数据中心温控行业前景展望

作者:兰洋科技    浏览量:4142    时间:2023年08月21日    标签: 数据中心能耗 节能技术 制冷技术

全球算力竞争加剧,我国 ICT 建设驶入快车道。

算力建设关乎数字经济发展,各国均不断发力加快培育数据要素市场,全球算力竞争不断提升。2020 年 4 月 9 日,《中共中央、国务院 关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见》中。

数据首次作为一种新型生产要素在文件中出现,与土地、劳动力、资本和技术等传统要素并列。计算力已经与国家经济息息相关。IDC&清华产业研究院联合发布的《2021-2022 全球计算力指数评估报告》表明,计算力是数字 经济时代的关键生成要素:从 2016-2025 年的整体趋势及预测来看,各个国家的数字经济占GDP的比重持续提 升,预计 2025 年占比将达到 41.5%。计算力作为数字经济时代的关键生产力要素,已经成为挖掘数据要素价值,推动数 字经济发展的核心支撑力和驱动力。国家计算力指数与 GDP 的走势呈现出了显著的正相关。评估结果显示十五个重点国 家的计算力指数平均每提高 1 点,国家的数字经济和 GDP 将分别增长 3.5%和 1.8%,预计该趋 势在 2021-2025 年将继续保持。

全球经济受到新冠疫情的严重影响下,数据中心的建设保持了较高增速,预计在未 来几年云服务提供商与电信公司之间的合作日益增加,全球云市场有望进一步增长。中国 IDC 市场规模增速较快,目前处于高速发展期。受益于我国“新基建”战略提出和持 续攀升的互联网流量,2021 年数据中心建设规模不断增长。

根据中国信通院数据,我国 2021 年 IDC 行业规模约 1500.2 亿元,近 5 年中国 IDC 市场年均复合增速约达 30%,领先于全球 IDC 市场增速,其中近三年中国 IDC 市场具有高增速。我国 IDC 行业增速较快主要系我国 5G 建设 持续推进,5G 应用项目多点开花不断落地,预计到 2025 年,我国数据中心市场规模达到 5952 亿元。随着数字经济“东数西算”工程加速推进、互联网和云计算大客户需求不断扩张及数据 中心在物联网、人工智能等领域的广泛应用,数据中心行业发展前景广阔,有望保持高速增长。IDC 机柜数量不断增长,中国东部地区 IDC 中心较多。2021 年 IDC 的机柜量增长了 99.15 万架,增速为 30%,机柜量总数达到 415.06 万架,年度增长率达到 31.39%。

随着 5G 时代数字 经济向社会各领域持续渗透,数据量爆炸式增长使得全社会对算力需求提升,预计每年仍将以20%以上速度高增,有望打开市场新空间。

研究表明,预计 2025 年,数据中心能耗总量将达到 3952 亿 kW·h,占全社会用电总量的 4.05%,比例逐年攀升。整体来看,由服务器、存储和网络通 信设备等所构成的 IT 设备系统所产生的功耗约占数据中心总功耗的 45%。空调系统同样是数 据中心提高能源效率的重点环节,所产生的功耗约占数据中心总功耗的 40%。降PUE将成为未来发展趋势,主要从制冷方面入手。

温控系统持续优化,节能技术变革打开新机遇

温控系统多元化趋势,节能技术不断突破。当前主流的制冷方式包括风冷水冷、间接蒸 发冷却和液冷技术,根据数据中心规模、环境特点选择合适的制冷技术。提高数据中心的能效, 尤其是空调制冷系统的能效成为研究重点。目前,数据中心空调制冷能效比的提升主要从液冷自然冷源两方面入手。

从制冷方式来看,风冷将逐渐被安装灵活、效率更高的液冷方式所取 代。液冷技术目前应用于 5G 场景,通常对骨干网 OTN 设备、承载网设备以及 5G BBU 设备进行液冷 。采用液冷技术可以通过液体将发热元件热量带走,实现服务器的自然散热,相互传统制 冷方法,液冷技术更为高效节能。

冷却系统不断优化。为了客观评价这些制冷技术以便进一步提高节能减排效率,中国制冷 学会数据中心冷却工作组研究认为:采用数据中心冷却系统综合性能系数(GCOP)作为评价指 标更为合理。

冷却工作组根据上述标准针对来自内蒙古呼和浩特、广东深圳、河北廊坊等地的高效数据 中心进行分析。这些数据中心分布在不同建筑气候区,使用了不同系统形式和运行策略,例如 高效末端、自然冷却AI 控制的运行优化等。数据表明西部地区建设新型数据中心制冷能耗较优。

我国数据中心冷却系统能效存在极大差异,提升我国数据中心冷却系统的能效意义较大, 冷却系统仍存在巨大的节能潜力。数据中心容量不断扩充,中美两国贡献较多。根据 Synergy Research Group 的最新数据 显示,由大型供应商运营的大型数据中心数量已增至 700 家,而以关键 IT负载衡量。

美国占这些数据中心容量的49%,中国是继美国之后对超大型数据中心容量贡献第二大的国家,占总量的15%。

其余的产能分布在亚太地区(13%)、EMEA 地区(19%)和加拿大/拉丁美洲(4%)。超大规模数据中心数量翻一番用了五年时间,但容量翻番用了不到四年时间。

空调系统建设成本较多。根据IBM数据,数据中心的建设成本中空调系统的占比为16.7%。总体来说,2021 年数据中心基础设施设备总支出为 1850 亿美元,能源方面建设资本开支占较 大份额,能源建设及利用效率有望进一步提升。

数据中心资本稳步增长,温控市场打开新空间。根据 Synergy Research 的数据,2021 年数据中心基础设施设备总支出(包括云/非云硬件和软件)为 1850 亿美元,公有云基础设施 设备支出占比为 47%。

面向硬件的服务器、存储和网络合计占数据中心基础设施市场的 77%。操作系统、虚拟化软件、云管理和网络安全占了其余部分。参照 2021 年全球数据中心资本开 支增长 10%的现实,假设未来 4 年数据中心每年资本开支保持增长 10%,我国数据中心温控系 统市场规模 2021 年为 301 亿元,可在 2025 年达到 441 亿元。

聚焦绿色温控节能,重点企业分析有望持续受益。

本文标题:数据中心温控行业前景展望

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