第17期 2021/11/15
可持續(xù)數(shù)據(jù)中心的碳足跡，如何做到「有跡可循」？
“氣溫又上升了十分之一度”“海平面又上升了一厘米”……這些氣候變化的微小差異，似乎并不能引起大家深刻感觸，可要知道，人類每一步碳足跡的產(chǎn)生，都可能帶動整個地球環(huán)境系統(tǒng)的長期的、巨大的連鎖反應。比如，不可忽視的破壞性熱浪、干旱和極端降雨等等，媒體上報道的自然災難屢見不鮮。
通常意義上來看，碳排放被認為是氣候變化的主要誘因，不少國家都把實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展及碳中和設定為國家戰(zhàn)略目標。作為數(shù)字經(jīng)濟“底座”，數(shù)據(jù)中心的低碳可持續(xù)發(fā)展，無疑為推動碳中和目標及數(shù)字經(jīng)濟長足發(fā)展提供重要“解題思路”。
多挑戰(zhàn)：可持續(xù)輪廓 模糊不清
數(shù)據(jù)中心的本質(zhì)是將電力轉(zhuǎn)化為算力。自上世紀數(shù)據(jù)計算邁出第一步以來，在數(shù)據(jù)的帶動下，物與物，人與物，人與人，建立起千絲萬縷的聯(lián)系，而數(shù)據(jù)中心，作為數(shù)據(jù)流的“河道”，肩負著數(shù)據(jù)的接收、處理、存儲與轉(zhuǎn)發(fā)的職責。伴隨爆炸性數(shù)字化需求，能源消耗也一路高漲。根據(jù)CDCC數(shù)據(jù)來看，數(shù)據(jù)中心的碳排占全國總碳排的不到1%，如果僅僅從數(shù)據(jù)中心的絕對二氧化碳的排放來看的話，數(shù)據(jù)中心并不屬于一個高碳排的行業(yè)。然而，伴隨著無處不在的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和自動化浪潮，各行各業(yè)需要更多的數(shù)據(jù)中心部署，以實現(xiàn)更加高速的IT算力，數(shù)據(jù)中心能源消耗也在迅速增長，相比其他行業(yè)來說，數(shù)據(jù)中心碳排放具有顯著的“乘數(shù)效應”。
但對于很多企業(yè)而言，建設綠色、可持續(xù)的數(shù)據(jù)中心，并不輕松。
首先，究竟什么樣的數(shù)據(jù)中心才算是可持續(xù)發(fā)展的數(shù)據(jù)中心？施耐德電氣能效低壓業(yè)務數(shù)據(jù)中心行業(yè)經(jīng)理馬莉莎在接受至頂網(wǎng)記者采訪時表示，聯(lián)合國對于“可持續(xù)發(fā)展”的定義是，既能滿足當代人的需求，又不損害后代人滿足其需求的能力。
這一摸不著、也看不到的概念，令很多企業(yè)無從下手。此前，企業(yè)通常從降低PUE入手，但新能源的使用、水資源的利用以及余熱回收這些方面也應該考慮納入衡量體系。所以，建立可持續(xù)的清晰定義及科學評價指標是行業(yè)當下的迫切所需。
“在雙碳目標倒推下，可持續(xù)理念得到了更大關(guān)注，但是每家的統(tǒng)計指標各不相同。”馬莉莎舉例說，比如，有些公司只披露了全部的用電量，對數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)指標暫無披露。而有些公司只披露了PUE，對用電量、用電結(jié)構(gòu)、溫室氣體排放等數(shù)據(jù)卻選擇不披露。落基山研究所總監(jiān)朱思捷對此深有同感，如果做不到“摸清家底”，數(shù)據(jù)中心運營商或許永遠也無法走上可持續(xù)發(fā)展的光明大道。
此外，企業(yè)還將面臨諸多內(nèi)部挑戰(zhàn)。“如果一個工廠很老舊，設備根本無法做到可監(jiān)、可測、可聯(lián)，企業(yè)數(shù)字化管理是‘模糊的’，那么實現(xiàn)可持續(xù)則是一項重大挑戰(zhàn)。”DeepKnowledge 深知社總經(jīng)理孫杰給出了他的看法，先數(shù)字化，后可持續(xù)化，才能為數(shù)據(jù)中心的綠色發(fā)展提供無數(shù)種可能。
