中国数据中心可持续发展之旅 -构建低碳与可持续发展数据中心

SUSTAINABILITY中国数据中心可持续发展之旅中国数据中心可持续发展之旅——构建低碳与可持续发展数据中心施耐德电气商业价值研究院与深知社、落基山研究所联合出品施耐德电气商业价值研究院成立于2021年5月。遵循严格的方法和为社会做贡献的使命，通过对中国经济、产业和商业进行严谨、实用和创造性的研究，于成为推动中国经济、社会和企业可持续发展的领先我们的研究团队汇集了绿色智能制造、绿色能源管理领域的一线专家、深耕前沿技术的研发工程师、参与行业政策和标准制定的专家学者，也聚集了来自业界各科研院所的学术界领袖、为企业掌舵的管理层，以及来我们的研究内容涵盖行业、技术、宏观等方面，同时基于自身发展以及所提供的企业咨询服务中的积累，我们的研究方法结合定性和定量分析，通过一线调中高管理层把脉宏观，见微知著，助力企业探索可持续2数据中心环境可持续发展宣言从现在到可预见的未来，数据中心已成为中国新型基础设施重要的组成部分之年，以数据中心为核心的数字经济预计占中国GDP的50%以上，在数字经济爆发及气候变化压施耐德电气商业价值研究院联合数据中心行业生态伙伴与专家，探讨了促使数据中心可持心可持续发展缺乏清晰的定义和科学的衡量指标等。基于此我们共同定义了数据中心可持续性的关键要素，并将这些关键要素融入到了数据中心设计、建造、运行和维护整个全生命周期的据中心可持续发展的五大路径。我们认为：将数据中心的环境可持续性进行整体分析和优化，是确保我们能够满足当下及未来发展需求的必要条件！心所有者——共同探索数据中心可持续发展方案和路径！我们关注数据中心系统能耗和全生命周期成本，我们关注绿色能源应用和供能可靠性、灵在施耐德电气，我们赋能所有人最大化利用能源和资源，推动人类进步和可持续的共同发Lifelsn施耐德电气一、启程—数据中心可持续发展关键驱动因素满足托管租户要求遵守政府法规二、探索—实现数据中心可持续发展面临的挑战缺乏清晰的定义尚未建立科学的评价指标核算与披露滞后于市场需求亟需更加明确的政策支持来自企业内部的挑战三、目标—可持续发展数据中心的关键要素和衡量指标可持续发展数据中心的关键要素数据中心可持续发展衡量指标四、路径—实现数据中心可持续发展设定远大且可行的目标设计高效的运行系统实现高效地运行维护提高可再生能源使用比例进行供应链脱碳结语关于作者参考文献404数据中心可持续发展关键驱动因素6中国数据中心可持续发展之旅2019年，中国数字经济规模已达到35.84万亿元，占GDP的36.2%，预计到2030年该比重数据中心并非属于高排放行业，但值得注意的是，相比其他行业来说，数据中心的碳排放数效应”。无处不在的数字化转型和自动化浪潮需要更加高速的IT算力进而带来更多的数据中心部署，有关数据中心的低碳及可持续发展问题需要众多数据中心相关利益方提前布局和思考。租户数据中心与可持续发展》报告。报告显示，43%的多租户数据中心运营商已制定了全面的可持续发成本节约”和符合“公共舆论”导向也是运营商们关注较多的问题。影响数据中心行业可持续发展的重要因素长期运营韧性能力法规要求成本节约竞争压力长期法律风险管理良好的企业社会形象外部财务激励40%数据源：施耐德电气第64号白皮书《为何数据中心必须重视环境可持续性：四大关键驱动因素》根据温室气体协议和ISO14064标准，用于盘查温室气体排放情况的物理术语用“Scope”来定义，分为三类：(1)Scope1–直接温室气体排放，(2)Scope2–能源相关间接温室气体排放，(3)Scope3–其他间接温室气体排放，如商务差旅和供应链的排放。启程—数据中心可持续发展关键驱动因素提高效率仅是第一步——数据中心行业一直积极主动地采用电源利用效率（PUE）指标来提高设•满足托管租户要求•遵守政府法规•提升商业价值满足托管租户要求国际大型科技公司开启可持续进程的时间较早，如谷歌已于2007年于2017年实现了100%使用可再生能源支持运营的目标。2020年10月，腾讯宣布启动碳中和规划。2021年6月百度正式宣布将在2030年实现集团运营层面的碳中和目标。对比大型运营商，越来越多的托管服务提供商在其潜在客户的要求下也陆续将可持续性的承诺作为发展目标。