可再生能源+余熱利用 數(shù)據(jù)中心“雙碳”發(fā)展之路

數(shù)據(jù)中心是信息社會(huì)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，是ICT技術(shù)的核心載體。隨著數(shù)字內(nèi)容、大數(shù)據(jù)、電子商務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)流量的爆炸式增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)中心已成為全球增長(zhǎng)最快的電力消費(fèi)設(shè)備之一。國(guó)家相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2020年我國(guó)數(shù)據(jù)中心耗電量突破2 000億千瓦時(shí)，創(chuàng)歷史新高，能耗占全國(guó)總用電量2.7%。隨著“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的推進(jìn)，如何在保證數(shù)據(jù)中心快速發(fā)展的同時(shí)，又能快速降低能耗正受到廣泛關(guān)注。

近日，國(guó)家發(fā)展改革委、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部、國(guó)家能源局等四部門(mén)聯(lián)合發(fā)布關(guān)于印發(fā)《貫徹落實(shí)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)要求推動(dòng)數(shù)據(jù)中心和5G等新型基礎(chǔ)設(shè)施綠色高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案》的通知。《通知》要求，堅(jiān)持集約化、綠色化、智能化建設(shè)，加快節(jié)能低碳技術(shù)的研發(fā)推廣，支持技術(shù)創(chuàng)新和模式創(chuàng)新。鼓勵(lì)使用風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源，通過(guò)自建拉專線或雙邊交易，提升數(shù)據(jù)中心綠色電能使用水平，促進(jìn)可再生能源就近消納。支持模塊化氫電池和太陽(yáng)能板房等在小型或邊緣數(shù)據(jù)中心的規(guī)模化推廣應(yīng)用。

中國(guó)科學(xué)院電工研究所徐立博士表示：粗略統(tǒng)計(jì)，每10萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器，年用電量就超過(guò)4億千瓦時(shí)。其中，IT設(shè)備和制冷設(shè)備能源消耗最高，達(dá)到80%左右。實(shí)際上，大量電力用于服務(wù)器運(yùn)行及散熱，散熱方式以風(fēng)冷、水冷及液冷為主，約90%的電能最終轉(zhuǎn)換為熱能，大量余熱未能回收利用就被排放了到大氣中，造成了顯著的熱浪費(fèi)。他提出，以可再生能源供應(yīng)數(shù)據(jù)中心用電，并以數(shù)據(jù)中心余熱回收后為城區(qū)或其他用戶供暖，從而形成能源的綜合利用，助力節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

徐立博士介紹，綠色數(shù)據(jù)中心解決方案主要關(guān)注以下幾方面：

（1）開(kāi)展服務(wù)器內(nèi)部溫度監(jiān)測(cè)和重構(gòu)，確定動(dòng)態(tài)局部熱點(diǎn)，分析能耗分布情況。

（2）采用適宜的冷卻方法對(duì)熱點(diǎn)進(jìn)行高效散熱，同時(shí)適當(dāng)提高空調(diào)送風(fēng)溫度，節(jié)約空調(diào)用能。

（3）消納可再生能源電力。

（4）利用可再生能源提升數(shù)據(jù)中心的余熱品位。

（5） 與其他能源互補(bǔ)，增加余熱的綜合回收與提升余熱利用的可能性。

（6）結(jié)合周?chē)脽釂挝唬ň频辍⑨t(yī)院、居民供暖，企業(yè)用熱等）情況，構(gòu)建互聯(lián)協(xié)同用能機(jī)制。

（7）增加跨季節(jié)儲(chǔ)熱裝置，保障全年供熱的平穩(wěn)。

據(jù)了解，目前中國(guó)科學(xué)院電工研究所太陽(yáng)能熱利用技術(shù)研究部已經(jīng)開(kāi)展了綜合利用可再生能源技術(shù)為數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗的相關(guān)研究工作，可使電力利用率從數(shù)據(jù)中心的10%提高到綜合利用的70%以上，帶來(lái)顯著的節(jié)能減排和經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)能源綜合利用，既為大數(shù)據(jù)企業(yè)提供價(jià)格適宜的綠色電力，又解決可再生能源消納，更促進(jìn)熱能的綜合回收與利用，形成良性循環(huán)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)可再生能源產(chǎn)業(yè)與大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的相互依存和融合發(fā)展。