孫杰告訴記者，經(jīng)營成本是企業(yè)內(nèi)部面臨的最大挑戰(zhàn)。從企業(yè)運營來說，首要關(guān)注投資收益，這并非指設備的購買成本，而是設備的運營成本。比如，業(yè)主方在做數(shù)據(jù)中心投資建設時，更多考慮的是當期投資，并未將三年五年之后的成本考慮之內(nèi)，之后再想節(jié)能降耗，達成雙碳目標，就需要額外的成本投入。
踐行者：「強健、敏捷、不挑食、不認生」
雖然在初期規(guī)劃時，很多企業(yè)的數(shù)據(jù)中心建設并非從可持續(xù)發(fā)展的視角出發(fā)，也面臨很多外部挑戰(zhàn)，但是在經(jīng)過多年實踐之后，數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展路徑逐漸清晰可見。施耐德電氣能源管理低壓業(yè)務行業(yè)市場負責人趙天意這樣理解可持續(xù)的意義。
“雙碳，對數(shù)據(jù)中心來說，不僅是‘義’無反顧，也是‘益’無反顧，前者是社會責任，后者則是利益驅(qū)動。”從發(fā)展路徑來看，趙天意認為，數(shù)據(jù)中心能耗在企業(yè)整個電力能耗成本占比近50%以上，著眼未來，雙碳目標對于數(shù)據(jù)中心提升整體競爭力和價值都提出了更高的要求。
不過，究竟怎么才算是一個“合格”的可持續(xù)數(shù)據(jù)中心？趙天意形象地給出了四個比喻——它擁有“強健”的機體、“敏捷”的反應力，對于各種可再生能源“不挑食”，對于未來的技術(shù)演進“不認生”。
具體來看，可持續(xù)數(shù)據(jù)中心一定是“強健”的。作為整個數(shù)字經(jīng)濟的“算力大腦”，可持續(xù)發(fā)展數(shù)據(jù)中心一定要確保整個系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。
第二，數(shù)據(jù)中心也要足夠“敏捷”高效，能夠把每一份能源都轉(zhuǎn)化為算力。每一個單位的算力所消耗的能源越低，給業(yè)主、給計算方帶來的價值就越高。
第三，“可持續(xù)性很重要的一點在于能夠管理、吸納、利用不同的能源類型。不僅僅是可持續(xù)能源，同時對于波動性的能源也能夠吸納。”趙天意解釋說，數(shù)據(jù)中心的“不挑食”，指的是其能夠使用各種可再生能源，提高可再生能源的利用率，這點對于數(shù)據(jù)中心的基層系統(tǒng)非常重要。”
最后，數(shù)據(jù)中心要“不認生”，未來能夠適應各個技術(shù)發(fā)展方向。在未來數(shù)據(jù)中心演化過程中，無論是邊緣計算、多站融合，還是大型、超大型數(shù)據(jù)中心、超算，都要求數(shù)據(jù)中心必須要有非常強的適應性，才能使數(shù)據(jù)中心可持續(xù)地融入到整個國民經(jīng)濟和我們的日常生活之中。
新標桿：描繪可持續(xù)數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵要素
如前文所言，不少人陷入“低碳=可持續(xù)”的誤區(qū)，但效率僅僅是環(huán)境可持續(xù)性的一部分，企業(yè)需要進行整體把握。施耐德電氣聯(lián)合深知社、落基山研究所發(fā)布《中國數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展》洞察報告（以下簡稱“洞察報告”）則為突破這一瓶頸提供了全新思路。基于在數(shù)據(jù)中心行業(yè)多年的探索，并結(jié)合眾多行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)、合作伙伴的經(jīng)驗，施耐德電氣提出影響數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展的五大類指標，包括能源、溫室氣體排放、水、廢棄物、土地與生物多樣性，并針對性細化出23個可測量的可持續(xù)指標。
這些指標，明確了數(shù)據(jù)中心可持續(xù)發(fā)展的方向。然而對數(shù)據(jù)中心運營商來說，操作起來仍存在不小的難度。對數(shù)據(jù)中心的建設者、使用者來說，如何把五大關(guān)鍵要素融入到數(shù)據(jù)中心全生命周期的過程，包括選址、設計、建造、運維當中？如何結(jié)合企業(yè)自身實際，制定切實可行的可持續(xù)發(fā)展的路徑？施耐德電氣分享了自己的實踐經(jīng)驗和成果。
