绿色数据中心

DCBIM（数据中心建筑信息模型）是中国通服上海公司绿色数据中心产品基地近年来持续推进的一项重点工作。中国通服上海公司敏锐洞察在数据中心业务板块 BIM 技术的应用价值需求，2018年启动陆续开展了DCBIM1.0和CBIM2.0的系统建设工作。其中，DCBIM1.0主要针对设计阶段的各专业协同，DCBIM2.0主要针对施工阶段的项目管理和第三方监理的相关功能。在此基础上，中国通服上海公司启动DCBIM3.0项目工作，主要是在前期项目的基础上持续深化，

为解决数据中心高能耗、高碳排放的问题，提出了一种考虑风光荷时空互补的绿色数据中心“风-光-储”多种能源多目标容量配置模型。首先，根据数据中心的时空转移特性及储能设备的运行特性，建立绿色数据中心多能架构中灵活性资源的数学模型。接着，在数据中心与储能的灵活性运行基础上，提出一种源荷互补性指标来描述源荷间的供需差异，并以平均度电成本与供需差异最小作为优化目标建立容量优化配置模型。最后，采用风电、光伏的全年出力预测数据进行模拟，利用Benders算法对容量配置模型进行求解，得到各数据中心的最优投资建设方案。算例分析验证了所提模型的有效性，结果表明引入新能源-储能供电以及数据中心时空灵活性能够降低用电成本，并提高了新能源的渗透率。

随着云时代的到来，互联网的算力正在集中向云厂商和大型互联网公司的大型数据中心，在我国力争实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的背景下，一方面这些数据中心正面临严峻的节能降耗和温室气体排放挑战，另一方面更集中的数据中心也为更加集中高效地降低数据中心的碳排放提供了机会。在过去的十余年间，数据中心绿色化的重点更多地偏向于数据中心本身的能源有效利用率的改善，通过对散热、冷却系统和服务器性能优化等，降低PUE(PowerUsageEffectiveness电源使用效率)，让更大比例的电能被用于计算机之上，而非辅助设备的用电，截止目前，部分互联网和IDC企业的PUE可以降低到1.3左右(PUE的基准数值为2，数值越接近1表明能效水平越好)。然而，只降低PUE值并不能让软件系统的能源尽可能高效地应用于服务用户、提高用户体验上仍然有可能有算力被无谓地浪费。因此，在数据中心硬件绿色化建设的基础之上，软件也在相应地为更好的硬件运用效率做优化，在保持服务能力和用户体验的同时，尽可能地提升绿色化。也就是说通过技术手段对计算资源科学分配，可以在降低碳排放的同时，实现算力共享、错峰使用，提高单位算力的效率。蚂蚁集团作为互联网企业的代表，其服务器使用量核数远超百万，服务器规模排名世界前十。为在保证服务稳定的前提下，改变因数据中心长期资源利用率低下造成造成数据中心电力资源浪费的现象。蚂蚁集团积极探索通过技术创新实现计算资源的合理分配。提高资源的利用效率减少服务器的用量，实现”双碳”目标。

数据中心是数字经济时代最重要的基础设施,是我国“新基建”的重要组成部分。随着国家“碳达峰、碳中和”目标的逐步推进,数据中心高能耗问题越发凸显并亟待解决。文章论述数据中心主要组成和面临的能效问题,并从数据中心选址规划、供电和制冷、IT设施（存储、服务器、网络、虚拟化等技术）、负载软件、能效跨层优化等方面阐述高效能数据中心关键技术,介绍数据中心的建设模式（大中小型、模块化）和发展趋势（绿色高效能、集中+分布、边缘计算）。为绿色数据中心建设发展提供参考借鉴,以推广更好的数据中心技术,更优质高效的为数字经济时代提供数据、算法和算力,为数字经济发展服务。

数据中心是新型基础设施节能降耗的关键环节，也是促进全社会降碳增效的有力抓手。近年来，我国数据中心规模不断壮大，推进数据中心绿色化转型升级势在必行。通过优化供电架构、提高绿电使用比例、绿色智能运营，越来越多数据中心实现节能降耗，有力服务数字经济发展。

随着电力行业信息化的发展，以及物联网、云计算、大数据等技术在电力行业的应用，电力企业数据中心的数据量呈几何倍数增长，促使服务器、存储设备的规模不断扩大，也带来了诸多亟需解决的问题，包括：机房扩建需求大大增加、建设成本和能耗持续刚性增长、信息化总体拥有成本（TCO）高、运维管理难度加大等。开展集约化、绿色化的IT基础设施建设、保障IT系统的高效低耗运行，已成为促进电力行业信息化发展的关键内容。 本项目以数据中心高效绿色制冷需求为导向，高度契合国家“3060”双碳目标，研发了“基于双碳目标的绿色数据中心智能冷却关键技术”，在国家电网系统内首个高功率机房 “信息机房及配套电源室（新建）机房环境建设项目”中完成了整体应用，这是目前国内数据中心中单机柜功率最高的应用案例之一。项目获得2项发明专利、13项实用新型专利、发表11篇论文。成都市科技成果评价中心组织的科技成果评价结论表明“整体技术处于国内领先水平，部分技术处于国际先进水平”。

6月6日，工业和信息化部等六部门联合发布2023年度国家绿色数据中心名单。国网安徽省电力有限公司数据中心入选，是能源领域唯一入选的数据中心。

​7月18日，天津市人民政府发布了关于印发天津市算力产业发展实施方案（2024—2026年）的通知，其中提到，提升新建数据中心能效。严格执行固定资产投资项目节能审查制度，从源头提高新建大型数据中心能效水平。持续开展绿色数据中心建设，加快推广液冷等先进散热技术，支持利用“源网荷储”等新型电力系统模式，鼓励企业探索建设分布式光伏发电等配套系统，促进可再生能源就近消纳。到2026年，新建大型及以上数据中心PUE值降至1.25以下。

废铅蓄电池全组分清洁高效利用处理技术通过开发电池自动破碎、精细分离工艺及设备，硫酸铅膏“氧化熔炼—还原吹炼”双侧吹富氧熔池熔炼技术及铅栅低温熔铸处理工艺，实现一次粗铅产出率70%以上，单位产品水耗0.3立方米/吨；塑料中铅含量小于0.01%，铜极柱回收率高于99.5%，锡、锑等有价金属回收率高于98%。适用于新建和改造的数据中心。

整机柜服务器采用48伏供电方案和双输入电源模块架构、虹吸散热技术、标准化设计并独立机柜监控单元（RMC）。IT部分采用池化设计，计算节点和存储节点分离设计，易于扩展。某数据中心使用北京百度网讯科技有限公司整机柜服务器产品，共采用20多个机柜，300多个服务器。单节点实现功耗节省18瓦以上，单节点供电部分年节电157千瓦时。预计应用10万节点以上。