施耐德电气的调研结果显示，90%受访企业都表示客户要求他们做出可持续发展的承诺。8中国数据中心可持续发展之旅效率和可持续发展对客户的重要性44%我们所有客户都希望看到具有合同约束力的效率和可持续发展承诺。部分客户要求将效率和可持续发展承诺写入我们多数客户不要求将效率或可持续发展承诺我们多数客户都希望在合同中加入效率和可持续发展条款。很少客户希望在合同中加入可持续发展承诺，但他们有效率要求。我们从来没有客户要求在合同中加入效率和可持续发展承诺。数据源：施耐德电气第64号白皮书《为何数据中心必须重视环境可持续性：四大关键驱动因素》启程—数据中心可持续发展关键驱动因素租户们的要求基本围绕着以下两个方面，满足这些要求对于托管服务提供商保留现有租户并吸引新租户至关重要：提供数据中心环境可持续性报告——租户需要其托管服务提供商提供有关环境可持续发展目标的信息并报告其进展情况。很多互联网巨头和大型企业已经承诺实现净零排放，而为实现这一目标，他们必须在其可持续发展报告中披露温室气体排放量。托管服务提供商的直接排放（Scope1）和能源利要收集供应商的碳足迹数据以供披露。减少价值链和供应链的温室气体排放——曾经，租户在选择托管服务供应商时会更加看重其节能租户要求供应商提供全面的温室气体排放报告和减排措施。施耐德电气商业价值研究院的数据中心行业专家在这份行业洞察的调研阶段走访了多家国内的主要托管服务提供商及其租户，这些企业的高管均表示，虽然从行业标准层面来看，目前对数据中心的可持续发展暂无明确要求，但他们均认为实现可持续发展是行业未来的主要方向。——腾讯IDC平台部绿色能源负责人“我们认为可持续发展目标可以帮助企业提高核心竞争力，在满足客“我们认为可持续发展目标可以帮助企业提高核心竞争力，在满足客——奥飞数据总裁助理中国数据中心可持续发展之旅遵守政府法规数据中心的资源消耗和碳足迹已经引起了政府和气候监管机构的关注。越来越多的监管机构开始采取行动，通过监管来遏制数据中心对环境的影响，目前政策监管集中在严控PUE上。施耐德电气商业市都陆续提出了数据中心绿色化的发展目标，北京更是量化了可再生能源在数据中心中的利用比例，按在2014年公布了强有力的HFC排放管控措施。逐步淘汰六氟化硫——在电气系统中用作绝缘气体6的六氟化硫（SF6）是导致全球变暖的主要温室气体，其温室效应影响力是二氧化碳的24000倍。加州空气资源委员会（CARB）提出在2024年底前逐步淘汰所有72kV及以下低压设备中的SF6气体。欧盟委员会正在考虑在2025-2030年间禁止SF6气体的使用。中国国家电网公司已要求其采购的开关设备中不含六氟化硫的设备不得低于指定比例。提升数据中心资源综合利用水平——随着数据中心的快速发展，将面临大量高耗能设备淘汰（如服务器、电池、电气设备、制冷设备等）的问题。不合理的处理处置有可能带来环境污染及大量碳排放的问题，而合理的梯次利用、有序的回收处理处置将能够为数据中心带来碳抵消作用甚至是负碳效果。近几年，发改委、工信部、国管局等部委已经提出要探索动力电池在数据中心开展梯次利用、加强数据中心废旧电器电子产品处理等方向。加强老旧数据中心节能低碳改造——工信部在19年和21年分别提出有序推动数据中心开展节能与绿色化改造工程，特别是能源资源利用效率较低的在用老旧数据中心和加速改造升级“老旧小散”数据中心，分类分批推动存量“老旧小散”数据中心改造升级。考虑支持采用合同能源管理等方式，对高耗低效的数据中心加快整合与改造。启程—数据中心可持续发展关键驱动因素“宣传可持续发展理念和发布可持续发展报告已成为传统广告的替代品，因为它们能够提升透明持续发展实践来提升他们的整体形象并在竞争中获得优势。通过部署可持续解决方案来降低成本——可以在数据中心附近就近部署可再生能源，如太阳能和供水温度等制冷解决方案可以节省大量能源。实施气流遏制每年可节省43%的制冷系统能源成本，相当于每年降低15%的PUE8。通过创新投资提高竞争力——高效不间断电源（UPS）、降容冷水机组冷却系统和锂离子电池等新型创新技术可以帮助数据中心所有者通过优化性能来提高产品竞争力。