淺談天津市綠色數(shù)據(jù)中心發(fā)展瓶頸與建議

魏振東

（天津市工業(yè)和信息化研究院 天津 300000）

引言

伴隨著數(shù)據(jù)中心建設(shè)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的土地、電、水、材料等資源消耗量及其在社會整體消耗量中占比逐漸攀升，已經(jīng)引起政府相關(guān)部門重視。數(shù)據(jù)中心行業(yè)存在能源消耗高、空置率大、能源利用效率低下等諸多問題。當前，天津市既要加強數(shù)據(jù)中心作為數(shù)字社會基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，還要控制好數(shù)據(jù)中心的整體能耗，謀劃好數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展方向。本文通過分析天津市綠色數(shù)據(jù)中心發(fā)展瓶頸，并提出建議，意在幫助數(shù)據(jù)中心行業(yè)提高能效水平，推動數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展，同時對于天津市的節(jié)能工作也能起到突出的作用。

1 天津市數(shù)據(jù)中心現(xiàn)狀

根據(jù)從電力公司掌握的客戶情況，目前天津市互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）共有38 個，其中在運客戶24 個，在建客戶13 個，潛在客戶1 個（騰訊IDC）。

從地理分布看，天津市數(shù)據(jù)中心呈現(xiàn)連片發(fā)展態(tài)勢，且主要集中在部分重點經(jīng)濟園區(qū)內(nèi)。在運數(shù)據(jù)中心中，濱海高新區(qū)4個、北辰宜興阜6 個、東麗空港經(jīng)濟區(qū)3 個、武清開發(fā)區(qū)2 個。在建數(shù)據(jù)中心中，武清開發(fā)區(qū)5 個，東麗空港經(jīng)濟區(qū)3 個、濱海高新區(qū)3 個、津南八里臺2 個。從用電量看，天津市數(shù)據(jù)中心將與部分高耗能行業(yè)用電量相當。天津市在運數(shù)據(jù)中心累計年用電量約3.3 億千瓦時，約占2019 年全社會用電量的0.4%。初步估算，當在建數(shù)據(jù)中心全部投產(chǎn)后，我市數(shù)據(jù)中心累計年用電量將達到10 億千瓦時，將占全社會用電量的1.5%左右，接近非金屬礦物制品業(yè)（1.9%），超過有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)（1.01%）和農(nóng)業(yè)（1.14%），相當于電氣化鐵路運輸業(yè)的總耗電量（1.56%）。

2 天津市綠色數(shù)據(jù)中心發(fā)展瓶頸

目前，國家和天津市尚未出臺相關(guān)的能耗限額標準，政府相關(guān)部門在制定數(shù)據(jù)中心能評準入政策時沒有強制性的標準作為依據(jù)。目前工信部、機關(guān)事務(wù)管理局和國家能源局出臺的《關(guān)于加強綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的指導(dǎo)意見》中關(guān)于“到2022 年，數(shù)據(jù)中心平均能耗基本達到國際先進水平，新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心的電能使用效率達到1.4 以下1”的主要目標并非強制性標準，而是指導(dǎo)性標準。政府相關(guān)部門應(yīng)明確數(shù)據(jù)中心能耗限額，有助于開展節(jié)能監(jiān)察及能評管理。

同時天津市尚未制定數(shù)據(jù)中心整體布局規(guī)劃，而天津市正處在京津冀核心地區(qū)，尤其是武清區(qū)高村產(chǎn)業(yè)園，是三省交接處，目前在運數(shù)據(jù)中心三個，設(shè)計機架數(shù)合計8758 個，已用機架數(shù)4582 個，上架率52%，在建數(shù)據(jù)中心三個，設(shè)計機架數(shù)合計22364 個。由于武清區(qū)優(yōu)越的地理位置，大量大型、超大型數(shù)據(jù)中心集中涌入，使得電力資源和水資源短時間內(nèi)無法配套，對數(shù)據(jù)中心建設(shè)造成障礙。隨著5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新基建蓬勃發(fā)展，邊緣計算類和低延時類數(shù)據(jù)中心成為各大互聯(lián)網(wǎng)用戶的首選，武清區(qū)獨特的位置完美覆蓋了北京、天津和河北的用戶，大量聚集造成了電力資源的不均勻分配。

