“碳中和”热议 数据中心应该怎么做?

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最近,“碳中和”成为热词,从国家政策到行业领域屡见提及:中央经济工作会议将做好碳达峰、碳中和工作列入今年重点任务之一,科技企业腾讯、能源企业中国海油相继宣布启动碳中和计划。

 
问题来了,什么是碳中和?国家计划如何实现碳中和?IDC企业怎么做?今天,IDC圈小编就来详细说说碳中和这些事。
 


什么是碳中和


2019年全球化石燃料二氧化碳排放总量高达367亿吨,随着大气中二氧化碳的浓度越来越高,平均气温越来越高,极端天气和灾害频繁。中国在内的世界大国投入到减排行动中,以期逐步在全球范围内达到碳中和的目标。
 
“碳中和”热议 数据中心应该怎么做?-第1张图片-新之洲IDC资讯
碳中和示意图-图源人民网

 
碳中和即实现二氧化碳的零排放。由于生产生活中不可能不排放二氧化碳,例如化石燃料燃烧和工业制造,那么“碳中和”的概念实际是指通过植树造林、节能减排等方法增加碳吸收量,将碳吸收量与碳排放量抵消,实现碳中和。碳达峰就是二氧化碳的排放不再增长,达到峰值之后再慢慢减下去,是碳中和前必须经过的阶段。
 
2020年9月第七十五届联合国大会上,习近平主席宣布中国将力争2030年前二氧化碳排放达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。
 
2020年12月18日闭幕的中央经济工作会议中指出,做好碳达峰、碳中和工作是2021年要抓好的8大重点任务之一,这是碳达峰和碳中和首次出现在中央经济会议的重点任务中。
 
从整体来看,中国的碳中和路径大致可以分为三个阶段:阶段一2021到2030年,主要目标是实现碳排放达峰;阶段二为2031-2045年,主要的任务是快速降低碳排放;阶段三2046-2060年,主要任务是深度脱碳,实现碳中和目标。
 
各级政府部门正在制定计划和路线图,将“碳减排”和“碳中和”落实到具体行动。
工信部部长肖亚庆表示,2021年将制定重点行业碳达峰行动方案和路线图,鼓励工业企业、园区建设绿色微电网,优先利用可再生能源,在各行业各地区建设绿色工厂和绿色工业园区。
 
“碳中和”热议 数据中心应该怎么做?-第2张图片-新之洲IDC资讯


在地方层面,上海市将碳达峰目标时间设在了2025年,当地将抓紧出台碳达峰行动方案,明确碳达峰目标和路线,细化相关举措。





碳中和之路
IDC企业怎么做


面对碳中和这一国家长期目标,已经有行业和企业行动起来,推动和践行相关举措。就在上周,石油和化工行业联合签署和发布宣言,以全行业名义宣示碳达峰和碳中和的决心和行动计划。


与石化、钢铁等其他行业不同的是,互联网产业的碳排放主要来源于电力使用,其中又以作为互联网基础设施的数据中心电力使用为主。


数据中心是公认的高耗能行业,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,2018年全年共消耗1608.89亿千瓦时电量,超过整个上海市用电量。国网能源研究院预测,2020年用电量将突破2000亿千瓦时,占全社会用电量的比重升至2.7%;到2030年用电量将突破4000亿千瓦时,占全社会用电量的比重将升至3.7%。


可以看出,数据中心是未来为数不多能源消耗占社会总用电量比例持续增长的行业。因此,数据中心行业积极践行碳中和,对于我国实现2060年的目标意义重大。


说起来容易,到底怎么做?这或许是IDC企业接触到碳中和概念后的第一反应。


那让我们一起看看率先吃螃蟹的两家企业,是如何进行碳中和规划的。



腾讯




腾讯是首批启动碳中和规划的互联网企业之一,从公司层面采取诸多措施,例如办公建筑节能、海绵城市等,笔者在这里仅列举腾讯在数据中心方面采取的行动:


“碳中和”热议 数据中心应该怎么做?-第3张图片-新之洲IDC资讯
藏在山洞里的腾讯贵安七星数据中心


1) 利用自然资源为服务器散热降温。腾讯贵安七星数据中心选址在年平均气温不到20度的贵安新区,在山体中开凿了五条类似公路隧道的山洞,服务器就放在洞内,每个山洞顶部又挖了两个方形竖顶。这样山洞外的冷空气从主洞口进入,经过制冷模块与IT设备热回风进行间接换热后,从竖井排出。由于充分利用外部自然冷源,数据中心的压缩机基本不需要启用,完全借助自然散热。


2) 采用节能基础设施及技术。腾讯云清远数据中心通过采用间接蒸发冷却、HVDC+市电直供、冷热通道隔离、优化气流组织、太阳能供电等节能技术和系统方案,实现在华南地区数据中心PUE低于1.25。 