例如，目前市场上的三相UPS能够在双转换正常模式下实现97%的效率，在智能旁路模式（E变换-ECOnversion™)下实现99%的通过投资新技术吸引优质客户——一些对前瞻性技术的投资，如对液冷技术、能源再利用系统和氢燃料电池等的投资，将吸引数据中心使用者。例如，某一大型租户禁止托管服务提供商在特定地区使用柴油发电机，并调研了氢燃料电池这种替代方案。谷歌正在试点一种锂离子电池储能系统，取代其在比利时数据中心使用的柴油发电机9。KatrineJulieHeuer第135号白皮书，《冷热通道气流遏制对数据中心温度和效率的影响》中国数据中心可持续发展之旅使企业与ESG信息披露计划保持一致可吸引投资并引起投资者的重点关注。可持续发展承诺和相关进程有助于防范投资风险，因此越来越多的投资者开始根据特定的ESG相关标准对数据中心资产进策略中提到：“我们认为可持续发展应成为我们新的投资标准。”Governance&AccountabilityInstitute续发展目标纳入其运营和报告策略10。无独有偶，高瓴资本创始人兼CEO张磊在中国发展高层论坛有利于获取绿色金融支持——绿色债券作为一种投资手段，允许数据中心所有者根据Equinix、Aligned和DigitalRealty都通过发行绿色债券或环境可持续发展相关贷款目前，可持续发展已成为托管服务提供商及其租户首要关注的问题。租户的要求越来越高，不仅要求他们的供应商披露其可持续性，而且要以对环境负责的方式行事，因为他们需要将合作伙伴的经营也纳入自身的可持续发展目标中。能够设定并满足可持续发展目标的服务提供商将更容易吸引更多的客户和投资者。MarkSegal实现数据中心可持续发展面临的挑战中国数据中心可持续发展之旅任何一个行业的转型都面临着压力和挑战。虽然有相对明确的整体目标指引，但对行业中的各家企基于施耐德电气数据中心行业专家与众多企业高管和行业协会专家的探讨，我们列举了数据中心行业在实现可持续发展道路上将面临的五大挑战：.对可持续发展数据中心的定义不够清晰.尚未建立科学的评价指标.核算与披露滞后于市场需求.亟需更加明确的政策支持.来自企业内部的挑战缺乏清晰的定义究竟什么样的数据中心才算是可持续发展的数据中心？可持续发展的数据中心应该具有什么样的特点，关键要素有哪些？在整个生命周期的不同阶段又应该具有什么样的特点？很多企业将降低PUE作为陷入“低碳=可持续”的误区，但其实低碳仅是可基于施耐德电气深耕这一领域的行业专家经验，我们会在下一章节对数据中心可持续发展的关键要素进行详细阐述。探索—实现数据中心可持续发展面临的挑战尚未建立科学的评价指标我们可通过哪些指标来衡量数据中心发展的可持续性？在我们的调研中发现，虽然大家一致认为需要从整体的视角来衡量数据中心的可持续发展，但行业目前尚不具备完整的、标准的科学评价指标来进余热回收等纳入衡量体系中。结合领军企业的经验及施耐德电气行业专家的观点，我们会在下一章节说明我们对衡量数据中心可持续性评价指标的初步看法。“我们认为衡量低碳可持续数据中心的指标包含4个：统一标准的“我们认为衡量低碳可持续数据中心的指标包含4个：统一标准的PUE、电的——腾讯IDC平台部绿色能源负责人是全球水资源管理体系唯一的国际体系标准。苹果位于俄勒冈州的数据中心成中心领域开展环境可持续和经济有益的水资源开发利用，并将成为可持续用水的国内首家IDC作为我们的发展目标。”——蓝厅云景CEO中国数据中心可持续发展之旅核算与披露滞后于市场需求可持续性相关因素的核算是数据中心企业“摸清家底”的最关键和最核心的一步。但企业在做可持续核算时往往会遇到两个问题：核算范围应包括哪些？遵循何种标准和框架协议？目前，国家层面暂无关于数据中心行业的可持续核算标准，温室气体排放标准的工作也是刚开始，同时，企业目前更多地关注Scope1和Scope2两个方面，一些存在于Scope3里的和报废过程这部分的碳排放以及数据中心楼宇本身的碳排放通常还没有被加以核算和披露。我们在查阅了2020年国内22家数据中心企业的披露信息发现（如下图仍有2020年国内22家数据中心企业披露指标现状暂无披露报告年均PUE年均PUE及温室气体排放暂无数据中心相关指标披露探索—实现数据中心可持续发展面临的挑战亟需更加明确的政策支持目前，政策监管主要体现在严控PUE指标方面。