建設(shè)綠色DC有多難？
“中國二氧化碳排放，力爭在2030年前達(dá)到峰值，力爭在2060年前實現(xiàn)碳中和。”這就是“雙碳戰(zhàn)略”，而且是近在眼前的戰(zhàn)略目標(biāo)。它將在未來改變每個人的生活，也正在重構(gòu)每一座IDC。
確實如此。
在“雙碳戰(zhàn)略”下，電力行業(yè)正在被重構(gòu)，發(fā)電廠的煙囪和水塔已在消失，風(fēng)電和光電將替代傳統(tǒng)能源；交通行業(yè)也正在被重構(gòu)，汽車排氣管已在消失，到2030年純電動車市場滲透率將超過33%。
同樣在重構(gòu)的還包括IDC，而且IDC“煙囪”消失的速度，甚至比汽車排氣管更快。IDC是能耗大戶，更是碳排放大戶。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示：2018年，全國數(shù)據(jù)中心總耗電量為1500億千瓦時，占社會總用電量的2%。預(yù)計到2025年，數(shù)據(jù)中心總耗電量還將增加一倍，這相當(dāng)于三個三峽大壩全年發(fā)電量。
高能耗即意味著高碳排放量，但綠色數(shù)據(jù)中心不能僅依靠植樹造林。購買碳減排量或綠電也只能暫緩燃眉之急。而將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心重構(gòu)為下一代綠色數(shù)據(jù)中心，需要綜合考慮機(jī)房內(nèi)外等諸多方面，需要綜合應(yīng)用數(shù)字化、智能化等諸多技術(shù)，例如應(yīng)用綠色能源、提升資源利用率、智能管理提升效能。低碳化、電氣化、智能化正是實現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵要素。而華為就在融合數(shù)字技術(shù)和電力電子技術(shù)，推動能源革命，共建綠色美好未來。
降低PUE從自然冷源做起
問題由此而來，綠色數(shù)據(jù)中心該如何建設(shè)？推動能源革命，降低PUE是關(guān)鍵，其中重構(gòu)制冷系統(tǒng)又是重中之重。在此方面世界各地的科學(xué)家可謂較勁腦汁，微軟在蘇格蘭奧克尼群島海岸附近建“水下數(shù)據(jù)中心”，利用寒冷的海水散熱；中國的張北草原年均氣溫僅有2.3℃，常年的免費空調(diào)，也吸引了眾多IDC服務(wù)商。
廊坊年平均氣溫為11.9℃，地理優(yōu)勢雖然不能與高寒草原相比，但同樣可以充分利用自然冷源。萬國數(shù)據(jù)廊坊一號數(shù)據(jù)中心和廊坊二號數(shù)據(jù)中心，采用華為的智能間接蒸發(fā)冷卻方案，有效地延長了自然冷卻使用時間，最大限度降低數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)能耗，相比傳統(tǒng)冷凍水方案節(jié)能8~10%。
萬國數(shù)據(jù)廊坊一號數(shù)據(jù)中心和廊坊二號數(shù)據(jù)中心
這就是在推掉IDC制冷系統(tǒng)的“煙囪”。IDC不能“靠天吃飯”，但可以靠技術(shù)吃飯。華為間接蒸發(fā)冷卻解決方案可以讓每一度電都用在算力上。根據(jù)ICTresearch《2020-2021年中國數(shù)據(jù)中心蒸發(fā)冷卻空調(diào)產(chǎn)品市場報告》顯示，華為間接蒸發(fā)冷卻（AHU）解決方案以34.5%的市場份額，穩(wěn)居中國市場第一。
更重要的是，相比于架構(gòu)松散的、且需經(jīng)過多次換熱的傳統(tǒng)冷凍水制冷系統(tǒng)，華為間接蒸發(fā)冷卻解決方案，采用模塊化和預(yù)制化的架構(gòu)，實現(xiàn)“一箱一系統(tǒng)”，制冷系統(tǒng)交付時間縮短50%。
數(shù)據(jù)來源：ICTresearch《2020-2021年中國數(shù)據(jù)中心蒸發(fā)冷卻空調(diào)產(chǎn)品市場報告》
從制冷到“智冷”
同樣是在廊坊，另一座IDC也很具有借鑒意義。該項目因為引入AI技術(shù)，推倒了IDC的“煙囪”，并因此入選中國節(jié)能中心重點節(jié)能技術(shù)應(yīng)用典型案例（2019）名單，年省電費超過2000萬元。
