數(shù)字化時代，數(shù)據中心、5G建設強勁發(fā)展的同時，其高耗能問題也日益凸顯。作為支撐未來經濟社會發(fā)展的戰(zhàn)略資源和公共基礎設施，數(shù)據中心、5G建設也是關系新型基礎設施節(jié)能降耗的最關鍵環(huán)節(jié)。
特別是在“雙碳”目標之下，以數(shù)據中心、5G建設為代表的新基建，必須要成為加速綠色化進程的先鋒。
要數(shù)據也要環(huán)境
在數(shù)字化浪潮席卷之下，數(shù)據中心走向規(guī)?；?，成為蒸蒸日上的產業(yè)。人們將其在當今經濟社會中的重要作用，比作承載著經濟社會“數(shù)據呼吸”與“計算吞吐”的“數(shù)據心臟”。
然而，它所帶來的問題也令人瞠目。中國信息通信研究院和開放數(shù)據中心委員會發(fā)布的《數(shù)據中心白皮書》顯示，數(shù)據中心總體耗電量較高。微觀層面，一個超大型數(shù)據中心每年的耗電量超億千瓦時;宏觀層面，根據2020年初《Science》刊登的文章《重新校準全球數(shù)據中心能耗估算》，2018年全球數(shù)據中心的耗電規(guī)模達到全球總用電量的1%。
華為數(shù)字能源中國區(qū)副總裁、華為數(shù)據中心能源軍團中國區(qū)CEO胡春池告訴記者，從我國公開的統(tǒng)計數(shù)據看，不同機構的統(tǒng)計口徑雖略有不同，但基本上整個數(shù)據中心用電量是全社會耗電量的1.5%左右。
5G建設的高耗能同樣不容忽視。在華為舉辦的“綠色π”活動上，能源研究領域專家分享的數(shù)據顯示，一個5G基站的能耗是傳統(tǒng)4G基站的3倍左右。同時，由于信號傳輸距離縮短，基站覆蓋面積變小，5G基站數(shù)量約為4G基站數(shù)量2倍以上才能達到相同覆蓋范圍。據統(tǒng)計，三大運營商移動基站總電費每年高達200億元左右。
而數(shù)據中心、5G建設從高增長到平穩(wěn)期還需數(shù)年。根據華為發(fā)布的《數(shù)字能源目標網助力運營商加速碳中和白皮書》，以某運營商為例，根據未來5年5G建設計劃預測，以其傳統(tǒng)方式建設站點將帶來34%的運營成本增長，其中電費是主要增長因素。同樣，電費在數(shù)據中心10年發(fā)展總擁有成本中占比超過60%，成為數(shù)據中心盈利的關鍵因素。
要節(jié)能還要賦能
解決以數(shù)據中心、5G建設為代表的新基建高耗能問題，成為政府、業(yè)界共同發(fā)力的方向。
當前，北京、上海、深圳等城市紛紛出臺低電能利用效率(PUE)標準，降低數(shù)據中心能耗。
國家層面相關政策陸續(xù)出臺。去年7月，工業(yè)和信息化部印發(fā)《新型數(shù)據中心發(fā)展三年行動計劃(2021—2023年)》，提出深化新型數(shù)據中心綠色設計、施工、采購與運營管理，全面提高資源利用效率。支持采用合同能源管理等方式，對高耗低效的數(shù)據中心加快整合與改造。新建大型及以上數(shù)據中心達到綠色數(shù)據中心要求，綠色低碳等級達到4A級以上。
不久前，國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部等聯(lián)合印發(fā)《貫徹落實碳達峰碳中和目標要求 推動數(shù)據中心和5G等新型基礎設施綠色高質量發(fā)展實施方案》，提出到2025年，數(shù)據中心和5G基本形成綠色集約的一體化運行格局。數(shù)據中心運行電能利用效率和可再生能源利用率明顯提升，全國新建大型、超大型數(shù)據中心平均電能利用效率降到1.3以下，國家樞紐節(jié)點進一步降到1.25以下，綠色低碳等級達到4A級以上。
華為無線網絡產品線SRAN領域副總裁段浩介紹，華為將在設備高集成化、站點極簡化、網絡智能化、全生命周期環(huán)?；?個方向持續(xù)技術創(chuàng)新，構建5G全綠色網絡，支撐網絡能效提升。
