2022年12月,全球首套商用海底数据中心陆地完工,其核心装备“海底数据舱”在海南三亚市陵水县进入海上安装阶段,预计2023年初投入使用。与此同时,由中国通信工业协会正式发布的《水下数据中心设计规范》团体标准将在2023年1月1日正式实施,内容涉及我国水下数据中心的设计、建设、运维各个环节。相对于陆上数据中心,海底数据中心具备有效节约土地、电力、投入成本等特点。因此,近年来开始受到越来越多的关注,我国沿海多地都陆续推出了海底数据中心规划。

海底数据中心(以下简称UDC)是将服务器等IT设施安装在海底密封的压力容器中,用海底复合缆供电、并将数据回传至互联网的数据中心,简单而言,UDC是放在水下密封压力容器中的IDC。

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UDC示意图

2021年以来,国家发改委、工信部等部门先后出台了《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》《“十四五”工业绿色发展规划》等,鼓励探索利用河湖、海洋等优势资源,建设利用自然冷源散热的数据中心,充分发挥气候水文和地形地貌等自然条件天然优势,因地制宜促进数据中心节能降耗。例如,沿海多省市计划开展UDC项目,海南省、山东省、广东省、厦门市等提出的海洋经济发展“十四五”规划明确提出支持UDC等基础设施建设,海底数据中心迎来发展机遇,注重自然环境成为数据中心选址的重要考虑因素。

图表 1  部分沿海省市发布政策支持UDC的建设

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即将商用的海底数据中心

早在2014年微软开始探索海底数据中心,启动了纳提克项目,开启了海底数据中心的征程。并在2020年9月公布了测试结果:海底数据中心故障率是陆地同等规模的云计算单元的八分之一,可靠性极高。

而国内海底数据中心起步相对较晚,2020年8月,国内企业北京海兰信数据科技股份有限公司联合联想、中通服、奇安信、海南移动等公司宣布在海南自贸港建设海底数据中心项目。2021年12月,全国首个商用海底数据中心落户海南三亚,项目总投资56亿元,计划分为三期完成100个数据舱布放和岸站建设。目前该项目正在安装阶段,预计2023年年初投入运行。

图表 2  传统数据中心与海底数据中心的对比

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海底数据中心建设成本更低

从陆上新建数据中心项目成本来看,主要包括建设期的一次性投入成本和长期运营成本两个方面。新建数据中心项目的一次性投入成本是指数据中心开发建设过程中企业需要投入的一次性费用,一般分为开发成本和开发期间费用,如下表所示。

图表 3  新建数据中心项目成本费用

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海底数据中心也不例外,建设成本主要包括:项目用地、数据仓、机电采购等费用。

我们知道数据中心用地一般为工业用地或仓储用地,另外商业用地、科研用地等也可以用来建设小规模的数据中心,这主要是依据土地所在地政府的相关规定,以及工业用地的土地价格。国内的海底数据中心,比如海兰信海底数据中心地下空间的使用就属于科研用地。

据悉,海兰信以8429万元取得海底数据中心项目(陵水黎族自治县2022-18号宗地)土地使用权,该宗地地上土地使用权面积40.6亩(用途为旅馆用地),出让价为7447万元;地下空间使用权面积30亩(用途为科研用地),出让价为982万元。地下空间出让价为37.3万元/每亩,与核心城市动辄每亩几百万相比,土地成本较低。

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该宗地为陵水黎族自治县首宗地下空间使用权的出让,也是首宗地上土地使用权+地下空间使用权相结合的出让。陵水土地使用权分层出让是加强城市地下空间开发利用管理的首宗成功案例,有效提升了土地的空间利用效率,这种模式也为沿海地区发展海底数据中心提供了参考。

天然冷源的利用是数据中心选址的重要方向

数据中心的选址不仅关系到企业业务的持续运营,还关系到企业能否可持续发展,所以,数据中心建设选址对于企业来说至关重要。目前来看,“双碳”政策实施以来,北上广深等核心城市PUE政策趋紧,企业在数据中心在选址时,一般会选择温度更低区域,同时需满足当地PUE要求。如张北(腾讯、阿里巴巴)、湖边(阿里巴巴千岛湖数据中心)、山洞中(腾讯贵安七星项目);放眼国际亦是如此,如北极圈(Facebook)、海底数据中心(微软)、海上漂浮数据中心(Google)等。

随着“双碳”政策的实施,充分利用自然环境成为绿色数据中心建设选址关注点,其中海底数据中心通过在海中快速部署数据中心,利用海水庞大流量作为冷却资源,为靠近海域地区的客户提供快速、低延时服务。经测试,海底数据中心(UDC)年均PUE比传统IDC机房更低,耗电量大幅低于传统数据中心,有效降低能耗成本。

海底数据中心能耗更低

数据中心制冷系统是除IT设备以外能耗占比最大的部分,目前常用的制冷技术包括风冷、液冷等方案,随着数据中心能耗政策的趋紧,IDC传统制冷系统如风冷空调、冷冻水等方案面临转型,而海底数据中心通过与海水进行热交换,利用流动海水对IT设施进行散热且能耗更低。

图表 5  各类数据中心解决方案PUE对比

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数据来源:工信部、海兰信

海底数据中心的高功率密度、绿色节能、低成本、高可靠性等优势有望引领数据中心基础设施的变革,同时,海底数据中心是实现绿色化发展的重点路径之一,有利于数据中心直接实现“碳中和”,成为数据中心行业的新范式。

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