但从长远来看，企业将面临因减碳所带来的短期成•更为开放的绿电交易市场：购买绿电是实现可持续发展的途径之一。但受制于交易机制尚未健全，数据中心用户尚不能与新能源发电企业签署直购协议，四方售电协议（政府，发电侧，用电•新能源使用的激励政策：购买绿电、绿证以及CCER13时会带来企业成本的增加。以最近广东绿心而言，无疑加大了企业运营成本。调研中的部分企业也表达了对绿电应用比例与能耗指标相挂钩这一问题的关注。除了行业中的通用问题之外，来自企业内部的挑战同样阻碍着数据中心企业的低碳及可持续发展•缺乏商业理由来证明和获得资金的支持显然，实现企业的可持续发展目标并非是一个部门就能解决的问题。数据中心的设计团队关注成本CCER指“核证自愿减排量”(英文全称ChineseCertifiedEmissionReduction)，单位以“吨二氧化碳当量(tCOe)”计。CCER是根据国家发改委颁布的《温室气体自愿减排交易管理暂行办法》开发成功的核证自愿减排项目所产生的减排量。可持续发展数据中心的关键要素和衡量指标目标—可持续发展数据中心的关键要素和衡量指标基于施耐德电气在数据中心行业多年的探索，并结合众多行业领军企业、合作伙伴的经验，我们在此提出数据中心行业的可持续发展应包含以下五大指标类别：•能源——数据中心的能源消耗占全球能源使用量的1-2%。除了通过提高运营效率减少消耗之外，使用可再生能源也有助于减少用电过程中产生温室气体（GHG）排放。报告能源消耗效率和可再生能源使用情况可作为数据中心运营商展示其在减少碳足迹方面取得的进展。室气体是导致气候变化的主要因素，也是当今社会面临的最紧迫问题之一。报告温室气体排放可展示数据中心运营商在控制气候变化方面做出的努力。•水——冷却塔和其他蒸发制冷技术因其高效率强制冷能力而成为数据中心主流的散热决方案。制冷技术的散热机制是水的蒸发，因此需要消耗大量的水。UptimeInstitute的研究表明，一个采用传统制冷方法的1MW数据中心每年的用水量约为2500万升。作为其整体可持续发展目标的一部分，报告用水量对于数据中心运营商来说变得越来越重要。•废弃物——数据中心在建设和运营期间会产大量废弃物。最大限度减少供应链产生的废弃物，并通过再利用和回收减少进入垃圾填埋场的废弃物，是推进环境可持续性的关键战略。报告数据中心废弃物的产生量和转移情况变得日益重要，并可能在不久的将来成为一种惯例。•土地和生物多样性——数据中心对所在地区的土地有直接影响，对其供应链所在的土地有间接影响。与商业办公楼的总面积相比，数据中心的占地面积虽然相对较小，但因涉及到专门建设的太阳能或风能发电场，对土地和生物多样性可能产生巨大影响，从而使企业受到冲击。因此，报告对土地和生物多样性的影响在不久的将来也将成为数据中心行业可持续发展的一个考量中国数据中心可持续发展之旅可持续发展数据中心的关键要素围绕以上五个指标类别，我们从设计、建造、运行及维护几个环节对可持续发展数据中心的关键要设计建造运行/维护•选择在施工过程中测量能源以减少数据中心冷却所需要指标的合作伙伴监控消耗的能源•持续改善运营，以提高能源•使用数字化的设计工具效率和可持续性–使用BIM，设计应输出到施工阶段–利用模拟来确保电气和制冷系统的性能•预测性维护•供配电系统设计•远程设备管理–在供配电链路尽可能使用更高的电压–使用高效变压器–使用带E变换模式的高效–减少变压器到芯片之间的的转换/损耗次数•制冷系统的设计–设计高温冷冻水系统–使用冷板式/浸没式液冷–最大化自然冷却时长–使用通道封闭–进行制冷量与热负荷的动目标—可持续发展数据中心的关键要素和衡量指标设计建造运行/维护–选择当地电网可以提供可再生能源；数据中心应通过PPA获得100%的可–选择废热可以再利用的–选择可以尽量减少施工材料运输的地点–选择公共交通比较方便的地点用于建设需要经常访问的托管型数据•供配电系统设计–部署微电网，进行数据中心碳排放强度和实时绿色能源的控制，同时提高供电的韧性–长期韧性–天然气柴发•当IT需求不确定时，采用模块化和预制化的设计手段•选择环保型产品•借助建设管理数字化工具–选择低碳的环保型建筑•最小化建设废弃物和排放•选择低碳环保型产品–无六氟化硫（SF6-free）–锂电池–高能效的IT设备•使用可循环/可回收的材料–可翻新再利用的IT设备–环保型包装材料•最大化利用可再生能源•废热再利用中国数据中心可持续发展之旅设计建造运行/维护•选择有回收/再生水源或水资源充足的地点•制冷系统的设计—在用水和能效之间寻找平衡设计建造运行/维护式来减少建设废弃物的产生解决方案和产品设计（耐用•借助预制模块化来减少建设废弃物的产生•通过升级、翻新来延长产物提供回收服务•翻新和再使用•提供IT设备的寿命结束服务目标—可持续发展数据中心的关键要素和衡量指标数据中心可持续发展衡量指标确定数据中心应跟踪哪些环境可持续发展指标是企业面临的最重要问题之一。