中國數(shù)據(jù)中心能效管理政策分析

郭豐

2020年3月4日，中共中央政治局常務(wù)委員會(huì)召開會(huì)議，強(qiáng)調(diào)加快5G網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)度，數(shù)據(jù)中心日益成為影響經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，2019年中國各類大中小微型數(shù)據(jù)中心大約有7.4萬個(gè)，大約能占全球數(shù)據(jù)中心總量的23%，機(jī)架總規(guī)模約227萬架。預(yù)計(jì)未來數(shù)據(jù)中心的規(guī)模會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。與此同時(shí)，也帶來了電力消耗量的快速增長，為此國家和地方也先后出臺(tái)了相關(guān)能效管理政策。

國家及地方數(shù)據(jù)中心能效管理政策

2019年2月，工業(yè)和信息化部、國家機(jī)關(guān)事務(wù)管理局、國家能源局聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于加強(qiáng)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的指導(dǎo)意見》（工信部聯(lián)通〔2013〕13號(hào)），明確提出了中國綠色數(shù)據(jù)中心工作未來發(fā)展目標(biāo)：到2022年，數(shù)據(jù)中心平均能耗基本達(dá)到國際先進(jìn)水平，新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心的電能使用效率值達(dá)到1.4以下。

《指導(dǎo)意見》發(fā)布后，工業(yè)和信息化部將數(shù)據(jù)中心納入工業(yè)和通信業(yè)節(jié)能監(jiān)察工作管理范圍。監(jiān)察對(duì)象是各省納入重點(diǎn)用能單位管理的數(shù)據(jù)中心，以及受各省公共機(jī)構(gòu)管理部門委托進(jìn)行監(jiān)察的公共機(jī)構(gòu)領(lǐng)域重點(diǎn)數(shù)據(jù)中心。監(jiān)察內(nèi)容是核算電能使用效率，檢查能源計(jì)量器具配備情況。

各地也先后圍繞數(shù)據(jù)中心能效出臺(tái)相關(guān)政策。具體匯總?cè)缦卤怼?p>

此外，江蘇、四川等省市在具體工作中也開始強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)中心的綠色節(jié)能。

能效管理政策變化趨勢分析

通過梳理相關(guān)政策，我們可以發(fā)現(xiàn)能效管理政策有以下幾個(gè)趨勢。

第一，數(shù)據(jù)中心的能效要求逐漸嚴(yán)格，PUE指標(biāo)值從1.4逐步降低到1.3甚至1.25。

第二，能效要求逐步納入行政執(zhí)法范疇。最開始主要以規(guī)范、指導(dǎo)意見的形式體現(xiàn)指導(dǎo)性的要求，現(xiàn)在逐步成為審批的依據(jù)、減量替代的指標(biāo)。

第三，在前期主要是對(duì)數(shù)據(jù)中心能效值的方式提出明確要求。隨著對(duì)數(shù)據(jù)中心作用以及綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)認(rèn)識(shí)的不斷深入，各地在提出能效要求的同時(shí)，開始結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展需求對(duì)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)提出差異性的政策要求。如上海市經(jīng)濟(jì)信息化委發(fā)布的《關(guān)于征集本市2020年擬新建互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目的通知》，以項(xiàng)目招標(biāo)的方式發(fā)放數(shù)據(jù)中心建設(shè)指標(biāo)，在明確提出數(shù)據(jù)中心能效指標(biāo)的同時(shí)，也對(duì)數(shù)據(jù)中心建設(shè)對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)拉動(dòng)提出了明確的要求。廣東省對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行了分類，在提出數(shù)據(jù)中心能效指標(biāo)要求的同時(shí)，對(duì)各地區(qū)建設(shè)數(shù)據(jù)中心的類型也進(jìn)行了規(guī)劃。

第四，已經(jīng)開始出現(xiàn)細(xì)化要求的趨勢。如上海市除PUE以外，已經(jīng)提出平均機(jī)架設(shè)計(jì)功率、上架率、機(jī)架運(yùn)行功率、水資源利用效率等指標(biāo)要求。

總體來講，能效管理政策向著更嚴(yán)格、更細(xì)化、更精準(zhǔn)的方向逐步發(fā)展。

能效管理政策對(duì)數(shù)據(jù)中心行業(yè)影響分析

相關(guān)能效管理政策將會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)中心行業(yè)的發(fā)展帶來深遠(yuǎn)的影響。預(yù)計(jì)數(shù)據(jù)中心行業(yè)將會(huì)有以下發(fā)展趨勢。