廊坊華為云數(shù)據(jù)中心總面積54000平方米，共部署了4000余個機(jī)柜，IT機(jī)柜設(shè)計功率為30+MW。為提升冷卻系統(tǒng)運行能效，數(shù)據(jù)中心采用華為iManager NetEco6000數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施管理系統(tǒng)。
廊坊華為云數(shù)據(jù)中心
此解決方案基于AI的iCooling節(jié)能算法，建立了能耗與負(fù)載、氣候條件、設(shè)備運行數(shù)量等可調(diào)節(jié)參數(shù)間的機(jī)器學(xué)習(xí)模型。也就是說，IDC是一個不斷變化的環(huán)境，而AI可以不變勝萬變。
以廊坊華為云數(shù)據(jù)中心為例，iCooling@AI能效優(yōu)化解決方案可將數(shù)據(jù)中心年均PUE值，從1.42降至1.26，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于北京PUE1.4的紅線標(biāo)準(zhǔn)，與烏蘭察布數(shù)據(jù)中心PUE標(biāo)準(zhǔn)大體相同。
重構(gòu)供配電系統(tǒng)
綠色數(shù)據(jù)中心的供配電系統(tǒng)，也正在重構(gòu)。在數(shù)據(jù)中心能耗排名中，供配電系統(tǒng)位列第三，約占數(shù)據(jù)中心總能耗的10%，而傳統(tǒng)供配電系統(tǒng)功率密度低，且隨著IT設(shè)備功率密度的增長，占地面積越來越大。
在此方面融合是大勢所趨，華為FusionPower6000智能電力模塊方案就將輸入輸出柜以及UPS融合于一體。這樣在使用過程中，不僅能夠減少繁冗配電，更是能夠為用戶節(jié)約30%的占地面積。而且供電系統(tǒng)整體效率高達(dá)97.5%，相對于傳統(tǒng)攢機(jī)方案的整體效率提升了3%。
不僅如此，UPS不間斷電源作為數(shù)據(jù)中心的動力心臟，電池的可靠性直接影響到數(shù)據(jù)中心是否能夠穩(wěn)定運維。華為在FusionPower系列解決方案當(dāng)中，采用了自研UPS鋰電池儲能系統(tǒng)——智能鋰電SmartLi，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鉛酸電池。
傳統(tǒng)鉛酸電池是不折不扣的環(huán)境殺手，其酸、堿電解質(zhì)溶液，會使土壤和水系酸性化或堿性化，而且鉛酸電池的能量密度僅是鋰電三分之一。同時，鉛酸電池最多5~7年就要更換一次，TCO沒有任何優(yōu)勢。
鋰電則在重構(gòu)IDC領(lǐng)域，就像其已經(jīng)在重構(gòu)汽車行業(yè)。華為智能鋰電SmartLi解決方案壽命可達(dá)10~15年，2倍于鉛酸壽命。在世紀(jì)互聯(lián)蘇州國科數(shù)據(jù)中心項目中，其對比傳統(tǒng)方案，10年TCO降低20%，機(jī)柜出柜率提升10%，這對寸土寸金的IDC尤其重要。
綠色數(shù)據(jù)中心要從源頭做起
碳中和的關(guān)鍵是要構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，核心是“發(fā)、輸、配、用、儲”各環(huán)節(jié)都將全面構(gòu)建在數(shù)字技術(shù)與電力電子技術(shù)之上。當(dāng)然，綠色數(shù)據(jù)中心還要從源頭做起。通過使用清潔低碳能源、提高能效來降低數(shù)據(jù)中心的碳排放，才能實現(xiàn)碳減排和碳中和目標(biāo)。例如風(fēng)電、太陽能光伏發(fā)電，都將為數(shù)據(jù)中心提供源源不斷的動力。
華為的獨特價值是長期研發(fā)投入積累的數(shù)字技術(shù)與電力電子技術(shù)，專注于融合創(chuàng)新，加速能源數(shù)字化，使能千行百業(yè)產(chǎn)業(yè)升級。同時加速清潔能源發(fā)電，建設(shè)綠色交通、綠色站點、綠色數(shù)據(jù)中心，從而最終實現(xiàn)零碳建筑、零碳園區(qū)、零碳城市。
以全場景光儲解決方案為例，其就可將光伏從補(bǔ)充電改變成為主力電，讓數(shù)據(jù)中心使用上綠色能源。大型光伏電站可利用華為±1500V雙極組串架構(gòu)，降低光伏度電成本，使其低于火電、核電和風(fēng)電。而這就是從源頭開始重構(gòu)數(shù)據(jù)中心，因為只有在IDC使用清潔低碳能源后，零碳數(shù)據(jù)中心才將真正出現(xiàn)，IDC的“煙囪”也才終將被推倒。
