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

近日，國家發(fā)展改革委、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部、國家能源局等四部門聯(lián)合發(fā)布關于印發(fā)《貫徹落實碳達峰碳中和目標要求推動數(shù)據(jù)中心和5G等新型基礎設施綠色高質(zhì)量發(fā)展實施方案》的通知。《通知》要求，堅持集約化、綠色化、智能化建設，加快節(jié)能低碳技術的研發(fā)推廣，支持技術創(chuàng)新和模式創(chuàng)新。鼓勵使用風能、太陽能等可再生能源，通過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，促進可再生能源就近消納。支持模塊化氫電池和太陽能板房等在小型或邊緣數(shù)據(jù)中心的規(guī)?；茝V應用。

中國科學院電工研究所徐立博士表示：粗略統(tǒng)計，每10萬臺服務器，年用電量就超過4億千瓦時。其中，IT設備和制冷設備能源消耗最高，達到80%左右。實際上，大量電力用于服務器運行及散熱，散熱方式以風冷、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。他提出，以可再生能源供應數(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)能減排目標的實現(xiàn)。

徐立博士介紹，綠色數(shù)據(jù)中心解決方案主要關注以下幾方面：

（1）開展服務器內(nèi)部溫度監(jiān)測和重構(gòu)，確定動態(tài)局部熱點，分析能耗分布情況。

（2）采用適宜的冷卻方法對熱點進行高效散熱，同時適當提高空調(diào)送風溫度，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，增加余熱的綜合回收與提升余熱利用的可能性。

（6）結(jié)合周圍用熱單位（酒店、醫(yī)院、居民供暖，企業(yè)用熱等）情況，構(gòu)建互聯(lián)協(xié)同用能機制。

（7）增加跨季節(jié)儲熱裝置，保障全年供熱的平穩(wěn)。

據(jù)了解，目前中國科學院電工研究所太陽能熱利用技術研究部已經(jīng)開展了綜合利用可再生能源技術為數(shù)據(jù)中心節(jié)能降耗的相關研究工作，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，帶來顯著的節(jié)能減排和經(jīng)濟效益。同時能源綜合利用，既為大數(shù)據(jù)企業(yè)提供價格適宜的綠色電力，又解決可再生能源消納，更促進熱能的綜合回收與利用，形成良性循環(huán)發(fā)展，實現(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。