其次，對于數(shù)據(jù)中心建設(shè)時所需要考慮的各種因素來說，其首要考慮的是安全性和可靠性，其次才是節(jié)能降耗。因為數(shù)據(jù)中心在互聯(lián)網(wǎng)中處于非常重要的位置，一旦數(shù)據(jù)中心某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，會造成很多無法預(yù)料的損失，嚴重時甚至?xí)斐蓴?shù)據(jù)丟失、被竊取等等。目前的數(shù)據(jù)中心IT 設(shè)備、制冷設(shè)備和配電設(shè)備等技術(shù)已經(jīng)較為成熟，設(shè)備穩(wěn)定性較好，技術(shù)更新緩慢。數(shù)據(jù)中心廠商在建設(shè)機房過程中首選的是技術(shù)成熟穩(wěn)定的設(shè)備，以保障物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。節(jié)能降耗作為次要考慮因素，只有當一種節(jié)能降耗技較為成熟、穩(wěn)定后，數(shù)據(jù)中心廠商才會嘗試。通過與數(shù)據(jù)中心相關(guān)人員溝通發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)中心營業(yè)收入主要為對外出租服務(wù)器和構(gòu)建云服務(wù)計算。通常來講，對外出租服務(wù)器所帶來的營業(yè)收入和利潤都非常低，因為統(tǒng)計角度來看，數(shù)據(jù)中心收入僅為服務(wù)器租賃收入。例如A 公司租賃了B 數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器，支付給B 租賃費，但A 使用數(shù)據(jù)產(chǎn)生的大量廣告、消費等附加值并不能體現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心的營業(yè)收入上。其次云服務(wù)初期投入大，回報周期長，除了三大運營商和實力雄厚的互聯(lián)網(wǎng)公司，中小型數(shù)據(jù)中心在這方面業(yè)務(wù)較少，也難以維持成本。以上原因?qū)е聰?shù)據(jù)中心行業(yè)普遍營業(yè)收入單耗和利潤單耗相比傳統(tǒng)工業(yè)來講十分不利，甚至不如鋼鐵、電力供應(yīng)等傳統(tǒng)高耗能行業(yè)。

3 天津市綠色數(shù)據(jù)中心發(fā)展建議

有關(guān)部門應(yīng)結(jié)合我市數(shù)據(jù)中心規(guī)模情況、上架率情況、能耗水平、區(qū)域分布狀況和業(yè)務(wù)類型，出臺數(shù)據(jù)中心布局規(guī)劃，統(tǒng)籌各區(qū)數(shù)據(jù)中心建設(shè)指導(dǎo)意見。明確數(shù)據(jù)中心準入能耗限額，實行數(shù)據(jù)中心機架等量替代，優(yōu)先提高數(shù)據(jù)中心上架率，提升數(shù)據(jù)中心能效，同時按照數(shù)據(jù)中心用戶業(yè)務(wù)類型和分布區(qū)域，合理指導(dǎo)數(shù)據(jù)中心落地。只有綜合考慮市場需求和各地自然、經(jīng)濟、技術(shù)等區(qū)位優(yōu)勢，科學(xué)合理統(tǒng)籌規(guī)劃全市數(shù)據(jù)中心建設(shè)，推進數(shù)據(jù)中心集約化建設(shè)，科學(xué)評估數(shù)據(jù)中心的建設(shè)規(guī)模、功能定位和運行績效，杜絕無序建設(shè)和低水平建設(shè)，限制發(fā)展不符合規(guī)劃導(dǎo)向和集約化、綠色化建設(shè)要求的項目，才能避免資源、資金、空間浪費和布局失衡。

