“双碳”趋势下，数据中心如何进行规划设计创新？

伴随着数字经济的发展，数据中心产业规模进一步扩大，用能耗电量快速增加，为处理好发展与节能的关系，确保“双碳”目标的实现，数据中心在建设模式、技术、标准、可再生能源利用等方面不断挖掘节能减排潜力。

规划设计作为数据中心建设的开端，是推动数据中心节能减排必不可少的一环。选择哪种节能降碳的方案才能更有效的降低PUE，在哪些方面进行节能优化才能做好效益，怎样才能因地制宜的提高能源利用效率等，均是数据中心在进行规划设计时需要明确的。目前看来，数据中心在储能、制冷以及节能改造方面的规划设计创新尤为引人关注。

合理规划储能?提高清洁能源利用

数据中心的碳排放主要是由于电能的消耗，2020年我国数据中心总耗电量达到2000亿千瓦时，占比已超2.7%。预计到2025年，占比将增加一倍，达到4.05%。在这种情况下，想要减少碳排放，就必须进一步提高新能源的使用比例。

这首先要认识到其中的“冲突点”，即数据中心的运行需要安全持续稳定的供电，风能、太阳能等新能源受环境影响较大，供电是不稳定的。储能系统是解决这一冲突的方案之一，通过存储新能源的电力，便可实现稳定的电能供给。围绕这一现象，数据中心在规划设计上进行了多样化的尝试，并已有创新实践，如“源网荷储”的应用，其能够通过供能侧与用能侧的协同来合理规划储能，又例如世纪互联佛山数据中心储能试点项目，更是国内首次成功将规模化新型储能技术应用于大型数据中心的项目。

数据中心储能系统呈现出良好的发展趋势，不过，也应注意，储能系统的发展依旧存在众多难点。

在数据中心执行关键应用的环境中，增加新的储能装置，是比较大的变更，需要在技术、规划上进行认证，需要征得客户的同意，还需要评估增加储能装置对现有数据中心会有什么影响，并且，气候因素、电网要求、相关人员的培训等也需要进行考虑。

规划设计与技术结合?推动制冷系统能耗降低

数据中心在运营过程中会产生大量的热量，为保障机柜正常运转，需要进行制冷散热，数据中心相当一部分能耗便是用于此。

据统计，在一个PUE约为2的传统的数据中心总能耗中,IT设备能耗占比约为50%;其次是制冷系统能耗,约占35%;再次是供配电系统能耗,约占10%。最后是照明及其他能耗,约占5%。

通过规划设计，选择合理的制冷系统是降低能耗、降低PUE的有效手段，影响因素包括选址、建筑规模与方式、技术成熟度等。近年来，在制冷上进行节能减排主要表现为规划设计与技术的结合。其中，液冷、间接蒸发冷却成为被普遍认可的制冷方案。

据悉，数据中心是显热的负荷，对除湿、加湿需求较少，间接蒸发冷却只负责热量的交换，没有物质之间的交换，恰好符合数据中心的使用场景。液冷在数据中心上的应用与发展也有目共睹，单相浸没液冷的节能不依赖于气候与环境，在任何气候区都能够保障PUE在较低水平，日常维护也更简单。

由此可见，液冷、间接蒸发冷在推动数据中心节能减排上确有其优势，不过，在进行规划设计时，还需要考虑到自然冷源、数据中心实际效益等，不能照搬照抄。

加强规划改造?推动已建数据中心节能

为实现数据中心节能减排，国家及多个地方均设定了能效发展等目标。

如北京市经济和信息化局发布的《北京市数据中心统筹发展实施方案(2021-2023年)》提出，按照“四个一批”总体思路，通过关闭一批功能落后的数据中心、整合一批规模分散的数据中心、改造一批高耗低效数据中心、新建一批计算型数据中心和人工智能算力中心及边缘计算中心，以集约化、绿色化、智能化为目标，打造世界领先的高端数据中心发展集群。

对于数据中心行业而言，这意味着除新建数据中心要严格按照相应要求建设，不合规的已建数据中心必须进行节能改造，是规划设计中的重要内容。

具体来看，首先要明确节能改造的突破点都有哪些，也就是要弄懂传统数据中心能耗高的原因。一方面，是因为建筑围护结构，一些机房的墙体保温性能比较差，导致能源浪费。另一方面是供电系统的问题，部分机房会采用传统工频机，机组效率低，能耗大，发电热大。再者制冷系统问题也较多，如空调设备采用定频风机，运行能耗高，以及室内温度设定较低，导致蒸发器运行温度低，空调运行能耗高等问题出现。目前，现有数据中心的改造需要根据具体情况进行，不能一概而论，需要针对不同的问题进行全方位的升级优化：

一是整体性，节能改造并不是只是节能技术的改造，还包括整体功耗、运维等改造;二是安全性，不能为了指标而抛弃数据中心运营底限;三是先进性，改造过程中要采用先进且合理的技术方案;四是经济性，改造须在周期内完成，要把控好成本。

数据中心具备长周期运营的特征，一旦建成，运营周期可长达20至30年，为进一步实现节能减碳，数据中心须在规划设计便将相关因素考虑进去，包括储能、制冷等。而伴随着技术的成熟、相关方案的完善，数据中心将通过规划设计进一步推动节能减排。

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