来自投资者、监管机构、股东、客户和员工的压力越来越大，促使企业必须提高透明度，更清晰地汇报其数据中心运营所产生的的环境影响。指标驱动的透明度可为企业内部带来增值，通过跟踪和报告可持续发展指标来推动改进。对于企业外部，报告可持续发展指标会增加面向利益相关者的透明度，有利于在满足监管要求的同标准指标的缺失将给数据中心用户和运营商带来以下两个挑战：•基准测量问题——当企业根据不同的指标计算报告可持续发展的影响时，很难对绩效进行比有适当的测量基准指标，就很难知道哪些方面需要改进，哪些因素需要优先考虑，以及如何展示标和战略以及推动行动变得异常困难。选择标准化指标来报告可持续发展是解决上述问题的关键。在介绍我们建议的数据中心报告指标之前，还是让我们先回顾一下数据中心可持续发展旅程的三个阶段，这里我们参考的是世界可持续发展于评估数据中心运营商的整体可持续发展水平。我们将根据数据中心运营商所处的阶段来推荐相应的数据中心可持续发展旅程的三个阶段中国数据中心可持续发展之旅实现净零碳数据中心旅程的三个阶段实现净零碳数据中心旅程的三个阶段根据您所处的阶段来制定战略目标高级阶段初级阶段旅程开始•提高对气候危机的认识•设定有限的目标和雄心心之的差异实现重大个体贡献•设定基于科学的目标•减少直接和间接碳排放•开发低碳产品及服务•提供透明的行动计划•发展竞争优势•重新定义行业商业模式•领导价值链脱碳•推动价值链行动引领行业阶段净零碳数据中心的三个阶段及与之对应的指标能源温室气体排放水废弃物土地和生物多样性能源温室气体排放水废弃物能源温室气体排放水高级阶段初级阶段我们建议数据中心运营商在各个阶段使用这些指标，以尽可能清楚地表明其环境可持续发展数据中心可持续发展衡量指标测量整个数据中心的能源效率，使得基准测量和校准成为数据中心行业的难题。指标可能并不完美，但出以下八项原则来作为建立数据中心可持续性指标时的方向参考：•对数据中心至关重要•直接或间接反映对环境的影响•便于跨不同机构进行基准测量基于这八项原则，我们确定了23个关键指标建议，作为衡量数据中心可持续性的标准参考，运营商可基于这些指标来设定企业可持续发展目标并报告进度。目标—可持续发展数据中心的关键要素和衡量指标指标类别关键指标建议初级.总能耗.可再生能源消耗总量温室气体排放.温室气体排放：.基于地点的温室气体排放：.基于市场的温室气体排放：.温室气体排放：.基于地点的碳排放强度（Scope1+Scope2）.基于市场的碳排放强度（Scope1+Scope2）.碳抵消总量.实时供需匹配待定.现场总用水量.能源用水总量.供应链总用水量333/kWh3.产生的废弃物总量.填埋的废弃物.回收的废弃物.废弃物回收比率吨吨吨土地与生物中国数据中心可持续发展之旅在指标的指引下，数据中心运营商可进一步按照与各指标相关的框架协议及标准来规范运营。但这些框架协议和标准存在一定的复杂性，数据中心运营商在选择合适的行动指南时往往无从下手，而且没有哪个框架协议或标准会涵盖所有的指标。为此，我们做了最基本的梳理工作，将指标与最相关的框架23个关键指标与框架协议/标准矩阵指标类别关键指标推荐框架协议/标准能源（5）.总能耗.可再生能源消耗总量温室气体.温室气体排放Scope1）.基于地点的温室气体排放Scope2）.基于市场的温室气体排放Scope2）.温室气体排放Scope3）.碳抵消总量.实时供需匹配.GHG协议或ISO14064.GHG协议或ISO14064.GHG协议或ISO14064.GHG协议或ISO14064.GHG协议或ISO14064.GHG协议或ISO14064.N/A,参见讨论此主题的白皮书.