針對部分數(shù)據(jù)中心能耗數(shù)據(jù)缺失，側(cè)面反映出我市數(shù)據(jù)中心行業(yè)能耗的檢測缺乏監(jiān)管，沒有形成有效的監(jiān)管體系，有關(guān)部門無法對企業(yè)的能耗進行實時監(jiān)控和有效管理，這對于數(shù)據(jù)中心行業(yè)的綠色發(fā)展是一個巨大的阻礙。只有強化技術(shù)與管理手段的綜合應(yīng)用，建立涵蓋技術(shù)、管理手段創(chuàng)新應(yīng)用的數(shù)據(jù)中心運維管理體系。在各中大型數(shù)據(jù)中心建設(shè)能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)，接入能耗在線監(jiān)測平臺，同時強化各地相關(guān)政府部門對監(jiān)測系統(tǒng)的管控，定期對數(shù)據(jù)中心能耗、能效情況進行科學(xué)評估，對不符合節(jié)能要求的數(shù)據(jù)中心要及時責令整改。建設(shè)能耗監(jiān)測系統(tǒng)，可以在各數(shù)據(jù)中心能源管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行進一步的集中監(jiān)管，要求各數(shù)據(jù)中心將實時能耗數(shù)據(jù)通過對應(yīng)內(nèi)網(wǎng)或?qū)＞€上傳至市級能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)平臺，通過市級平臺可以對各數(shù)據(jù)中心IT設(shè)備、制冷系統(tǒng)以及輔助設(shè)施等運行狀況進行分析、核查。

在節(jié)能技術(shù)上，加強綠色智能服務(wù)器、能源管理信息化系統(tǒng)、熱場管理、余熱利用、自然冷源、水循環(huán)利用、分布式供能、直流供電等機房管理技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。推廣絕熱冷卻工程設(shè)計和建設(shè)，擴大太陽能等新能源應(yīng)用，有效降低傳統(tǒng)電源的用電負荷。提高節(jié)能技術(shù)應(yīng)用支持力度，通過技術(shù)應(yīng)用補助等激勵手段，降低技術(shù)應(yīng)用成本，提高數(shù)據(jù)中心技術(shù)應(yīng)用積極性。

積極培育數(shù)據(jù)中心行業(yè)第三方監(jiān)測機構(gòu)，引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心自主開展能效自我聲明等行為，既可以提高單個數(shù)據(jù)中心企業(yè)競爭力，也可以有效降低數(shù)據(jù)中心運營成本。還要對數(shù)據(jù)中心企業(yè)進行全面、深入的節(jié)能司未培訓(xùn)，引導(dǎo)企業(yè)管理層對員工的節(jié)能意識進行強化，特別是針對一線的技術(shù)工程師，不僅要增強節(jié)能意識，還要及時更新節(jié)能知識儲備，特別是數(shù)據(jù)中心行業(yè)具有設(shè)備迭代周期短，技術(shù)開發(fā)塊的特點，減少不必要的能源消耗。

結(jié)語

數(shù)據(jù)顯示，全國2018 年中國數(shù)據(jù)中心總用電量為1,608.89億千瓦時，占中國全社會用電量的2.35%，超過上海市2018 年全社會用電量2。數(shù)據(jù)中心高耗能已經(jīng)引起各地重視，合理有效的統(tǒng)籌綠色數(shù)據(jù)中心發(fā)展，在數(shù)據(jù)中心建設(shè)之初，綜合考慮發(fā)色發(fā)展，節(jié)省建設(shè)投資，提高數(shù)據(jù)中心行業(yè)能效，降低運營成本，不僅可以加快新基建進度，打造天津市“一基地三區(qū)”的戰(zhàn)略定位，還為踐行習(xí)近平總書記生態(tài)文明建設(shè)的重要思想做出重要貢獻。