第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年，中國在用超大型數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.63，大型數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.54。我們抽樣調(diào)查的數(shù)據(jù)中心在2019年平均PUE為1.6左右，大型超大型數(shù)據(jù)中心平均PUE為1.5左右。能效管理政策提出的PUE指標(biāo)相對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心能效水平嚴(yán)苛許多。新建數(shù)據(jù)中心將積極采用高效數(shù)據(jù)中心解決方案建設(shè)，在數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)開始，即全面分析后期運(yùn)行能耗情況，盡量使用高能效產(chǎn)品，根據(jù)地方氣候條件采取差異化的設(shè)計(jì)，選擇智能化運(yùn)維管理工具，有效提升數(shù)據(jù)中心能效水平。

第二，建成五年以上且規(guī)模在1000個(gè)機(jī)柜以下的數(shù)據(jù)中心因?yàn)橐?guī)模較小，運(yùn)維成本較高，進(jìn)行改造不具備成本優(yōu)勢，將會(huì)在較短的時(shí)間內(nèi)大部分被淘汰。中型數(shù)據(jù)中心主要利用區(qū)位優(yōu)勢，通過不斷提高運(yùn)維管理水平保持競爭力。大型數(shù)據(jù)中心布局將逐步從核心城市自身向周邊區(qū)域以及電力資源充裕和自然資源優(yōu)勢的地區(qū)溢出延伸。

第三，自然冷源、液冷、余熱回收等可以顯著提高數(shù)據(jù)中心能效的技術(shù)將會(huì)得到更高的關(guān)注。機(jī)柜的功率密度以及實(shí)際使用率會(huì)在后期的運(yùn)維管理中得到更大程度的重視。

第四，數(shù)據(jù)中心云計(jì)算化、云計(jì)算超算化可能會(huì)成為數(shù)據(jù)中心的發(fā)展趨勢。

總之，我們預(yù)計(jì)雖然數(shù)據(jù)中心的總規(guī)模仍會(huì)繼續(xù)增長，但數(shù)據(jù)中心耗能量的增長率會(huì)逐步降低，甚至逐步趨近于零。

存在問題及改進(jìn)建議

目前各種政策對(duì)于數(shù)據(jù)中心的能效均以PUE這一參數(shù)進(jìn)行衡量。該參數(shù)實(shí)際上是數(shù)據(jù)中心總電能消耗與IT系統(tǒng)電能消耗的比值，這一參數(shù)對(duì)于衡量數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的效率是適宜的。但是這個(gè)參數(shù)里的IT系統(tǒng)電能消耗實(shí)際上并不是直接計(jì)量IT設(shè)備的用電量，是以機(jī)柜為界面，計(jì)量機(jī)柜內(nèi)部所有設(shè)備的用電量。機(jī)柜界面內(nèi)部的各系統(tǒng)的效率在這個(gè)指數(shù)中是無法體現(xiàn)的。所以這個(gè)指數(shù)無法完整體現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的能源使用效率。但是因?yàn)楝F(xiàn)在尚無行業(yè)公認(rèn)的更好地體現(xiàn)數(shù)據(jù)中心能效的參數(shù)，所以該參數(shù)仍然被廣泛用于數(shù)據(jù)中心能源使用效率的評(píng)估。建議就如何更好地評(píng)估數(shù)據(jù)中心能源使用效率進(jìn)行深入的探討，尋找更佳的評(píng)價(jià)方式，以更好的對(duì)數(shù)據(jù)中心能源使用效率進(jìn)行評(píng)估。

當(dāng)前，中國經(jīng)濟(jì)加速向以網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)為重要內(nèi)容的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)轉(zhuǎn)變，由數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化兩方面內(nèi)容組成的數(shù)字經(jīng)濟(jì)總量已占到GDP的三分之一以上。數(shù)據(jù)中心作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)所產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)的主要儲(chǔ)存與運(yùn)算處理實(shí)體，重要性不斷凸顯。相信數(shù)據(jù)中心的能效管理政策也會(huì)在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上不斷完善，在推動(dòng)數(shù)據(jù)中心綠色發(fā)展的同時(shí)，為實(shí)體經(jīng)濟(jì)提供更好的支撐。