无可用框架协议或标准.现场总用水量.能源用水总量.供应链总用水量.无可用框架协议或标准.无可用框架协议或标准.产生的废弃物总量.填埋的废弃物.回收的废弃物.废弃物回收比率土地和生物.N/A,参见讨论此主题的白皮书信息源：施耐德电气第67号白皮书《用于衡量数据中心环境可持续性指标的指南》们建议可借助在可持续发展领域具备丰富的数据中心行业经验的第三方顾问服务来帮助企业梳理这些实现数据中心可持续发展中国数据中心可持续发展之旅数据中心企业在明晰了可持续发展数据中心的关键要素和不同阶段的不同关键指标考量之后，应.设立远大且可行的目标.设计高效的运行系统.实现高效地运行维护.提高可再生能源使用比例.进行供应链脱碳设定远大且可行的目标越来越多的国内外头部数据中心运营商发表了对环境可持续发展的承诺。•“到2030年将实现中国运营范围内所有新一代超大规模数据中心100%采用可再生综合能源解决•“我们致力于在2030年实现整个价值链•“到2030年，微软将实现碳负排放及零废弃物，并解决水资源的问题即实现收集的水量超过全球•“任何希望成为Apple供应商的公司都必须承诺，在10年内要实现使用100%可再生能源生产苹果着商业价值获取的问题。为了实现这些远大目标，企业需要将可持续发展置于企业战略的高度。可持续对于很多企业来说，可能还不具备解决这些挑战的能力。施耐德电气在2020年的大样本现，97%的多租户数据中心提供者表示他们的客户要求具有合同约束力的效率和可持续性承诺，但仅有43%的多租户数据中心制定了详尽的可持续发展计划。而在此次商业价值研究院行业专家与10余家数据岗位来确保可持续发展战略落地，有4家企业采用了或正在采用专业的第三方咨询服务来帮助企业制定目标和规划行动路径。专业的可持续发展咨询服务可立足于行业视角，提供聚焦于企业的长期发展战略基于全球企业在可持续发展方面的表现，企业爵士（Corporat佳可持续发展企业100强”，施耐德电气从去年的第29名跃升至榜首，同时施耐德电气成为首家发布与域的深厚积淀，我们覆盖全球的可持续发展咨询业务，将更好地路径—实现数据中心可持续发展设计高效的运行系统1.将可持续发展理念纳入选址过程由于在数据中心能耗分布中，制冷系统的能耗占到除IT功耗外的绝大部分，故从数据中心的节能方面来看，在同样的IT设备技术条件下，气候温度是直接影响数据中心能耗的基本因素。选择气候条件适宜的地区可以提高制冷系统的效率，同时，处于自然冷却模式下，制冷系统的能耗大幅降低。在许多情况下，数据中心碳排放的很大一部分来自能源消耗。降低能耗对于减少供给侧的碳比例非常有必要。在未来的选址过程中，我们建议数据中心可以选择具有低碳或零碳排放的可再生能源比较丰富的地区（比如：风力资源丰富的沿海或西北地区，有大量弃风、弃光的地区同时要考虑可再生能源是否易于部署废热利用以及交通便利性等因素，因为这些因素对实现数据中心的可持续也发挥着重要作用。2.优化供配电和制冷架构数据中心IT负载的最大特点就是需要保证其供电和制冷的连续性。为此，运营商们一直通过部署冗不利于满足环境友好的要求。而随着IT技术的不断提升（比如云计算的出现为实现不同区域、不同数与数据中心之间的融合，这时我们就需要重新思考供配电和制冷系统冗余，综合能源管理以及备用电源的问题。施耐德电气基于多年对数据中心行业，新能源和架构的深刻理解，我们认为优化供配电和制冷架构来实现数据中心可持续发展可以从以下方面入手：•优化供配电架构——建设适度可用性的供配电架构（比如用N+1,DR，BR来取代2N架构从供配电全链路的角度思考问题（比如变压器阻抗对下游配电的影响探索主动的综合能源管理理发电机选项：连接假负载6发电机选项：连接假负载6中国数据中心可持续发展之旅从2014年开始，施耐德电气通过Cumulus项目对供配电链路进行优化21177344A5手动旁路连接列头柜连接列头柜或母线1配电系统链路设计.明确电网接入方案.合理规划配电颗粒度规模.验证Tier标准.定义拓扑架构2电网接入.明确供电电压等级.规划近景远景容量.选取电站类型.3变压器特性.明确变压器额定容量.电压等级.短路阻抗值(Zsc)4中低压设备选型.选取母线和开关的参数.设定上下游保护的选择性.核算成本及占地面积.