第17期 2021/11/15
可持續數據中心的碳足跡，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生，都可能帶動整個地球環境系統的長期的、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，不少國家都把實現可持續發展及碳中和設定為國家戰略目標。作為數字經濟“底座”，數據中心的低碳可持續發展，無疑為推動碳中和目標及數字經濟長足發展提供重要“解題思路”。
多挑戰：可持續輪廓 模糊不清
數據中心的本質是將電力轉化為算力。自上世紀數據計算邁出第一步以來，在數據的帶動下，物與物，人與物，人與人，建立起千絲萬縷的聯系，而數據中心，作為數據流的“河道”，肩負著數據的接收、處理、存儲與轉發的職責。伴隨爆炸性數字化需求，能源消耗也一路高漲。根據CDCC數據來看，數據中心的碳排占全國總碳排的不到1%，如果僅僅從數據中心的絕對二氧化碳的排放來看的話，數據中心并不屬于一個高碳排的行業。然而，伴隨著無處不在的數字化轉型和自動化浪潮，各行各業需要更多的數據中心部署，以實現更加高速的IT算力，數據中心能源消耗也在迅速增長，相比其他行業來說，數據中心碳排放具有顯著的“乘數效應”。
但對于很多企業而言，建設綠色、可持續的數據中心，并不輕松。
首先，究竟什么樣的數據中心才算是可持續發展的數據中心？施耐德電氣能效低壓業務數據中心行業經理馬莉莎在接受至頂網記者采訪時表示，聯合國對于“可持續發展”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，令很多企業無從下手。此前，企業通常從降低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，建立可持續的清晰定義及科學評價指標是行業當下的迫切所需。
“在雙碳目標倒推下，可持續理念得到了更大關注，但是每家的統計指標各不相同。”馬莉莎舉例說，比如，有些公司只披露了全部的用電量，對數據中心數據指標暫無披露。而有些公司只披露了PUE，對用電量、用電結構、溫室氣體排放等數據卻選擇不披露。落基山研究所總監朱思捷對此深有同感，如果做不到“摸清家底”，數據中心運營商或許永遠也無法走上可持續發展的光明大道。
此外，企業還將面臨諸多內部挑戰。“如果一個工廠很老舊，設備根本無法做到可監、可測、可聯，企業數字化管理是‘模糊的’，那么實現可持續則是一項重大挑戰。”DeepKnowledge 深知社總經理孫杰給出了他的看法，先數字化，后可持續化，才能為數據中心的綠色發展提供無數種可能。
孫杰告訴記者，經營成本是企業內部面臨的最大挑戰。從企業運營來說，首要關注投資收益，這并非指設備的購買成本，而是設備的運營成本。比如，業主方在做數據中心投資建設時，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，之后再想節能降耗，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」
雖然在初期規劃時，很多企業的數據中心建設并非從可持續發展的視角出發，也面臨很多外部挑戰，但是在經過多年實踐之后，數據中心可持續發展路徑逐漸清晰可見。施耐德電氣能源管理低壓業務行業市場負責人趙天意這樣理解可持續的意義。
“雙碳，對數據中心來說，不僅是‘義’無反顧，也是‘益’無反顧，前者是社會責任，后者則是利益驅動。”從發展路徑來看，趙天意認為，數據中心能耗在企業整個電力能耗成本占比近50%以上，著眼未來，雙碳目標對于數據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”的可持續數據中心？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”，對于未來的技術演進“不認生”。
具體來看，可持續數據中心一定是“強健”的。作為整個數字經濟的“算力大腦”，可持續發展數據中心一定要確保整個系統的穩定可靠。
第二，數據中心也要足夠“敏捷”高效，能夠把每一份能源都轉化為算力。每一個單位的算力所消耗的能源越低，給業主、給計算方帶來的價值就越高。
第三，“可持續性很重要的一點在于能夠管理、吸納、利用不同的能源類型。不僅僅是可持續能源，同時對于波動性的能源也能夠吸納。”趙天意解釋說，數據中心的“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，這點對于數據中心的基層系統非常重要。”