3) 余热回收,提高能源利用率。腾讯天津数据中心,根据余热回收原理,正在研究节能应用的方案。按照这套方案,如果回收天津数据中心冬季全部的余热,热量用于采暖可覆盖的面积达到 46 万平方米,如果用于家庭采暖,可满足 5100 多户居民的用热需求。能减排二氧化碳量达5.24 万吨,碳排放当量约为种植286.4 万棵大树。


还有不知能否算第四点的——种菜?绿植呼吸作用从空气中吸收二氧化碳,具有固碳效应。作为中国人的种族天赋,鹅厂也点亮了自己的种菜技能,研发出农业人工智能种植解决方案iGrow系统,帮助提升农作物的产量和合理地规划农作物的生产种植。



合盈数据




合盈数据此前提出了一个与碳中和相近的定义——零碳,他们在合盈数据(怀来)科技产业园进行了零碳产业园探索,将数据中心产生的碳源组成分为两部分,建设过程中的碳源和运营过程中的碳源。


据合盈数据董事、常务副总裁徐锐介绍,经他们分析计算,规模1000亩、规划机架10万架的数据中心在建设过程中产生的碳排放约21万吨。在运营阶段,当怀来产业园项目投产运营达到设计值之后,预估园区碳排放量将达到157万吨,IT设备和制冷系统分别为其中两大碳源。
 
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零碳产业园——合盈数据(怀来)科技产业园



针对上述分析,合盈数据的零碳产业园进行了如下探索和规划:


1) 建造过程的节能。针对建筑碳源,对园区从规划设计开始进行节能设计,将供暖、照明等生活能耗降到最低。利用自然通风、使用绿色建材,有效降低建设过程中碳排放量,预计过程中节约90%(19万吨)的碳排放。


2) 余热回收。数据中心投入运营后,计划对园区内30%余热进行回收,以满足园区的供暖和热水需求,预计将提供大约4-5万千瓦的热量,供440万平米建筑供暖,在冬季可节约大概200万千瓦时以上的电力,节约碳排放约540吨。余热回收还减少了冷却环节的时间,全年在冷却环节可以节省大约3-5%的电力,项目一年节约的电力减少了0.8-1.25万吨碳排放。


3) 自然冷源和制冷技术。针对怀来地区常年较凉爽的气候特点,采用自然冷源及高效制冷设备(例如AHU空调)相结合的方案降低PUE。


4) AI智能控制调优。将与合作伙伴一起共同开发AI智能控制系统,对数据中心的各项系统进行实时控制,以调节其PUE值子系统达到最佳运营状态。根据预估和测算,采用智能控制系统后,整个机房的配套系统能耗将节约10%的损耗,预估一年节约0.75亿度电,减少碳排放约2万吨。


5) 采用绿色能源。该零碳产业园未来年用电量会达到50亿度,合盈数据计划在张家口实施1.25GW风力发电场以及1.25GW太阳能发电场,通过电网配送到园区实现百分之百绿电消纳。


除了上述企业外,你是否还知道哪家IDC企业已经或计划实施碳中和规划?请在评论区提名,我们将对这些企业进行针对性采访和介绍。




碳中和将给IDC产业
带来哪些改变


我国碳中和是一个需要四十年时间实现并一直保持的目标。碳中和毫无疑问将对各行各业以及人们的生产生活都带来不小的改变。未来随着碳中和的进一步推进,IDC产业会发生哪些改变?笔者在此做小小的分析预测:
 
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1、 数据中心PUE等能耗限制将更加严格。国家发改委秘书长赵晨昕接受采访时表示,围绕实现碳达峰、碳中和目标将坚持和完善能源消费总量和强度双控制度。伴随数据中心用电在全社会用电所占比重越来越高,北上广深等地将进一步限制新建数据中心数量和能耗指标、PUE值等,其他地区也将逐渐开始对数据中心能耗进行限制。


2、 监管部门将进一步大力推进绿色数据中心建设,推广先进适用节能减排技术装备。更多数据中心企业因政策引导和节能减排带来的成本下降,主动加入碳中和规划推进行列。具备节能降耗技术的基础设施厂商也将迎来更大的发展机会。


3、 更多钢铁、制造业等高能源消耗领域的企业开展IDC业务。钢铁行业的能源消耗远超数据中心,占全国碳排放总量15%左右,近年来更面临产能过剩情况,随着碳中和规划推进,这类企业将面临更大压力。由于这些企业在土地资源、能耗指标、资金投入等方面存在某一独到优势,且国内数据中心市场成长更具有确定性,因此会有更多能源高消耗企业选择跨界转型IDC业务。


4、 为了减少碳排放,风电、水电、光伏发电、可再生能源发电等绿色能源会成为数据中心传统能源的互补或者替代。
 




关于碳中和,你有什么不同看法,
还有哪些想了解的,欢迎在评论区留言!


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中国IDC产业年度调查问卷
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文章来源: IDC圈

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