分期部署模块化UPS.能源效率.可靠性/冗余度.电池类型6配电保护.电流计算.短路电流计算及选择性.稳定性分析.可靠性分析7柴发配电.短路容量及保护特性.改进配电架构.继电保护设置没式液冷选择合适的制冷系统（直膨式、冷冻水、直接新风、间接新风等采用合适的气流管方案可参考施耐德电气发表的针对数据中心制冷最佳实践的四十余篇白皮书。路径—实现数据中心可持续发展3.通过数字化工具规划设计流程数据中心的规划设计是一个多专业协同，多目标平衡优化的复杂过程，也是建成一个低碳可持续数术路线选取、可用性程度及工程单位成本多目标之间的相互牵制与影响，对于最终实现低碳节能数据中心至关重要。耗是低碳节能数据中心规划者最直接的任务之一。3）分期规划建设下的PUE与成本目标。大型数据中心的建设部署通常会划分为数个阶段。同大幅变化。综合考虑分期建设的方式也是低碳节能数据中心规划的艺术体现。正因为整个设计过程的复杂性，采用多种数字化工具来辅助设计流程，提高设计效率就变得至•配电系统数字化设计配电系统作为数据中心设计的重要部分，既需要全面符合其可用性的设计要求，又需要极力优化其设计运行效率，还需要综合考虑总体成本与后期运维能力。配电系统的数字化设计对于优化总体设计运业数字化仿真计算软件，并不能直观充分地体现电气设计参数的精细度。而精细度则是最终系统设备选型裕量最根本的基础。电气系统设计软件对所要设计的数据中心配电系统进行建模，可系统化地管控设计参数，合理选择系统设计指标及设备裕量以实现运行效率提升与成本优化；采用专业的低压配电柜规划软件可在早期优化低心规划者可将配电设备优化到最适用的程度；电力监控与一体化管理系统可将具有时效性的全链路数低压变压器智能照明系统低压开关柜智能低压灵活的通道封闭系统房间级/行级/机柜级精密空调模块化UPS低压变压器智能照明系统低压开关柜智能低压灵活的通道封闭系统房间级/行级/机柜级精密空调模块化UPS中国数据中心可持续发展之旅4.选择绿色低碳的智能化产品选择绿色低碳的智能化产品不仅可以提高供配电和制冷系统的效率，降低数据中心Scop3中来自供应链的隐藏碳，也将为运维阶段降耗减碳奠定基础。在主要配电设备的选型上，应选择全新能效等级的节能变压器与具有节能认证的低压配电柜和母线，还应选择拥有更高运行效率（且在更宽负载率区间施耐德电气能为数据中心提供一站式的低碳可持续的智能化产品高压/母线母线模块化配电列间模块化UPS制冷变频与控制路径—实现数据中心可持续发展实现高效地运行维护数据中心高效运行维护是数据中心全生命周期过程中的重要环节。高效运维的数据中心可确保其我们认为数据中心运维的标准化应包括：•按照数据中心基础设施运行维护标准组建运维团队，制定相应规章制度，包括技术文档管理、技除了上述普遍标准的认知以外，为保证数据中心可持续发展，我们认为在运行维护环节还需要重点实时数字移动技术等，使得运维人员时刻掌握数据中心运行状态和指标参数，记录存储重要参数载率、环境情况等，在不同运行模式之间进行自动切换。在保证可用性的前提下以获取更优的•持续迭代优化——强调数字化系统与专业人才的紧密结合。专业团队通过分析数字化系统获取的历史曲线，对比不同参数和运行模式对效率、用水量等的影响，不断优化参数设定、运行模式行新能源改造，以保证数据中心的可持续发展。中国数据中心可持续发展之旅1.推进数字化云平台，促进大数据分析和人工智能预测的落地传统的数字化的监测管理系统都是基于本地的包括传感器、数据传输网络、软件的系统，采用标准新的技术趋势是采用云端的服务平台，每个数据中心的重要设备配置通信接口和各种环境传感器，通过网络将数据传到云平台，可实现各型设备和各种技术路径的大数据共享和大数据分析，大数据分析的按照时间轴进行设定，可消除某些用户对新技术的疑虑，满足用户3.进一步挖掘制冷系统效率的选择外，气流组织设计也是影响制冷功耗的重要因素，热通道封闭比冷通道封闭更加节能。运维过程4.利用电网政策、新能源及储能的引入改变供配电架构推动可持续发展随着行业及政策的改变，电网电费的调整，绿电交易平台，使得在旧数据中心进行新能源改造以满足监管需求并获取投资收益成为可能。