最后，數據中心要“不認生”，未來能夠適應各個技術發展方向。在未來數據中心演化過程中，無論是邊緣計算、多站融合，還是大型、超大型數據中心、超算，都要求數據中心必須要有非常強的適應性，才能使數據中心可持續地融入到整個國民經濟和我們的日常生活之中。
新標桿：描繪可持續數據中心的關鍵要素
如前文所言，不少人陷入“低碳=可持續”的誤區，但效率僅僅是環境可持續性的一部分，企業需要進行整體把握。施耐德電氣聯合深知社、落基山研究所發布《中國數據中心可持續發展》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。基于在數據中心行業多年的探索，并結合眾多行業領軍企業、合作伙伴的經驗，施耐德電氣提出影響數據中心可持續發展的五大類指標，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個可測量的可持續指標。
這些指標，明確了數據中心可持續發展的方向。然而對數據中心運營商來說，操作起來仍存在不小的難度。對數據中心的建設者、使用者來說，如何把五大關鍵要素融入到數據中心全生命周期的過程，包括選址、設計、建造、運維當中？如何結合企業自身實際，制定切實可行的可持續發展的路徑？施耐德電氣分享了自己的實踐經驗和成果。
先行者：打造綠色數據中心升級范式
可持續發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務行業應用與創新總監張翼強調，建設可持續的數據中心，一定不是簡單的“1到N”的復制，而是像中醫處方所講究的“千人千方”，要對癥下藥。
很多企業真正開始可持續探索的時候，會面臨很多不同的挑戰。比如，每家企業的碳排、水用量、專業人才支持、所能支撐運營層面碳中和的能力各不相同。企業不妨先摸清自己“家底”，或者請第三方機構做碳排查，為實踐可持續數據中心制定好遠大且可行的目標，這是第一步。
“一個高效可持續的數據中心，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。”馬莉莎表示，“數據中心需要將可持續發展理念納入選址過程；優化供配電和制冷架構；通過數字化工具規劃設計流程；選擇綠色低碳的智能化產品。”
同時，建設可持續的數據中心需要提升運營效率。在推進數據中心運維標準化的同時，盡可能多的采用數字化手段、采用自動化控制系統，通過云服務獲得預防性及快速服務響應，持續迭代優化，并推行新能源改造。例如，數據中心的配電系統設計，一方面，既要符合可用性要求，另一方面，又要極力優化運行效率及總體成本和后期運維能力，傳統的CAD電氣圖紙配合表格計算，就不如于專業數字化仿真計算軟件來得精細，以施耐德電氣 ETAP電氣系統設計軟件為例，其能夠對所要設計的數據中心配電系統進行建模，提升運行效率和成本優化。
其次，高比例可再生能源應用是數據中心降低碳排放的重要途徑，也是實現雙碳目標的主要手段。當算力和清潔電力相結合，數據中心將成為可持續發展的算力基礎設施。當前，企業主要通過以下四類機制采購可再生能源電力：
最后，數據中心企業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據中心來說，在其整個生命周期內， 來自供應鏈等的Scope 3 排放所占的比例接近50%。而循環經濟是減少Scope 3供應鏈排放的最有效途徑之一。了解供應商的循環經濟實踐對于公司的環境可持續發展計劃和確定其 Scope 3 排放非常重要。
因此在設計之初，循環就必須納入到需求范圍內。施耐德電氣將循環經濟和生態設計理念引入到產品的整個生命周期，并以 “Green Premium”作為產品的綠色可持續生態標識，提升了材料的再生利用率，延長了產品的使用壽命。
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、可行的戰略目標幫助數據中心運營商制定戰略頭腦，重新改造不同的、配套的運行系統，用合適的數字化手段進行維護運營，通過自建、投資或采購方式來實現最大化可再生能源利用率，并站在供應鏈上層視野，降低數據中心碳排放。
結語
千里之行，始于足下，唯有以終為始，數據中心的碳足跡，才能有跡可循，進而獲得可持續發展與長足進步。
本文章選自《AI啟示錄》雜志，閱讀更多雜志內容，請掃描下方二維碼