技術創(chuàng)新是華為應對可持續(xù)發(fā)展訴求的殺手锏。胡春池介紹，華為在智能微模塊解決方案、綠色方案、電力模塊方案、安全方案、數(shù)字化方案等方面的創(chuàng)新，都是沿著工程產品化、產品模塊化、模塊智能化、數(shù)據中心低碳化方向發(fā)展，目標是構建更智能、更低碳的數(shù)據中心。
“比如，原來建設模式下的傳統(tǒng)機房PUE高，節(jié)能效果差。通過我們的智能微模塊方案，可把原來傳統(tǒng)、雜亂的數(shù)據機房打造成一個節(jié)能、高集成度設計、遠程可監(jiān)控的數(shù)據中心。將傳統(tǒng)PUE大于3.0的機房降到1.3以內。”胡春池說。“再比如，智能鋰電是當下創(chuàng)新熱點，傳統(tǒng)數(shù)據中心機房采用的鉛酸電池體積大、量重、壽命短。而我們采用智能鋰電技術來做這個系統(tǒng)，能量密度提升了3倍以上，占用不到30%的空間資源。”
胡春池介紹，AI技術在數(shù)據中心的部署，可降低能耗8%左右。“數(shù)據中心通過AI技術自動調優(yōu)，類似于辦公室中人走了自動關燈，空調根據人員流動自動調節(jié)。數(shù)據中心根據外界溫度、IT制冷需求，調節(jié)不同的參數(shù)，實現(xiàn)更節(jié)能。”
就新型基礎設施建設的碳排放影響，生態(tài)環(huán)境部國家應對氣候變化戰(zhàn)略研究和國際合作中心戰(zhàn)略規(guī)劃部主任柴麒敏指出，在需求驅動視角下，新型基礎設施建設將帶來明顯的增耗效應。而在技術創(chuàng)新視角下，新型基礎設施建設將帶來顯著的減排效益。有研究表明，5G技術單位數(shù)據傳輸能耗將有望降至4G的10%至2%，并有助于降低智能手機、物聯(lián)網等終端設備的電池消耗。
綠色新基建已在路上
“既要節(jié)能的新基建，也要新基建的節(jié)能。”這是“綠色π”活動上專家們的共識。
柴麒敏認為，綜合考慮增耗和減排的直接及間接效應，“十四五”期間，新基建每年平均將增加二氧化碳排放約7300萬噸。長期看，信息技術和能源技術“雙重革命”的疊加效應會進一步顯現(xiàn)，新型基礎設施對行業(yè)智能化升級改造、綠色化要素協(xié)同的減排效益將充分發(fā)揮。
全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會(GSMA)的報告指出，在歐洲和北美，移動通信技術對社會節(jié)能減排的貢獻在2019年達到1∶10，這意味著移動通信每消耗1千瓦時電的同時，降低社會用電達到10千瓦時。GSMA認為，這一數(shù)字將在2025年達到1∶20。
廣東省第二人民醫(yī)院數(shù)據中心采用了華為全新的FusionModule2000智能微模塊，通過模塊化的設計和工廠預制，數(shù)據中心建設周期縮短50%。此外，采用iCooling等技術后將PUE值從2.0降低至1.5以下。改造后的數(shù)據中心，每天節(jié)省的電量相當于一個普通病房兩年的用電量，目前醫(yī)院能耗已下降到原先的70%。
人們欣喜地發(fā)現(xiàn)，伴隨綠色節(jié)能新應用的實施，像廣東省第二人民醫(yī)院數(shù)據中心綠色化技術迭代的例子越來越多。
柴麒敏表示，“雙碳”目標下，新基建高質量實施“雙碳”戰(zhàn)略還有很多事情要做。為此，他建議，要提前布局轉型戰(zhàn)略，搶占全球零碳產業(yè)新賽道。加強頂層設計，強化新型基礎設施的綠色低碳導向，有效應對基礎設施碳排放鎖定效應和擱置資產風險。同時，引領資本流向，發(fā)揮公共投資的綠色低碳撬動作用。此外，應該出臺扶持政策，實施綠色新型基礎設施激勵計劃，提供新基建碳中和綜合解決方案等。(記者 曹紅艷)
編輯：郭成
