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(shù)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(nèi)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(wù)范圍數(shù)據(jù)中心設(shè)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(shù)應(yīng)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(yīng)和管理數(shù)據(jù)中心冷卻及電力系統(tǒng),通過模型預(yù)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(chǔ)。