数据中心现在需要开始走上脱碳之路

作者:兰洋科技    浏览量:3281    时间:2023年11月16日    标签:

数据中心运营商发现自己的任务是管理需求的快速增长,同时采用更可持续的能源实践来减少其不断扩大的碳足迹。为了应对这一挑战,利益相关者必须立即开始优先考虑并为节能的未来做好准备。

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一项研究表明,地球上的每个人每秒都会产生1.7MB的新信息。这使得数据中心行业成为全球经济增长最快、贡献最大的领域之一。而且没有放缓的迹象。到2025年,全球数据中心市场规模预计将以每年18%以上的速度增长,达到2500亿美元。

人工智能、自动化和加密货币推动了数据中心需求的加速增长。根据国际能源署发布的数据,全球数据中心消耗的电力超过250TWh,约占全球电力需求的1%,占全球碳排放的0.3%。预计到2030年,这一数字将达到8%。

数据中心运营商发现自己的任务是管理需求的快速增长,同时采用更可持续的能源实践来减少其不断扩大的碳足迹。为了应对这一挑战,利益相关者必须立即开始优先考虑并为节能的未来做好准备。

增加压力以实现效率最大化

数据中心面临可持续发展的压力越来越大,这始于动荡的能源市场。从2021年到2022年,美国天然气价格上涨了近50%,导致能源价格上涨34.6%。作为重要的能源消费者,数据中心已经感受到这些价格上涨对其收入的影响,以及采取措施的紧迫性。

采取更可持续实践的压力也来自于越来越激进的政府监管。2023年1月1日,美国能源部(DOE)对数据中心运营至关重要的暖通空调设备制定了更严格的要求。预计到2024年,美国证券交易委员会将对要求数据中心披露温室气体排放和其他与气候相关的风险做出裁决。其他新的政府指令可能要求数据中心不仅要测量其碳足迹,还要展示他们计划如何减少碳足迹。

数据中心运营商也感受到了来自客户的公众压力。在一项针对美国消费者的调查中,87%的受访者表示,他们更愿意从提供社会和环境效益的企业购买产品,92%的人表示,他们更有可能信任解决环境问题的企业。绿色环保对商业和环境都有好处。数据中心运营商应该注意到这一点。

克服能源效率障碍

数据中心需要大量的能源以来保持全天候以最高容量运行。它们每平方英尺的能耗是商业建筑的50倍。大约50%的典型数据能耗来自IT设备,估计另外35%的能耗来自HVAC设备。运营旧数据中心的利益相关者通常依赖于柴油供电的备用发电机,这也会产生重大的碳影响。

预计到2024年,美国证券交易委员会将要求数据中心披露温室气体排放和其他与气候相关的风险,而政府的指令可能要求数据中心测量其碳足迹,并减少碳足迹。

数据中心对更高效的能源管理的需求是显而易见的。但是不太确定的是,数据中心利益相关者如何在不中断运营或超出预算的情况下减少能源消耗。考虑到这一多管齐下的挑战,许多利益相关者不愿意将可持续性列为优先事项,这是可以理解的。根据《2021年全球数据中心正常运行时间调查》报告,82%的数据中心管理人员跟踪电力使用情况,70%的数据中心管理人员监控电力使用效率(PUE),但只有三分之一的数据中心管理人员监控其碳影响。

进行技术投资的成本似乎是数据中心节能的最大障碍之一。在2023年的数据中心和基础设施调查中,利益相关者将新技术的采用确定为第三大最紧迫的挑战,仅次于安全风险和劳动力萎缩。因此,数据中心运营商的任务是尽可能地从现有设备和系统中延长工作寿命,而不是采用新的节能技术来替换它们。在同一项调查中,利益相关者还将延长设备寿命(39%)视为其首要可持续发展目标,只有16%的受访者将降低能耗作为优先事项。

数据中心的运营和管理很复杂。虽然这带来了挑战,但也意味着有更多的机会可以发现和捕获数据中心设施的能源效率。积极进取的数据中心运营商正在探索和采用广泛的技术创新,以帮助他们满足政府的要求和公众的需求,同时控制成本。其中许多创新涉及改造和升级,以及寻找机会减少数据中主设施现有系统的能源使用。这是一个很好的开始。

节能冷却和储能

大型数据中心为了保持服务器适当的运营温度消耗了大约35%的电力。为了降低这一数字,数据中心利益相关者正在采用一系列冷却创新,包括地板下空气分配系统、高效冷却器冷却塔、紧密耦合的冷却和散热,以及更好地协调现有的机房空调。根据Gartner公司的一份报告预测,到2025年,采用这种特殊冷却技术的数据中心的运营成本将降低20%到40%。制冷的选项包括:

  • 浸入式冷却,将服务器浸入不导电的液体冷却剂中,这是最有效、最可靠、最可扩展的方法之一。

  • 变速风扇,可减少20%~25%的风扇能量需求。

  • 控制回路管理机架上最关键的温度,设置为只提供给定空间所需的空气。提高温度设定点还可以减少机架能量需求以及冷却空间所需的暖通空调单元的尺寸。

  • 安装了中央系统的集中式空气处理器,有助于提高效率并减少维护需求。

  • 人工智能驱动的冷却和机器学习,可在任何给定时间确定并应用所需的最佳冷却量,可将冷却成本降低40%。

柴油发电机组备用电源系统是另一个重要的能源消耗和排放来源,特别是对于老旧的数据中心。前瞻性的数据中心正在探索用电池储能系统取代这些污染严重的发电机的选择,这是一种使用锂离子电池的新型零排放技术,其资本和运营成本较低。虽然不像锂离子电池那样可扩展,但液流电池为数据中心提供了另一种更有效的选择,它将能量储存在电解质罐中,并无限期地保持充电。

尽管存在担忧,但数据中心利益相关者现在有大量令人信服的理由采取行动,以改善他们的能源管理并减少能源使用。行业专家一致认为,在提高效率方面反应最快的数据中心运营商将受益最大,特别是考虑到可持续性已成为许多领先公司的首要任务。

以微软公司为例,该公司宣布计划到2030年消除其设施和供应链中的所有温室气体排放。亚马逊网络服务公司和谷歌公司也加入了这一行列,亚马逊网络服务公司宣布计划到2025年100%使用可再生能源,谷歌公司宣布到2030年实现无碳运营的目标。其他数据中心运营商也在追随他们减少碳排放的脚步。

在可持续发展方面进展缓慢的数据中心利益相关者将很快被抛在后面。通过采取措施改善建筑能源管理,数据中心的基础设施也能够经得起气候变化、政府法规和公众看法的压力。

对于那些由于复杂性和成本而不愿意优先考虑能源效率的数据中心利益相关者来说,有一些实际和渐进的步骤可以缓解过渡,最大限度地减少中断,并降低资本支出。还有多种资金来源可以帮助减轻财政负担,包括政府激励计划、绿色贷款、脱碳计划、设备回扣、能源采购合同和电力购买协议。

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