先行者：打造綠色數(shù)據(jù)中心升級范式
可持續(xù)發(fā)展所帶來的價值是多元且長遠的，但過程卻是復雜且具有顛覆性的。施耐德電氣能源管理低壓業(yè)務行業(yè)應用與創(chuàng)新總監(jiān)張翼強調(diào)，建設可持續(xù)的數(shù)據(jù)中心，一定不是簡單的“1到N”的復制，而是像中醫(yī)處方所講究的“千人千方”，要對癥下藥。
很多企業(yè)真正開始可持續(xù)探索的時候，會面臨很多不同的挑戰(zhàn)。比如，每家企業(yè)的碳排、水用量、專業(yè)人才支持、所能支撐運營層面碳中和的能力各不相同。企業(yè)不妨先摸清自己“家底”，或者請第三方機構(gòu)做碳排查，為實踐可持續(xù)數(shù)據(jù)中心制定好遠大且可行的目標，這是第一步。
“一個高效可持續(xù)的數(shù)據(jù)中心，不僅僅是選擇高效、綠色的設備這么簡單，而是需要設計高效的運行系統(tǒng)。”馬莉莎表示，“數(shù)據(jù)中心需要將可持續(xù)發(fā)展理念納入選址過程；優(yōu)化供配電和制冷架構(gòu)；通過數(shù)字化工具規(guī)劃設計流程；選擇綠色低碳的智能化產(chǎn)品。”
同時，建設可持續(xù)的數(shù)據(jù)中心需要提升運營效率。在推進數(shù)據(jù)中心運維標準化的同時，盡可能多的采用數(shù)字化手段、采用自動化控制系統(tǒng)，通過云服務獲得預防性及快速服務響應，持續(xù)迭代優(yōu)化，并推行新能源改造。例如，數(shù)據(jù)中心的配電系統(tǒng)設計，一方面，既要符合可用性要求，另一方面，又要極力優(yōu)化運行效率及總體成本和后期運維能力，傳統(tǒng)的CAD電氣圖紙配合表格計算，就不如于專業(yè)數(shù)字化仿真計算軟件來得精細，以施耐德電氣 ETAP電氣系統(tǒng)設計軟件為例，其能夠?qū)λO計的數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)進行建模，提升運行效率和成本優(yōu)化。
其次，高比例可再生能源應用是數(shù)據(jù)中心降低碳排放的重要途徑，也是實現(xiàn)雙碳目標的主要手段。當算力和清潔電力相結(jié)合，數(shù)據(jù)中心將成為可持續(xù)發(fā)展的算力基礎設施。當前，企業(yè)主要通過以下四類機制采購可再生能源電力：
最后，數(shù)據(jù)中心企業(yè)需要進行供應鏈脫碳。洞察報告中指出，對于能源密集型的數(shù)據(jù)中心來說，在其整個生命周期內(nèi)， 來自供應鏈等的Scope 3 排放所占的比例接近50%。而循環(huán)經(jīng)濟是減少Scope 3供應鏈排放的最有效途徑之一。了解供應商的循環(huán)經(jīng)濟實踐對于公司的環(huán)境可持續(xù)發(fā)展計劃和確定其 Scope 3 排放非常重要。
因此在設計之初，循環(huán)就必須納入到需求范圍內(nèi)。施耐德電氣將循環(huán)經(jīng)濟和生態(tài)設計理念引入到產(chǎn)品的整個生命周期，并以 “Green Premium”作為產(chǎn)品的綠色可持續(xù)生態(tài)標識，提升了材料的再生利用率，延長了產(chǎn)品的使用壽命。
顯然，這五步法則，不是簡單粗暴地“安裝”，而是需要排列組合，通過設定清晰、可行的戰(zhàn)略目標幫助數(shù)據(jù)中心運營商制定戰(zhàn)略頭腦，重新改造不同的、配套的運行系統(tǒng)，用合適的數(shù)字化手段進行維護運營，通過自建、投資或采購方式來實現(xiàn)最大化可再生能源利用率，并站在供應鏈上層視野，降低數(shù)據(jù)中心碳排放。
結(jié)語
千里之行，始于足下，唯有以終為始，數(shù)據(jù)中心的碳足跡，才能有跡可循，進而獲得可持續(xù)發(fā)展與長足進步。
本文章選自《數(shù)字化轉(zhuǎn)型方略》雜志，閱讀更多雜志內(nèi)容，請掃描下方二維碼
