數字經濟的快速發展,無疑需要新型數字基礎設施建設的全力支撐。以數字化為核心的新基建,已經被證明能極大地促進千行百業的技術革新和流程改造,從而滿足新型服務業和新經濟的發展需求。
作為新基建的核心組成內容,數據中心已經被認為關乎到新經濟發展的重中之重。圍繞數據中心的建設和運營,國家相關部委近年來也曾出臺多份文件做出具體指導。
由于“雙碳”目標的提出,當前國家對數據中心的碳排放問題愈發重視。12月8日,發改委等四部門聯合印發《貫徹落實碳達峰碳中和目標要求 推動數據中心和5G等新型基礎設施綠色高質量發展實施方案》,對數據中心的“雙碳”做出要求。
根據來自多方的數據,國內存量數據中心機架已經達到了300多萬到400萬之間,而未來幾年的新建規劃可能在120萬個機架左右,這就意味著對存量機架進行節能改造,將會對減少數據中心的碳排放總量起到決定性的作用。
數據中心企業面臨的生存命題
眾所周知,在政策的強制性要求以及各種技術的加持之下,當前新建的數據中心已經可以將PUE降到1.3以下——這個指標也是新建的前提,達不到就絕對不能開工。
但是,現有的很多數據中心的PUE卻遠遠高于1.3,甚至達到了1.8以上。嚴瀚表示,“存量數據中心對于碳中和的實現挑戰更大,而它能起到的優化作用也是不言而喻的。”
與此同時,政府對數據中心的規劃、建設等,也做出了科學和審慎的要求,確保在整個生命周期中,有效地降低數據中心的總體碳排放。
譬如在規劃階段的“等量替代”,意思是新建一個數據中心,企業需要將存量數據中心的碳排放降低下來,新建的數據中心項目才有可能審批通過。
然而,規劃與實際之間,往往會有落差。很多新建數據中心設計的PUE是1.3,但是在落地之后卻成了1.6、1.7,甚至更高,與此前的目標相去甚遠。
維諦技術(Vertiv,NYSE:VRT)中國區熱管理解決方案部高級經理嚴瀚認為,建設只是數據中心產業鏈的起始,如何真正將節碳的目標落地,關鍵在于后期運營的迭代與升級。通過各種新技術對數據中心進行改造,已經成為新建數據中心與存量數據中心的必然選擇。
從國際來看,美國已經關閉了一大批PUE高于1.5的數據中心,總量達到了5000家。而那些國土資源有限、資源相對匱乏的國家,譬如新加坡,就更是對現有數據中心的運營提出了異常苛刻的要求。
“存量數據中心的優化,其實對整個碳排放的減排,具有更大的意義和作用。”嚴瀚表示,我國工信部發布的政策中,就明確要求改造的數據中心PUE小于1.4,某些沿海地區如浙江,對存量數據中心的PUE要求更進一步降低到1.3以下。
一旦達不到,數據中心就有可能被列入高能耗企業,面臨拉閘限電或是電價的額外上漲,因此對現有數據中心進行優化,已經成為企業必然需要面對的生存命題。
數據中心改造優化的三大痛點
通過長期的研究,以及對現有案例的梳理,維諦技術(Vertiv)認為在數據中心的改造與優化中,企業面臨的痛點主要包括三個方面:
其一是合規,這不僅包括了政策的合規,也有PUE的合規,同時還有用水合規。嚴瀚表示,國內很多數據中心的負載率較低,因此造成了很大的浪費,而且無謂地拉高了PUE。
現在一說到數據中心,很多人的第一反應是“電老虎”,實際上在用水方面,數據中心也同樣需求巨大。
作為水資源相對短缺的國家,我國人均水資源是每人每年500噸,華北只有不到100噸,而世界平均水平是2000噸——顯然,這樣巨大的落差難以調和。
更糟糕的是,國家花大力氣調來的水(如南水北調),會在數據中心里被白白蒸發掉,這同樣帶來很大的問題。以數據中心密集的烏蘭察布為例,最近當地政府就出臺了相關政策,禁止向數據中心提供地下水。
即便是在那些擁有足量水資源供應的地區,數據中心也面臨著水價大幅度提升的挑戰,這不僅使得企業運營成本居高不下,而且可能造成業務難以為繼。
企業面臨的第二個痛點是連續性,即改造會對正在運行的業務產生影響,數據中心面臨停機,而這必然造成業務的損失,帶來一系列意想不到的問題。
以銀行客戶為例,部分客戶的數據中心已經運行了20年之久,倘或貿然停機,不僅影響到銀行各項業務的正常運轉,還有可能導致整個金融市場的波動。
第三個痛點是成本問題。面對資源短缺、碳排放等議題,很多企業實際上是樂于響應的,但是現實的成本導致他們心存顧慮,更糟糕的是擔心萬一投入了資源卻得不到理想的效果,這也在一定程度上影響了很多數據中心管理者的決策。
穩妥和切實可行的技術方案
據此,維諦技術(Vertiv)提出的方案之一是風冷。嚴瀚表示,對存量數據中心進行改造,將原有的水冷卻改成風冷卻,是當前最為穩妥和切實可行的技術方案。
他指出,面對數據中心的高可靠、低成本等需求,風冷的優勢更加明顯。尤其是隨著電能技術、群控技術的加強,以及AI加持的新技術的引入,風冷的能效完全可以做到新的高度。
相比較于水冷系統的高復雜性,維諦技術(Vertiv)的風冷系統結構更加簡單,客戶通過控制系統就能夠實現對變頻風機、變頻壓縮機等幾大核心部件的完全控制。
此外,風冷系統的一大優勢,是交付速度很快。
通常情況下,大型數據中心的冷水系統建設至少需要半年以上,但是維諦技術(Vertiv)的風冷系統可以做到兩個月以內,而且模塊化的趨勢明顯,未來的建設時間會進一步縮短。
在業務連續性方面,維諦技術(Vertiv)可以幫助客戶實現整個系統的逐步升級。同時由于采用全變頻氟泵技術,解決了集中式的單點改造需要整個系統停機的既有問題。
嚴瀚列舉了浙江溫州某客戶的真實案例。
據介紹,在維諦技術(Vertiv)的幫助下,通過對制冷系統進行變頻升級,這家客戶實現了PUE的全面下降,從之前的年均1.78降低到年均1.35。
不止于此,在28個月的時間里,客戶節省的電費已經超過了項目投資總額。實際上,僅僅用了23.85個月,客戶就實現了投資的完全回收,真的是效果拔群。
嚴瀚表示,通過分布式的系統,維諦技術(Vertiv)以螞蟻搬家的方式,即有多少需求建多少機房,靈活地選擇建設方案,幫助客戶將投資降到最低,減少在銀行借貸產生的金融利息。
在維諦技術(Vertiv)提供的方案中,智慧已經無處不在。
譬如在天津某客戶現場,通過AI解決方案,維諦技術(Vertiv)幫助實現了冷卻水系統的切換難題:白天停止某些冷機的運行,將儲冷罐晚上制作的冷水用于系統,來實現能效的提升——結果是PUE降低了0.2。
“基于以上,我們可以做到合規、在線運行,并且成本最優。”嚴瀚表示,維諦技術(Vertiv)將通過出色的產品方案、深度的產品定制能力,以及全面高效的交付能力,幫助數據中心實現最佳的節能改造。