今天的时代，单纯只考虑数据中心建设本身很难占据行业领先地位，用户访谈表明，行业头部企业更深远的的思考是将数据中心与新能源建设甚至其他应用场景如充电投资，使得旧数据中心新的可持续发展的架构成为可能。由于多路电源的引入，将会造成供配电系统更将是一大研究重点。路径—实现数据中心可持续发展提高可再生能源使用比例高比例可再生能源应用是数据中心降低碳排放的重要途径，也是实现“双碳”目标的主要手段。当算力和清洁电力相结合，数据中心将成为可持续发展的算力基础设施。当前，企业主要通过以下四类机制采购可再生能源电力。企业采购可再生能源的四种机制机制经济性消纳1新能源发电企业在场内直接安装分布式发电设受8-9折电价折扣。低是2通过电力市场采购可再生能源电力可再生能源发电企业与企业用户之间通过电力市场直接签订的采购合同。过需求侧信号激励新能源投资3股权投资可再生能源企业直接投资可再并拥有项目的一部前期投资成本与项目规高是4购买可再生能源证书用户通过购买绿国际绿证i-REC高过需求侧信号激励新能源投资落基山研究所、施耐德电气商业价值研究院整理中国数据中心可持续发展之旅1.自建分布式新能源发电数据中心企业可在其园区内开发分布式光伏或分散式风电，所发电量供数据中心运营使用的同时，余量出售给电网获得相应电费收益。数据中心企业可选择自投或者由第三方发电企业投资开发分布式发2.通过电力市场采购可再生能源电力源的渠道，使得可再生能源比例较低地区的用户从可再生能源更为丰富的3.股权投资可再生能源项目企业还可直接投资场外集中式级别的风电或太阳能项目，通过拥有该项目特定比例的股权与环境权益来满足自身的绿电消纳目标。这一模式可以帮助到数据中心企业实现高比例绿电的消纳。这一机制一方面需要企业具有一定的资金实力，同时因运营管理新能源电厂超出常规业务范围，也需数据中心企业配备相应人员来确保项目的顺利推进。4.购买可再生能源证书企业还可通过绿证认购平台或者与发电企业双方协商购买绿证，抵消相应使用的电量，实现绿电消再生能源的目标。随着绿电交易的开展，需要谨慎处理绿电与绿证间关系，避免已交易的绿电的环境权电企业确认环境权益的唯一性。采矿/矿物分销采矿/矿物分销路径—实现数据中心可持续发展进行供应链脱碳在数据中心的碳足迹中，大部分来自Scope3的排放被广泛低估。弃物处理和数据中心价值链等产生的间接排放。例如，可能包括数据中心建设（购买的商品和服务员数据中心来说，在其整个生命周期内的Scope3排放所占的比例接国际上已经有越来越多的租户要求供应商提供全面的温室气体排放报告和减排措施，因此数据中心企业必须开始考虑Scope3排放量的测量和报告措施。对于数据中心用户来说，来自其供应链的Scope1和Scope2的碳排放是其Scope3碳排放的一部分。实现Scope3的碳中和将是数据中心企业最大的挑战。2021年7月，国家发改委发布了十再制造再使用/重新分销维持和延长寿命制造业制造业循环经济并不是在设备终期时才需要被考虑。当我们构思一个产品时，在它进入设计周期之前，循环就必须纳入需求范围内。施耐德电气很早就将循环经济和生态设计理念引入产品的整个生命周期，并硬件寿命终期处置引发的碳排放。了解供应商的循环经济实践对于公司的环境可持续发展计划和确定其可持续发展可降低数据中心能耗，吸引租户和投资，是企业提升未来核心竞争力的主要途径。放眼可持续发展可降低数据中心能耗，吸引租户和投资，是企业提升未来核心竞争力的主要途径。放眼未来，伴随着人们对数字化转型的渴望与日俱增，作为基础建设的数据中心行业必须将可持续发展作为其战略的重中之重。基于本次针对国内数据中心企业高管的深入访谈，我们发现已有企业开始行动，从战略规划、组织.在数据中心的设计阶段，通过将可持续发展理念纳入选址过程、优化供配电和制冷架构、利用数字化工具规划设计流程以及选用低碳可持续的智能化产品来设计高效的运行系统；现数据中心的高效运营；关于作者 *按不同机构的首字母顺序排列*按不同机构的首字母顺序排列致谢参考文献施耐德电气数据中心科研中心白皮书：4.《如何为IT用户分配数据中心能源成本和碳排放》第161号白皮书6.《UPS和储能系统选择锂电池系统的注意事项》第284号白皮书13.《冷热通道气流遏制对数据中心温度和效率的影响》第135号白1.TT-4数据中心投资成本计算器3.TT-6数据中心效率和PUE计算