據(jù)國際能源署研究人員估計，到2025年，全球數(shù)據(jù)中心將使用全球25%的電力。這比世界上任何一個國家的用電量都多，你會很高興聽到這個預(yù)測到目前為止還沒有實現(xiàn)，你可能想知道，“數(shù)據(jù)中心消耗到底需要多少柴油發(fā)電機組和其他類型發(fā)電機組？”

 

    全球數(shù)據(jù)中心每年消耗大約200太瓦時(TWh)的能源，其中幾乎全部是柴油發(fā)電機組；這大約是世界用電量的1%。雖然這遠(yuǎn)低于上述預(yù)測，但它仍然使數(shù)據(jù)中心成為相當(dāng)大的能源消耗者。然而，數(shù)據(jù)中心行業(yè)在提高能源效率方面取得了重大進展。這導(dǎo)致近年來數(shù)據(jù)中心的能源消耗趨于平穩(wěn)。更令人興奮的是，該行業(yè)能夠在成功滿足客戶日益增長的服務(wù)需求的同時實現(xiàn)能源消耗平穩(wěn)。既然已經(jīng)涵蓋了有關(guān)數(shù)據(jù)中心能源使用的基礎(chǔ)知識，那么讓我們來看看未來幾年您可能會更頻繁地聽到的三個數(shù)據(jù)中心能源趨勢。

 

環(huán)保意識的增強正在推動對脫碳的關(guān)注

 

    從航空公司到數(shù)據(jù)中心，降低碳排放和脫碳在大多數(shù)行業(yè)中越來越受到關(guān)注。在使用200 TWh電力的過程中，數(shù)據(jù)中心會產(chǎn)生大量的碳足跡。這是因為它們通常依賴于世界上目前仍以柴油發(fā)電機組為主的發(fā)電組合。數(shù)據(jù)中心行業(yè)最流行的兩條脫碳途徑是直接使用可再生能源和使用可再生能源信用額度(REC)。直接使用可再生能源：數(shù)據(jù)中心完全或部分由可再生能源供電，例如地?zé)?、水力、太陽能和風(fēng)能。雖然這是對環(huán)境更有利的方法，但由于可再生能源的間歇性，它也更具挑戰(zhàn)性。數(shù)據(jù)中心運營商要么依靠現(xiàn)有的電力市場，要么在某些情況下依靠儲能選項來應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。

 

    使用可再生能源信用(REC)：在這種情況下，數(shù)據(jù)中心運營商購買可再生能源和相關(guān)的REC。如果可再生能源是在遠(yuǎn)離數(shù)據(jù)中心的地方生產(chǎn)的，運營商會將可再生能源賣回電網(wǎng)，并使用可再生能源來抵消其碳足跡。這是整個數(shù)據(jù)中心行業(yè)的普遍做法，也是谷歌成為全球最大的可再生能源企業(yè)買家的部分原因.以下是這種方法的好處：它讓可再生能源供應(yīng)商客戶承諾投資新項目，即使數(shù)據(jù)中心不一定使用可再生能源。換句話說，這種方法向電網(wǎng)提供了越來越多的可再生能源供我們所有人使用。同時，批評人士強調(diào)，這種方法不一定會減少數(shù)據(jù)中心的碳排放。預(yù)計這兩種方法將在數(shù)據(jù)中心行業(yè)的脫碳道路上共存。

 

數(shù)據(jù)中心電力網(wǎng)絡(luò)分布圖

 

現(xiàn)場發(fā)電量增加

 

數(shù)據(jù)中心通常依賴電網(wǎng)作為主要電力來源。雖然依靠電網(wǎng)很方便，但數(shù)據(jù)中心的持續(xù)擴展可能會給現(xiàn)有的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施帶來額外的壓力，從而導(dǎo)致電網(wǎng)不穩(wěn)定。在某些地區(qū)，數(shù)據(jù)中心的增長和能源需求可能超過電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施能力和投資。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，一些數(shù)據(jù)中心運營商可能會部署現(xiàn)場發(fā)電。光伏(PV)陣列、柴油發(fā)電機組和燃料電池是現(xiàn)場發(fā)電的常見來源。這些資源也稱為分布式能源(DER)，可以連接到公用設(shè)施或與公用設(shè)施隔離（稱為孤島運行）作為微電網(wǎng)運行。固定能量存儲也可以并入微電網(wǎng)中，從而增強與公用事業(yè)隔離運行的能力。現(xiàn)場發(fā)電允許數(shù)據(jù)中心運營商在可用時使用來自更清潔能源的電力，同時在最清潔能源不足時從其他來源補充能源?，F(xiàn)場發(fā)電的這一特性支持實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，同時為數(shù)據(jù)中心提供可靠的電力服務(wù)。

 

戶外集裝箱式柴油發(fā)電機組集成電站

 

提高能效水平

 

數(shù)據(jù)中心為提高能源效率提供了巨大的機會，該行業(yè)近年來充分利用了這一優(yōu)勢。讓我們介紹數(shù)據(jù)中心能效的兩個方面。

 

IT基礎(chǔ)設(shè)施：從歷史上看，數(shù)據(jù)中心通過提高單個IT設(shè)備的利用率和服務(wù)器虛擬化來提高IT基礎(chǔ)設(shè)施的能源效率。展望未來，融合基礎(chǔ)架構(gòu)(CI)和超融合基礎(chǔ)架構(gòu)(HCI)預(yù)計將引領(lǐng)數(shù)據(jù)中心的能源效率提升。簡而言之，CI具有由存儲和計算功能組成的構(gòu)建塊，這些功能物理結(jié)合在一個交鑰匙產(chǎn)品中。同時，HCI依靠軟件來結(jié)合計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)功能。這兩種技術(shù)以不同的方式提供了一個更具可擴展性的架構(gòu)，有助于提高能源效率。在數(shù)據(jù)中心內(nèi)，為了提供相同的計算輸出，如果您使用其中一種技術(shù)，您可以負(fù)擔(dān)得起更少的服務(wù)器、存儲和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

 

非IT基礎(chǔ)設(shè)施：電源使用效率(PUE)，即數(shù)據(jù)中心使用的總能源與計算設(shè)備使用的能源的比率，是數(shù)據(jù)中心能源效率的常見指標(biāo)。行業(yè)平均PUE從2007年的2.5提高到2019年的1.67 4，這是一個明確的指標(biāo)，表明非IT基礎(chǔ)設(shè)施、供暖、制冷、照明等對數(shù)據(jù)中心能源消耗的貢獻(xiàn)正在縮小。展望未來，冷卻系統(tǒng)的進步將成為非IT基礎(chǔ)設(shè)施能效提升的中心。自然冷卻（使用來自附近資源的涼爽環(huán)境空氣或冷凍水來冷卻設(shè)施）將影響數(shù)據(jù)中心的地理位置。此外，液體冷卻技術(shù)的日益突出將影響數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)的設(shè)計。同時，在IT基礎(chǔ)設(shè)施方面，IT設(shè)備在更高環(huán)境溫度下運行的需求不斷擴大，這將減少單位計算能力的冷卻需求。

 

 

 

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